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Vom natürlichen zum urbanen Ökosystem: Die Auswirkungen der Siedlungstätigkeit auf die Veränderung des Naturhaushalts

Examensarbeit 2005 110 Seiten

Geowissenschaften / Geographie - Phys. Geogr., Geomorphologie, Umweltforschung

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis

1 Dasökosystem
1.1 Die Weiterentwicklung einer wissenschaftlichen Be- trachtung
1.1.1 Das Problemfeldökosystem
1.1.2 Fazit
1.2 Das natürlicheökosystem
1.2.1 Stoff- und Energieflüsse in natürlichen Räumen
1.2.2 Zusammenfassendes Fazit
1.3 Das urbaneökosystem
1.3.1 Stoff- und Energieflüsse in urbanen Räumen
1.3.2 Fazit
1.4 Vom natürlichen zum urbanenökosystem
1.4.1 Fazit

2 Siedlungstätigkeit
2.1 Landschaftsveränderung und Flächeninanspruchnahme
2.1.1 Bevölkerungsentwicklung und -dichte
2.1.2 Anthropogene Landschaftsnutzung
2.2 Urbanisierung und Siedlungstätigkeit
2.2.1 Suburbanisierungsprozesse
2.2.2 Verkehr
2.2.3 Fazit

3 Die Auswirkungen der Siedlungstätigkeit auf die Veränderung des Naturhaushalts
3.1 Klima und Luft
3.1 1 Gegenüberstellung des urbanen und natürlichenökosystems
3.1.1 Lufttemperatur als verändertes meteorolo- gisches
3.1.3 Luftmassetausch in urbanen Räumen
3.1.4 Natürlicheökosysteme in urbanen Räumen
3.1.5 Luftverunreinigungen durch Siedlungstätigkei- ten
3.1.6 Klimatische Veränderung durch den Verkehr
3.1.7 Fazit
3.2 Böden
3.2.1 Veränderung durch Siedlungsfunktionen
3.2.2 Schwermetalle in den Siedlungsböden
3.2.3 Verdichtung und Versiegelung
3.2.4 Fazit
3.3 Wasserhaushalt in Siedlungsräumen
3.3.1 Wasserentnahme
3.3.2 Oberflächen als Einflussfaktoren innerhalb von Siedlungsräumen
3.3.3 Oberflächengewässer
3.3.4 Fazit
3.4 Die städtische Tierwelt
3.4.1 Haustiere
3.4.2 Fazit

Schlussbemerkungen

Quellennachweis
Literaturangaben
Im Internet einzusehende Quellen

Anhang

Vorwort

Die vorliegende Arbeit wurde unter größter Mühe und Zeitaufwand gefertigt. Während der Entstehung gab es so manches Ereignis, dass ich nicht allein hätte lösen können. An dieser Stelle möchte ich deshalb allen Danken, die mir so tatkräftig mit ebenfalls viel Zeitaufwand geholfen haben.

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1 Unzerschnittene verkehrsarme Räume in Deutschland

Abb. 2 Stoffkreislaufdiagramm des natürlichenökosystems

Abb. 3 Energieflussdiagramm des natürlichenökosystems

Abb. 4 Stoffverlagerung Deutschlands in die EU

Abb. 5 Entwicklung des Primärenenergieverbrauchs

Abb. 6 Energieflussdiagramm des urbanenökosystems

Abb. 7 Verbrauch und Verwertung von Verbrauchverpackungen

Abb. 8 Stoffkreislaufdiagramm des urbanenökosystems

Abb. 9 Energetische und stoffliche Wechselbeziehungen

Abb. 10 Bevölkerungsdichte 2002

Abb. 11 Bestand an Kraftfahrzeugen nach Fahrzeugart

Abb. 12 Veränderung derökosphäre einer Großstadt

Abb. 13 Bodenthermik

Abb. 14 Aufbau der Stadtatmosphäre

Abb. 15 Auf Straßenbäume einwirkende Stressfaktoren

Abb. 16 SO2-Emissionen in kt

Abb. 17 NOX als NO2-Emissionen in kt

Abb. 18 CO-Emissionen in kt

Abb. 19 CO2-Emissionen in Mio.t

Abb. 20 VOC-Emissionen in kt

Abb. 21 Staub-Emissionen in kt

Abb. 22 Die Emscher in Herne

Abb. 23 Entwicklungstendenzen

Tabellenverzeichnis

Tab. 1 Aufkommen, Beseitigung und Verwertung von Abfällen

Tab. 2 Veränderung verschiedener Klimafaktoren gegenüber dem unbebautem Umland

Tab. 3 Zusammenhang zwischen Emissionen und Umweltproble-

Tab. 4 Wesentliche umweltrelevante Prozesse im Boden

Tab. 5 Versiegelungsgrad von Stadtböden

Tab. 6 Status of Regulating and Cultural Services

Einleitung

In den letzten Jahrzehnten hat die Natur eine gravierende Veränderung erfahren. Dies ist nahezu täglich zu lesen und zu beobachten. Die Frage, ob und in welchem Ausmaßder Mensch die Verantwortung für diesen Wandel trägt, wird selbst in Fachkreisen kontrovers diskutiert. Unumstritten ist mittlerweile, dass der anthropogen bedingte Ausstoßbestimmter Stoffe wie z.B. FCKW oder CO2 einen negativen Einfluss auf die Umwelt darstellt. Welche Bedeutung jedoch der Siedlungstätigkeit für die Veränderung des Naturhaushalts zukommt, soll in der vorliegenden Arbeit untersucht werden.

Im ersten Kapitel wird der Versuch einer Darstellung und Bestimmung der Begriffeöko- logie undökosystem unternommen. Einer Unterscheidung von natürlichem und urbanemökosystem folgt eine Betrachtung ihrer Zusammenhänge und Wechselbezie-hungen.

Gegenstand des zweiten Kapitels ist der Wandel der Naturlandschaft zur Kulturlandschaft. Unter dem Aspekt eines explosionsartigen Anstiegs der Bevölkerungszahl und einer damit einhergehenden Flächeninanspruchnahme wird die dadurch entstandene Notwendigkeit eines Ausbaus von Siedlungen und Verkehrswegen beleuchtet. Hierbei wird keine detaillierte Unterscheidung einzelner Siedlungstypen und ihrer spezifischen Auswirkungen getroffen, da sich die vorliegende Arbeit tendenziell an einer Gesamtbe-trach- tung aller Siedlungsformen und -tätigkeiten orientiert.

Das dritte Kapitel fokussiert die relevantesten Veränderungen des Naturhaushalts auf- grund anthropogener Siedlungstätigkeit. Insbesondere wird in diesem Kontext auf Ver- änderungen des Klimas, der Luft, des Bodens, des Wassers und der Fauna eingegangen. Veränderungen der Flora finden an entsprechenden Stellen in den jeweiligen Kapiteln Erwähnung.

Aufgrund der Fülle von Teilbereichen handelt es sich bei dem Untersuchungsgegenstand der vorliegenden Arbeit um ein weitläufiges und offenes Feld, das sich aus diesem Grund eher als Schnittfeld vieler verschiedener Disziplinen versteht. Daher werden einige Teilbereiche, denen im weiteren Verlauf des Textes in Bezug auf die Siedlungstätigkeit periphere Bedeutung zukommt, nur am Rande erwähnt (wie z.B. der Tagebau, Reliefab- senkungen durch den Bergbau oder Reliefprägung durch Aufhöhungen mit Kulturschutt).

Direkten Ereignissen wie den Schreckensmeldungen nach der Tschernobylkatastrophe von 26.04.1986 wird in der vorliegenden Arbeit geringere Bedeutung zugemessen, da sie sich mit größeren Zusammenhängen als Einzelfällen wie einem Super-GAU oder anderen schrecklichen Ausnahmefällen beschäftigt. Es sollen gerade alltägliche und weniger offensichtliche Eingriffe durch Siedlungen oder ihr Entstehen in den Vordergrund gerückt werden.

Die UNEP (United Nations Program for the Environment) kategorisiert die Störung derökosysteme als eines der wichtigsten Umweltprobleme des 21. Jahrhunderts.1 Es wird als das neuntwichtigste Problem gelistet. Ob diese Einschätzung richtig ist, soll in der vorliegenden Arbeit geklärt werden.

1 Dasökosystem

In diesem ersten Teil der vorliegenden Arbeit werde ich mich mit der Entwicklung desökologiebegriffs und seiner Erörterung auseinandersetzen. Ich erachte es für notwendig, da der sehr wissenschaftliche Begriff im Alltag oft falsch genutzt und in der politischen Argumentation nicht selten manipulativ verwendet wird. Besonders trifft dies auf die Vorsilbe „Öko“ zu. „Ökologie“ wird häufig als ein „Weg zur Natur“ oder als Synonym für „Umweltschutzforschung“ verstanden. Diese Bedeutung ist heute in Politik, Planung und manchen Wissenschaften schon normativ.2 Der Begriff „Ökologie“ wird in der vor- liegenden Arbeit aber synonym für „Beziehungsgefüge von Lebensgemeinschaften zu ih- rer Umwelt“ verwendet. Dies beinhaltet auch die Beziehung der Menschen zu ihren Sied- lungsräumen. Die meist in der Biologie hervorgehobene Betrachtung der Bezie-hungsge- füge von Lebewesen untereinander wird hier ausgeklammert, da es für den Un-tersu- chungsgegenstand der urbanen Räume von minderer Bedeutung ist.

