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Nahrungsenergie –Nahrungsenergie Bindeglied der Ko-Evolution
von Landwirtschaft und Menschheitvon Landwirtschaft und Menschheit
Prof. Dr. R.A.E. MüllerInstitut für Agrarökonomie
- Information & Innovation -
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 1 -
EinleitungWer ist er?
aufgewachsen in der Pfalz; aufgewachsen in der Pfalz; Abitur in Kaiserslautern (in der Nähe von Ramstein) landw. Praktikum & Gehilfenprüfung St di d A i h ft TU B li & U i St t H h h i Studium der Agrarwissenschaften: TU Berlin & Uni Stgt-Hohenheim Nato-Wanderungen im Hunsrück und in der Eifel Promotion in Kiel zwischen Promotion und Berufung: auf Forschungs-Wanderschaft in
Australien, USA und Indien Professor in Kiel seit 1990
Ab l I i & I f i i I i fü A ök i Abtlg. Innovation & Information im Institut für Agrarökonomie wiss. Leiter des MultiMedia-Labors der A&E-Fakultät
Forschungsgebiete: Ök i d I ti & I f ti i L d i t h ft d A ib i i b Ökonomie der Innovation & Information in Landwirtschaft und Agribusiness, insb. Aquakultur
Evolution der Landwirtschaft Globalisierung IKT und Agribusiness
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 2 -
Globalisierung, IKT und Agribusiness
EinleitungDauerbesorgnis seit Malthus
Weltbevölkerung 1965 - 2050Fakten vom Ernährungsgipfel, Nov. 2009
2008: ~ 1,02 Mrd Menschen sind
Weltbevölkerung 1965 2050
2008: 1,02 Mrd Menschen sind unterernährt
2050: Nahrungsmittelproduktion muss um die Hälfte (+ 50%)muss um die Hälfte (+ 50%) gesteigert werden
70 Prozent der Hungernden leben auf dem Land & von derauf dem Land & von der Landwirtschaft
"… the power of population is indefinitely greater than the power in the earth to produce subsistence for man."
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 3 -
than the power in the earth to produce subsistence for man.Thomas Robert Malthus 1798
EinleitungMalthus Irrtum
7
Thomas RobertMalthus,
6
7
26 DDT27 DNA as Genetic Material
28 Double Helix29 Genetic engineering
25 Haber Process
,1766 - 1834
(Mrd
.)
4
5 23 Animal Inheritance22 Diesel Engine
21 Nitrogen Fixation
20 Plant Strains19 Genetics
24 Genes
evöl
keru
ng
3 16 Cotton Gin15 Pollination
14 Plant Sexuality13 Windmills
18 Mechanical Reaper17 Synthetic Urea
Anzahl Agrar-Erfindungen(in Asimov):vor 1000: 19
Jahr
Be
1
2
10 Waterwheels9 Horses
8 Calendars7 Ploughs6 Wheeled Carts5 Irrigation4 Sickles3 Agriculture
12 Horse Collars11 Moldboard Plows
vor 1000: 191000-1250: 11250-1500: 01500-1750: 9
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 4 --8000 -6000 -4000 -2000 0 20000
g4 Sickles3 Agriculture1750-2000: 48
EinleitungZweck & Gliederung
Zwecke des Vortrags:Zwecke des Vortrags:1. Zur Überwindung der überholten Malthusschen Theorie beitragen;2. Zusammenhänge zwischen Bevölkerungsentwicklung und landwirtschaftlicher
E t i kl lä tEntwicklung erläutern;3. intellektuelle Widerstandskräfte gegen Zukunftsangst(macherei) stärken
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 5 -
Landwirtschaft & EnergiebedarfgLage der Welternährung I
Beachte: Daten sind nur bis zum Jahr 2004-06 verfügbar!
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 6 -
Quelle: FAO 2009. The state of food insecurity in the world.http://www.fao.org/docrep/012/i0876e/i0876e00.HTM
Beachte: Daten sind nur bis zum Jahr 2004-06 verfügbar!
