Aufgaben: Nachhaltige Ressourcennutzung

Unterscheiden Sie erneuerbare und nicht erneuerbare Ressourcen und wenden Sie dies auf diese drei Fälle an: ein Fanggebiet, einen Auwald und eine Kohlelagerstätte. Erklären Sie, welche Bedingung erfüllt sein muss, damit eine lebende Ressource erneuerbar bleibt.

Definieren Sie Übernutzung und nennen Sie ein reales Beispiel für eine übernutzte lebende Ressource. Erklären Sie, welches Anzeichen darauf hinweist, dass die Nutzung die Erneuerungsfähigkeit der Ressource übersteigt.

Erklären Sie, worin diese drei Instrumente der nachhaltigen Fischerei bestehen – Schonzeiten, Fangquoten und Mindestmaße – und welches biologische Ziel jedes davon verfolgt.

Definiere natürliche Ressource und ordne diese vier als erneuerbar, nur bei guter Bewirtschaftung erneuerbar oder nicht erneuerbar ein; begründe deine Zuordnung: Wasser aus einem fossilen Grundwasserleiter, Holz aus einem bewirtschafteten Wald, Erdöl und Wind.

Erkläre, was die Erneuerungsfähigkeit einer lebenden Ressource ist und was geschieht, wenn die Entnahmerate sie dauerhaft übersteigt; nenne ein Beispiel aus der Fischerei oder der Forstwirtschaft.

Erkläre, welche Informationen ein Fischereimanager benötigt, um eine verantwortungsvolle Fangquote festzulegen (Bestandsgröße, Alter bei der ersten Fortpflanzung, jährliche Rekrutierung), und welches Risiko die Fischerei eingeht, wenn die Quote auf Grundlage veralteter Daten festgelegt wird.

Beschreibe zwei Praktiken, die den ökologischen vom konventionellen Landbau unterscheiden (Einsatz von Betriebsmitteln, Bodenbearbeitung, Schädlingsbekämpfung), und erkläre, was das offizielle Bio-Siegel garantiert.

Erkläre, was nachhaltige Waldbewirtschaftung ist und was Siegel wie FSC oder PEFC bei einem Möbelstück oder einer Packung Papier bescheinigen; begründe, warum es sinnvoll ist, sie einzufordern.

Die Grafik zeigt die natürliche Erneuerungsrate eines Fischbestands in Abhängigkeit von der Populationsgröße sowie den jährlichen Fang der Flotte. a) Deute, warum die Erneuerung an beiden Extremen null und bei mittleren Größen maximal ist. b) Erkläre, was der Punkt „?“ darstellt und was mit der Population geschieht, wenn der Fang dauerhaft über der Erneuerung liegt.

Die Aquakultur liefert bereits fast die Hälfte des weltweit verzehrten Fischs. Analysiere zwei Vorteile und zwei Umweltauswirkungen von Meeresfarmen und begründe, ob sie als endgültige Lösung für die Überfischung gelten können.

Die Abholzung eines Waldes löst verkettete Auswirkungen auf Klima, Boden und Biodiversität aus. Erkläre diese Wirkungskette und setze sie in Beziehung zum Anstieg von atmosphärischem $\text{CO}_2$ und zum Verlust von Ökosystemleistungen.

Für ein Fanggebiet wird ein Bestand von $100\,000\ \text{t}$ einer Art geschätzt, mit einer natürlichen Erneuerungsrate von $8\ \%$ pro Jahr. a) Berechne den theoretischen maximalen nachhaltigen Fang. b) Erkläre, was in den folgenden Jahren mit dem Bestand geschieht, wenn die Flotte jährlich $10\,000\ \text{t}$ fängt. c) Nenne zwei Unsicherheiten des Modells, die diese Zahl unsicher machen könnten.

Vergleiche eine Eukalyptus-Plantage mit kurzer Umtriebszeit für die Zellstoffproduktion mit einem heimischen Mischwald derselben Region: Holzproduktivität, beherbergte Biodiversität, Brandrisiko und Ökosystemleistungen. Folgere, welche Kriterien künftige Aufforstungen leiten sollten.

Der Aralsee war einst der viertgrößte See der Welt und ist fast verschwunden, nachdem die ihn speisenden Flüsse zur Bewässerung von Baumwolle umgeleitet wurden. Rekonstruieren Sie die Kette von Entscheidungen und von ökologischen, sozialen und lokalen klimatischen Auswirkungen und leiten Sie eine Lehre ab, die sich auf die Bewirtschaftung deutscher Flüsse anwenden lässt.

