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Erschienen in: The International Journal of Life Cycle Assessment 11/2015

01.11.2015 | LAND USE IN LCA

Hemeroby as an impact category indicator for the integration of land use into life cycle (impact) assessment

verfasst von: Horst Fehrenbach, Birgit Grahl, Jürgen Giegrich, Mirjam Busch

Erschienen in: The International Journal of Life Cycle Assessment | Ausgabe 11/2015

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Abstract

Purpose

As most of the impact categories modelled in Life Cycle (Impact) Assessment, land use is influenced by an immense number of different impacts forming a complex interaction network. At present, there is no common consensus on the best practice for quantification of land use in LCA. However, land use and its consequences for biodiversity and ecosystem services are currently subject to intense public debate. Here, we review relevant methodology proposed to date with special reference to the hemeroby concept to identify a consistent method that captures the complexity of land use without oversimplification and loss of crucial information.

Methods

The definition of the safeguard subject is of vital importance and predetermines the framework of all methods and requirements for a reliable impact indicator. We selected naturalness as the safeguard subject and identified the hemeroby concept as the most appropriate approach for quantification. The hemeroby concept is particularly well suited for a nuanced assessment of different types of land use management.

Results

With the application of a system of seven ordinal classes, the diversity of naturalness in forestry and agricultural production systems can be adequately characterised. The applicability of the classification system of the hemeroby concept was reviewed and aspects in need of further development and method refinement were identified. Furthermore, the hemeroby concept was compared to other common concepts for the integration of land use into LCIA.

Discussion

The hemeroby concept was identified as an appropriate approach to quantify the safeguard subject naturalness as an LCIA indicator. In addition, it addresses subjects like biodiversity and intact ecosystems. Characterising the quality of utilised land by classes encompassing ranges on an ordinal scale offers considerable merits in comparison with single value systems on a cardinal scale. Such systems tend to oversimplify the highly complex variable land use by assuming a single quantifiable ecological indicator (e.g. soil carbon content or relative α-biodiversity) as representative proxy. In contrast to this, the hemeroby concept offers an approach that is able to retain sufficient complexity of the information available for a particular area, yet condense this information so that it may be modelled for LCA purposes without loss of crucial data.

Conclusions

Among all the methods currently available for the quantification of land use, the hemeroby concept is the most promising in terms of practicality of the actual method and quality of the output data. The classification into hemeroby classes is superior at capturing the complexity of land use. The method has been applied successfully in the area of European forests and agriculture. However, global availability of spatial hemeroby data and their compatibility with the criteria stipulated here needs to be evaluated and further developed as necessary. Other approaches focus on a different safeguard subject, thus narrowing the scope of land use as an impact indicator.

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Fußnoten
1
Endpoint indicators aim to illustrate the entire causal chain from the emission to the actual final harmful effect. Midpoint indicators are located between emission and final harmful effect. Thus, they are more closely correlated with LCI results. Ideally, midpoint indicators model the primary impact.
 
2
Cardinal scale (or metric scale): a scale to distinguish discrete and continuous data, the magnitude of the distance between two values may be justified with logical arguments. Ordinal scale: distinction into qualitative criteria to establish rankings such as greater, smaller, more, less, etc. The distance between the individual classes is not numerically defined.
 
3
Definition of composite indicator please see OECD: http://​stats.​oecd.​org/​glossary/​detail.​asp?​ID=​6278
 
4
According to UNEP (2014), 2 % of global land area were developed in 2012. Assuming another percent of devastated area, the total class VII amounts to 3 % For comparison: Within the EU, 8.8 % of the land area is developed (land used for residential, commercial and industrial purposes) http://​epp.​eurostat.​ec.​europa.​eu/​statistics_​explained/​index.​php/​Land_​cover_​and_​land_​use_​statistics_​at_​regional_​level#More_​than_​8.​8.​C2.​A0.​2.​5_​of_​EU_​land_​used_​for_​residential.​2C_​commercial_​and_​industrial_​purposes
 
5
Without human intervention, nature would obviously not establish fields for agricultural purposes, but return to the final successional stage depending on the biome, e.g. via ruderal communities and forest succession to mature forest.
 