1.1 Die Weiterentwicklung einer wissenschaftlichen Betrachtung

Der Begriffökologie stammt aus dem Griechischen und setzt sich aus den Worten „oikos“ (Haus) und „logos“ (Lehre) zusammen. Das Wort „Ökologie“ tauchte schon 1858 bei Thorau auf, wurde aber von Haeckel 1866 geprägt und definiert.3 Haeckel be- schrieb dieökologie als Wissenschaft, welche die „Beziehung des Organismus zur um- gebenden Außenwelt“4 untersucht. Als Zoologe bezog er die Begriffsbestimmung sehr stark auf die Tierwelt. 1889 erweiterte er seine Begriffsbestimmung und nahm „alle (…) Organismen“5 im Sinne eines Haushalts der Natur in seineökologische Beschrei-bung auf.6

Sowohl die intensivere Auseinandersetzung mit dem Begriff als auch der Untersu- chungsgegenstand derökologie blieb sehr lange nur Anliegen der Biologie. Verdeutlicht wird dies bei Stugren (1974), der den Berufszweig derökologen den Zoologen und Bo- tanikern zuordnete.7 Diese Zuordnung hatte zur Folge, dass weitestgehend natürliche und naturnaheökosysteme im Zentrum des Interesses standen, da der Siedlungsraum allge- mein als naturfeindlich galt und es dort somit keinen „Naturhauhalt“ geben könne. Alle Lebensgemeinschaften in urbanen Räumen wurden als Zufallsprodukte abgetan. Man glaubte, dass Tiere und Pflanzen nur in geringer Zahl auftreten würden.8 Als vor knapp über 30 Jahren dieökologieforschung den Bereich der Stadt in ihre Analyse mit auf- nahm, konnte diese Fehlannahme berichtigt werden. Man fand sogar Gegenteiliges her- aus, indem man feststellte, dass der Artenreichtum der Flora und Fauna in Siedlungsräu- men teilweise sogar größer als in naturnäheren Umlandgebieten ist (siehe 3.4).9

Da es den Rahmen der Arbeit sprengen würde und es zudem für den weiteren Diskussi- onsinhalt von minderer Bedeutung ist, werde ich den Diskurs um die Definition und die Arbeitsweisen derökologie von den 1930ern bis in die 60er Jahre hinein sowie die Erweiterungen, Entwicklungen und Spezialisierungen bis in die 80er Jahre hier nicht aus- breiten. Somit beschränke ich mich auf eine Definition derökologie, über die heute weitgehende Einigkeit besteht: dieökologie, ähnlich zu der Definition von Haeckel, un- tersucht die Wechselbeziehungen von Organismen (Lebewesen) zu ihrer Umwelt (Lebensraum). Es besteht weitgehende, aber nicht vollständige Einigkeit, da sich die je- weiligen Autoren auf bestimmte Teilaspekte spezialisieren und demnach die Definitio- nen unterschiedliche Prioritäten erhalten.

Als der Botaniker Sir Tansley die wechselseitige Abhängigkeit von Tier- und Pflanzen- welt sowie eine enge Beziehung zu deren Umwelt erkannte, prägte er 1935 mit seiner Wortneuschöpfung den Begriff desökosystems.10 Die Betrachtung eines bestimmten Raumes bzw. die geographische Eingrenzung mit dem dahinter stehendenökologischen System fand aber erst nach seinem Tod 1955 Anklang in derökologieforschung. Einen Aufschwung erlebte dieökosystemforschung sogar erst durch das Internationale Biolo- gische Programm (IBP) Anfang der 70er Jahre und durch das 1970 von der UNESCO ge- gründete und immer noch aktive Programm „Der Mensch und die Biosphäre“ (MAB).11 Ziel dieser Programme ist die Ermöglichung einer Verbesserung der Lebensbedingungen der Menschen im Einklang mit einer dauerhaften Sicherung der natürlichen Lebens- grundlagen. An diesem Programm beteiligen sich mittlerweile 130 Mitgliedstaa-ten der UNESCO.12

Das Forschungsfeld derökologie wurde durch den Beginn der System- und im Speziel- len derökosystemforschung zwangsläufig vielschichtiger, da es von der Biologie allein in ihrer Ganzheit nicht mehr zu erfassen war. Neben der Notwendigkeit die verschie- denen Teilaspekte ganzheitlich zu ergründen, war es die Bewusstwerdung der Umwelt- probleme, die immer mehr Disziplinen veranlasste, der Systemforschung beizutreten, um ihren spezialisierten Beitrag zu ihren komplexen Fragestellungen zu leisten. Durch die sich anschließenden Naturwissenschaften wurde dieökologie zu einer Inter-Disziplin.13

1.1.1 Das Problemfeldökosystem

Die Disziplinvielfalt des neu entstandenen Problem- und Bestimmungsfeldes lässt Streit (1980) die Einheitlichkeit einerökologischen Theorie in Frage stellen.14 Mosimann (1984) hebt hingegen die Heterogenität desökosystems hervor und betont damit die Vielfalt der verschiedenen Aspekte.15 Sukopp/ Wittig (1998) berücksichtigen beide Be- trachtungsweisen, indem sie einerseits der fehlenden Fachsprachenkenntnis die Schuld am Unverständnis untereinander geben und andererseits die Notwendigkeit der Erfassung eines gesamtenökosystemkomplexes durch verschiedene Disziplinen darlegen.16 Nicht zuletzt wegen den unterschiedlichen Prioritätensetzungen, sind Uneinigkeiten unter den Disziplinen (insbesondere zwischen der Biologie und der Geographie) immer noch aktu- ell.17 Auch wenn dadurch in der Definition desökosystems die unterschiedlichsten An- sätze und Prioritätensetzungen entstehen, so wie es auch schon bei der Begriffsbe-stim- mung derökologie war, besteht weitgehende Einigkeit darüber, dass dasökosystem ein offenes und dynamisches System ist und dass die Erforschung der Organismen im Funktionsgefüge zum Lebensraum im Vordergrund steht.

Ein natürlichesökosystem lässt sich laut Bick et al. (1984) zwar generell von einem anderen natürlichen abgrenzen (z.B. dasökosystem des Sees, dass sich von dem benach- barten Waldökosystem, abgrenzt), stehen aber durch Energiefluss, Transport und Wande- rungen der Organismen in Verbindung (siehe 1.2.1 und 1.3.1).18 Zu einem ähnlichen Ergebnis kam schon Wolkinger (1977), als er die Vernetzung von natürlichen und städtischenökosystemen aufzeigte und für die Stadt als notwendig beschrieb, da sie dank Kreisprozessen von ihrem Umland mitversorgt würden. Damit hat er allerdings die Stadt als einen Siedlungsraum als einen „Ökoparasit“19 deklassiert.

Ein prägender Fortschritt in derökosystemforschung war die Unterscheidung der natür- lichen und naturnahen von urban-industriellenökosystemen. Ellenberg gilt hierbei als einer der Vorreiter. In seiner Definition desökosystems (1973) sprach er von einemöko- logischen Gleichgewicht, dass „sich bis zu einem gewissen Grade“ selbst zu regulie-ren vermag.20 Aufbauend auf Ellenberg unterschied Adam (1988) die beidenökosysteme über die Selbstregulierung ihrer Stoffkreisläufe und ihrer Energiekaskaden (siehe 1.2.1 und 1.3.1). Die Abhängigkeit der urbanenökosysteme von einer ständigen Zufuhr an zu- sätzlicher Energie ließihn die Unökonomie der urbanen Räume hervorheben.21

Mit genauerer Differenzierung des urbanen vom natürlichenökosystem wurde das Ein- beziehen der Siedlungsräume in das gesamtökologische System notwendig. Durch diese zunehmende Definitionsausdifferenzierung entstand eine genauere Betrachtungsweise und Erforschung der urbanen Räume, sodass die Stadtökologie Einzug in die Forschung hielt. Man erkannte, dass die Stadt, entgegen früherer Annahmen, nicht so lebensfeind- lich ist und die Prinzipien derökologie erfüllt. Ende der 70er Jahre gingen schließlich auch die Biologen dazu über die urbanen Siedlungsräume als Biosphären anzuerkennen und zu untersuchen.

Nach dem Einzug der urbanenökosysteme in dieökologie und einer genaueren Analyse des städtischenökosystems von Tomašek (1979) wurde in einem Kolloquium überökologische Terminologie (1980) ein grundsätzlich neuer Begriff desökosystems erar-bei- tet.22 Hier sollten die technischen Strukturen und Elemente und deren Ausbreitung in der Umwelt sowie das umfassende Netzwerk der Beziehungen und Kreisläufe zum Um-land berücksichtigt werden. Weiterhin beinhaltet diese Definition nicht mehr das Prinzip der Selbstregulierung, da es einer allgemeingültigen Definition, die auch für das urban-städ- tischeökosystem gilt, nicht mehr entspricht.

