1. Land, Menschen und Klima in einer wärmer werdenden Welt

Autoren:
Publikation:	14.4.2022
Herkunft:	Office for Climate Education

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Inhalt

• Menschen und Land
  • Dienstleistungen der Landsysteme
  • Wie ändert sich die Landnutzung?
• Land als Teil des Klimasystems
  • Der Klimawandel verändert die Landschaft
  • Das Land trägt zum Klimawandel bei
  • Zukünftige Auswirkungen des Klimawandels auf das Land

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MENSCHEN UND LAND

DIENSTLEISTUNGEN DER LANDSYSTEME

Land ist da, wo wir leben. Land ist für uns überlebenswichtig, da es den Großteil der Nahrungsmittel, Futtermittel (Viehfutter), Textilfasern, Holz und Energie liefert. Heutzutage bewirtschaften die Menschen etwa drei Viertel der eisfreien Landfläche unseres Planeten (siehe Abb. 1). Die Art und Weise, wie das Land bewirtschaftet wird, hat nicht nur Auswirkungen auf die Lebens­grundlage von Milliarden von Menschen, sondern auch auf die natürlichen Land­ökosysteme. Letztere sind für die Aufrechterhaltung von Ökosystem­dienstleistungen wichtig: saubere Luft und eine gute Bodenqualität, Schutz vor Hochwasser und Krankheiten, die Bestäubung von Pflanzen usw. Die Res­source Land ist allerdings endlich, und da die Weltbevölkerung wächst, sind wir Menschen auf das Land angewiesen wie nie zuvor. Wenn wir dem Land Schaden zufügen, sind die resultierenden Verluste groß und der ursprüngliche Zustand – der Landsysteme und der Ökosystemdienstleistungen – nur schwer wiederherzustellen (siehe Abb. 2).

Abb. 1: Landnutzung (um 2015): Obwohl wir Menschen nur etwa 1% der gesamten eisfreien Landfläche besiedelt haben, nutzen wir einen Großteil der Landfläche für viele verschiedene Zwecke [1]. Zum Vergrößern auf das Bild klicken.

Abb. 2: Beispiele für Ökosystemdienstleistungen [2]. Zum Vergrößern auf das Bild klicken.

WIE ÄNDERT SICH DIE LANDNUTZUNG?

Die wachsende Weltbevölkerung und die sich ändernden Lebensstile haben da­zu geführt, dass wir die Landressourcen – insbesondere Landflächen und Was­ser – immer stärker beanspruchen. Heute wird weltweit 70% des Süßwas­sers in der Landwirtschaft verbraucht, und die Nahrungsmittelproduk­tion ist seit 1961 um etwa 30% gestie­gen. Die Ausbreitung der landwirt­schaftlichen Flächen und die Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität haben diesen erhöhten Verbrauch gefördert (siehe Abb. 3).

Es haben sich ganz allgemein die Ernährungsgewohnheiten verändert, und in­folgedessen hat sich auch die Art und Weise verändert, wie wir das Land für die Landwirtschaft nutzen. Unsere Ernährung ist heutzutage energierei­cher: Sie enthält viel Fett, mit einem hohen Anteil an Pflanzenölen, Fleisch und Zucker. Diese Veränderungen in der Ernährung haben u. a. dazu beige­tragen, dass etwa zwei Milliarden Erwachsene übergewichtig oder fettleibig sind. Dennoch sind immer noch rund 821 Millionen Menschen unterernährt, während auf der anderen Seite – im weltweiten Mittel – 25-30% der Lebensmittel verderben oder weggeworfen werden (siehe Abb. 4).

Diese Veränderungen in der Landnutzung haben zu den wachsenden Treib­hausgasemissionen beigetragen, sowie zum Verlust natürlicher Ökosysteme und zum Rückgang der Biodiversität.

Abb. 3: Entwicklung der landwirtschaftlichen Flächen zwischen 1600 und 2016. Gesamtheit der landwirtschaftlich genutzten Flächen (Ackerland und Weideland) in Hektar [3]. Zum Vergrößern auf das Bild klicken.

Abb. 4: Nahrungsmittelverluste entlang der Nahrungskette [4]. Zum Vergrößern auf das Bild klicken.

