Der ökologische Fußabdruck

Eine intakte Umwelt bildet die Grundlage des menschlichen Überlebens. Der Mensch beansprucht die Umwelt, i.e. er greift auf die Ressourcen der Biosphäre zurück und emittiert Stoffe in sie, die sie teilweise abbauen oder binden kann. Die Kapazitäten der Biosphäre sind jedoch begrenzt. Diese Grenze wird aufgrund der stetig steigenden Bevölkerungszahl und dem ebenfalls stetig steigenden Pro-Kopf-Verbrauch in zunehmendem Maße überschritten. Der Ökologische Fußabdruck als Maß des Verbrauchs der Naturvorräte bündelt unterschiedliche Zusammenhänge und Umweltdaten zu einem handhabbaren Wert. Dieser Artikel will einen einleitenden Überblick darüber geben, was der Ökologische Fußabdruck ist, wie genau er berechnet wird und letztendlich einen Abriss über die Kritik geben, der dieses Konzept ausgesetzt ist.

Der Ökologische Fußabdruck und die Biokapazität der Erde – Grundlagen

Der Ökologische Fußabdruck ist ein Umweltindikator mit dessen Hilfe sich die Inanspruchnahme der Biosphäre durch den Menschen berechnen lässt. Dieser kann mit der Regenerationsfähigkeit der Erde in Bezug gesetzt werden. Unter der Regenerationsfähigkeit der Erde ist die Fähigkeit der Biosphäre zu verstehen, Abfall zu absorbieren und Ressourcen zu erneuern. Wackernagel & Rees (1997: 16) beschreiben das Konzept knapp:

„Es mißt den Naturverbrauch der Menschen. Es schätzt die Energie- und Materialflüsse in einer Wirtschaftseinheit und rechnet sie um in Wasser- und Landfläche, die nötigt sind, um diese Flüsse aufrechtzuerhalten. […] Die Bedeutung großer Fußabdrücke ist einfach zu verstehen – im Hinblick auf die eigenen Füße und im Hinblick auf die Wirtschaft.“

Wackernagel & Kitzes (2008: 1031) formulieren die Forschungsfrage, die mittels des Ökologischen Fußabdrucks beantwortet werden soll wie folgt: „how much of the Earth’s regenerative capacity is occupied by human activities?“ Die Beantwortung dieser Frage ermöglicht eine fortlaufende Beobachtung und Bewertung der Auswirkungen menschlichen Handelns auf die Umwelt. Dieser Prozess wird als Monitoring bezeichnet und kann bzw. soll Regierungen, der Wirtschaft oder Einzelpersonen helfen, Verhaltensweisen zu finden, die eine nachhaltige Lebensweise ermöglichen (vgl. Bayerisches Landesamt für Umwelt 2009: 1 und Wackernagel & Kitzes 2008: 1031).

Wackernagel & Rees (1997: 25f.) veranschaulichen das Konzept mit dem Gedankenmodell einer von einer Plexiglaskuppel überdeckten Stadt. Da eine solche Stadt von allen Ökosystemen, Material- und Energieflüssen abgeschnitten wäre, wäre sie nicht überlebensfähig. Daraus leiten sie die Frage ab, wie groß eine solche Plexiglaskuppel zu sein hätte, um sie mit allem zu versorgen, was die Bewohner der Stadt benötigten (unter der Voraussetzung, dass sich alles Benötigte in radialer Umgebung befände). Die Fläche, die die Kuppel in Anspruch nähme, entspräche dem Ökologischen Fußabdruck der Stadt.

Der WWF (2008: 4) gibt an, dass die Beanspruchung der Erde durch den Menschen ihre Regenerationsfähigkeit um 30 Prozent übersteigt. Abbildung 1 zeigt die Entwicklung des Ökologischen Fußabdrucks der Menschheit von 1961 bis 2005. Auf der Ordinate ist die Planeten-Einheit des Ökologischen Fußabdrucks aufgetragen, auf die später nochmals eingegangen wird. Deutlich zu sehen ist jedoch die Überschreitung der Biokapazität, sprich Regenerationsfähigkeit, der Erde seit etwa Mitte der 80er Jahre und dass sich die Beanspruchung der Regenerationsfähigkeit der Erde durch den Menschen zwischen 1961 und 2005 mehr als verdoppelt hat. Die Folgen dieser Überschreitung sind die Zerstörung von Ökosystemen und die Ansammlung von Schadstoffen an Land, in der Luft und im Wasser, was „eine wachsende Gefahr für das Wohlergehen und die Entwicklung aller Nationen“ darstellt (WWF 2008: 4). Für den unter anderem aus der Verschmutzung des Wassers resultierenden sich ausbreitenden Wassermangel wurde 2002 eine eigene Messgröße, der Wasser-Fußabdruck eingeführt, auf den an dieser Stelle aus Platzgründen nicht eingegangen werden kann (für einen Überblick siehe WWF 2008 oder Hoekstra 2009).

