Ökologie und Bioökonomie. Einführung in das Rundgespräch Wolfgang Haber S. 11-15 Bioökonomie hat viele Vorläufer und Parallelen. Als Haeckel 1866 den Begriff Ökologie einführte, definierte er sie nach Konzepten aus dem 17. und 18. Jahrhundert als »Ökonomie der Natur«. Zu dieser Zeit war Ökonomie als Wissenschaft bereits etabliert, was die Ökologie erst 100 Jahre später erreichte. Mit dem Aufkommen des Umweltschutzes, ausgelöst durch die zunehmenden Belastungen der technisch-industriellen Entwicklung, bewirkte sie eine Umstellung in der Ökonomie. Daraus entstand in den 1980er-Jahren die Ökologische Ökonomie, aus der die Nachhaltige Entwicklung als Leitbild für das 21. Jahrhundert hervorging. Zusätzlich wurde Ende der 1960er-Jahre die Bioökonomie (BÖ) konzipiert, die trotz Überschneidungen mit ökologischer und grüner Ökonomie politisches Gewicht gewann. Die Europäische Union beschloss 2007 ein eigenes BÖ-Konzept für wirtschaftliche Innovationen und Bevorzugung biologischer Grundstoffe für die Industrie, vor allem als Energiequellen. In Deutschland wurde 2009 ein Bioökonomierat eingesetzt, der detaillierte Ziele für eine BÖ-Strategie 2030 erarbeitete und 2015 in Berlin den ersten »Global Bioeconomy Summit« veranstaltete. Die Umsetzung der BÖ wird aber durch die nötigen grundsätzlichen Umstellungen in der Wirtschafts- und Sozialpolitik erschwert. Außerdem ist das BÖ-Konzept auch im Umweltschutz nicht unumstritten und wird unterschiedlich diskutiert, insbesondere weil die Erzeugungsmöglichkeiten biologischer Rohstoffe auf der endlichen Landfläche der Erde beschränkt sind und die Nahrung Vorrang erfordert. Zu allen diesen Problemen, insbesondere zu Verständnis und Anwendung von BÖ mit Einbeziehung von Nutzungs- und Schutz-Anforderungen, leistet das Rundgespräch wichtige Beiträge. Integration von Ökologie und Bioökonomie am Beispiel von Agrarumweltmaßnahmen Philipp Mennig und Johannes Sauer S. 17-30, 1 Farb- und 5 Schwarzweißabbildungen Das Konzept der Bioökonomie gilt als wichtiger Baustein des Übergangs zu einer nachhaltigeren Wirtschaftsweise. Primär charakterisiert durch die Hinwendung zu natürlich nachwachsenden Rohstoffen und deren effizienter, innovativer Nutzung, orientiert es sich an Kreisläufen der Natur und knüpft den Ressourcenverbrauch an den Erhalt einer funktionsfähigen Umwelt. Während bereits zu beobachten ist, wie erdölbasierte Produkte durch biologische Alternativen ersetzt werden, stellt die durch die Gewinnung natürlicher Ressourcen insbesondere im landwirtschaftlichen Produktionsprozess entstehende Umweltbelastung nach wie vor ein Problem dar und konterkariert den Nachhaltigkeitsgedanken der Bioökonomie. Aus ökonomischer Sicht ist Marktversagen ursächlich für übermäßige Beeinträchtigungen der natürlichen Umwelt. Als zur Korrektur dienende Instrumente sind seit den frühen 1990er-Jahren u.a. Agrarumweltmaßnahmen fester Bestandteil der europäischen Agrarpolitik. Die Tatsache, dass agrarbedingte Umweltbelastungen nach wie vor besorgniserregende Ausmaße annehmen, lässt allerdings Zweifel an der Wirksamkeit der Maßnahmen aufkommen. Eine mangelhafte Umsetzung der den Maßnahmen zugrunde liegenden ökonomischen Theorie kann als mögliche Ursache für die mangelnde Effektivität vermutet werden. Im vorliegenden Beitrag wird dieser These nachgegangen. Tatsächlich offenbart ein genauer