LAND ALS TEIL DES KLIMASYSTEMS

Die Landmassen tauschen Energie, Wasser, Aerosole und Treibhaus­gase mit der Atmosphäre und dem Ozean aus. Die dahinterliegenden Mechanismen sind teils natürlichen Ursprungs, teils menschengemacht. Das Festland spielt eine sehr wichtige Rolle bei den dynamischen Veränderungen unseres Klimas, da es nicht nur eine Quelle, sondern auch eine Senke von Treibhausgasen ist: Es kann Treibhausgase aus der Atmosphäre entfernen, hauptsächlich durch die Photosynthese der Pflanzen. Da sich das Klima der Erde ändert, verändert sich auch der bisher ausgeglichene Austausch zwi­schen Land und Atmosphäre, und macht das Land dadurch vulnerabler.

DER KLIMAWANDEL VERÄNDERT DIE LANDSCHAFT

ANSTIEG DER LANDOBERFLÄCHENTEMPERATUR UND EXTREME EREIGNISSE

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Menschliche Aktivitäten sind die Ursache für die Erderwärmung. Seit der vorindustriellen Zeit ist die mittlere Temperatur über der Land- und der Ozean­oberfläche angestiegen (siehe Abb. 5). Die Temperatur über dem Festland ist allerdings viel stärker angestiegen (um etwa 1,53°C seit 1850) als die globale mittlere Temperatur – also die Temperatur über dem Festland und dem Ozean zusammen­genommen (Anstieg um etwa 0,87°C seit 1850) [5].

Abb. 5: Beobachtete Veränderungen der mittleren Lufttemperatur an der Landober­fläche und Veränderungen der globalen mittleren Temperatur (= an der Land- und der Ozeanoberfläche zusammengenommen), bezogen auf den Mittelwert der Jahre 1850 bis 1900. Seit der vorindustriellen Zeit (1850-1900) ist die mittlere Lufttempe­ratur an der Landoberfläche erheblich stärker angestiegen als die globale mittlere Oberflächentemperatur (Land und Ozean) [6]. Zum Vergrößern auf das Bild klicken.

Es gibt zwei Ursachen für den Unterschied zwischen der Temperatur der Land­oberfläche und der Temperatur der Ozeanoberfläche. Erstens: Das Land be­steht hauptsächlich aus fester Materie und hat daher eine geringere Wärme­kapazität als der Ozean, der aus flüssigem Wasser besteht. Das Land braucht weniger Energie, um seine Temperatur zu erhöhen. Zweitens: Wenn die Tem­peratur des Ozeans steigt, verdunstet mehr Wasser, was einen Kühleffekt zur Folge hat. Auf dem Land gibt es viel weniger Wasser, so dass die kühlende Wir­kung der Verdunstung geringer ist.

Extreme Ereignisse wie Hitzewellen, Dürren und Starkregen gehören zu den zerstörerischsten Auswirkungen des Klimawandels an Land. Die Erderwär­mung hat zu einer Zunahme der Häufigkeit und Intensität von extremen Ereignissen geführt. Auch Sand- und Staubstürme sind heftiger und treten häufiger auf. Dies ist vor allem auf die Ausweitung von Trockengebieten und die Wüstenbildung zurückzuführen.

GREENING UND BROWNING DER VEGETATION

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Die Vegetation reagiert auf die Erderwärmung. In den letzten 30 Jahren wurde in Teilen Asiens, Europas, Südamerikas, im zentralen Nordamerika und im Süd­osten Australiens ein sogenanntes "Greening" der Vegetation beobachtet (eine Zunahme der Produktivität der Vegetation), was auf längere Vegeta­tionsperioden zurückzuführen ist: Den Pflanzen steht mehr CO₂ für die Pho­tosynthese zur Verfügung. Außerdem setzen Landwirte andere Bewässerungs- und Düngemethoden ein. Das regt das Pflanzenwachstum an und macht einige Gegenden grüner.