Erklären Sie, was die „Tragödie der Allmende“ ist, am Beispiel eines frei zugänglichen Fanggebiets, und analysieren Sie, wie drei Instrumente versuchen, sie zu verhindern: individuelle Quoten, von Fischergenossenschaften bewirtschaftete Fanggebiete und Meeresschutzgebiete.

Unterscheiden Sie Wasserstress und Dürre und vergleichen Sie zwei Philosophien der Wasserbewirtschaftung: das Angebot erhöhen (Fernwasserleitungen, Meerwasserentsalzungsanlagen) gegenüber dem Management der Nachfrage (Bewässerungseffizienz, Wiederverwendung, Tarife). Nennen Sie für jede Philosophie einen Vorteil und eine Grenze.

Ein Sardellenfanggebiet ist nach Jahrzehnten der Überfischung erschöpft. Entwerfen Sie einen Bewirtschaftungsplan zu seiner Erholung: Schonzeitmaßnahmen, wissenschaftliche Bestandsüberwachung, Kontrolle der Einhaltung und Zeitplan der Wiedereröffnung; begründen Sie jede Entscheidung mit der Biologie der Art.

Zwei benachbarte landwirtschaftliche Parzellen von je 10 ha in derselben Region weisen die folgenden Jahresbilanzen auf: Parzelle A (intensiv) erzeugt 45 t/ha Zitrusfrüchte, bringt 200 kg N/ha als anorganische Kunstdünger aus, bewässert durch Überflutung und verbraucht 14.000 kWh/Jahr für Maschinen und Pumpen; Parzelle B (ökologisch) erzeugt 28 t/ha mit Begrünung, bringt reifen Kompost mit 80 kg N/ha organisch aus, bewässert tröpfchenweise und verbraucht 6.500 kWh/Jahr.

1. a) Sagen Sie vorher und begründen Sie, welche quantitativen und qualitativen Unterschiede sich zwischen beiden Parzellen hinsichtlich der Nitratauswaschung ins Grundwasser, der Lachgasemissionen (N₂O) in die Atmosphäre und der Rate der Kohlenstoffspeicherung im Boden zeigen werden.
2. b) Ein Fachbericht behauptet: „Da Parzelle B weniger Kilogramm pro Hektar erzeugt, ist ihr ökologischer Fußabdruck pro geernteter Tonne zwangsläufig schlechter für den Planeten als der von Parzelle A.“ Widerlegen Sie diese Aussage, indem Sie die in der Synthese anorganischer Düngemittel (Haber-Bosch-Verfahren) steckende fossile Energie und die langfristige Degradierung des Naturkapitals analysieren.
3. c) Benennen Sie zwei negative Umweltexternalitäten von Parzelle A, die sich nicht im Endpreis ihrer Zitrusfrüchte auf dem Markt widerspiegeln, und schlagen Sie eine politische oder wirtschaftliche Maßnahme vor, mit der die tatsächlichen Kosten internalisiert werden.

In einer Hutelandschaft (Dehesa) in der Extremadura treffen Weidewirtschaft, Jagd und der Schutz bedrohter Vogelarten aufeinander. Stellen Sie den möglichen Konflikt zwischen Wirtschaft und Naturschutz dar und schlagen Sie ein Bewirtschaftungsmodell vor, das beides vereinbar macht; erklären Sie, welche Ökosystemleistungen die Dehesa erhält.

Ein Fischereimanagementmodell auf Grundlage des maximalen Dauerertrags (MSY) schätzte die Kapazitätsgrenze (K) einer Seehechtpopulation auf 100.000 t und legte die jährliche Quote konstant auf den theoretischen Wert maximaler Produktivität fest, unter der Annahme, dass sich der Bestand bei K/2 (50.000 t) stabilisieren müsse. Nach vier Jahren starrer Anwendung dieser Quote brach die Laicherbiomasse jedoch auf unter 15.000 t zusammen.

1. a) Begründen Sie anhand der logistischen Wachstumskurve von Populationen, warum es ein instabiles Gleichgewicht gegenüber unvorhergesehenen Umweltschwankungen (wie Temperaturanomalien oder einem Rückgang der Rekrutierung) darstellt, eine Population dauerhaft bei K/2 zu halten.
2. b) Das klassische MSY-Modell behandelte die Population als homogene Biomassemasse in Kilogramm. Erklären Sie, welche entscheidenden biologischen Faktoren (wie die Altersstruktur, die exponentiell steigende Fruchtbarkeit großer Laichtiere und die Selektivität der Fanggeräte) diese Berechnung ignorierte und wie dies den Zusammenbruch beschleunigte.
3. c) Entwerfen Sie für dieses Fanggebiet eine Fangregel nach dem Vorsorgeansatz: Legen Sie einen Grenzreferenzpunkt (Blim) und einen Vorsorge- bzw. Zielreferenzpunkt (Bpa) fest und erläutern Sie, welche automatischen Anpassungen von Quote oder Schonzeit ausgelöst werden müssen, wenn der Bestand in jeden dieser Bereiche fällt.