Literatur
Zurück zum Zitat Alkemade R, van Oorschot M, Miles L, Nellemann C, Bakkenes M, ten Brink B (2009) GLOBIO3: a framework to investigate options for reducing global terrestrial biodiversity loss. Ecosystems 12:374–390CrossRef Alkemade R, van Oorschot M, Miles L, Nellemann C, Bakkenes M, ten Brink B (2009) GLOBIO3: a framework to investigate options for reducing global terrestrial biodiversity loss. Ecosystems 12:374–390CrossRef
Zurück zum Zitat Baitz M (2002) Die Bedeutung der funktionsbasierten Charakterisierung von Flächen-Inanspruchnahmen in industriellen Prozesskettenanalysen: Ein Beitrag zur ganzheitlichen Bilanzierung. Dissertation. Berichte aus der Umwelttechnik. Aachen: Institut für Kunststoffprüfung und Kunststoffkunde, Universität Stuttgart: Shaker Verlag Baitz M (2002) Die Bedeutung der funktionsbasierten Charakterisierung von Flächen-Inanspruchnahmen in industriellen Prozesskettenanalysen: Ein Beitrag zur ganzheitlichen Bilanzierung. Dissertation. Berichte aus der Umwelttechnik. Aachen: Institut für Kunststoffprüfung und Kunststoffkunde, Universität Stuttgart: Shaker Verlag
Zurück zum Zitat Baitz M, Fehrenbach H, Giegrich J, Kreißig J, Schweinle J (2000) Verifizierung verschiedener Methoden zur Wirkungsabschätzung des Wirkkriteriums Naturrauminanspruchnahme / Landnutzung / Landverbrauch. On behalf of Deutsche Gesellschaft für Holzforschung (DGfH), München Baitz M, Fehrenbach H, Giegrich J, Kreißig J, Schweinle J (2000) Verifizierung verschiedener Methoden zur Wirkungsabschätzung des Wirkkriteriums Naturrauminanspruchnahme / Landnutzung / Landverbrauch. On behalf of Deutsche Gesellschaft für Holzforschung (DGfH), München
Zurück zum Zitat Beck T, Bos U, Wittstock B, Baitz M, Fischer M, Sedlbauer K (2010) LANCA—land use indicator value calculation in life cycle assessment. Fraunhofer, Stuttgart Beck T, Bos U, Wittstock B, Baitz M, Fischer M, Sedlbauer K (2010) LANCA—land use indicator value calculation in life cycle assessment. Fraunhofer, Stuttgart
Zurück zum Zitat Brandão M, Milà i Canals L (2013) Global characterisation factors to assess land use impacts on biotic production. Int J Life Cycle Assess 18(6):1243–1252CrossRef Brandão M, Milà i Canals L (2013) Global characterisation factors to assess land use impacts on biotic production. Int J Life Cycle Assess 18(6):1243–1252CrossRef
Zurück zum Zitat Brentrup F, Küsters J, Lammel J, Kuhlmann H (2002) Life cycle impact assessment of land use based on the hemeroby concept. Int J Life Cycle Assess 7(6):339–348 Brentrup F, Küsters J, Lammel J, Kuhlmann H (2002) Life cycle impact assessment of land use based on the hemeroby concept. Int J Life Cycle Assess 7(6):339–348
Zurück zum Zitat Carus M, Raschka A, Fehrenbach H, Rettenmaier N, Dammer L, Köppen S, Thöne M, Dobroschke S, Diekmann L, Hermann A, Hennenberg K, Essel R, Piotrowski S, Detzel A, Keller H, Kauertz B, Gärtner G, Reinhardt J (2014) Ökologische Innovationspolitik - Mehr Ressourceneffizienz und Klimaschutz durch nachhaltige stoffliche Nutzungen von Biomasse; UBA Texte 01/2014. Dessau-Roßlau, Germany Carus M, Raschka A, Fehrenbach H, Rettenmaier N, Dammer L, Köppen S, Thöne M, Dobroschke S, Diekmann L, Hermann A, Hennenberg K, Essel R, Piotrowski S, Detzel A, Keller H, Kauertz B, Gärtner G, Reinhardt J (2014) Ökologische Innovationspolitik - Mehr Ressourceneffizienz und Klimaschutz durch nachhaltige stoffliche Nutzungen von Biomasse; UBA Texte 01/2014. Dessau-Roßlau, Germany