Auch Kennedy (1984) bezeichnet, wie Haeckel, dieökologie als „Haushaltslehre“, allerdings mit dem Zusatz, dass zu dieser Lehre auch die Betrachtung der gewachsenen Sozialsysteme und eine aktive Ressourcenschonung gehören. Weiterhin stellt sie die besondere Bedeutung der stadtökologischen Fragestellung heraus, die sich mit einer möglichen Vereinigung von dichter Stadtstruktur und angenehmen Lebensbedingungen beschäftigt.23

In jüngster Zeit erfährt dieökosystem- und Stadtökologieforschung eine Erweiterung des Arbeitsfeldes durch überregionale Ansätze, welche ein globalesökosystem sowie die Fernwirkung der Städte auf ihr naturnahes Umland betrachten. Dieser globalen Fragestel- lung gehen beispielsweise 1500 Wissenschaftler im Rahmen einer von der UN geführten Studie, die auf 4 Jahre angesetzt ist und rund 25 Million Euro kostet, seit 2001 nach. Am 30. März 2005 werden auf einer Pressekonferenz in London die Berichte zur Diskussion gestellt. Über die Ergebnisse und die endgültige Fassung wird man im Laufe des Jahres verfügen können.24

Eine andere, ebenfalls neuere Strömung ist die Herangehensweise der Kultur- oder der Humanökologie, die auf Ethnologie, Psychologie und Anthropologie basiert.25 Die Humanökologie ist eine Weiterführung bzw. eine Spezialisierung der Stadtökologie. Sie betrachtet vor allem die Zusammenhänge von menschlicher Gesundheit im Zusammenspiel mit ihrer Umgebung, meist also der Stadt.

1.1.2 Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich das Forschungsgebiet derökologie in den letzten 150 Jahren stark gewandelt und entwickelt hat, wobei die stärkste Entwicklung in den letzten 50 Jahren passierte und heute durch die UN-Studie immer noch Thema ist. Dieökologie veränderte sich von einer einzigen wissenschaftlichen Betrachtungsweise, der Biologie, zu einer Inter-Disziplin. Damit ging eine kontinuierliche Spezialisierung und Vertiefung der einzelnen Inhaltsbereiche einher. Aus derökologie, die die Wechsel- beziehung von Organismen untereinander und zu ihrer Umwelt untersucht, entstand der funktionale Ansatz derökosystemforschung, die sich mit der spezielleren Fragestellung nach der Funktionsweise und den Wechselbeziehungen (der Systeme) diverser Organis- men zu ihrer Lebenswelt beschäftigt. Mit der Betrachtung derökosysteme entstand eine Unterscheidung der natürlichen und naturnahen von den urban-industriellenökosyste- men. Daraus resultierte eine genauere Erforschung der Stadtsysteme, eben die Stadtöko- logie. So gelangte man von isolierten Natursegmenten zu einem in Wechselwirkung stehenden System, denn nicht die einzelnen Bausteine tragen zum Verständnis der Natur bei, sondern die Struktur des Ganzen.

1.2 Das natürlicheökosystem

Das natürlicheökosystem wird in der Alltagssprache, aber auch zum Teil in der Fachli- teratur als „Umwelt“, „Natur“ oder „Bio-Ökosystem“ bezeichnet. Die Frei-, Grün- und Waldflächen werden aufgrund der historischen Anpassung des Menschen an seine urbane

Abb.: 1 Unzerschnittene verkehrsarme Räume in Deutschland

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Umgebung schnell als „natürlich“ oder als die „pure Natur“ gesehen.26 Will man verschiedenenökologen Glauben schen- ken, dann hat das Erscheinungsbild der Stadt die Wahrnehmung des Natürlichen, der Natur, seinen Charakter verändert, sodass selbst kleine Parkanlagen als Aus- flugsort in die Natur wahrgenommen werden. Da in Deutschland über 95%27 der Fläche aus einem anthropo- genenökosystem besteht und über 68%28 urbar gemacht wurde, stellt sich die Frage, ob es hier überhaupt noch naturna- heökosysteme gibt, zumal die Urland- schaft eine Laubvegetation darstellte.29

Quelle: Unweltbundesamt30, veränderte Darstel- lung

Einen Eindruck von der anthropogenen Überprägung der Landschaft bekommt man, wenn man sich das Verkehrsnetz der BRD bzw. die unzerschnittenen verkehrsar- men Räume, die spärlich gesät sind, anschaut (siehe Abb. 1). Das Funkkolleg „Mensch und Umwelt“ gibt im Wesentlichen den Eingriffen der Industrieländer in den Naturhaus- halt die Schuld am desolaten Zustand der Umwelt.31 Damit sind insbesondere die Ver- änderungen der Elemente der Naturgüter (wie Klima, Luft, Boden, Wasser, Flora, Fauna) und die Stoffkreisläufe im Austausch der Naturelemente untereinander gemeint. Der Na- turhaushalt ist prinzipiell der Einfluss von biotischen und abiotischen (lebenden und nicht lebenden) Faktoren auf das Wirkungsgefüge desökosystems solange es nicht dem menschlichem Einfluss ausgesetzt ist.

Die zuvor angesprochene Befähigung zur Selbstregulation wird von vielen Autoren nur den natürlichenökosystemen zugesprochen und grenzt sich somit von den urbanen oder anthropogen geprägtenökosystemen ab.32 Unter der Selbstregulation versteht man z.B. die Gesetzmäßigkeiten der Populationsdynamik. Eine Population kann zunehmen, aber immer nur bis zu einer gewissen Kapazitätsgrenze. An diese Grenze nähert sich die Po- pulation langsam an und pendelt sich um den Grenzwert ein. Sie kann aber auch expo- nentiell überschritten werden, was einen mehr oder minder abrupten Zusammenbruch bis unter die Kapazitätsgrenze zur Folge hat. Auf ein menschgeprägtesökosystem kann man diese Selbstregulation nicht übertragen, da der Mensch zwar zu der exponentiell wach- senden Population gehört, der aber bis zu diesem Zeitpunkt vor keiner Wachstumsgrenze Halt gemacht hat.33

Man kann drei Prinzipien von Systemen im Allgemeinen unterscheiden:

1. Die abgeschlossenen oder isolierten Systeme, die in keinerlei Austausch mit ihrer Umwelt stehen.
2. Die geschlossenen Systeme, die nur Energie mit ihrer Umwelt austauschen.
3. Die offenen Systeme, die sich mit ihrer Umwelt im Stoff- und Energieaustausch befinden.

Ökosysteme gehören zum dritten Prinzip. Doch auch wenn jedesökosystem immer im Austausch mit seiner Umwelt steht, gibt esökosysteme, die weitestgehend autark oder autonom sind. Zwar ist der Energietausch immer noch die Triebkraft, der Kreislauf und Austausch von Stoffen vollzieht sich aber weitestgehend innerhalb einesökosystems. Weiterhin ist prägnant, dass dieökosysteme aus anderen untergeordneten, kleineren Sys- temen (biologische Systeme - Vegetation/ Lebewesen - Tiere, Insekten sowie orga- nische, anorganische, chemische/ leblose Systeme) aufgebaut und miteinander verknüpft sind. Nur durch die Verkettung mehrerer Elemente kann es zu einem Stoffkreislauf kom- men und so ein intaktesökosystem bilden.34

1.2 Das natürlicheökosystem

1.2.1 Stoff- und Energieflüsse in natürlichen Räumen

Um sich dem natürlichenökosystem zu nähern und die Kreisläufe zu verstehen, muss man vor allem die Literatur der Biologie mit einbeziehen. In dieser Literatur findet man nur selten, wenn überhaupt in neueren Werken, den Menschen als einen Teil desökologischen Systems. Der Schwerpunkt liegt hier bei der Betrachtung der Energie- und Stoffkreisläufen sowie bei den Nahrungsketten der Organismen, wobei das Hauptforschungsinteresse meistens bei den Tieren und Pflanzen ist.

Der Kreislauf von Nahrungsketten ist beispielhaft für natürlicheökosysteme samt Stoff- kreislauf und Energiefluss und besteht aus Produzenten, Konsumenten und Destruenten. Der Produzent ist ein autotropher Organismus, der entweder aus der Lichtenergie der Sonne (Grünpflanzen) oder aus chemischer Energie (verschiedene Bakterienarten) orga- nische Verbindungen aufbaut. Die Produzenten oder Autotrophen, wie sie auch genannt werden, wandeln also Licht- oder chemische Energie in Nahrungsenergie um. Der Kon- sument, als heterotropher Organismus, daher auch Heterotroph genannt, ernährt sich von der aufgebauten Nahrungsenergie der Autrophen. Die Heterotrophen sind nicht in der Lage, eigenständig organische Verbindungen aufzubauen und müssen sich von anderen Organismen ernähren.

Der Konsument erster Ordnung ernährt sich von dem Produzenten und ist meist ein Pflanzenfresser. Der Konsument zweiter Ordnung (Fleischfresser) ernährt sich von dem erster Ordnung. Der Konsument dritter Ordnung (ebenfalls Fleischfresser) von dem zweiter Ordnung usw. So ist die Weitergabe der Nahrungsenergie vom Produzenten zum Konsumenten erster Ordnung, zum Konsumenten zweiter Ordnung usw. abfallend. Von Weitergabe zu Weitergabe nimmt die nutzbare Energie ab. Das ist auch der Grund, wa- rum es in einemökosystem nach dem Gesetz der Nahrungspyramide35 immer mehr Pflanzenfresser als Fleischfresser gibt.

