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AbituraufgabenNachhaltige Nutzung

Fangquoten am Zuwachs messen, Moorböden als Kohlenstoffspeicher verstehen — und Maßnahmen aus drei Perspektiven bewerten.

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Dorsch in der Ostsee

AFB I–III

Der Dorsch (Kabeljau) war lange einer der wichtigsten Speisefische der deutschen Ostseefischerei. Nach Jahren hoher Fänge wurde die gezielte Dorschfischerei in der westlichen Ostsee 2022 weitgehend eingestellt. M1 zeigt für einen Modellbestand, wie der jährliche Zuwachs von der Bestandsgröße abhängt, M2 die Entwicklung von Bestand und Fang, M3 zwei Vorschläge für die Zeit ab 2022. Alle Werte sind Modellwerte.

M1Zuwachs in Abhängigkeit von der Bestandsgröße (Modellwerte)
Bestand in Tsd. t102030405060708090100
Zuwachs in Tsd. t pro Jahr5,49,612,614,415,014,412,69,65,40,0
Zuwachs = Zunahme der Biomasse in einem Jahr ohne Fang (Nachwuchs und Wachstum minus natürliche Sterblichkeit).
M2Bestand und Fang 2012–2021 (Modellwerte)
JahrBestand zu Jahresbeginn in Tsd. tFang in Tsd. t
201260,020
201449,320
201641,118
201835,716
202032,814
202132,012
202233,1–
In den nicht aufgeführten Jahren lag der Fang jeweils so hoch wie im darauffolgenden aufgeführten Jahr.
M3Zwei Vorschläge ab 2022 — erwarteter Bestand in Tsd. t (Modellwerte)
Jahr202220232024202520262027
A: Fangverbot33,146,461,375,586,693,6
B: Fangquote 12 Tsd. t pro Jahr33,134,435,937,739,842,2
Rund 1 000 Beschäftigte in Fischerei und Verarbeitung an der deutschen Ostseeküste hängen vom Dorschfang ab (Modellannahme).
  1. Beschreiben Sie den Zusammenhang zwischen Bestandsgröße und Zuwachs (M1).
  2. Erklären Sie den in M1 dargestellten Verlauf.
  3. Ermitteln Sie den nachhaltigen Höchstertrag des Modellbestands sowie die Ursache dafür, dass der Bestand von 2012 bis 2021 schrumpfte, obwohl die Fänge sanken (M1, M2).
  4. Beurteilen Sie die beiden Vorschläge in M3 aus ökologischer, ökonomischer und sozialer Sicht.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Gehen Sie von kleinen zu großen Beständen vor und nennen Sie das Maximum mit Zahlen.
Hinweis zu Aufgabe b)
Was begrenzt den Zuwachs bei sehr kleinem, was bei sehr großem Bestand?
Hinweis zu Aufgabe c)
Vergleichen Sie für einige Jahre den Fang aus M2 mit dem Zuwachs, der laut M1 zur jeweiligen Bestandsgröße gehört.
Hinweis zu Aufgabe d)
Unterscheiden Sie kurzfristige und langfristige Folgen, und beziehen Sie den Höchstertrag aus c) ein.Beurteilen: Zu einem Sachverhalt ein selbstständiges Urteil unter Verwendung von Fachwissen und Fachmethoden formulieren und begründen.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Bei kleinem Bestand ist der Zuwachs gering (10 Tsd. t → 5,4 Tsd. t pro Jahr). Mit wachsendem Bestand steigt er, zunächst stark, dann immer schwächer, und erreicht bei 50 Tsd. t sein Maximum von 15,0 Tsd. t pro Jahr. Bei noch größerem Bestand nimmt der Zuwachs symmetrisch wieder ab und ist bei 100 Tsd. t null. Gleicher Zuwachs tritt also bei zwei Bestandsgrößen auf (z. B. 14,4 Tsd. t bei 40 und bei 60 Tsd. t).