Zurück zum Zitat de Baan L, Alkemade R, Koellner T (2013) Land use impacts on biodiversity in LCA: a global approach. Int J Life Cycle Assess 18(6):1216–1230CrossRef de Baan L, Alkemade R, Koellner T (2013) Land use impacts on biodiversity in LCA: a global approach. Int J Life Cycle Assess 18(6):1216–1230CrossRef
Zurück zum Zitat EC (2006) Commission Regulation (EC) No 1974/2006 of 15 December 2006 laying down detailed rules for the application of Council Regulation (EC) No 1698/2005 on support for rural development by the European Agricultural Fund for Rural Development (EAFRD) EC (2006) Commission Regulation (EC) No 1974/2006 of 15 December 2006 laying down detailed rules for the application of Council Regulation (EC) No 1698/2005 on support for rural development by the European Agricultural Fund for Rural Development (EAFRD)
Zurück zum Zitat Electris C, Raskin P, Rosen R, Stutz J (2009) The century ahead: four global scenarios. Technical documentation. Tellus Institute, Boston Electris C, Raskin P, Rosen R, Stutz J (2009) The century ahead: four global scenarios. Technical documentation. Tellus Institute, Boston
Zurück zum Zitat Giegrich J, Sturm K (1996) Methodenpapier zur Naturraumbeanspruchung für Waldökosysteme; Materialband „Methodische Grundlagen“ in: Tiedemann A (2000) Ökobilanzen für graphische Papieren; Texte 22/00, Berlin Giegrich J, Sturm K (1996) Methodenpapier zur Naturraumbeanspruchung für Waldökosysteme; Materialband „Methodische Grundlagen“ in: Tiedemann A (2000) Ökobilanzen für graphische Papieren; Texte 22/00, Berlin
Zurück zum Zitat IPCC (2003) Good practice guidance for land use, land-use change and forestry. Institute for Global Environmental Strategies (IGES) for the Intergovernmental Panel on Climate Change. Kanagawa, Japan IPCC (2003) Good practice guidance for land use, land-use change and forestry. Institute for Global Environmental Strategies (IGES) for the Intergovernmental Panel on Climate Change.  Kanagawa, Japan
Zurück zum Zitat IPCC (2006) IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Institute for Global Environmental Strategies (IGES) for the Intergovernmental Panel on Climate Change. Kanagawa, Japan IPCC (2006) IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Institute for Global Environmental Strategies (IGES) for the Intergovernmental Panel on Climate Change. Kanagawa, Japan
Zurück zum Zitat Jalas J (1955) Hemerobe und hemerochore Pflanzenarten. Ein terminologischer Reformversuch. Acta Soc Flora Fauna Fennica 72:1–15 Jalas J (1955) Hemerobe und hemerochore Pflanzenarten. Ein terminologischer Reformversuch. Acta Soc Flora Fauna Fennica 72:1–15
Zurück zum Zitat Jedicke E (1990) Biotopverbund; Grundlagen und Maßnahmen einer neuen Naturschutzstrategie. Ulmer, Stuttgart Jedicke E (1990) Biotopverbund; Grundlagen und Maßnahmen einer neuen Naturschutzstrategie. Ulmer, Stuttgart
Zurück zum Zitat JRC (2011) European Commission-Joint Research Centre – Institute for Environment and Sustainability. International Life Cycle Data System (ILCD) Handbook – Recommendations for Life Cycle Impact Assessment in the European context. First Edition November 2011. EUR 24571 EN. Luxemburg. Publications Office of the European Union JRC (2011) European Commission-Joint Research Centre – Institute for Environment and Sustainability. International Life Cycle Data System (ILCD) Handbook – Recommendations for Life Cycle Impact Assessment in the European context. First Edition November 2011. EUR 24571 EN. Luxemburg. Publications Office of the European Union