Eine Region lebt von intensiver Bewässerungslandwirtschaft, die ihren Grundwasserleiter erschöpft. a) Analysieren Sie den Konflikt zwischen der aktuellen Beschäftigung und der Nachhaltigkeit der Ressource. b) Entwerfen Sie einen geordneten Übergang (Wechsel der Kulturen, Modernisierung der Bewässerung, Wiederverwendung, Wasserpreis), der die Entnahme verringert, ohne die Region aufzugeben. c) Begründen Sie, wer die Kosten des Übergangs tragen sollte und warum.

Vergleichen Sie drei Proteinquellen für die deutsche Ernährung – Wildfang, Aquakultur und Hülsenfrüchte – hinsichtlich trophischer Effizienz, ökologischem Fußabdruck, Abhängigkeit von externen Ressourcen (Futtermittel, Fanggebiete) und Auswirkungen. Begründen Sie, welche Kombination am nachhaltigsten wäre und welche Veränderungen im Konsum sie mit sich brächte.

An einem sonnigen und windigen Mittag im April deckt die momentane Wind- und Photovoltaik-Stromerzeugung auf der Iberischen Halbinsel 105 % des Strombedarfs, der Preis am Großhandelsmarkt bricht auf 0,0 €/MWh ein und der Netzbetreiber (REE) muss die Abregelung erneuerbarer Erzeugung (Abschaltung von Anlagen) anordnen. Um 22:00 Uhr desselben Tages müssen jedoch die Gas-und-Dampf-Kraftwerke (GuD) 30 % des verbrauchten Stroms liefern.

1. a) Deuten Sie anhand dieser Daten den Unterschied zwischen installierter Leistung und Steuerbarkeit des Netzes und begründen Sie, warum die unbegrenzte Zunahme der Zahl von Solarparks allein den nächtlichen Bedarf nicht deckt.
2. b) Bewerten Sie zwei realisierbare technische Lösungen, um diesen Tagesüberschuss in Spanien zu speichern oder zu steuern (wie Pumpspeicherkraftwerke und grünen Wasserstoff), indem Sie ihre Netto-Energieeffizienz und ihre möglichen territorialen oder ökologischen Belastungen vergleichen.
3. c) Widerlegen Sie die Aussage, „die Energiewende bestehe einfach darin, fossile Erzeuger durch erneuerbare zu ersetzen, um den derzeitigen Verbrauch beizubehalten“, und begründen Sie, warum Maßnahmen zu Einsparung und Effizienz angesichts der biophysikalischen Grenzen bei kritischen Rohstoffen und Fläche unverzichtbar sind.

Ein großes Thunfischunternehmen mit industrieller Ringwadenfischerei im Indischen Ozean hat ein angesehenes blaues Siegel für nachhaltige Fischerei erhalten, um seine Konserven in der Europäischen Union zu vermarkten. Ein unabhängiges Audit deckt jedoch drei Tatsachen auf: 1) Die Flotte setzt Fischsammelvorrichtungen (FAD) ein, die zu 15 % Beifang an Meeresschildkröten und jungen Haien führen; 2) die lokalen handwerklichen Fischereigenossenschaften fangen Thunfisch einzeln mit der Handleine und kaum Rückwürfen, haben aber kein Siegel, weil das erste Audit mehr als 35.000 € kostet; und 3) unabhängige Beobachter sind nur auf 10 % der Fangreisen der zertifizierten Flotte an Bord.

1. a) Bewerten Sie kritisch, ob diese Zertifizierung eine wirklich ökologische Nutzung garantiert oder ob es sich um einen Fall von Greenwashing handelt, und begründen Sie Ihre Antwort mit den Daten zu Selektivität und Kontrolle.
2. b) Analysieren Sie, wie dieses System freiwilliger Kennzeichnung den Wettbewerb auf dem Markt verzerrt und die handwerklichen Fischereien mit geringerer Umweltwirkung gegenüber den großen Industrieflotten benachteiligt.
3. c) Widerlegen Sie anhand dieses Falls das Argument, „die weltweite Überfischung lasse sich stoppen, indem man auf den verantwortungsvollen Einkauf des einzelnen Verbrauchers vertraut“, und schlagen Sie zwei verbindliche Regulierungsmaßnahmen vor, die die Staaten allen Flotten von Amts wegen auferlegen sollten.