Landwirtschaft & EnergiebedarfgLage der Welternährung II
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 7 -
Landwirtschaft & EnergiebedarfgSonnenenergie & Mensch
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 8 -
Landwirtschaft & EnergiebedarfgSonnenenergie & Mensch
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 9 -
Landwirtschaft & EnergiebedarfgSonnenenergie & Mensch
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 10 -
Landwirtschaft & EnergiebedarfgSonnenenergie & Mensch
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 11 -
Landwirtschaft & EnergiebedarfgWo die Sonnenenergie bleibt
Verhältnis Ernährungsenergie zur Sonnenenergie
Sonnenstrahlen100 W/m2
0.0020
0.0025
0.0010
0.0015
0.0000
0.0005
Mais USA Kartoffel UK Weizen ND,USA
Mais Mexiko(menschl. AK)
Mais Mexikomit Ochsen
Weizen mitOchsen UP,
BrandrodungNeuguinea
Photo-synthese 0 5 W/ 2
LM-Energie-O Verfügbare
Indien
y ~ 0,5 W/m2 Output
- Energie-"Verluste"
VerfügbareNetto-
energie
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 12 -
Andere Energie
Verluste~ 0,25 W/m2
GliederungWo sind wir?
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 13 -
Technologie & Ko-EvolutionNochmals Malthus
"I think I may fairly make two postulata
Thomas RobertMalthus,
I think I may fairly make two postulata.First, That food is necessary to the existence of man.Secondly, That the passion of the sexes is necessary and will remain nearly in its present state.
• Population, when unchecked, increases in a geometrical ratio. • Subsistence increases only in arithmetical
,1766 - 1834
Malthus Modell
1200yratio. • A slight acquaintance with numbers will shew the immensity of the first power in comparison of the second
800
1000
1200
Pro
dukt
ion
of the second.
400
600
völk
erun
g; ld
w.
0
200
0 50 100 150 200 250
Zeit [25 Jahresperioden]
Bev
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 14 -
Zeit [25 Jahresperioden]
Bevölkerung Landw. Produktion
Technologie & Ko-EvolutiongBevölkerung & Arbeitsteilung
"Malthus' bedeutsamer Unsinn"
F.A. von Hayek1899 – 1992
Nobelpreis 1974"Malthus' bedeutsamer Unsinn"
"Die Ansicht, dass die gegenwärtige Vermehrung der Menschheit ... zum Unheil führen müsse, ist ganz einfach falsch."
"... die Vermehrung der Produktivität ist unter den meisten Umständen eine Wirkung der Bevölkerungsvermehrung.
Nur eine dichte Bevölkerung kann jene Arbeitsteilung und Nutzung der Leistungen erreichen, von der wir heute abhängen."
F.A. von Hayek 1996, S. 99
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 15 -
Technologie & Ko-EvolutiongEntstehung neuer Technologien
Wie neue Technologie entstehen .. ... durch verbesserte technologische Komponenten
W.Brian Arthur*1945
g p z.B. besseres Saatgut, wirksamere Pestizide
... durch neuartige technologische Komponenten z B neue Maschinen neuartige Pestizide z.B. neue Maschinen, neuartige Pestizide
... durch neuartige Kombination technologischer Komponenten z.B. neuartige Anbausysteme
... durch Technologie-Import z.B. exotische Kulturpflanzen, GPS
... durch neue Anwendung wissenschaftlicher Prinzipieng p z.B. NH3-Synthese, Gentechnologie
... durch neuen Technologiebedarf z B Nachfragesteigerung
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 16 -
z.B. Nachfragesteigerung
Technologie & Ko-EvolutionTechnologie & Ko EvolutionBedeutung von Wissen
Die Menschen von heute sind besser ernährt als jemals zuvor und
D. Gale Johnson1916 - 2003 sind besser ernährt als jemals zuvor und
sie erwerben ihre Lebensmittel zu den niedrigsten Kosten in der gesamten Geschichte der Menschheit,
äh d f d W l h i l h M h l
1916 2003
während auf der Welt sehr viel mehr Menschen als jemals zuvor leben.