Zurück zum Zitat Kauertz B, Detzel A, Volz S (2011) Ökobilanz von Danone Activia-Verpackungen aus Polystyrol und Polylactid; On behalf of Danone GmbH, Heidelberg Kauertz B, Detzel A, Volz S (2011) Ökobilanz von Danone Activia-Verpackungen aus Polystyrol und Polylactid; On behalf of Danone GmbH, Heidelberg
Zurück zum Zitat Klöpffer W, Renner I (1995) Methodik der Wirkungsbilanz von Produkt-Ökobilanzen unter Berücksichtigung nicht oder nur schwer quantifizierbarer Umwelt-Kategorien. UBA-Texte 23/95; Berlin, 1995 Klöpffer W, Renner I (1995) Methodik der Wirkungsbilanz von Produkt-Ökobilanzen unter Berücksichtigung nicht oder nur schwer quantifizierbarer Umwelt-Kategorien. UBA-Texte 23/95; Berlin, 1995
Zurück zum Zitat Koellner T (2000) Species-pool effect potentials (SPEP) as a yardstick to evaluate land-use impacts on biodiversity. J Clean Prod 8:293–311CrossRef Koellner T (2000) Species-pool effect potentials (SPEP) as a yardstick to evaluate land-use impacts on biodiversity. J Clean Prod 8:293–311CrossRef
Zurück zum Zitat Koellner T, Geyer R (eds) (2013) Global land use impacts on biodiversity and ecosystem services. Int J Life Cycle Assess 18(6):1185–1277 Koellner T, Geyer R (eds) (2013) Global land use impacts on biodiversity and ecosystem services. Int J Life Cycle Assess 18(6):1185–1277
Zurück zum Zitat Koellner T, Geyer R (2013b) Global land use impacts on biodiversity and ecosystem services. Int J Life Cycle Assess 18(6):1185–1187CrossRef Koellner T, Geyer R (2013b) Global land use impacts on biodiversity and ecosystem services. Int J Life Cycle Assess 18(6):1185–1187CrossRef
Zurück zum Zitat Koellner T, Scholz RW (2007) Assessment of land use impacts on the natural environment. Part 1. An analytical framework for pure land accupation and land use change. Int J Life Cycle Assess 12(1):16–23CrossRef Koellner T, Scholz RW (2007) Assessment of land use impacts on the natural environment. Part 1. An analytical framework for pure land accupation and land use change. Int J Life Cycle Assess 12(1):16–23CrossRef
Zurück zum Zitat Koellner T, Scholz RW (2008) Assessment of land use impacts on the natural environment. Part 2. Generic characterization factors for local species diversity in central Europe. Int J Life Cycle Assess 13(1):32–48 Koellner T, Scholz RW (2008) Assessment of land use impacts on the natural environment. Part 2. Generic characterization factors for local species diversity in central Europe. Int J Life Cycle Assess 13(1):32–48
Zurück zum Zitat Koellner T, de Baan L, Beck T, Brandão M, Civit B, Goedkoop M, Margni M, Milà i Canals L, Müller-Wenk R, Weidema B, Wittstock B (2013a) Principles for life cycle inventories of land use on a global scale. Int J Life Cycle Assess 18(6):1203–1215CrossRef Koellner T, de Baan L, Beck T, Brandão M, Civit B, Goedkoop M, Margni M, Milà i Canals L, Müller-Wenk R, Weidema B, Wittstock B (2013a) Principles for life cycle inventories of land use on a global scale. Int J Life Cycle Assess 18(6):1203–1215CrossRef