Da zahlreiche Länder ihren Ressourcenbedarf nicht aus eigenen Quellen decken können, importieren sie diese aus anderen Ländern und/oder versuchen dies – wie es der WWF (2008: 5) überspitzt formuliert – „durch die Nutzung der Atmosphäre als Abfallhalde für Kohlendioxid und andere Treibhausgase“ auszugleichen. Die weltweite Vernetzung der Wirtschaftssysteme führt zu einer zunehmenden Nutzung der Biokapazität weit entfernter Gegenden. Betrachtet man die ungleiche Verteilung der Biokapazität auf der Erde, ergibt sich folgendes Bild: 50 Prozent der weltweiten Biokapazität sind auf acht Staaten, namentlich auf die USA, Brasilien, Russland, China, Kanada, Indien, Argentinien und Australien verteilt. Da der Ökologische Fußabdruck einer Nation nicht durch dessen Biokapazität bestimmt wird, ergibt sich, dass drei dieser Länder, nämlich die USA, China und Indien im Gegensatz zu den anderen fünf zu den ökologischen Schuldnern gehören (vgl. WWF 2008: 19).

Kurzer Abriss der Geschichte des Ökologischen Fußabdrucks

Das Konzept des Ökologischen Fußabdrucks wurde in den 1990er Jahren von Mathis Wackernagel und William Rees an der University of British Columbia (Kanada) entwickelt. Obwohl zahlreiche Autoren angeben, dass das Konzept von Wackernagel & Rees (1996) eingeführt wurde (beispielsweise Fiala 2008 oder van den Bergh & Verbruggen 1999), publizierten beide schon vorher über dieses Thema (beispielsweise Rees 1992 oder Rees & Wackernagel 1994). 2003 wurde im kalifornischen Oakland die Nichtregierungsorganisation Global Footprint Network von Wackernagel ins Leben gerufen. Weiterentwickelt und angewendet wird das Konzept heute hauptsächlich von den beiden Nichtregierungsorganisationen Redefining Progress und Global Footprint Network (beide mit Hauptsitz in den Vereinigten Staaten), die mit über 65 internationalen Partnern zusammenarbeitet (vgl. Bayerisches Landesamt für Umwelt 2009: 2 und Wackernagel & Kitzes 2008: 1037).

Grundannahmen und methodische Vorgehensweise

Grundlage einer Fußabdrucksanalyse sind sechs fundamentale Annahmen (entnommen aus Wackernagel & Kitzes 2008: 1032):

Hier wird die Idee des Ökologischen Fußabdrucks klar: Es soll versucht werden, zu ermitteln, „wie groß die biologisch produktiven Flächen sein müssen, so dass die Natur unseren Verbrauch an Energie und Rohstoffen nachhaltig abdecken kann. […] Der Ökologische Fußabdruck stellt […] einen Bezug zwischen lokalem Konsum und globaler Verfügbarkeit her“ (Bayerisches Landesamt für Umwelt 2009: 2). Errechnen lässt sich weiterhin, wie viel Angebot an Rohstoffen [2] oder an Energie beispielsweise eine Region, eine Stadt oder die ganze Welt zur Verfügung stellen kann; i.e. die Biokapazität.

Zur Berechnung des Ökologischen Fußabdrucks ist eine Berechnung des Verbrauchs von biotischen Ressourcen und von Energie mittels statistischer Daten sowie die Sammlung von Daten über CO2-Emissionen und das Abfallaufkommen vonnöten. Diese Daten werden meist von nationalen und internationalen Organisationen wie der FAO zur Verfügung gestellt (vgl. Bayerisches Landesamt für Umwelt 2009: 2).