Was emöglichte der Welt "Malthus' Falle" zu entkommen?Die Antwort ist einfach:
die Erschaffung von Wissen!
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 17 -Johnson 2000.
GliederungWo sind wir?
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 18 -
Beispiele Ko-evolutionIntensivierung der Bodennutzung
Ester Boserup 1965. The conditions of
Ester Boserup
agricultural growth. London."On the one hand,
we may want to know how changes in agricultural conditions affect the Ester Boserup
1910 -1999agricultural conditions affect the demographic situation.
And, conversely, one may inquire about the effects of population change on
i ltagriculture.
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 19 -Source: Pingali, P., et al., 1987.
Beispiele Ko-evolutionpEnergie-Verhältnisse und Intensivierung
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 20 -
Beispiele Ko-evolutionpBodennutzung & Bevölkerungsdichte
Intensivere Formen der sesshaften Landwirtschaft
erfordern höhere Energie-gInputs,
sind aber auch in Lage wesentlich mehr Menschen pro Hektar zu ernähren
103-106-fache der SammlerwirtschaftSammlerwirtschaft
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 21 -Quelle: Smil 2004
Beispiele Ko-EvolutionBedarf: Crookes Rede 1898
Sir William Crookes1832 - 1919
Physiker und Chemiker unabhängiger Wissenschafts-
Unternehmer Entdecker des Thallium unkonventioneller Herausgeber
der "Chemical News" Präsident der British Assoc Präsident der British Assoc.
for the Advancement of Science
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 22 -
Beispiele Ko-EvolutionpHaber, Bosch und NH3
1908: Haber erhält erstes Patent 1908: Haber erhält erstes Patent zur Synthese von Ammoniak; Kooperation zwischen Haber und der BASF
Fritz Haber1868 – 1934
Nobelpreis 1918
Carl Bosch1874 -1940
Nobelpreis 1931 1911: Werk Oppau 1914: Limburgerhof der BASF
auf Initiative von Bosch
Nobelpreis 1918 Nobelpreis 1931
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 23 -
Beispiele Ko-Evolutionp~ 40% der Menschen sind NH3-abhängig
Die Anzahl der Menschen, die von 1 ha ernährt werden können, ist gestiegen von 1,9 Pers. im Jahr 1908
auf 4,3 Pers. im Jahr 200840-45% der gegenwärtig lebenden Menschen wärenohne die Haber Bosch Synthese nicht auf der Welt!ohne die Haber-Bosch-Synthese nicht auf der Welt!
Weizenertrag
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 24 -
Beispiel Ko-Evolution e sp e o o ut oBorlaug & die Grüne Revolution
Die Grüne Revolution: Entwicklung des Einsatzes von Produktionsfaktoren in den Entwicklungsländern Asiens, 1965-2005 Norman Borlaug
(1914-2009)g (1914 2009)Weizenzüchter1970 Friedens-
nobelpreis2007 Congressional
Gold MedalGold Medal
Source: FAOSTAT March 2006 and author’s (Norman Borlaug) estimated
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 25 -
Source: FAOSTAT, March 2006 and author s (Norman Borlaug) estimatedon modern variety adoption, based on CIMMYT and IRRI data.