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Der Zuwachs ergibt sich aus Nachwuchs und Körperwachstum abzüglich natürlicher Sterblichkeit. Ein kleiner Bestand hat wenige fortpflanzungsfähige Tiere; trotz reichlich Nahrung entsteht nur wenig neue Biomasse. Mit zunehmender Dichte nimmt die intraspezifische Konkurrenz um Nahrung zu: Die Tiere wachsen langsamer, pflanzen sich weniger fort und sterben häufiger. Bei 100 Tsd. t ist die Kapazität des Lebensraums erreicht; Zuwachs und Verluste gleichen sich aus. Der größte Zuwachs liegt dazwischen, bei mittlerer Bestandsgröße.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Der nachhaltige Höchstertrag entspricht dem größten Zuwachs: 15 Tsd. t pro Jahr bei einem Bestand von 50 Tsd. t. Der Bestand schrumpfte, weil der Fang in jedem Jahr über dem Zuwachs lag: 2012 standen 20 Tsd. t Fang einem Zuwachs von 14,4 Tsd. t (Bestand 60 Tsd. t) gegenüber, 2014 20 gegenüber 15,0 Tsd. t, 2018 16 gegenüber etwa 13,8 Tsd. t (Bestand zwischen 30 und 40 Tsd. t). Unterhalb von 50 Tsd. t sank mit dem Bestand auch der Zuwachs, sodass die Fänge immer weiter hätten sinken müssen. Erst 2021 lag der Fang (12 Tsd. t) unter dem Zuwachs (etwa 13 Tsd. t); 2022 ist der Bestand erstmals wieder leicht größer.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Ökologisch: Beim Fangverbot (A) wächst der Bestand rasch und überschreitet schon 2024 die 50 Tsd. t, bei denen der Zuwachs am größten ist; auch die Altersstruktur mit großen, eierreichen Tieren erholt sich. Vorschlag B hält den Bestand lange weit unter dieser Größe; er erholt sich nur langsam und bleibt anfällig für weitere Störungen (z. B. warmes, sauerstoffarmes Wasser). Ökonomisch: A bedeutet kurzfristig keinen Dorschfang und damit Einnahmeausfälle, die durch Ausgleichszahlungen oder andere Fänge überbrückt werden müssten; langfristig ermöglicht der erholte Bestand dauerhafte Fänge nahe 15 Tsd. t pro Jahr. B sichert sofort 12 Tsd. t pro Jahr, verzichtet aber über Jahre auf den höheren Dauerertrag. Sozial: A gefährdet kurzfristig Arbeitsplätze und die Tradition kleiner Küstenfischereien, B erhält sie zunächst, lässt sie aber bei einem so kleinen Bestand dauerhaft unsicher. Urteil (z. B.): Ein befristetes Fangverbot mit sozialer Abfederung ist nachhaltiger, weil es den Bestand schnell in den Bereich des Höchstertrags bringt; danach sollte die Quote am Zuwachs ausgerichtet werden. Auch das Gegenurteil ist bei schlüssiger Abwägung zulässig.

2

Ein Moor wird wieder nass

AFB I–III

Niedersachsen ist das moorreichste Bundesland Deutschlands. Die meisten Moore wurden jedoch entwässert, um sie als Grünland oder Acker zu nutzen. In einem Projekt soll ein Teil eines entwässerten Niedermoors wiedervernässt werden. M4 zeigt Treibhausgas-Emissionen verschiedener Nutzungen, M5 beschreibt das Projekt.

M4Treibhausgas-Emissionen von Moorböden (gerundete Richtwerte)
NutzungWasserstand unter der OberflächeEmissionen in t CO₂-Äquivalenten je ha und Jahr
Acker, entwässert70–90 cm35
Grünland, stark entwässert50–70 cm30
wiedervernässt, erste Jahre0–10 cm10
wiedervernässt, nach einigen Jahrzehnten0–10 cm2
CO₂-Äquivalente: Methan und Lachgas sind nach ihrer Klimawirkung auf Kohlenstoffdioxid umgerechnet. In den ersten Jahren nach der Wiedervernässung wird vermehrt Methan frei, weil frisch überstaute Pflanzenreste unter Sauerstoffmangel abgebaut werden.
M5Das Projekt

Fläche: 400 ha Grünland auf Niedermoor, bisher von fünf Milchviehbetrieben als Wiese und Weide genutzt. Der Wasserstand wird durch Verschließen von Gräben von etwa 60 cm auf etwa 10 cm unter der Oberfläche angehoben. Auf einem Teil der Fläche wird Rohrkolben angebaut und als Dämmstoff für Gebäude verkauft (Paludikultur), ein anderer Teil wird der Natur überlassen. Die Betriebe erhalten für 20 Jahre Ausgleichszahlungen. Erwartet werden die Rückkehr von Wiesenbrütern wie der Bekassine, ein größerer Wasserrückhalt bei Starkregen und eine Mückenplage in der ersten Zeit.