Zur Bedarfsdeckung an Energie und Rohstoffen in den wichtigsten Konsumbereichen Ernährung, Wohnen, Verkehr und Verbrauch von Konsumgütern werden die zur Bereitstellung dieser Bereiche benötigten Flächen in sechs Kategorien eingeteilt, wie in nachfolgender Tabelle (linke Spalte) dargestellt

Aus diesen sechs Flächenkategorien lassen sich einzelne Fußabdrücke für z.B. die Nahrungsversorgung erstellen. Zusammengenommen lässt sich ein Gesamtfußabdruck ermitteln. Die ersten vier Flächenkategorien der linken Spalte dienen der Produktion von Nahrungsmitteln, Fasern und Holz. Diese werden entweder dem direkten Konsum zugeführt oder weiterverarbeitet. Alle Produkte können umgerechnet werden in die Größe der Fläche, die für ihre Produktion notwendig war. Diese Angaben erfolgen entweder in Tonnen pro Hektar pro Jahr oder in Tonnen des weiterverarbeiteten Produkts pro Tonnen Ausgangsmaterial.

Die fünfte Flächenkategorie, die Siedlungsfläche, schließt all dasjenige Land mit ein, das von Menschen bebaut wurde (Städte, Straßen etc.) Die sechste Flächenkategorie, ‚Energieland‘, repräsentiert diejenige bioproduktive Fläche, die benötigt wird, um CO2 zu absorbieren, darunter fallen Waldflächen und die Ozeane. Dieser Messwert gibt an, wie groß der entsprechende Biosphärenanteil sein müsste, um die CO2-Konzentration ohne weiteres menschliches Eingreifen stabil zu halten (vgl. Wackernagel & Kitzes 2008: 1032f.)

Die Biokapazität kann einfach mit dem Ökologischen Fußabdruck verglichen werden. Sie wird in fünf Flächenkategorien (Tabelle 1, rechte Spalte), analog zu den Flächenkategorien des Fußabdrucks eingeteilt. Nur ‚Energieland‘ wird nicht aufgeführt, da die Fläche, die zur Absorption von CO2 benötigt wird schon in den anderen Kategorien enthalten ist. Insgesamt hat diese bioproduktive Fläche eine Ausdehnung von etwa 11,2 Milliarden Hektar. Die aufgeführten Flächenkategorien machen das gros der Regenerationsfähigkeit der Erde aus. Diese Regenerationsfähigkeit wird von vielen Materialien in Anspruch genommen. Zu beachten gilt, dass etwa der Abbau von Quecksilber theoretisch nur eine kleine Fläche in Anspruch nimmt, die Flächen, auf welchen nach dem Abbau Ökosysteme von Quecksilber beeinflusst werden, sind jedoch weitaus größer (vgl. Wackernagel & Kitzes 2008: 1033).

Zur Berechnung des Ökologischen Fußabdrucks ganzer Nationen werden i.d.R. zusätzlich dazu auch deren Handelsbeziehungen mit in die Rechnung einbezogen. Der Ökologische Fußabdruck wird entweder in Planeten oder in globalen Hektar angegeben (global hectare). Unter einem globalen Hektar wird „die weltweit durchschnittliche biologische Produktivität pro Hektar“ verstanden (Bayerisches Landesamt für Umwelt 2009: 3). Dieser ist notwendig, um verschiedene Fußabdrücke miteinander und einen Fußabdruck mit einer Biokapazität zu vergleichen (vgl. Wackernagel & Kitzes 2008: 1033). Es handelt sich also um eine Vereinheitlichung für die zwei Umrechnungsfaktoren vonnöten sind: der Äquivalenz- und der Ertragsfaktor. Der Äquivalenzfaktor stellt die potentielle Produktion einer Fläche ins Verhältnis zur durchschnittlichen Produktivität aller Flächen. Er beruht demensprechend auf einer Schätzung der maximalen (landwirtschaftlichen) Produktivität. Für Deutschland ergibt sich z.B. eine doppelt so hohe durchschnittliche Produktivität einer Ackerfläche verglichen mit der durchschnittlichen Produktivität aller Flächen der Erde. Beim Äquivalenzfaktor wird also eine spezifische Flächenkategorie mit dem Durchschnitt aller Flächenkategorien der Erde verglichen. Beim Ertragsfaktor berücksichtigt man, dass nicht alle Flächen einer Kategorie den gleichen Ertrag liefern. So ist ein Hektar Acker in Süddeutschland ertragreicher als ein Hektar Acker in Somalia, der Ertragsfaktor dient also der Berücksichtigung regionaler Unterschiede. Er wird bestimmt als das Verhältnis zwischen dem Ertrag einer bestimmten Flächenkategorie eines Landes und dem durchschnittlichen weltweiten Ertrag dieser Flächenkategorie. Verglichen mit dem weltweiten Durchschnitt ist ein Hektar Ackerland in Deutschland doppelt so ertragreich. Zusammengefasst:

Berechnung des Ökologischen Fußabdrucks und der Biokapazität

Wie schon erwähnt ist es für die Berechnung des Ökologischen Fußabdrucks eines Landes notwendig, Produktflüsse miteinzubeziehen. Die Formel zur Berechnung des Fußabdrucks für ein Land unter Beachtung des Konsums einer Menge eines Produktes (z.B. Weizen) lautet:

Wobei ÖF den Ökologischen Fußabdruck eines Produktflusses in globalen Hektar angibt, M bezeichnet die Größe des Produktflusses in Tonnen pro Jahr. NY (national yield) ist die Menge des Produkts, die im jeweiligen Land produziert wurde, angegeben in Tonnen pro Hektar pro Jahr. YF (yield factor) ist der Ertragsfaktor für das jeweilige Produkt, EQF (equivalence factor) der Äquivalenzfaktor für die jeweilige Flächenkategorie. Angewendet werden kann die Formel in (1) auf alle Produkte, die auf Flächen der ersten vier Kategorien: Ackerland, Weideland, Fischgründe oder Wald. Will man den Ökologischen Fußabdruck eines Produktes berechnen, das aus der Weiterverarbeitung eines auf den Flächen angebauten Produktes entstanden ist, so muss dieses zunächst in ein Äquivalent umgewandelt werden. [4]

Zur Berechnung des Fußabdrucks von Siedlungsflächen ersetzt man M und NY in (1) durch diejenige Fläche, die verbaut ist, behält jedoch den Ertrags- und Äquivalenzfaktor für Ackerland bei. Hierbei wird angenommen, dass jede verbaute Fläche eigentlich als Ackerland genutzt werden könnte. Bei der Berechnung des Abdrucks für ‚Energieland‘ wird die CO2-Emission (etwa einer Nation pro Jahr) anstelle von M und NY eingesetzt und YF und EQF durch die durchschnittliche Absorptionsrate bewaldeten Lands auf der gesamten Erde ersetzt.[5]

Zur Berechnung der (nutzbaren) Biokapazität findet eine ähnliche Formel Verwendung:

Wobei BC die nutzbare Biokapazität einer bestimmten Region in globalen Hektar angibt. A steht für die Ausdehnung des zu berechnenden Gebiets in Hektar, YF ist der Ertragsfaktor des jeweiligen Landes und der jeweiligen Flächenkategorie und EQF der Äquivalenzfaktor für die jeweilige Flächenkategorie. Die Formel in (2) kann auf alle fünf produktiven Flächenkategorien (siehe Tabelle 1, rechte Spalte) angewandt werden (vgl. Wackernagel & Kitzes 2008: 1035f.).

Der Ökologische Fußabdruck eines Menschen, einer Nation und der Menschheit

Der Ökologische Fußabdruck eines Menschen kann sowohl individuell als auch im Durchschnitt einer Nation, Region, Stadt, etc. oder der Welt berechnet werden. Für zweiteres wird zunächst der durchschnittliche (jährliche) Pro-Kopf-Verbrauch einer Bevölkerung einer Nation anhand von statistischen Daten errechnet. Kurz gesagt lässt dieser sich anhand der Formel in (3) bestimmen.