Blick auf Theorie und Maßnahmenimplementierung Nachbesserungsbedarf. Nachhaltige Forst- und Holzwirtschaft als Basis der Bioökonomie Gabriele Weber-Blaschke S. 31-46, 7 Farbabbildungen, 2 Tabellen Ziel der Bioökonomie ist die Transformation der auf fossilen Ressourcen basierten zu einer biomassebasierten Wirtschaft. Dabei spielt die Forst- und Holzwirtschaft für den Klimaschutz wegen der Vermeidungs- und Senkenleistung hinsichtlich Treibhausgase eine herausragende Rolle. Neben der traditionellen energetischen und stofflichen Nutzung wird die Bioökonomie der Forst- und Holzwirtschaft mit der innovativen Entwicklung von Produkten aus Reststoffen, wie Textilien, Mikrofasern, Biokunststoffen, Kosmetika und chemischen Grundstoffen, assoziiert. Ziel ist es, die nachwachsende, aber nur begrenzt zur Verfügung stehende Ressource Holz effizient und nachhaltig zu nutzen, unter Zuhilfenahme z.B. der Konzepte Kreislaufwirtschaft und Kaskadennutzung. Lebenszyklusanalysen unter Einbeziehung ökologischer, ökonomischer und insbesondere auch gesellschaftlicher Aspekte in Verbindung mit Stoffstromanalysen sind notwendig, um einerseits nachhaltige Produktlinien per se identifizieren zu können, andererseits die Bedürfnisse der Gesellschaft hinsichtlich ihrer Konsum-, aber auch Arbeits- und Lebenswelten auf lokaler, regionaler und globaler Ebene unter Nachhaltigkeitsaspekten berücksichtigen zu können. Es ist hierbei unverzichtbar, auch die traditionellen Nutzungen der biologischen Ressource Holz in die bioökonomische Gesamtbewertung einzubeziehen. Dabei ist als Grundlage der holzbasierten Bioökonomie eine nachhaltige Forstwirtschaft, die das Ökosystem Wald in Gänze bewahrt, unverzichtbar. Steigerung von Produktivität und Nachhaltigkeit – Die Pflanzenzüchtung kann das Chris-Carolin Schön S. 47-58, 6 Farbabbildungen Die moderne Pflanzenzüchtung erzeugt sehr erfolgreich und mit großer Kontinuität genetisch verbesserte Sorten. Diese Sorten sind hochproduktiv und ressourceneffizient. Die gleichzeitige Verbesserung von Produktivität, Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit ist möglich, solange Zuchtziele eindeutig definiert werden können. Aufgrund unterschiedlicher Erwartungen von Landwirten, Verbrauchern oder anderen gesellschaftlichen Gruppen an die genetische Ausstattung von Sorten ergeben sich jedoch teilweise Zielkonflikte. In diesem Beitrag werden beispielhaft die wichtigsten Zuchtziele der Pflanzenzüchtung sowie daraus entstehende Zielkonflikte, z.B. zwischen Produktivität, Wassernutzungs- und Nährstoffeffizienz, aber auch zwischen kurzfristigem Selektionserfolg und langfristigem Erhalt der genetischen Diversität, vorgestellt. Neue Methoden der Phänotypisierung und Genotypisierung, die einen hohen Durchsatz und eine Beschleunigung der Selektion ermöglichen, können dazu beitragen, derartige Zielkonflikte zu lösen. Darüber hinaus können markergestützte Selektion und Genomeditierung künftig dabei helfen, die in den Kulturarten verfügbare genetische Variation optimal zu nutzen und neue Variation zu schaffen. Bioökonomische Ansätze für ein nachhaltiges Management von wildlebenden Süßwasserfischen Robert Arlinghaus S. 59-70, 3 Farb- und 4 Schwarzweißabbildungen, 2 Tabellen Ökonomische Ansätze haben bisher selten Eingang in Bewirtschaftungsfragen der Binnenfischerei gefunden. Dabei sind sie von