Zurück zum Zitat Koellner T, de Baan L, Beck B, Brandão M, Civit B, Margni M, Milà i Canals L, Saad R, Maia de Souza D, Müller-Wenk R (2013b) UNEP-SETAC guideline on global land use impact assessment on biodiversity and ecosystem services in LCA. Int J Life Cycle Assess 18:1188–1202CrossRef Koellner T, de Baan L, Beck B, Brandão M, Civit B, Margni M, Milà i Canals L, Saad R, Maia de Souza D, Müller-Wenk R (2013b) UNEP-SETAC guideline on global land use impact assessment on biodiversity and ecosystem services in LCA. Int J Life Cycle Assess 18:1188–1202CrossRef
Zurück zum Zitat Korneck D, Schnittler M, Klingenstein F, Ludwig G, Takla M, Bohn U, May R (1998) Warum verarmt unsere Flora? Auswertung der Roten Liste der Farn- und Blütenpflanzen Deutschlands. In: BfN (Hrsg.): Ursachen des Artenrückgangs von Wildpflanzen und Möglichkeiten zur Erhaltung der Artenvielfalt. Landwirtschaftsverlag Münster – Schriftenreihe für Vegetationskunde 29:299–444 Korneck D, Schnittler M, Klingenstein F, Ludwig G, Takla M, Bohn U, May R (1998) Warum verarmt unsere Flora? Auswertung der Roten Liste der Farn- und Blütenpflanzen Deutschlands. In: BfN (Hrsg.): Ursachen des Artenrückgangs von Wildpflanzen und Möglichkeiten zur Erhaltung der Artenvielfalt. Landwirtschaftsverlag Münster – Schriftenreihe für Vegetationskunde 29:299–444
Zurück zum Zitat Kowarik I (1999) Natürlichkeit, Naturnähe und Hemerobie als Bewertungskriterien. In: Konold W, Böcker R, Hampicke U (eds) Handbuch Naturschutz und Landschaftspflege. ecomed, Landsberg, pp 1–18 Kowarik I (1999) Natürlichkeit, Naturnähe und Hemerobie als Bewertungskriterien. In: Konold W, Böcker R, Hampicke U (eds) Handbuch Naturschutz und Landschaftspflege. ecomed, Landsberg, pp 1–18
Zurück zum Zitat Mila i Canals L, Romanya J, Cowell SJ (2007) Method for assessing impacts on life support functions (LSF) related to the use of “fertile land” in Life Cycle Assessment (LCA). J Clean Prod 15:1426–1440CrossRef Mila i Canals L, Romanya J, Cowell SJ (2007) Method for assessing impacts on life support functions (LSF) related to the use of “fertile land” in Life Cycle Assessment (LCA). J Clean Prod 15:1426–1440CrossRef
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Zurück zum Zitat Walz U, Stein C (2014) Indicators of hemeroby for the monitoring of landscapes in Germany. J Nat Conserv 22:279–289CrossRef Walz U, Stein C (2014) Indicators of hemeroby for the monitoring of landscapes in Germany. J Nat Conserv 22:279–289CrossRef
Zurück zum Zitat Wrbka T, Erb K-H, Schulz NB, Peterseil J, Hahn C, Haberl H (2004) Linking pattern and process in cultural landscapes. An empirical study based on spatially explicit indicators. Land Use Policy 21(3):289–306CrossRef Wrbka T, Erb K-H, Schulz NB, Peterseil J, Hahn C, Haberl H (2004) Linking pattern and process in cultural landscapes. An empirical study based on spatially explicit indicators. Land Use Policy 21(3):289–306CrossRef
Metadaten
Titel
Hemeroby as an impact category indicator for the integration of land use into life cycle (impact) assessment
verfasst von
Horst Fehrenbach
Birgit Grahl
Jürgen Giegrich
Mirjam Busch
Publikationsdatum
01.11.2015
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
The International Journal of Life Cycle Assessment / Ausgabe 11/2015
Print ISSN: 0948-3349
Elektronische ISSN: 1614-7502
DOI
https://doi.org/10.1007/s11367-015-0955-y

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