Danach wird berechnet, wie viel Fläche pro Kopf für ein bestimmtes Gut oder Produkt vonnöten ist: „Wir dividieren dazu den jährlichen Verbrauch des Guts i (vi, in Kilogramm pro Person) durch die entsprechende ökologische Produktivität oder Ernte (pi, in Kilogramm pro Hektar und Jahr“ (Wackernagel & Rees 1997: 89). Somit erhalten wir die ökologische Fläche die für ein Gut i pro Kopf verbraucht wird (fli):

Zuletzt kann der durchschnittliche Ökologische Fußabdruck für eine Person (in Formel (5) öf, in Hektar pro Person) durch Aufsummieren der Teilflächen, die für n Konsumgüter pro Person belegt werden, errechnet werden (vgl. Wackernagel & Rees 1997: 89):

Zur Berechnung eines individuellen Fußabdruckes gibt es verschiedene Online-Angebote. Der Online-Dienst des österreichischen Bundesministeriums für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft http://www.mein-fussabdruck.at gibt an, dass der Berechnung jedes Fußabdrucks der nationale Durchschnitts-Fußabdruck zugrunde gelegt wird. Beantwortet werden müssen Fragen zu Wohnen, Ernährung, Mobilität und Konsum, nicht beantwortete Fragen werden durch Durchschnittswerten ersetzt.

Anhand des durchschnittlichen Ökologischen Fußabdrucks der Bevölkerung eines Landes sowie anhand der Größe der Bevölkerung lässt sich der Fußabdruck einer Nation bestimmen. Hierbei wird der durchschnittliche Ökologische Fußabdruck der Bevölkerung dadurch bestimmt, welche Mengen an Gütern und Dienstleistungen der durchschnittliche Bürger einer Nation konsumiert, wie viele Ressourcen dabei in Anspruch genommen werden müssen und wie viel Abfallprodukte hierbei entstehen. Circa seit 1970 hat sich der weltweite durchschnittliche Ökologische Fußabdruck pro Kopf zwar kaum verändert, dafür nahm die Bevölkerung jedoch stetig zu (vgl. WWF 2008: 28).

Genauer gesagt werden die einzelnen Fußabdrücke für jedes im jeweiligen Land konsumierte Produkt aufgestellt und aufsummiert.

Der Ökologische Fußabdruck der Menschheit wird berechnet indem man die Fußabdrücke aller Nationen aufsummiert. Abbildung 2 zeigt den Ökologischen Fußabdruck der Menschheit seit 1961. Im Gegensatz zu Abbildung 1 wurde hier jedoch als Einheit nicht Planeten sondern der globale Hektar gewählt, was der sich ändernden Biokapazität Rechnung trägt.

Nimmt man die Fußabdrücke einzelner Nationen und überträgt die Fußabdrücke dieser auf die gesamte Erde, ergeben sich interessante Gedankenspiele:

„If everyone in the world lived with a level of ecological demand equal to the typical North American or western European, humanity would require the equivalent production of three or five planets. Other regions, such as Asia Pacific, have an average level of ecological demand that could be extended globally without causing overshoot“ (Wackernagel & Kitzes 2008: 1035).

Kritik am Konzept des Ökologischen Fußabdrucks

Aus Platzgründen wird hier auf einen umfassenden Überblick über die zahllose Kritik am Konzept des Ökologischen Fußabdrucks verzichtet und nur auf eine Auswahl an Punkten eingegangen.

Van den Bergh & Verbruggen (1999: 63ff.) kritisieren die Vereinfachungen, die beim Ökologischen Fußabdruck vorgenommen werden, sprich die Übersetzung unterschiedlichster Konsumkategorien in Landnutzung. Sie bezeichnen den Ansatz als unvollständig und beanstanden weiterhin, dass im Konzept des Fußabdrucks nicht zwischen nachhaltiger und nicht nachhaltiger Landnutzung unterschieden werde. Dabei räumen sie ein, dass dies nicht leicht zu implementieren, aber notwendig sei. Fiala (2008: 523) schreibt zu dieser Problematik:

„Destroying land, and then needing to move from one land area to another, clearly presents an important sustainability problem for a population. On the other hand, if a population is using land inefficiently, but is doing so without destroying the land, the system could be sustainable than a small one, depending on how the land is used. The ecological footprint is a static concept, and so cannot address this issue.“

