Wir Menschen verändern unseren Planeten so tiefgreifend, dass er sich zunehmend von dem stabilen Gleichgewichtszustand entfernt, der über Jahrtausende das Erdzeitalter des Holozäns prägte. Doch welche Eingriffe sind noch tolerabel und welche drohen, das System überzustrapazieren? Um diese Frage besser beantworten zu können, haben Forschende im Jahr 2009 sogenannte planetare Grenzen definiert, die sichere Handlungsspielräume für die Menschheit festlegen sollen. Dazu zählt unter anderem die „funktionale Integrität der Biosphäre“. Die Biosphäre umfasst alle Bereiche der Erde, die von Lebewesen bewohnt werden – von der obersten Schicht der Erdkruste über Land und Ozeane bis hin zur untersten Schicht der Atmosphäre.
Indikatoren für den planetaren Gesundheitszustand
In einer intakten Biosphäre gewinnen die Pflanzen mit Hilfe von Photosynthese genug Energie, um andere Organismen zu ernähren und die Stoffkreisläufe von Kohlenstoff, Wasser und Stickstoff stabil zu halten. „Ein stabiles Erdsystem setzt eine gesunde Biosphäre voraus, aber viele Ökosysteme werden durch menschliche Aktivitäten wie Landnutzungsänderungen, Ressourcengewinnung oder klimatische Veränderungen über sichere Grenzen hinaus belastet“, erklärt ein Team um Fabian Stenzel vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung. Doch wie misst man den „Gesundheitszustand“ der Biosphäre?
Stenzel und sein Team schlagen dafür zwei Indikatoren vor, die sich weltweit vergleichen lassen. Erstens: Welchen Anteil der von Pflanzen produzierten Biomasse entnimmt der Mensch? Und in welchem Maße verringern menschliche Eingriffe die Photosyntheseaktivität, etwa durch die Nutzung und Versiegelung von Flächen, auf denen dann keine Pflanzen mehr wachsen können? Zweitens: Wie verändern sich die Wasser-, Kohlenstoff- und Stickstoffflüsse und damit die Stabilität der Ökosysteme?
Globale Karte offenbart Risikobereiche
Mit diesen beiden Indikatoren erstellte das Forschungsteam eine globale Karte über den Zustand der Biosphäre. Als Grundlage diente ihnen dabei das Biosphärenmodell LPJmL, das die Wechselwirkungen zwischen Klima, Vegetation, Landnutzung, Wasserhaushalt, Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufen simuliert. Für jedes einzelne Jahr seit 1600 modellierten die Stenzel und sein Team, wie gut die natürlichen Ökosystemen menschlichen Eingriffen trotzen konnten. Die Ergebnisse glichen sie mit kritischen Schwellenwerten ab, die in früheren Studien definiert wurden.
Das Ergebnis: Heute sind die Ökosysteme auf 60 Prozent der irdischen Landfläche in einem kritischen Zustand. Wir Menschen entnehmen so viel Biomasse, dass wir das Gleichgewicht der Stoffkreisläufe gefährden, und verschärfen das Problem durch unsere Flächennutzung. Zudem leiden selbst Gebiete, die bisher kaum von direkten menschlichen Einflüssen betroffen sind, unter den Folgen des menschengemachten Klimawandels. 38 Prozent der Landflächen, darunter vor allem landwirtschaftlich stark genutzte Regionen in Europa, Asien und Nordamerika, befinden sich der Studie zufolge sogar in einem Hochrisikobereich, in dem die Biosphäre ihre stabilisierende Rolle für das Erdsystem nicht mehr verlässlich erfüllen kann.