In anderen Regionen – in Teilen Nordeurasiens, Nordamerikas, Zentralasiens und im Kongobecken – hat man das Gegenteil beobachtet: Das sogenannte "Browning" der Vegetation (ein Rückgang des Pflanzenwachstums bzw. das Absterben der Vegetation) ist größtenteils auf Wasserstress aufgrund von Kli­ma- und Landnutzungsänderungen, aber auch auf Waldbrände und klimabe­dingte Dürren zurückzuführen (siehe Abb. 6). In manchen Gegenden verschie­ben sich sogar ganze Klimazonen. So werden zum Beispiel polare Klimazo­nen kleiner und aride Klimazonen größer.

Abb. 6: Satellitendaten der NASA von 2016, gesammelt über einen Zeitraum von 29 Jahren: In Alaska und Kanada ist ein starker Greening-Trend zu sehen [7].
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LANDDEGRADATION UND STAUBSTÜRME

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Wenn Land seine Bodenqualität, seine Vegetation, seine Wasserressourcen oder seine Fauna verliert, spricht man von Landdegradation. Im 20. Jahrhun­dert hat sich die Landdegradation beschleunigt Dies ist zum Teil auf die Zu­nahme von extremen Ereignissen wie Dürren und Überschwemmungen zurück­zuführen, aber auch auf die veränderte Landnutzung durch die Menschen, wie Verstädterung, Entwaldung und intensive Landwirtschaft. Heutzutage ist etwa ein Viertel der Erdoberfläche von durch den Menschen verursach­ter Landdegradation betroffen. Eine extreme Form der Landdegradation in ariden und semiariden Gegenden ist die Wüstenbildung: In Wüsten kann keine Landwirtschaft (mehr) betrieben werden. Zwischen 1980 und den 2000er Jahren lebten etwa 500 Millionen Menschen in von Wüstenbildung betroffenen Regionen.

Der Klimawandel verschärft die Landdegradation, insbesondere in niedrig gele­genen Gebieten, Flussdeltas, Trockengebieten und Permafrostgebieten. Das wirkt sich auf das Leben von Menschen auf der ganzen Welt aus, insbe­sondere aber auf Bevölkerungsgruppen in Südostasien, der Sahara, Nordafrika und dem Nahen Osten.

Die veränderte Flächennutzung und Bodenbedeckung sowie klimabedingte Fak­toren (wie zum Beispiel die Erderwärmung) haben zu einer erhöhten Häufig­keit und Intensität von Sand- und Staubstürmen geführt. Bei Sand- und Staubstürmen werden in sehr trockenen Gegenden große Sand- und Staub­massen vom Wind aufgewirbelt und fortgetragen, was sich negativ auf die Gesundheit der Menschen auswirkt.

ERNÄHRUNGSSICHERHEIT

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Der Klimawandel wirkt sich insbesondere auch auf die Ernährungssicherheit aus. Veränderte Niederschlagsmuster, häufigere extreme Ereignisse und höhere Temperaturen führen in Regionen mit niedrigen Breitengraden zu geringe­ren Ernteerträgen (z. B. von Mais und Weizen). In Afrika hat der Klimawandel zu einem geringeren Wachstum der Nutztiere und einer verminderten Produkti­vität der Beweidungssysteme geführt. Dafür sind in einigen Regionen mit hö­heren Breitengraden die Ernteerträge mancher Nutzpflanzen gestiegen (z. B. Mais, Weizen und Zuckerrüben). Neben dem Klimawandel gibt es weitere Risiken für die Ernährungssicherheit, wie zum Beispiel die Ausdehnung der Städte oder die Umwandlung von Ackerflächen in Anbauflächen für Biokraft­stoffe.

Abb. 7: Regionen der Welt, die Landstress ausgesetzt sind [8].
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DAS LAND TRÄGT ZUM KLIMAWANDEL BEI

TREIBHAUSGASQUELLEN UND -SENKEN

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Es ist nicht nur vom Klimawandel betroffen, das Land trägt selber auch zum Klimawandel bei, indem es das Klima verändert. Auf der einen Seite emit­tiert das Land Treibhausgase in die Atmosphäre, auf der anderen entfernt es Treibhausgase aus der Atmosphäre. Auch wenn die Treibhausgasemissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe wesentlich höher sind, tragen die Emissionen aus der Landwirtschaft ebenfalls zum Treibhauseffekt bei: Alle menschlichen Aktivitäten im Zusammenhang mit der Landnutzung – die Landwirtschaft und Waldbewirtschaftung (AFOLU) inbegriffen – sind für etwa 23% der gesam­ten anthropogenen Treibhausgasemissionen verant­wortlich (siehe Abb. 8).