fundamentaler Bedeutung sowohl für die Einschätzung der gesellschaftlichen Bedeutung der Binnenfischerei als auch für die Ableitung von nachhaltigen Bewirtschaftungsmaßnahmen. Aus volkswirtschaftlicher Sicht wird die Binnenfischerei in Deutschland von der hobbymäßig ausgeübten Angelfischerei dominiert. In Deutschland werden durch die Nachfrage nach dem Angeln und durch die damit verbundenen Ausgabeströme (etwa für Angelgeräte, Reisen, Unterkunft etc.) 5,2 Mrd. Euro pro Jahr generiert, was 52000 Arbeitsplätze schafft. Diese Wertschöpfung ist größer als die, die durch die gesamte sonstige Fischwirtschaft inkl. Fischverarbeitung und -vermarktung in Deutschland geschaffen wird. Diese positiven Potenziale lassen sich durch bio-ökononomische Modelle zur optimalen Bewirtschaftung bestmöglich heben. Gleichzeitig versuchen vor allem Naturschutzakteure, wo möglich, den Zugang zum Angeln einzuschränken, was die Realisierung bio-ökonomischer Potenziale einschränkt. Vergleichende freilandökologische Analysen zeigen, dass die Artenvielfalt und der Naturschutzwert vieler Artengruppen bei anglerisch bewirtschafteten Gewässern ähnlich hoch oder sogar höher (Fische) ist als bei unbewirtschafteten Seen. Für die Zukunft gilt es, 1) anglerische Ziele explizit in das Gewässermanagement zu integrieren, 2) Anglerorganisationen zu stärken und auf Augenhöhe einzubinden, 3) variable Bewirtschaftung zu fördern, 4) die richtigen Entnahmesignale zu setzen und 5) das Monitoring zu verbessern. Bioökonomie als Chance für die Insektenvielfalt Wolfgang W. Weisser S. 71-77, 1 Schwarzweißabbildung Der Begriff der Bioökonomie lenkt den Blick darauf, dass die Biologie und ihre Gesetzmäßigkeiten am Beginn moderner Wertschöpfungsketten stehen. Hierin liegt auch die größte Herausforderung in Bezug auf die Nachhaltigkeit: Ohne eine Nachhaltigkeit in der land- und forstwirtschaftlichen Produktion kann Bioökonomie insgesamt nicht nachhaltig sein. Nachhaltigkeit umfasst dabei viele Aspekte, nicht nur die Energieeffizienz oder die CO2-Bilanz, sondern auch die Erhaltung der belebten Umwelt. Wie der aktuell diskutierte Rückgang der Insektenvielfalt zeigt, waren die bisherigen Bemühungen, einen Ausgleich zwischen Produktion und der Erhaltung der Ökosysteme und ihren Leistungen zu erreichen, nicht sehr erfolgreich. Heute werden unter dem Namen der Bioökonomie nicht nur neue Technologien gefördert, sondern auch alte wie etwa die Biomasseverbrennung, die keinesfalls nachhaltig sind. Deshalb muss das Versprechen, dass Produkte aus Biomasse nachhaltiger sind als Produkte aus Erdöl, kritisch geprüft und nachgewiesen werden. Die Bioökonomie kann jedoch eine Chance für die Erhaltung der biologischen Vielfalt sein, wenn die Möglichkeiten der Digitalisierung, Pflanzenzüchtung und technologischen Weiterentwicklung für sie genutzt werden. Neue Konzepte zur umweltverträglichen Nutzung des Bodens Sebastian Wolfrum und Johannes Burmeister S. 79-90, 10 Farbabbildungen Gesunder Boden, gesunde Pflanze, gesunder Mensch/gesundes Tier. Ein gesunder Boden hat ausgewogene physikalische, chemische und biologische Komponenten, von denen viele bekannt sind, doch in der Praxis kaum beachtet werden. Der Klimawandel mit längeren Trockenperioden und mehr Starkregenereignissen und Erosionsrisiken erfordert eine Neubesinnung auf die Tugenden der Bodenpflege. Hohe Humusgehalte