Quelle: Norman Borlaug, 2006http://www.cgdev.org/doc/events/BorlaugGreenRevolution.pdf
~ 2007
Beispiele Ko-EvolutionpInternationale Agrar-F&E: Die CGIAR
15 F&E Zentren 15 F&E-Zentren > 2000 Wissenschaftler in ~ 100 Ländern
ArbeitsgebieteNahrungsfrüchte
Getreide: Reis – Mais –Weizen – Gerste – Hirse –Weizen Gerste Hirse Sorghum
Andere Nahrungsfrüche: Kartoffeln - Maniok – Bohnen – Hülsenfrüchte – Erdnuss –Bananen
Nutztierhaltung & -gesundheit Land- und Wassermanagement Forstwirtschaft
Gegründet 1971, Bellagio 46 Länder (26 Industrie-L.; 21 Entwicklungs-L.) 12 internationale Organisationen Forstwirtschaft
AquakulturPolitik, Ökonomie, F&E-MgmtGenetische Ressourcen
12 internationale Organisationen 5 Stiftungen 4 Ko-Sponsoren (FAO, IFAD, UNDP, Weltbank) ~ US$ 500 Mio pro Jahr
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 26 -
Ziel: 1 Mrd US$
Beispiele Ko-EvolutionBeispiele Ko EvolutionBill & Melinda Gates Foundation & Buffett
2000: Bill & Melinda Gates gründen Stiftung 2006: Warren Buffett stiftet ~35 Mrd. US$ 25% der Ausgaben für globale
Rural poverty in IndiaPoverty rate, %
~ 25% der Ausgaben für globale Entwicklung
Fokus: SS-Afrika und Südasien
60
Ausgaben Landwirtschaft SS-Afrika: ~ 1,5 Mrd US$
10 -15 Prozent der gesamten Ausgaben50 20%
10 15 Prozent der gesamten Ausgaben Partner:
Green Revolution for Afrika (AGRA – Kofi A )
GREENREVOLUTION
PERIOD
Anann) CYMMIT; IFPRI u.a.
40
1985
1980
1975
1970
1965
Nearly 20% reduction in
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 27 -
poverty in just two decades.
Beispiele Ko-EvolutionpTechno-Physio Evolution
"Waaler surface":"Sterbe-Risiko-Half-Pipe"Zusammenhangzwischen Grösse,
Robert W. Fogel*1926
1993 Nobelpreis
Gewicht und relativem Sterbe-Risiko(Datengrundlage:309.000 Norweger)
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 28 -
GliederungWir sind fast fertig!
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 29 -
AusblickDynamik der Ko-Evolution
Ko-Evolutionshemmer Vorsichtsprinzip
Ko-Evolutionstreiber mehr und besser ausgebildete
Menschen Vernachlässigung der landw. F&E
militante Agro-Öko-Nostalgiker
Menschen wachsende Einkommen mehr und grössere Technologie- militante Agro Öko Nostalgiker
Patentrecht (Wettbewerb der Juristen)
mehr und grössere TechnologieCluster in städtischen Zentren
Wettbewerb der Ingenieureh d T h l i wachsender Technologie-
bestand Wissenschaft ist ein "Kleine-
Welt" Netzwerk (~ invisible college)
Klimawandel
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 30 -
Klimawandel
Zusammenfassung1 Malthus war ein exzellenter Pechvogel1. Malthus war ein exzellenter Pechvogel2. Landwirtschaft ist eine ko-evolutionäre Technolgie zur
Lösung des Ernährungsproblems3 di E l ti d L d i t h ft ibt k i A l3. die Evolution der Landwirtschaft gibt keinen Anlass zur
fundamentalen Besorgnis über die Sicherheit der Ernährung in der Welt
4 Abwesenheit von Besorgnis ist nicht dasselbe wie4. Abwesenheit von Besorgnis ist nicht dasselbe wie gedankenlose Kurzsichtigkeit
5. solange Bevölkerung und Einkommen wachsen, wächst auch der Bedarf anwächst auch der Bedarf an landwirtschaftlichen Technolgien und an (Absolventen der) Agrar- und
ErnährungswissenschaftenErnährungswissenschaften6. Menschen sind schlechte Sonnenkollektoren –
sie brauchen zusätzliche EnergieM i i d Kö b flä h i t di f l h
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 31 -
Maximieren der Körperoberfläche ist die falsche Strategie!