Als letztes Glied der Nahrungskette zerlegen die Destruenten (das sind vor allem Mikro- organismen) das meist tote oder ausgeschiedene organische Material. Bei dem Zersetzen werden wieder viele Stoffe (Kohlendioxid, Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Methan, Wasserstoff, Phosphat, Chlor, Natrium, Kalium, Kalzium und verschiedene Metalle) frei und an die autotrophen Organismen weitergegeben.36 Die Destruenten, zerlegen das organische Material in anorganische Stoffe. Diese anorganischen Stoffe werden dann von den Produzenten in organische Stoffe umgewandelt.37 So wird aus der Nahrungskette ein sich schließender natürlicher Stoffkreislauf mit einem Energiedurchlauf.

Der Stoff als Energieträger befindet sich in einem Kreislauf, geht somit in keinen anderen Zustand über und wandelt sich nicht. Damit entsteht eine restlose Wiederverwertung und stellt einen perfekten „Recyclingprozess“ dar:

Abb. 2 Stoffkreislaufdiagramm des natürlichenökosystems

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Strey: leicht veränderte Darstellung38

Alle Stoffe in einem System befinden sich in einem Kreislauf, der von Energie angetrieben wird. Jede Lebensstufe verbraucht mehr Energie, welche schließlich als Wärme aus dem System entfernt wird, was einen einmaligen Energiedurchgang zur Folge hat.39 Somit wird aus aller Energie Wärme:

Abb. 3 Energieflussdiagramm des natürlichenökosystems

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Strey, leicht veränderte Darstellung40

Strey, Gernot (1988):ökosystem Stadt, Reihe: Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e.V. (BUND) (Hg.): Umweltschutz im Unterricht. Materialien zur Umwelterziehung. Heft 21, S. 12

Die Quelle aller Energie ist die Sonne bzw. ihr Licht. Die Sonnenenergie wird entweder gespeichert oder als Wärmeenergie in den Raum zurückgestrahlt.41 Die auf der Erde an- kommende Sonnenenergie kann von den Grünpflanzen nur zu einem sehr geringen Teil gespeichert werden, nämlich zu 1 bis 5%. Andererseits speichert die Pflanzenmasse zehnmal mehr Sonnenenergie, als die Welt an Energie braucht.42 Von dieser Energie stehen noch 10 - 80% den Pflanzenfressern zur Verfügung. Diese Angaben variieren je nach Breitengrad und Vegetation.43 Die Sonne ist aber nicht die einzige Energiequelle, denn für vieleökosysteme sind Wind, Regen, Wasserströmungen und Brennstoffe, die allerdings erst durch die Sonnenenergie ermöglicht werden, als Energiequelle von großer Bedeutung.44 Die Energie ist essentiell, um den Kreislauf des Lebens anzutreiben. Sie ist die erste Größe der Nahrungskette und des damit verbundenen Stoffkreislaufes.

Es gibt aber nicht nur Stoffkreisläufe, die auf einer Nahrungskette beruhen, sondern auch solche, die auf dem Austausch und der Wanderung von Stoffen innerhalb eines Systems basieren. In ebenen Lagen befindet sich der Stoffkreislauf im Gleichgewicht, auch wenn es Verlagerungen bzw. Stoffaustausch gibt. An einem Höhengradienten kann der Stoff- austausch einseitig verlaufen. Verdeutlichen kann man dieses am Regenwasser. Der Nie- derschlag auf den höheren Lagen fließt zu einem großen Teil in das das tiefer gelege-ne Gebiet. Dieses Niederschlagwasser verursacht eine einseitige Stoffverlagerung und damit einökologisches Ungleichgewicht. Margalef (1979) spricht sogar von einem „Ausbeu- ten“ der Hochlagen durch die Tieflagen.45

1.2.2 Fazit

Das natürlicheökosystem ist ein offenes dynamisches System mit funktionierenden Stoffkreisläufen. Die Stoffkreisläufe befinden sich in einem Fluss, einem perfekten „Re- cycelprozess“ der Stoffe. Es besteht also ein natürliches Gleichgewicht mit einem ausge- glichenen Naturhaushalt, das als Status einer Naturlandschaft gesehen werden kann. In einem idealtypischen natürlichenökosystem werden damit alle Outputs wieder als Inputs verwertet, sodass bezogen auf das natürlicheökosystem insgesamt keine Abfälle anfallen. Der Stoffkreislauf wird allein durch die Sonnenenergie angetrieben, welche vom Autotrophen bis zum Destruenten weitergegeben und anschließend als Wärme aus dem System entfernt wird. Durch den Stoffkreislauf bedingt sich eine Selbst-regulierung des Haushaltes und der Artenvielfalt und -anzahl. Das natürlicheökosystem ist also viel mehr als „die Natur“, die der stadtgeprägte Mensch in einem Park sieht.

1.3 Das urbaneökosystem

Das urbaneökosystem wird in der Fachliteratur häufig auch als urban-industriellesöko- system, Techno-Ökosystem oder städtischesökosystem betitelt, woran sich auch der vorliegende Text orientiert. Gemeint sind siedlungstechnische Einrichtungen und Sied- lungen aller Art, wie Städte, Ballungszentren, Industriegebiete, etc. Wie in 1.1 schon angesprochen wurde das urbaneökosystem lange Zeit von Biologen undökologen nicht alsökosystem anerkannt. Es ist ein künstliches System, das der Mensch geprägt hat und weiterhin verändert. Eines in dem die Energie- und Stoffkreisläufe, wie in 1.2.1 be- schrieben, nicht autonom sind.46 Daraus resultiert eine instabile Balance des urbanenökosystems, dass nur durch ständigen Energiezuschuss stabil zu halten ist.47

Um die daraus resultierende Gefährdung eines urbanenökosystems beurteilen zu können, muss man sich mit der Bedeutung der Stabilität, der Belastung und den Fähigkeiten zur Regulation auseinandersetzen:

Die Stabilität ist die Eigenschaft einesökologischen Systems, nach einer Störung wieder zu seiner Ursprünglichkeit zurückzukehren. Der zeitliche Bestand eines Systems hat keinen direkten Einfluss auf die Stabilität, denn der Regenwald als Beispiel, der seit Jahrhunderten imökologischen Gleichgewicht steht, ist äußerst labil und nicht in der Lage stärkere Eingriffe des Menschen selbständig zu kom- pensieren.

Die Störungen durch den Menschen können zu den Belastungen gezählt werden, da sie Einfluss auf dasökosystem haben, es aber nicht direkt vernichten.

Hier kommt die Belastbarkeitsgrenze einesökosystems ins Spiel, denn wenn die Belastung über die Fähigkeit zur Regulation hinausgeht (also Belastungen abzubauen, ohne Schaden zu hinterlassen), ist diese Belastbarkeit missachtet oder unabsichtlich überschritten worden.48

Eine Sensibilisierung für dieses empfindliche System und seine Kreislaufzusammenhän- ge fand erst mit den ersten Gefährdungen und Katastrophen statt: Smogalarm, Dioxin- vergiftungen, Tschernobyl, Gefährdung des Trinkwassers durch das gewaltige Abfallauf- kommen, usw.49 Es wird deutlich, dass dieses System, auch in der Urbanität und der technologisch dominierten menschlichen Welt, ein System auf der Grundlage eines UrsacheWirkungs-Modell ist. Dieses ist geprägt durch ein Netz von Rückkoppelungen und verschachtelten Regelkreisläufen, die nicht immer gleichförmige und erwartbare Entwicklungen durchmachen.

1.3.1 Stoff- und Energieflüsse im urbanen Raum

Aufgrund von Bebauungen, hohen Bevölkerungszahlen, Verkehrsdichte samt Lärm und Emissionsbelastungen, Industrie und der immensen Überprägung des natürlichenökosystems entsteht ein veränderter Wirkungskomplex. Das daraus resultierende urbaneökosystem hat seine eigenen Strukturen und Wirkungsflüsse und damit sich eigenständig herausbildende Stoffströme und Energieflüsse.

Abb. 4 Stoffverlagerung Deutschlands in die EU

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Haber50

Die Abbildung zeigt die Einfuhr bzw. die Stoffverlagerung von mineralischen Rohstoffen und Metallen in die EU. Sie gilt als Beispiel für die globalen anthropogenen Stoffverlagerungen in die Industrieländer, nicht als Darstellung der aktuellen Situation. Die Stoffanreicherungen und -vermischungen, die die Stoffverlagerungen bewirken, enden größtenteils als Abfälle.

1.3.1 Stoff- und Energieflüsse im urbanen Raum

Signifikant für Stoffkreisläufe, -ströme oder -durchflüsse innerhalb eines und in ein ur- banesökosystem ist, dass sie nicht ohne menschlichen Eingriff stattfinden können. Neben den vom Menschen eingeleiteten Stoffströmen, die also künstlichen Ursprungs sind, gibt es auch vom Menschen veränderte und umgeleitete natürliche Stoffströme.

Die natürliche Versickerung des Regenwassers und die Umlenkung in technische Anla- gen innerhalb der urbanen Räume verdeutlicht dieses. In der weiteren Ausführung der Arbeit liegt der Schwerpunkt aber bei den vom Menschen eingeleiteten und verursachten Stoffflüssen.