und ein aktives vielfältiges Bodenleben werden zukünftig noch wichtiger für stresstolerante Pflanzenbausysteme und erhalten zusätzlich die Biodiversität. Die dazu nötigen Maßnahmen sind im Grunde bekannt, aber unter den aktuellen Rahmenbedingungen fast nur im ökologischen Landbau betriebsintegriert umgesetzt: vielfältige Fruchtfolgen mit humusmehrenden Kulturen, organische Düngung (v.a. Mist, Kompost), Bodenruhe, ständige Bodenbedeckung, Dauerkulturen, ungenutzte Begleitstrukturen als Rückzugsräume für Bodentiere. Auch angesichts der verstärkten Nachfrage nach biogenen Rohstoffen, auf die die Umsetzung der Bioökonomiekonzepte basiert, sind neue Systeme nötig, wie sie z.B. im Ideal der Permakultur verkörpert sind. Damit sich die Landwirtschaft zu solchen räumlich und zeitlich vielfältigen Nutzungsformen weiterentwickeln kann, bedarf es vielfältiger Wege: 1) Problembewusstsein mithilfe wissenschaftlich fundierter und praxistauglicher Indikatoren schaffen, 2) Honorierung und Motivation z.B. durch die Agrarförderung, 3) bilden, beraten, lernen, am besten gemeinsam mit allen Akteuren. Welche Biomassepflanzen braucht eine nachhaltige Bioökonomie? Iris Lewandowski und Moritz von Cossel S. 91-104, 7 Farbabbildungen, 2 Tabellen Die Bioökonomie beinhaltet die Produktion aller Güter aus biobasierten und nachwachsenden Rohstoffen. Dieser Beitrag fokussiert auf Biomassepflanzen, die für die stoffliche und energetische Nutzung angebaut werden, sowie auf diejenigen Ökosystemdienstleistungen, die nicht mit der landwirtschaftlichen Produktionsfunktion abgedeckt sind. Heutige Industrie- und Energiepflanzen sind im Wesentlichen einjährige, bisher als Nahrungs- oder Futtermittelpflanzen genutzte Kulturen. Biomassepflanzen der Zukunft sollten demgegenüber toleranter gegenüber biotischem und abiotischem Stress sein, effizienter in der Nutzung von Wasser, Nährstoffen und Land sein, Ökosystemdienstleistungen erbringen können, diverser sein und eine Mehrfach- und integrierte Nutzung der Biomasse erlauben. Insbesondere unter Bedingungen des Klimawandels ist davon auszugehen, dass marginale landwirtschaftliche Flächen, die sich durch bio-physikalische Anbaulimitierungen wie z.B. Trockenheit und Versalzung auszeichnen, noch weiter zunehmen werden. Zukünftige Biomassepflanzen müssen auf solchen Standorten gedeihen und gleichzeitig zur Erhaltung oder sogar Erhöhung ihrer Resilienz beitragen können. Dies wird sehr gut von mehrjährigen Anbausystemen wie Miscanthus, Durchwachsener Silphie und mehrjährigen Wildpflanzenmischungen erfüllt. Sie können helfen, Bodenerosion zu vermindern und die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern sowie, insbesondere im Falle der Wildpflanzenmischungen, die Biodiversität zu erhöhen. Ihre Produktion und Vorteile können sowohl auf Landschafts- als auch auf Betriebs­ebene integriert werden, z.B. durch ihren Anbau auf marginalen Agrarflächen und ungünstig gelegenen Betriebsflächen oder auf ökologischen Vorrangflächen. So kann Biomasse für eine wachsende Bioökonomie bereitgestellt werden, ohne dass es zu Zielkonflikten mit sozial-ökologischen Anforderungen kommt. Digitale teilflächenspezifische Stickstoffdüngung – eine ökonomisch-ökologische Perspektive Markus Gandorfer S. 105-114, 1 Farb- und 1 Schwarzweißabbildung, 1 Tabelle Ansätze zur teilflächenspezifischen