Die drei wichtigsten Treibhausgase in der Landwirtschaft sind Kohlen­stoffdioxid (CO₂), Methan (CH₄) und Lachgas (= Distickstoffoxid, N₂O). Methan und Lachgas sind eng mit der Landwirtschaft verknüpft und haben beide ein höheres Treibhauspotenzial als Kohlenstoffdioxid.

Die Hauptquellen für Methan in der Landwirtschaft sind der Reisanbau, die Milchwirtschaft und die Viehzucht (insbesondere von Rindern), während Lach­gas vor allem durch den massiven Einsatz von Kunstdünger und Gülle entsteht. Die Ausweitung des Reisanbaus und der Wiederkäuerhaltung ist für die gestie­genen Methanemissionen verantwortlich, die vermehrte Entstehung von Gülle für die gestiegenen Lachgasemissionen. Betrachtet man die anthropogenen (durch menschliche Aktivitäten erzeugten) Treibhausgasemissionen, so stellt man Folgendes fest: Zwischen 2007 und 2016 hat der Landwirtschafts­sektor zu etwa 13% der Kohlenstoffdioxid-, 44% der Methan- und 81% der Lachgasemissionen beigetragen.

Abb. 8: Treibhausgasemissionen, die durch die Landwirtschaft, die Forstwirtschaft und andere Landnutzung (AFOLU) sowie die Nahrungsmittelproduktion erzeugt werden [9].

Unser Ernährungssystem ist eng mit der Landwirtschaft verknüpft. Es um­fasst die Herstellung, den Transport und die Verarbeitung von Nahrungsmitteln, den Einzelhandel, sowie den Verbrauch und den Abfall von Nahrungsmitteln. Auch die Folgen für die Ernährung, die Gesundheit, das Wohlbefinden und die Umwelt zählen dazu. Das gesamte Ernährungssystem ist für 21-37% der anthropogenen Netto-Treibhausgasemissionen verantwortlich. Die Emis­sionen werden in der Zukunft voraussichtlich noch steigen, da die Bevölke­rungszahl und die Einkommen steigen, und sich auch das Verbraucherverhalten und die Lebensstile weiter verändern werden.

ENTWALDUNG, AUFFORSTUNG UND WIEDERAUFFORSTUNG

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Unter Entwaldung versteht man die Umwandlung eines Waldes in "kein Wald". Durch Entwaldung entweicht CO₂ in die Atmosphäre. Da Bäume während ihres Wachstums CO₂ absorbieren, führt das Abholzen auch zu einer Verringerung des gespeicherten Kohlenstoffs. Die FAO (Ernährungs- und Landwirtschafts­organisation der Vereinten Nationen) schätzt, dass zwischen 1990 und 2019 weltweit schätzungsweise 420 Millionen Hektar Wald durch Abholzung verloren gegangen sind, ein großer Teil davon durch die Umwandlung des Amazonas-Regenwaldes in landwirtschaftliche Nutzfläche. 2020 gingen weitere 10 Millio­nen Hektar verloren.

Abb. 9: Der Beitrag der Wälder zum Kohlenstoffkreislauf. Bäume nehmen durch Photosynthese Kohlenstoffdioxid auf und geben einen Teil davon durch Atmung wieder ab. Aus der Differenz entsteht neue Biomasse oder Pflanzenwachstum. Ein Teil dieser Biomasse fällt als Laub, Totholz usw. auf den Waldboden und verrottet. Der anfallende Kohlenstoff wird entweder wieder in die Atmosphäre emittiert (als CO₂), oder im Waldboden gespeichert (was zur Erhöhung des Kohlenstoffgehalts des Bodens führt), oder im Wald – in Stämmen, Ästen und Wurzeln – angereichert. Ein Teil dieser angehäuften Biomasse wird zur Herstellung von Holzprodukten ge­erntet; der Rest führt zu einer Nettozunahme der im Wald gespeicherten Biomasse [10]. Zum Vergrößern auf das Bild klicken.