Es handelt sich bei bereits genannten den Stoffflüssen vor allem um Materialflüsse, die den Weg eines Stoffes von seiner Gewinnung als Rohstoff über die Stufen der Vered- lung, über die Stufe des Endproduktes, den Ge- oder Verbrauch bis zur Entsorgung oder seiner Wiederverwertung beschreiben. Aus dem Blickwinkel eines urbanen Raumes handelt es sich um den Weg eines Stoffes in diesen Raum und um den Weg wieder hin- aus. Hierbei kann es sich sowohl um künstliche als auch um natürliche Stoffe handeln. Die Stoffflüsse verdeutlichen eine Verflechtung und Abhängigkeit der Siedlungsräume zu ihrem Umland, teilweises auch ihrer globalen Wechselbeziehung.51

Zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der Städte zum Umland kann man Siedlungs- räume bzw. Städte, Ballungszentren, etc. anführen, die nicht an einem Fluss, See oder einer anderen Wasserquelle liegen und darauf angewiesen sind, dass Wasser über Fern- leitungen zu diesen Siedlungen und in die Haushalte transportiert wird. So kann jeder Haushalt durch Wasserleitungen über Wasser verfügen, wann er will. Umgekehrt muss das Abwasser, allein schon um eine gewisse Hygiene zu gewährleisten, umgekehrt aus dem Siedlungsgebiet gelangen, sodass in den 50er Jahren fast alle Haushalte an die Ka- nalisation geschlossen wurden. Das mindert jedoch nur die punktuelle und nicht die globale Verschmutzung, denn sie wird nach außerhalb, nicht selten in Flüsse und Ozeane transportiert (siehe 3.3.2).52

Das gleiche Versorgungsprinzip gilt für Energie, sowie für Nahrung, Kleidung, etc. Ähnlich wie im natürlichen Kreislauf wird die Zuführung bzw. der Stofffluss durch Energie gewährleistet. Dieser urbane Stofffluss ist prinzipiell nichts anderes als eine Ma- terialverschiebung die in der Bilanz der Stoffmenge einen Anhaltspunkt darstellen kann, um die Veränderung der Natur zu verdeutlichen.53 Im urbanen System reicht die Energie der Sonne als alleinige Antriebskraft für den Stofffluss nicht mehr aus. Es muss zusätzli- che, künstlich gewonnene Energie zur Verfügung stehen. Die häufigste Gewin-nung er- folgt durch das Verbrennen fossiler Substanzen, die die Umwelt stark belasten, weil da- durch Kohlendioxid (CO2) sowie Staub und weitere Luftschadstoffe frei gesetzt werden (siehe: 3.1.3).54

Wie dicht die Energie, zur Aufrechterhaltung des urbanenökosystems, mit dem natürlichen Stoffkreislauf verwoben ist, zeigt ein Blick auf die Bereitstellung der Energie. Die meiste Energie wird aus fossilem Material gewonnen, das zwangsläufig zu den Energieumwandlern (Kraftwerke) transportiert werden muss.

Abb. 5 Entwicklung des Primärenenergieverbrauchs

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: BMU, leicht veränderte Darstellung55

Dieses Material wird dem natürlichen Haushalt, als Endprodukt eines Stoffkreislaufes, entnommen, was eine zwangsläufige Abnahme der Energieträger zur Folge hat, wenn es nicht ebenso schnell produziert wie abgebaut wird. Nach einer Studie des „Instituts für angewandteökologie e.V.“ werden in Deutschland die geförderten einheimischen fossi- len Brennstoffe bis zum Jahr 2020 drastisch abnehmen. Die Bereitstellung des Rohöls wird gänzlich eingestellt werden müssen, die Erdgasbereitstellung geht um knapp die Hälfte zurück und die Steinkohlebereitstellung wird sich um 2/3 verringern.56 Richtet man den Blick auf den globalen Vorrat der fossilen Energieträger, bekommt man ebenso er- nüchternde wie erschreckende Daten, die eine Abkehr von deren Nutzung über kurz oder lang, ob gewollt und eingeleitet oder erzwungen, notwendig machen. Die Bereitstellung der Energie wird sich somit aus den natürlichen Stoffkreislauf ausklinken müssen, z.B. durch Sonnenenergie, Windkraftwerke, Gezeitenenergieumwandler, usw., oder schneller wachsende Rohstoffe, sprich erneuerbare Energieträger als die bisher fossilen Energielieferanten einsetzen müssen.

Die meiste Energie wird dazu verwendet, technische Geräte anzutreiben. Im städtischen Bereich ist der Energiebedarf überproportional hoch, was nicht zuletzt an der hohen Bevölkerungsdichte sowie dem Gewerbe und der Industrie liegt. Heute verbraucht ein Mensch 15-mal mehr Energie als noch vor 130 Jahren. Bedenkt man, dass die Bevölkerung seitdem um das Vierfache gestiegen ist, ist die nötige Bereitstellung um das 60fache gestiegen. Betrachtete man nur die Industrieländer, dann wäre die Zunahme noch drastischer. Die deutlichste Steigerung war nach 1950 zu beobachten. Zwischen 1970 und 2000 hat sich der Weltenergieverbrauch verdoppelt.57

Abb. 6 Energieflussdiagramm des urbanenökosystems

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: eigene Darstel- lung

Während sich Energie in einem Durchfluss befindet, bewegen sich Stoffe, global gese- hen, in einem Kreislauf. Das gilt auch für die Trägermaterialien der Energie (Kohlen- stoff, Wasserstoff, Schwefel, usw.). In einem urbanen System wird jedoch von der Mög- lichkeit, Kreisläufe auszubilden, in geringem Maße Gebrauch gemacht, sodass hier Stoff- durchflüsse entstehen.58 Die Materie bzw. der Stoff kann zwar transformiert, (z.B. ent- steht aus einem Baum, Kleber, Bleicher, etc. zwar Papier) aber der Stoff als Materie nicht vernichtet werden, sodass es eine Transformation bzw. einen Durchfluss gibt. Einöko- system unterliegt somit einem Input-Output-Modell. Wenn der stoffliche Input in einem System größer ist als der Output, dann reichert sich Material in einem System an. Für einen Siedlungsraum bedeutete dies entweder die Anhäufung von Müll oder die Neubil- dung von infrastrukturellen Einheiten oder Gebäuden.59 Hier erhalten die Verstäd-te- rungen und Suburbanisierungsbestrebungen eine besondere Bedeutung (siehe 2.2.1).

In Deutschland wurden 1996, um eine Vorstellung von urbanen Stoffflussmengen zu ge- ben, „pro Kopf und Jahr ca. 10 Tonnen Steine und Erde (…), 5 Tonnen Energieträger, 3 Tonnen pflanzliche Rohstoffe und 8 kg Erze (…) [sowie] ca. 30 Tonnen Abraum, 3 Tonnen Aushub und 2 Tonnen Bodenerosion“60 bewegt. Vermutungen gehen von einer Stoffflussgrößenordnung pro Kopf und Jahr aus die bei 76 Tonnen liegt.61

Der mengenmäßig größte Stofffluss ist der des Wassers. Über die Menge gibt es unterschiedlichste Angaben und Werte. Laut des Statistischen Bundesamts Deutschland lag die Entnahme von Wasser aus der Natur im Jahre 2001 bei ca. 43,9 Milliarden Kubikmeter,62 die Rückführung lag bei etwa 43,7 Milliarden Kubikmeter.63

Die Versorgung der Haushalte durch Nahrungsmittel kann ebenfalls als eine Quelle des Stoff- bzw. Materialflusses gesehen werden. Hier werden Lebensmittel von außerhalb, nicht selten aus dem Ausland, in die Supermärkte und von dort aus in die Haushalte transportiert.64 In den einzelnen urbanen Regionen ist keine Möglichkeit mehr vorhan- den, eigene Nahrungsgrundlagen zu schaffen oder den Bedarf einer Siedlung zu de- cken.65 Das ist auch der Grund, warum die Welt, wenn sie eine einzige Stadt wäre, kolla- bierte, bzw. niemanden in dieser Stadt versorgen könnte. Hinzu kommt, dass es für Lebensmittelgroßketten und Großhandelsketten zum Teil weit günstiger ist, Lebensmittel aus dem Ausland zu importieren, als sie auf nah gelegenem Boden anzubauen. Gleiches gilt für die meisten zu erwerbenden Handelsgegenstände. Das hat zur Folge, dass die Stoffflüsse und Kreisläufe großflächiger erfolgen und der Energieaufwand zur Überwin- dung größerer Distanzen steigt.

Dass die urbanen Stoffflüsse nicht wie im natürlichen Stoffkreislauf von allein betrieben werden, sondern dass hierzu gewonnenen Energie aufgebracht werden muss die eine ganze Reihe Nebenprodukte als Schadstoffe produziert, zeigt z.B. eine Studie des „Rates für nachhaltige Entwicklung“. Aus der geht hervor, dass alleine der Transport gebrauch- ter Maschinen, PKWs und LKWs aus Deutschland in andere Länder , eine Mehrbelastung pro Jahr von mehreren hundert Tonnen CO2 ausmacht.66 Diese spezielle Materialver- schiebung samt ihrer Schadstoffproduktion kann aber auch auf andere Bereiche der Stoffverschiebung übertragen werden. Die urbane Stoffverschiebung, die zu einem Groß- teil über den Verkehr betrieben wird, ist bis weilen von der Bereitstellung fossiler Ener- gieträger abhängig.