Stickstoffdüngung werden seit mehr als 20 Jahren erforscht und entwickelt und sind seit vielen Jahren praxisverfügbar. Dabei wird zwischen sogenannten Mapping-Ansätzen, die auf der Verwendung historischer Informationen beruhen, und Online-Ansätzen, bei denen der Bedarf während der Düngung über Sensoren ermittelt wird, sowie einer Kombination der beiden Ansätze unterschieden. Die Erwartungen an die teilflächenspezifische Stickstoffdüngung sind hoch. Sie soll beispielsweise zur Steigerung der Stickstoffeffizienz führen und damit auch ökologische und ökonomische Vorteile bieten. Dennoch bleibt der tatsächliche Praxiseinsatz der Technologie insbesondere in kleinstrukturierten Agrarregionen hinter den Erwartungen zurück. Die Gründe dafür sind vielfältiger Natur. Studien bestätigen zwar die ökologischen Vorteile der Ansätze, aus ökonomischer Sicht sind die Effekte jedoch oftmals begrenzt. Dies liegt insbesondere am flachen Verlauf teilflächenspezifischer Stickstoff-Produktionsfunktionen im Bereich des ökonomischen Optimums. Aus betriebswirtschaftlicher Sicht besteht damit die Herausforderung darin, die Flächen zu identifizieren, die ein hohes ökonomisches Potenzial für eine teilflächenspezifische Stickstoffdüngung aufweisen. Zusätzlich ist festzustellen, dass die Anwenderfreundlichkeit oftmals Optimierungspotenzial aufweist, was beispielsweise durch verbesserte Düngealgorithmen erreicht werden könnte. Schutz und Nutzung von Natur und Landschaft im Kontext der Bioökonomie – (k)ein Schritt vorwärts? Beate Jessel S. 115-128, 2 Farb- und 1 Schwarzweißabbildung Das notwendige Verständnis von Bioökonomie geht über bloße mit der Biomasseproduktion verbundene Fragen hinaus. Es sollte unter dem Nachhaltigkeitspostulat neben der Ressourcennutzung auch Aspekte des Naturschutzes sowie mögliche gesellschaftliche und wirtschaftliche Folgen integrieren. In diesem Sinne handelt es sich bei der Bioökonomie um ein Konzept, das einer kontinuierlichen Entwicklung unterliegt und dessen Grenzen mit Blick auf Chancen und Risiken im Rahmen eines gesellschaftlichen Diskurses fortlaufend verhandelt werden müssen. Die Gestaltung einer ökologisch, wirtschaftlich und gesellschaftlich tragfähigen Bioökonomie schließt Aspekte der Produktion genauso ein wie Forschung und Entwicklung, die Einhaltung von Belastungsgrenzen und gesellschaftliche Beteiligungsformen. Davon ausgehend beleuchtet der Beitrag drei Themenkomplexe: Zunächst die produzierenden Sektoren der Forst- und Landwirtschaft, die trotz Intensivierung und technologischem Fortschritt kein unbegrenztes Wachstum ermöglichen werden können, da u.a. die Produktions­grundlage »Land« nicht endlos verfügbar ist sowie einhergehende Landschaftsveränderungen und der Verlust von Biodiversität kritisch zu bewerten sind. Zweitens gentechnische Anwendungen und Neuerungen, die aktuell gleichfalls eine Intensivierung der Landwirtschaft befördern und damit bestehende Probleme mit entsprechenden Folgen für Biodiversität und Klima verstärken. Und drittens Chancen der Bioökonomie durch technologische Innovationen, die die gesamte Wertschöpfungskette umfassen, die industrielle Nutzung und Verarbeitung von Biomasse gleichermaßen wie die Nutzung von biologischem Wissen z.B. für die Entwicklung neuer Technologien und Verfahren für die Produktion und Verarbeitung biobasierter Produkte.weiterlesen