DIE BÖDEN

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Durch komplexe Prozesse in den Böden wird ständig Kohlenstoff zwischen Land und Atmosphäre ausgetauscht. Heutzutage binden die Böden mehr Kohlen­stoff als sie freisetzen – in der Dekade 2007-2016 lag die Differenz bei etwa 6 Gt CO₂ pro Jahr. Steigen die CO₂-Emissionen aus der Vegetation und den Böden jedoch weiter an, reicht die Kapazität der Böden irgendwann nicht mehr aus, um Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu entfernen. Landdegradation führt zum Beispiel dazu, dass mehr Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen, als im Boden gespeichert werden.

 

DAS LAND BEEINFLUSST DAS LOKALE KLIMA

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Änderungen der Landnutzung und der Bodenbedeckung können das lokale Klima einer Region durch Veränderungen der Wasser- und Energiever­teilung erheblich verändern. Die Temperatur der Landoberfläche verändert sich mit der Albedo. Die Albedo ist ein Maß dafür, wie gut eine Oberfläche die Sonnenstrahlung reflektiert. Helle Oberflächen reflektieren mehr Sonnenstrah­lung als dunkle Oberflächen (= dunkle Oberflächen absorbieren mehr Sonnen­strahlung als helle Oberflächen). So trägt zum Beispiel die Wüstenbildung zur Erderwärmung bei, weil die Vegetation, die CO₂ aus der Atmosphäre absorbie­ren könnte, verschwunden ist. Andererseits erhöht der Rückgang der Vegeta­tionsdecke die Albedo: Wüsten sind "weißer" als Wälder und reflektieren somit mehr Sonnenstrahlung als mit Vegetation bedecktes Land. Dies führt zu einer Abkühlung.

Global betrachtet sind die Auswirkungen von Veränderungen der Bodenbe­deckung auf die Temperatur der Erdoberfläche gering im Vergleich zu anderen Faktoren wie Treibhausgasemissionen. Allerdings können sie auf lokaler Ebene signifikante Auswirkungen haben.

• In den borealen Regionen, in denen sich klimawandelbedingt die Wälder nach Norden ausdehnen und/oder die Vegetationsperiode länger wird, wird die Erwärmung im Winter zunehmen: Es wird dort weniger Schnee geben, was die Albedo verringern wird. Andererseits wird die Erwärmung während der Wachstumsperiode abnehmen, da durch Verdunstung mehr Wasser in die Atmosphäre abgegeben wird, was die Umgebung ab­kühlt (vermehrte Evapotranspiration).
• In tropischen Gebieten, für die eine Zunahme der Niederschläge vorherge­sagt wird, wird die Erwärmung aufgrund des verstärkten Vegetations­wachstums abnehmen.

ZUKÜNFTIGE AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS AUF DAS LAND

Das Land ist eine wichtige Ressource, die aufgrund konkurrierender An­forderungen unter Druck steht. Der Klimawandel verschärft eine ohnehin schon herausfordernde Situation. Steigende Bevölkerungszahlen und Einkom­men sowie ein verändertes Verbraucherverhalten führen zu einer erhöhten Nachfrage nach Nahrungsmitteln, Futtermitteln und Wasser. Diese Verände­rungen haben große Auswirkungen auf die Landnutzung, die damit verbunde­nen Treibhausgasemissionen und die Kapazität der Landoberfläche, Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu entfernen. Sie wirken sich auch auf die Biodiversität und die Ökosystemdienstleistungen aus, und damit auf die Ernährungssicher­heit und die Verfügbarkeit von Trinkwasser.

Die Auswirkungen auf die Menschen werden je nach Region unterschiedlich ausfallen. Mit zunehmender Erderwärmung werden Häufigkeit, Intensität und Dauer von hitzebedingten extremen Ereignissen zunehmen, insbesondere im Mittelmeerraum und im südlichen Afrika. Nordamerika, Südamerika, der Mit­telmeerraum, das südliche Afrika und Zentralasien könnten zunehmend von Waldbränden betroffen sein. In tropischen Regionen könnte die Erderwär­mung bis zum Ende des 21. Jahrhunderts zu noch nie dagewesenen klimati­schen Bedingungen führen und einige Regionen unbewohnbar machen.