Durch den Bezug der Lebensmittel wurde nicht nur ein kleiner Teil des anthropogenen Stoffflusses demonstriert, sondern ebenso die urbane Nahrungskette angedeutet. Diese unterteilt sich bekanntermaßen in Produzenten, Konsumenten und Destruenten (sie- he 1.2.1). Obwohl der Mensch zu den Konsumenten gehört, ist er auch verantwortlich für die Produktion, d.h. den Anbau und die Sicherstellung der Verfügbarkeit der Nahrungs- mittel. Auch die Destruktion, d.h. die Vernichtung bzw. die Beseitigung des Über- schusses und Restes der Nahrungsmittel gehört zu seinen Aufgaben. Wäre diese urban- eingeleitete Nahrungskette technisch eins zu eins auf die natürliche übertragbar und realisierbar, gäbe es demnach eine wesentlich geringere Belastung der natürlichen und urbanenökosysteme.67 Denn insbesondere die Aufgabe des Destruenten, Reste und Müll zu vernichten, kann vom Menschen nicht ohne weiteres verwirklicht werden (siehe Tab. 1). Daher können sich die Stoffströme kaum zu Kreisläufen zusammenschließen, was die urbanen und vor allem die suburbanen Räume durch Müll stark belastet.68

Auch die Bereitstellung der Energie, die Aufgabe des Produzenten, erfolgt unter der Re- gie des Menschen. Da er diese Energie nicht selbständig produzieren kann, muss er sich bei der Natur, dem natürlichen Haushalt bedienen, um so Energie durch das Verbrennen von Stoffen oder Nutzbarmachung natürlicher Kräfte zu erhalten. Hier liegt auch das Hauptaugenmerk der Stoff- und Energiebilanzen, da sie Aufschluss darüber geben können, wie viel Stoff entnommen und wie viel in umgewandelter Art wiederge-geben wurde.

Die Hauptursache der Belastung liegt hier aber nicht bei der Vernichtung, welche realisierbar wäre, wenn Produktion und Weiterverarbeitung bis hin zur richtigen Konsumierung im Sinne des effizienten Stoffkreislaufes abliefen. Möglichkeiten, diesen Stoffkreislauf effizient zu gestalten sind durchaus gegeben, indem z.B. bei der Weiterverarbeitung wiederverwertbare oder verrottbare Materialien bzw. Verpackungen benutzt würden, um aus dem Stofffluss einen Stoffkreislauf herzustellen.

Man muss in diesem Zusammenhang zwischen zwei Arten von menschlichen Abfällen unterscheiden. Zum einen gibt es die Abfälle, die auch im natürlichen Stoffkreislauf vor- kommen und somit bis zu einer bestimmten Menge vom natürlichenökosystem als Input ohne Störung integriert werden. Zum anderen gibt es dieökosystemfremden oder synthe- tischen Stoffe, die die Regulationsfähigkeiten desökosystems überschreiten. Dass von den Möglichkeiten des Kreislaufs nicht wirklich Gebrauch gemacht wird, zeigt die Abb. 7:

Abb. 7 Stoffkreislaufdiagramm des urbanenökosystems

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: eigene Darstellung

Auch wenn sich die Verwertung gebrauchter Verpackungen dem Wert des Verpa- ckungsverbrauches in den letzten zehn Jahren angenähert hat, so müssten die Werte

Abb. 8: Verbrauch und Verwertung von Verkaufsverpackungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quellen: Gesellschaft für Verpackungsforschung m.b.H. (GVM), für die Jahre 1991 bis 1997 und 2000 bis 2002:

Recyclingbilanz Dezember 2004, BMU, Januar 2005, für das Jahr 1998:

Recyclingbilanz August 2003, BMU, Februar 2004 leicht veränderte Darstellung auf diese nötige Annä- herung einzuwirken.

Die stoffliche Verwertung hat nämlich durch das Abfallbeseitigungsgesetz, insbesondere nach dem Erlass der Verpackungs- verordnung vom 12.06.199169 sowie deren Ablösung durch die No- velle der Verpackungsver- vgl. Umwelt-Lexikon. quality-Datenbank Klaus Gebhardt e.K (Hg.): Stichwort: Verpackungsverord- nung, http://www.umweltdatenbank.de/lexikon/verpackungsverordnung.htm (16.03.2005)

1.3.1 Stoff- und Energieflüsse im urbanen Raum

ordnung am 21.08.199870 und die vorgesehene Pfandpflicht für bestimmte Einweggetränkeverpackungen zur Stabilisierung des Mehrweganteils vom 1.1.200371 die Aufgabe, eine Überführung von Stoffen in den Stoffkreislauf zu gewährleisten. Der Konsument seinerseits kann jedoch auch von sich aus nur solche Produkte kaufen, die er wirklich braucht und dabei Müllbeseitigungsaspekte beachten. Es sind vielfältige Chancen gegeben, auf den Kreislaufprozess einzuwirken.72 Der Gebrauch von Altpapier, als Beispiel, erspart den Verbrauch von 1 bis 2,3 t Holz, 20 bis 100 m3 Frischwasser und 13 bis 37 GJ Energie je Tonne Neupapier. Die Bilanz der Aluminiumwiederverwertung sieht noch besser aus, da in diesem Fall um 90% der Rohstoffe eingespart werden können.73 Deutlandweit gesehen ergibt sich folgende Müllaufkommenstabelle:

Tab. 1: Aufkommen, Beseitigung und Verwertung von Abfällen 2002 (in 1.000 t)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Statistisches Bundesamt (2004), leicht veränderte Darstellung, gekürzt74

In den Haushalten lag das Müllaufkommen im Jahr 2002 pro Einwohner in Deutschland bei 562 kg. Trotz dieser außerordentlich hohen Zahl ist die Anhäufung von Müll als einziges durch Siedlungstätigkeit bedingtesökologisches Problem ein Trugschluss (siehe 3).

vgl. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) (Hg.): Abfallwirtschaft, http://www.bmu.de/abfallwirtschaft/doc/3218.php (16.03.2005)

1.3.2 Fazit

Im urbanenökosystem gibt es besonders viele Einflussfaktoren und Stoffflüsse, die immer einen Energieverlust bedeuten. Dass hier die Bereitstellung der nötigen Energie- menge nicht mit regenerativem Material betrieben wird, ist in diesem Kontext als beson- ders kritisch zu sehen. Im Gegensatz zum natürlichen ist das urbaneökosystem wegen des hohen Energieeinsatzes uneffizient. Es fallen viel ungenutztes Material als Müll und überflüssige Energie als ungenutzte Abwärme ab. Ein langfristiges Problem ist, dass das urbaneökosystem dem natürlichen Kreislauf mehr entnimmt und mehr ungenutzten Stoff zurückführt, als das natürlicheökosystem ausgleichen kann. In urbanenökosys-te- men können nicht alle Outputs wieder als Input verwertet werden. Unter solchen Be- dingungen nimmt das natürlicheökosystem Schaden und kann eventuell nicht auf Dauer bestehen. Die Stoffe befinden sich kaum in einem Kreislauf, der jedoch, z.B. durch ein entsprechendes Konsumverhalten, eingeleitet werden könnte. Manche negative Stoffbi- lanz, eben wenn der Input den Output übersteigt, kann aber auch gewollt oder notwendig sein, da nur so Siedlungen und Städte entstehen können. Andere Negativbilanzen sind nicht gewollt, denn sie stellen den Überrest, den Müll dar.

Dem offenen dynamischen System, denn das urbaneökosystem ist eben auch ein „Ökosystem“, liegt immer eine komplexe Wirkung zugrunde. Das bedeutet, dass es Fernwirkungen, Langzeitwirkungen, Irreversibilitäten, Paradoxien und nicht lineare Wirkungen gibt.75 Man kann also immer Stoffe in das System hinein bringen oder heraus nehmen, ohne dass im Vorfeld berechnet, teilweise nicht einmal abgeschätzt werden kann, welche Folgewirkungen daraus resultieren.