Fiala (2008: 520f.) führt weiter an, dass die CO2-Absorption einen zu großen Raum im Fußabdruck-Konzept einnimmt, obwohl letztendlich nicht gesichert sei, ob eine Absorption des vom Menschen erzeugten Kohlendioxids[6] tatsächlich notwendig sei. Weiterhin kritisiert er, dass mit dem Fußabdruck keine Messung der Nachhaltigkeit einer Region erfolgen könne, sondern er lediglich ein Maß für Ressourcenungleichheit sei. So gibt er an, dass der größere Ökologische Fußabdruck Kanadas (pro Kopf) gegenüber des Abdrucks Benins nicht auf der Tatsache beruhe, dass man in Benin allgemein nachhaltiger lebe, sondern auf der Tatsache, dass sich das Pro-Kopf-Einkommen in den beiden Ländern stark unterscheide. Argumente wie, dass es fünf Erden benötige, wenn alle so lebten wie der durchschnittliche Amerikaner hält Fiala (2008: 521) für bedeutungslos, da dem ein enormer technischer Fortschritt vorausgehen müsste, dessen Folgen unabsehbar seien.

Van den Bergh & Verbruggen (1999: 66) halten regionale und nationale Fußabdrücke aufgrund der Arbitrarität der Grenzziehungen für fragwürdig, da etwa nationale Grenzen kulturell und geo-politisch motiviert und damit ökologisch bedeutungslos seien. Insgesamt kommen van den Bergh & Verbruggen (1999: 70f.) zu dem Ergebnis, dass die Anwendung des Ökologischen Fußabdrucks „offers no new insights: it is well known that the human species threatens environment, nature and biodiversity, and exhausts many natural resources. […] In conclusion, the EF [Ökologische Fußabdruck; Anmerkung des Verfassers] is unsuitable as a tool for informing policy-making: it can support unsustainable, inefficient and even immoral policy options.“

Schluss

Zwar ist das Konzept des Ökologischen Fußabdrucks seit seiner Einführung immer wieder mehr oder minder heftiger Kritik ausgesetzt gewesen, resümierend lässt sich allerdings feststellen, dass es sich gerade im Bereich der Umweltdidaktik um ein wertvolles und anschauliches Instrument handelt.

Literaturverzeichnis

Fiala, N. (2008): Measuring sustainability: Why the ecological footprint is bad economics and bad environmental science. In: Ecological Economics, 67. S. 519-525.

Hoekstra, A. Y. (2009): Human appropriation of natural capital: A comparison of ecological footprint and water footprint analysis. In: Ecological Economics, 68. S. 1963-1974.

Rees, W. (1992): Ecological footprints and appropriated carrying capacity: what urban economics leaves out. In: Environment and Urbanization, 4(2). S. 121-130.

Rees, W. & Wackernagel, M. (1994): Ecological footprints and appropriated carrying capacity: measuring the natural capital requirements of the human economy. In: Jansson, A. M. et al. (Hrsg.): Investing in Natural Capital: The Ecological Economics Approach to Sustainability. Washington D.C. S. 362-390.

van den Bergh, J.C.J.M. & Verbruggen, H. (1999): Spatial sustainability, trade and indicators: an evaluation of the ‚ecological footprint‘. In: Ecologcial Economics, 29. S. 61-72.

Wackernagel, M. & Kitzes, J. (2008): Ecological Footprint. In: Encyclopedia of Ecology. S. 1031-1037.

Wackernagel, M. & Rees, W. (1996): Our Ecological Footprint: Reducing Human Impact on the Earth. Gabriola Island.

Wackernagel, M. & Rees, W. (1997): Unser Ökologischer Fußabdruck. Wie der Mensch Einfluß auf die Umwelt nimmt. Basel, Boston & Berlin.

Anmerkungen:

1 Redefining Progress (2005: 3) geht von nur fünf (sehr ähnlichen) Grundannahmen aus.

2 In dieser Arbeit werden die Begriffe Rohstoff und Ressource synonym verwendet.

3 Im Original ‚carbon land‘.

4 Wackernagel & Kitzes (2008: 1034) schreiben im Original: „The footprints of secondary products (e.g., flour) that are created from primary products (e.g., wheat) are calculated by converting them back into primary-product equivalents.“

5 Im Englischen wird von sequestraition gesprochen, was hier – frei – mit Absorption übersetzt wurde.

6 Im Englischen wird hier in der Regel verallgemeinernd von greenhouse gases, in der deutschsprachigen Literatur hingegen von CO2 gesprochen.

Das Konzept des Ökologischen Fußabdrucks

Einleitung