In Trockengebieten werden der Klimawandel und die Wüstenbildung zu einem allgemeinen Rückgang der Produktivität von Ackerbau und Viehzucht füh­ren, die Zusammensetzung der Pflanzenarten verändern und die Biodiversität verringern. In Asien und Afrika wird die Zahl der Menschen, die von der zuneh­menden Wüstenbildung bedroht sind, voraussichtlich am höchsten sein. Die Tropen und Subtropen werden den Prognosen zufolge am stärksten vom Rück­gang der Ernteerträge bedroht sein. Der Klimawandel wird auch Auswirkungen auf Bevölkerungsgruppen haben, die von Wasserstress, Dürre und Degradation ihrer Lebensräume bedroht sind. Die Stabilität der Nahrungsmittelversorgung wird voraussichtlich abnehmen, da das Ausmaß und die Häufigkeit von Extrem­ereignissen zunehmen wird. Gefährdete Bevölkerungsgruppen könnten daher auch vom Anstieg der Getreidepreise betroffen sein.

Der Klimawandel wird höchstwahrscheinlich auch die umweltbedingte Migra­tion verstärken (aufgrund von Nahrungsmittel- und Wassermangel, Land­degradation usw.), und zwar innerhalb von Ländern und über Grenzen hinweg. Durch die vermehrten Umsiedlungen steigt die Wahrscheinlichkeit von Konflik­ten. Frauen, Kinder, ältere und arme Menschen sind am stärksten von den negativen Auswirkungen des Klimawandels bedroht.

Wie sich die Welt entwickelt, wird enorme Auswirkungen auf unsere Zukunft haben. Wenn zum Beispiel die Landumwandlung reduziert wird, entweder durch eine geringere landwirtschaftliche Nachfrage oder durch eine verbesserte Pro­duktivität, dann kann die künftige Entwicklung zu einer geringeren Ernährungs­unsicherheit führen. Es wird dennoch für die Zukunft vorausgesagt, dass die Nachfrage nach Wasser steigen und die Wasserknappheit zunehmen wird. Wenn sich in Zukunft die Anbauflächen weiter ausdehnen werden, wird das zu einem stärkeren Rückgang der Biodiversität führen. Um das zu verhindern, müsste man die Ausdehnung der Anbauflächen begrenzen.

Abb. 10: Mittlerer globaler Temperaturanstieg im Vergleich zur vorindustriellen Zeit [9]. Siehe dazu auch den IPCC-Sonderbericht über 1,5°C globale Erwär­mung [11]. Zum Vergrößern auf das Bild klicken.

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Fußnoten

1: Quelle: UN Food and Agriculture Organization (FAO, Ernährungs- und Land­wirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen); Autoren der Abbildung: Hannah Ritchie und Max Roser (2019), CC-BY, nach einer Infografik von Azote

2: Quelle: IPBES: The global assessment report biodiversity and ecosystem services (angepasst)

3: Quelle: Our World in Data: Agricultural area over the long-term, 1600 to 2016

4: Quelle: UNCCD: Global Land Outlook

5: Siehe "Entwicklung der Temperatur auf der Erde", Abb. 6.

6: Quelle: IPCC-Sonderbericht über Klimawandel und Landsysteme – Zusam­menfassung für Entscheidungsträger, Abb. SPM.1 (angepasst)

7: Quelle: Cindy Starr, NASA’s Goddard Space Flight Center

8: Quelle: IPCC-Sonderbericht über Klimawandel und Landsysteme, Kapitel 6

9: Angepasst aus "Citoyens pour le Climat".

10: Angepasst aus Forest Research

11: IPCC-Sonderbericht über 1,5°C globale Erwärmung

Dunkle Erdhummel an Lavendel, Foto und © Jenny Schlüpmann

Letzte Aktualisierung: 9.6.2022