1.4 Vom natürlichen zum urbanenökosystem

Ein eklatanter Unterschied des natürlichen (oder naturnahenökosystems, denn ein echtes unberührtesökosystems gibt es, zumindest in Deutschland, allein durch die Fernwirkun- gen der Siedlungstätigkeiten nicht mehr) zum urbanenökosystem ist der, dass ihm keine künstliche Reduzierung der Arten oder deren Bestand widerfährt. Der Mensch als trei- bende Kraft in einem urbanenökosystem klassifiziert gewisse Arten als Schädlinge, die somit aus einem System (z.B. demökosystem des Ackers) fern gehalten werden.76 In einem anthropogenproduzierten Agrarökosystem, im Unterschied zu einem natürlichenökosystem, gibt es eine geringere Artenzahl der darin vorkommenden Lebewesen. Sie sind außerdem einfacher strukturiert als natürliche Systeme, da die Nahrungsketten und Energieflüsse kürzer sind. Da die Produkte des Agrarökosystems ständig abgeschöpft, sprich geerntet werden, müssen die Einträge desökosystems, z.B. durch Dünger, ständig erneuert werden. Die entstandene Monokultur kann aber keinen Kreislauf der Stoffe be- wirken, sodass sie damit sehr anfällig wird. Manche Tiere, Pflanzen und Pilze, ver-meh- ren sich als Schädlinge stark und müssen bekämpft werden. Dies hat zur Folge, dass man in jüngerer Zeit dazu über geht, Abstand von den Monokulturen zu nehmen.77

Nicht wenige Autoren derökologie, die meisten Experten auf dem Gebiet des Stadtum- baus, bezeichnen die Stadt und vor allem deren/ihre Entwicklung als einen zentralen Ver- ursachungsfaktor der allgegenwärtigen Umweltprobleme.78 Das liegt nicht zuletzt an den Stoffkreisläufen, die auch, wie dargestellt, zwischen urbanen und natürlichen Systemen ablaufen. Deswegen ist das städtischeökosystem ein Resultat, das, vor dem Hintergrund der natürlichen Gegebenhei-

Abb. 9 Energetische und stoffliche Wechselbezungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

ten, vom Menschen ge- steuert wird.79 Auf der anderen Seite ist das natürli- cheökosystem, in idealty- pischer Weise, vom Men-

schen unbeeinflusst. Das nimmt Bick als Anlass zu sagen, dass dasökologische Gleichgewicht unter Um- ständen vom natürlichen System aufgrund der Ein- griffe und ihrer Überprägung nicht mehr wiederhergestellt und das ursprünglicheöko- energetische und stoffliche Wechselbeziehung

Quelle: Reinirkens, Peter (1991): Siedlungsböden im Ruhrgebiet. Bedeutung und Klassifikation im urban-industriellenökosystem Bochums. In: Geographisches Institut der Ruhr - Universität Bochum (Hg.) Bochu- mer Geographischen Arbeiten Heft 53. Padaborn,

leicht veränderte Darstellung

system völlig zerstört werden kann.80

Eine ähnliche Annahme kann man bei der Überle- gung der Systemwechselbe- ziehungen, wie in Abb. 9 dargestellt, bekommen.

[...]


1 vgl.: Langner, Alexandra/ Jaeckel, Ulf D. (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), Hg.): Wirtschaftliche Globalisierung und Umwelt. Integration von Umweltschutz in die Wirtschaftsordnung. Berlin, S. 29. Einzusehen: http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/glob_umwelt.pdf (16.03.2005)

2 vgl. Sukopp, Herbert/ Trepl, Ludwig (1999): Stadtökologie als biologische Wissenschaft und als poli- tisch-planerisches Handlungsfeld, S. 19, in: Friedrichs, Jürgen/ Hollaender, Kirsten (Hg.): Stadtökolo- gische Forschung. Theorien und Anwendungen. Berlin, Reihe: Stadtökologie, Band 6. S. 19 - 34

3 vgl. Streit, Bruno (1980):ökologie. Ein Kurzlehrbuch. Stuttgart, New York, S. 1 vgl. dazu auch: Schreiber, Karl-Friedrich (1994): Historische Entwicklung der Landschaftsökologie, S. 31, in: Bastian, Olaf/ Schreiber, Karl-Friedrich (Hg.): Analyse undökologische Bewertung der Landschaft. Jena, Stuttgart, S. 31 - 32

4 Haeckel, Ernst (1866): Allgemeine Entwicklungsgeschichte der Organismen. Berlin, S. 286, zitiert in: Adam, Klaus (1988): Stadtökologie in Stichworten, Unterägeri, S. 11

5 Haeckel, Ernst (1889): Natürliche Schöpfungsgeschichte. Berlin, zitiert in: Adam, Klaus (1988): S. 11

6 Adam, Klaus (1988): S. 11

7 Stugren, Bogdan (19742 ): Grundlagen der allgemeinenökologie. Jena, S. 14

8 Sukopp, Herbert/ Trepl, Ludwig (1999): S. 20

9 ebd.: S. 20

10 Odum, Eugene P. (1991): Prinzipien derökologie. Lebensräume, Stoffkreisläufe, Wachstumsgrenzen. Heidelberg, S. 50

11 vgl.Schreiber, Karl-Friedrich (1994): Historische Entwicklung der Landschaftsökologie, S. 32, vgl. dazu auch: Küttel, Meinrad/ Ruoss, Engelbert: Das UNESCO-Programm „Der Mensch und die Bio- sphäre“, http://www.unesco.ch/work-d/mab_frame.htm (27.02.2005), Haber, Wolfgang (1980): Landwirtschaftliche Bodennutzung ausökologischer Sicht, S. 12, in: Informationsstelle der Universität Hohenheim (Hg.): Tagung über Umweltforschung der Universität Hohenheim.ökologische Probleme in Agrarlandschaften. Daten und Dokumente zum Umweltschutz. Sonderreihe: Umwelttagung Nr. 30, S. 11 - 22

12 Deutsche UNESCO-Kommission e.V. (2004): Das UNESCO-Programm „Der Mensch und die Biosphä- re“ http://www.unesco.de/c_arbeitsgebiete/mab.htm (22.03.2005)

13 vgl. Schreiber, Karl-Friedrich (1994), Historische Entwicklung der Landschaftsökologie, S. 32, vgl. dazu auch: Sauerborn, Petra/ Wolf, Gertrud (2003): Stadtökologie. Grundlagen und Beispiele für den Unterricht. Aachen, S. 1

14 vgl. Streit, Bruno (1980): S. 1

15 vgl. Mosimann, Thomas (1984): Landschaftsökologische Komplexanalyse, S. 18, in: Stäblein, Gerhard/ Windhorst, Hans-W. (Hg.): Wissenschaftliche Paperbacks. Geographie. Wiesbaden

16 vgl. Sukopp, Herbert/ Wittig, Rüdiger (19982 ): Was ist Stadtökologie, S. 2, in: Sukopp, Herbert/ Wittig, Rüdiger (Hg.): Stadtökologie. Stuttgart, Jena, New York, S. 1 - 9

17 vgl. Menting, Georg (2001): Geoökosystemforschung aufs Abstellgleis? Zum Beitrag Jürgen Lethmate „Das geoökologische Defizit der Geographiedidaktik“. GR 52 (2000) H. 6, S. 34 - 40, in: Geo- graphische Rundschau 53 (2001) H. 3, S. 60 - 61

18 Bick, Hartmut/ Geisler, Eduard/ Hansmeyer, Karl Heinrich/ Meyer-Abich, Klaus Michael/ Olschowy, Gerhard (1984): Umwelt - kein „freies Gut“, S. 16, in: Bick, Hartmut/ Hansmeyer, Karl Heinrich/ Ol- schowy, Gerhard/ Schmoock, Peter (Hg.): Angewandteökologie - Mensch und Umwelt. Band 1. Ein- führung, räumliche Strukturen, Wasser, Lärm, Luft, Abfall. Stuttgart, S. 3 - 57

19 vgl. Wolkinger, Franz (1977): Die Stadt als künstlichesökosystem, S. 9, in: Gepp, Johann (Schriftl.): Stadtökologie. Tagungsbericht der 3. Fachtagung des Ludwig-Boltzmann-Instituts für Umweltwissen- schaften und Naturschutz in Zusammenarbeit mit demösterreichischen Naturschutzbund gemeinsam mit der Abteilung fürökologie und Naturschutz am Institut für Anatomie und Physiologie der Pflanzen der Universität Graz. Graz, S. 9 - 40

20 Ellenberg, Heinz (1973): Ziele und Stand derökologieforschung, S. 1 ff, in: Ellenberg, Heinz (Hg.):ökosystemforschung. Berlin, S. 1 - 31

21 vgl. Adam, Klaus (1988): S. 4 sowie S. 24

22 vgl. Eriksen, Wolfgang (1983): Die Stadt als urbanesökosystem. Paderborn, S. 4

23 Kennedy, Margrit (1984):öko-Stadt. Prinzipien einer Stadtökologie. Materialien zur Internationalen Bauausstellung Berlin (IBA). Band 1. Frankfurt a. M., S. 5, Reihe: Brun, Rudolf (Hg.): Brennpunkte

24 Amor, Adlai (2005): Millennium Assessment Reports to be Released 30 March. Washington http://www.millenniumassessment.org/en/Article.aspx?id=49 (22.02.2005)

25 vgl. Bargatzky, Thomas (1986): Einführung in die Kulturökologie. Berlin, vgl. dazu auch: Meusburger, Peter/ Schwan, Thomas (Hg. 2003): Humangeographie. Ansätze zur Über- windung der Natur-Kultur-Dichotomie. Wiesbaden

26 Müller, Karl-Heinz (1984): Naturwissenschaftliche Daten - Grundlagen für Stadtökologie undökolo- gische Planung, S. 165, in: Adam, Klaus/ Grohé, Tomas (Hg.):ökologie und Stadtplanung. Erkenntnisse und praktische Beispiele integrierter Planung, Köln, S. 165 - 177

27 ebd.: S. 165

28 vgl. Schäfer, D./ Krack-Roberg, E./ Hoffmann-Kroll, R. (Statistisches Bundesamt, 2002): Ergebnisse der Umweltökonomischen Gesamtrechnungen zur Bodennutzung durch wirtschaftliche Aktivitäten. Kurzbericht. Wiesbaden, S. 4. Einzusehen: http://www.destatis.de/download/d/ugr/euro_bod.pdf (26.02.2005)