Schluss
Vielen Dankfürsfürs
Kommen & Zuhören
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 32 -
Quellen Arthur W B (2009) The Nature of Technology New York NY: Free Press Arthur, W.B. (2009). The Nature of Technology. New York, NY: Free Press. Asimov, I. (1989). Asimov's Chronology of Science and Discovery. New York, NY:
Harper & Row, Publishers. Boserup, E. (1965). The Conditions of Agricultural Growth. London: George Allen und Boserup, E. (1965). The Conditions of Agricultural Growth. London: George Allen und
Unwin. Fogel, R.W. (2004). The Escape from Hunger and Premature Death. Cambridge:
Cambridge University Press. Hayek, F.A. (1996). Die Anmassung von Wissen. Freiburg: Mohr-Siebeck. Johnson, D.G. (1997) Agriculture and the wealth of nations. American Economic
Review, 87, 1-12. MacKay David J J (2009) Sustainable Energy Without the Hot Air Cambridge: UIT MacKay, David J.J. (2009). Sustainable Energy – Without the Hot Air. Cambridge: UIT. Malthus, T.R. (1979 (1798; 1830)). An Essay on the Principle of Population and
Summary View of the Principle of Population. Hammondsworth, Middlesex, England: Penguin Books.
Montgomery, M.R. (2008). The urban transformation of the developing world. Science, 319, 761-764.
Smil, V. (2000). Feeding the World. Cambridge, Mass.: MIT Press. Smil V (2001) Enriching the Earth Cambridge Mass : MIT Press
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 33 -
Smil, V. (2001). Enriching the Earth. Cambridge, Mass.: MIT Press.
Landwirtschaft & EnergiebedarfgEnergiebedarf von Menschen
Energiebedarf bei sitzendem, leicht aktiven Lebensstil
(Quelle: FAO)
5 2075
2125 2200
2100
00000
2550
2825
2775
2625
22502500
3000
al]
0
1150 13
50 1450
1825 2 2 2
190
50
1250 14
75 1550
2 0
1500
2000
gieb
edar
f [kc
a
850 95
0
500
1000
Ene
rg
01 - 2 3-4 5-6 8-9 11-12 14-15 16-17 18-30 30-60 >60
Altersgruppe [Jahre]
Frauen Männer
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 34 -
Frauen Männer
Landwirtschaft & EnergiebedarfgEntwicklung der Weltbevölkerung
12von vor 1 Million Jahre bis zum Jahr 5000
Entwicklung der ländlichen und der städtischenBevölkerung in der Welt, 1950 - 2030
8 OldModern
Age9
10
112100
städtischeBev.
8
7
6
5
OldStoneAge New Stone Age
BronzeAge
IronAge
MiddleAges
2000 Futureländliche Bev.
2
4
3
1900
1950
1975
A.D.2000
A.D.1000
A.D.1
1000B.C.
2000B.C.
3000B.C.
4000B.C.
5000B.C.
6000B.C.
7000B.C.
1+ million years
1 Black Death — The Plague
A.D.3000
A.D.4000
A.D.5000
18001900
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 35 -
Source: Population Reference Bureau; and United Nations, World Population Projections to 2100 (1998).
Technologie & Ko-EvolutionWechselwirkungen
Landwirtschaft Bevölkerung Technolgien zur Lösung des
Ernährungs-Problems
Bevölkerung Landwirtschaft Hinweise auf LM-Bedarf Arbeitsteilung & Spezialisierungg
... durch Versuch und Irrtum ... durch leistungsfähigere
Technologie-Komponenten
Arbeitsteilung & Spezialisierung Wettbewerb Technologie-Pool
Wi l öff li h G … durch neuartige Technologie-
Komponenten ... durch Technologie-Import
Wissen als öffentliches Gut Förderung der A&E-F&E
... durch neue Kombination von Komponenten
… durch Anwendung i h ftli h P i i iwissenschaftlicher Prinzipien
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 36 -
Landwirtschaft & EnergiebedarfgEntwicklung der Weltbevölkerung
Wachstum der städtischen Bevölkerung in den Entwicklungsländern
Wachstum der ländlichen und der städtischen Bevölkerung in mehr (MDC) und weniger
Anzahl der Städte mit mehr als einer Million Einwohnern in Entwicklungsländern imEntwicklungsländernin mehr (MDC) und weniger
(LDC) entwickelten Ländern, 1950–2024.
in Entwicklungsländern im Jahr 2000
RAEM/NoP-2010/Ko-Evol - 37 -Quelle: Montgomery 2008.