  1. Stellen Sie die Emissionen der Nutzungsformen in Abhängigkeit vom Wasserstand dar (M4).
  2. Erläutern Sie, warum ein entwässertes Moor große Mengen Kohlenstoffdioxid freisetzt, ein nasses dagegen Kohlenstoff speichert.
  3. Berechnen Sie die jährliche Einsparung an Treibhausgasen durch das Projekt in den ersten Jahren und nach einigen Jahrzehnten (M4, M5).
  4. Bewerten Sie das Projekt im Hinblick auf Nachhaltigkeit. Berücksichtigen Sie kurz- und langfristige sowie lokale und globale Folgen.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Ordnen Sie die Nutzungen nach dem Wasserstand und nennen Sie die Werte.
Hinweis zu Aufgabe b)
Welche Stoffwechselvorgänge laufen bei den Destruenten mit und ohne Sauerstoff ab?
Hinweis zu Aufgabe c)
Ausgangszustand ist stark entwässertes Grünland; Einsparung je Hektar mal Fläche.
Hinweis zu Aufgabe d)
Legen Sie eine Tabelle an: drei Perspektiven, jeweils kurz- und langfristig, lokal und global — und kommen Sie zu einem Urteil.Bewerten: Einen Sachverhalt an erkennbaren Wertkategorien oder an Beurteilungskriterien messen und ein begründetes Urteil abgeben.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Je tiefer der Wasserstand, desto höher die Emissionen: Acker (70–90 cm) 35 t, stark entwässertes Grünland (50–70 cm) 30 t CO₂-Äquivalente je ha und Jahr. Wiedervernässte Flächen (0–10 cm) setzen in den ersten Jahren noch 10 t frei, nach einigen Jahrzehnten nur noch etwa 2 t. Die Wiedervernässung senkt die Emissionen also sofort um rund zwei Drittel und langfristig um über 90 %.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Torf besteht aus unvollständig zersetzten Pflanzenresten, also aus organisch gebundenem Kohlenstoff, den Pflanzen durch Fotosynthese aus der Luft aufgenommen haben. Im entwässerten Moor dringt Sauerstoff in den Torf ein; Bakterien und Pilze als Destruenten bauen die organischen Stoffe durch Zellatmung zu Kohlenstoffdioxid und Wasser ab. Über Jahrtausende gespeicherter Kohlenstoff gelangt so innerhalb weniger Jahrzehnte in die Atmosphäre, der Boden sackt ab. Im nassen Moor füllt Wasser die Poren; ohne Sauerstoff werden abgestorbene Pflanzenteile kaum abgebaut, sie lagern sich als neuer Torf ab. Das Moor nimmt dann mehr Kohlenstoff auf, als es abgibt, und wirkt als Kohlenstoffspeicher. Nur ein kleiner Teil wird unter Sauerstoffmangel zu Methan umgesetzt.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Erste Jahre: (30 − 10) t · 400 ha = 8 000 t CO₂-Äquivalente pro Jahr. Nach einigen Jahrzehnten: (30 − 2) t · 400 ha = 11 200 t CO₂-Äquivalente pro Jahr. Die Einsparung steigt, weil die anfängliche Methanfreisetzung abklingt.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Ökologisch: Kurzfristig sinken die Emissionen deutlich, lokal kehren Wiesenbrüter zurück und die Fläche hält Wasser bei Starkregen zurück; zunächst wird vermehrt Methan frei. Langfristig bildet sich wieder Torf, das Moor speichert Kohlenstoff und leistet einen globalen Beitrag zum Klimaschutz; typische Moorarten erhöhen die Biodiversität der Region. Ökonomisch: Kurzfristig verlieren die Betriebe Futterflächen und Milcherträge, was die Ausgleichszahlungen für 20 Jahre nur teilweise und befristet auffangen; Paludikultur schafft eine neue, aber noch kleine Einnahmequelle, deren Markt für Dämmstoffe erst wachsen muss. Langfristig vermeidet die Gesellschaft Klimafolgekosten und Kosten für Hochwasserschäden. Sozial: Lokal ändern sich Arbeit und Lebensweise der Betriebe; Belastungen wie Mücken treffen die Anwohner, während der Nutzen für das Klima global verteilt ist — das erschwert die Akzeptanz. Eine neue Moorlandschaft kann Erholung und Naturtourismus bieten. Urteil (z. B.): Das Projekt ist nachhaltig, weil es eine nicht erneuerbare Ressource (Torf) erhält und dauerhaft große Emissionen vermeidet, sofern die Betriebe über die 20 Jahre hinaus eine wirtschaftliche Perspektive (Paludikultur, dauerhafte Förderung) erhalten und die Bevölkerung beteiligt wird. Eine andere Gewichtung ist bei schlüssiger Begründung zulässig.