29 Müller, Karl-Heinz (1984): S. 165

30 Umweltbundesamt (Hg. 2001): Unzerschnittene verkehrsarme Räume in Deutschland. Stand 31.12.2001, http://www.env- it.de/umweltdaten/jsp/document.do?event=downloadImage&ident=5162&width=1024 &height=1570 (01.03.2005)

31 vgl. Bick, Hartmut/ et al. (1984): S. 3

32 vgl. Eriksen, Wolfgang (1983): S. 5

33 vgl. Bick, Hartmut/ et al. (1984): S. 21ff

34 vgl. Stugren, Bogdan (19742 ): S. 44f

35 vgl. Adam, Klaus (1988): S. 16

36 vgl. Tischler, Wolfgang (19934 ): Einführung in dieökologie. Stuttgart, Jena, New York, S. 145f

37 vgl. Bick, Hartmut (19932 ):ökologie. Grundlagen, terrestrische und aquatischeökosysteme, ange- wandte Aspekte. Stuttgart, S. 24,

38 vgl. dazu auch: Haber, Wolfgang (1993): Umweltschutz als Verantwortung der privaten Haushalte, S. 15, in: Gräbe, Sylvia (Hg.): Private Haushalte im Spannungsfeld vonökologie undökonomie, Frank- furt a.M., S. 11 - 29

39 ebd.: S. 146

40 ebd.: S. 11

41 Haber, Wolfgang (1980): S. 13

42 Scheffer, Konrad (1995): Nachwachsende Rohstoffe - Grundlage für eine neue Stadt-Land-Beziehung, S. 85, in: Sachs, Anne (Hg.): Die Zukunft der Stadt. Neue Leitbilder vonökologie und Urbanität, Bei- träge der 21. Kassler Hochschulwoche. Kassel, S. 85 - 90

43 Heydemann, Berndt (1987): Einführung in dieökologie. Grundlagen - Erkenntnisse - Entwicklungen, S. 13, in: Meyers Lexikonredaktion in Zusammenarbeit mit Prof. Klaus Wegmann (Hg.): Meyers kleines Lexikon.ökologie, S. 5 - 14

44 Odum, Eugene P. (1991): S. 51

45 Haber, Wolfgang (1980): S. 15

46 Sprunkel, Elke (1995): Konzeption eines stadtökologischen Lehrpfades in den Kölner Stadtteilen Deutz und Humbolt-Gremberg, S. 121, in: Wallossek, Christoph/ Würz, Axel (Hg.): Studien zur Biogeo- graphie, Geoökologie und Umweltbelastung. Kölner Geographische Arbeiten. Heft 65, S. 119 - 136

47 Müller, Karl- Heinz (1984): S. 165

48 Bick, Hartmut/ et al. (1984): S. 24

49 Hahn, Ekhart (19932 ):ökologischer Stadtumbau. Konzeptionelle Grundlegung, Reihe: Künkel, Klaus/ Simonis, Udo Ernst (Hg.): Beiträge zur kommunalen und regionalen Planung, Band 13. Frankfurt a. M., Berlin, S. 80

50 Haber, Wolfgang (1993):ökologische Grundlagen des Umweltschutzes, Reihe: Buchwald, Konrad/ Engelhardt, Wolfgang (Hg.): Umweltschutz. Grundlagen und Praxis. Bonn, S. 68

51 Sukopp, Herbert/ Trepl, Ludwig (1999): S. 21

52 vgl. Kommission der Europäischen Gemeinschaften, Generaldirektion Umwelt, Nukleare Sicherheit und Katastrophenschutz (Hg. 1990): Grünbuch über die städtische Umwelt. Brüssel, Luxemburg, S. 23

53 vgl. Simon, Karl-Heinz/ Fritsche, Uwe (19982 ): Stoff- und Energiebilanzen, S. 373f, in: Sukopp, Herbert/ Wittig, Rüdiger (Hg.): Stadtökologie. Ein Fachbuch für Studium und Praxis. Stuttgart, Jena, Lübeck, Ulm. S. 373 - 400

54 vgl. Fiedler, Klaus/ Hennerkes, Jörg (1995): Städte für eine Umweltgerechte Entwicklung. Matrialien für eine „Lokale Agenda 21“. DST- Beiträge zur Stadtentwicklung und zum Umweltschutz, Reihe E, Heft 24, S. 13

55 Dürrschmidt, Wolfhart/ Zimmermann, Gisela/ Liebing, Alexandra (20045 ): Enerneurerbare Energien. Innovation für die Zukunft, S. 8. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) (Hg.)

56 vgl. Fritsche, Uwe R. (2003): Energiebilanzen und Treibhausgas-Emissionen für fossile Brennstoff- ketten und Stromerzeugungsprozesse in Deutschland für die Jahre 2000 und 2020. Bericht für den Rat für Nachhaltige Entwicklung. Darmstatt, S. 8 - 10

57 vgl. Dürrschmidt, Wolfhart/ et al. (20045 ): S. 6 - 10, BMU (Hg.)

58 vgl. Simon, Karl-Heinz/ Fritsche, Uwe (19982 ): S. 387

59 Einig, Klaus/ Siedentop, Stefan (1999): Ressourcenintensität der Umlandverstädterung: kumulative Wirkungen der baulichen Flächennutzung, S. 65, in: Friedrichs, Jürgen/ Hollaender, Kirsten (Hg.): Stadtökologische Forschung. Theorien und Anwendungen. Berlin, Reihe: Stadtökologie, Band 6, S. 61 - 82

60 Simon, Karl-Heinz/ Fritsche, Uwe (19982 ): S. 375

61 ebd.: S. 375

62 vgl. Statistisches Bundesamt Deutschland (Hg. 2003): Entnahme von Wasser aus der Natur. Wiesbaden, http://www.destatis.de/basis/d/umw/ugrtab5.php (18.03.2005)

63 vgl. Statistisches Bundesamt Deutschland (Hg. 2003): Abgabe von Wasser an die Natur. Wiesbaden, http://www.destatis.de/basis/d/umw/ugrtab6.php (18.03.2005)

64 Dies ist eine sehr vereinfachte und verkürzte Darstellung, die noch viele weitere Stufen, als die be- schriebenen, durchläuft. Der Einfachheit halber und wegen der Länge und Komplexität, die hier nicht allzu wichtig sind, ist der Lebensmittelfluss sehr verkürzt.

65 vgl. Simon, Karl-Heinz/ Fritsche, Uwe (19982 ): S. 375

66 vgl. Janischewski, Jörg/ Henzler, Michael P./ Kahlenborn, W. (2003): Gebrauchtgütertransporte und Technologietransfer. Ein Hindernis für nachhaltige Entwicklung in Entwicklungs- und Schwellenländer. Eine Studie im Auftrag des Rates für nachhaltige Entwicklung, Texte Nr. 2, S. 77. Einzusehen: http://www.nachhaltigkeitsrat.de/service/download/pdf/Studie_Gebrauchtgueterexporte_und_Technolo- gietransfer.pdf (04.04.2005)

67 Eriksen, Wolfgang (1983): S. 5

68 Sukopp, Herbert/ Trepl, Ludwig (1999): S. 26

71 vgl. BMU (Hg.): Abfallwirtschaft, http://www.bmu.de/abfallwirtschaft/doc/3218.php (16.03.2005)

72 vgl. Hahn, Ekhart (19932 ): S. 79 - 98

73 Sauerborn, Petra/ Wolf, Gertrud (2003): S. 44

74 vgl. Statistisches Bundesamt (Hg. 2004): Aufkommen, Beseitigung und Verwertung von Abfällen im Jahr 2002. Einzusehen: http://www.destatis.de/download/d/umw/entsorgung2002.pdf (04.03.2005)

75 vgl. Vester, Frederik (1984): Vernetzte Systeme, S.12f, in: Kennedy, Margrit (Hg.):öko-Stadt. Prinzi- pien einer Stadtökologie. Materialien zur Internationalen Bauausstellung Berlin (IBA). Band 1: Frank- furt a. M., in der Reihe:, Brun, Rudolf (Hg.): Brennpunkte, S. 9 - 22

76 vgl. Bick, Hartmut (1984): S. 19f

77 vgl. Vester, Frederic (1984): S. 11ff, vgl. dazu auch: Odum, Eugene P. (1991): S. 68ff

78 vgl. Hahn, Ekhart (19932 ): S. 11, 15ff, 27ff und 39ff

79 vgl. Adam, Klaus (1984): Dasökosystem Stadt - Struktur und Belastung, S. 29f, in: Adam, Klaus/ Grohé, Tomas (Hg.):ökologie und Stadtplanung. Erkenntnisse und praktische Beispiele integrierter Pla- nung, Köln, S. 29 - 77

80 vgl. Bick, Hartmut (19932 ):ökologie. Grundlagen, terrestrische und aquatischeökosysteme, ange- wandte Aspekte. Stuttgart, S. 42ff und S. 73

Details

Seiten
110
Jahr
2005
ISBN (eBook)
9783638523837
ISBN (Buch)
9783656068327
Dateigröße
9.8 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v58096
Institution / Hochschule
Technische Universität Dortmund – Geographie und ihre Didaktik
Note
2,0
Schlagworte
Auswirkungen Siedlungstätigkeit Veränderung Naturhaushalts

Autor

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Titel: Vom natürlichen zum urbanen Ökosystem: Die Auswirkungen der Siedlungstätigkeit auf die Veränderung des Naturhaushalts