Einfluss des Anbaulandes und ökologische Auswirkungen des Kaffeeanbaus auf die Biodiversität

Nuot, Fliri

doi:10.21256/zhaw-28995

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Publication type:	Bachelor thesis
Title:	Einfluss des Anbaulandes und ökologische Auswirkungen des Kaffeeanbaus auf die Biodiversität
Authors:	Nuot, Fliri
Advisors / Reviewers:	Stucki, Matthias Wanner, Silvan
DOI:	10.21256/zhaw-28995
Extent:	43
Issue Date:	2023
Publisher / Ed. Institution:	ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Publisher / Ed. Institution:	Winterthur
Language:	German
Subjects:	Kaffeebau; Biodiversitätsverlust; Ökologische Folge; Land-Arten-Flächenverhältnis (SAR) Modell; Länderspezifischer Charakterisierungsfaktor; Kaffeeproduktionsland; Potenzieller Biodiversitätsverlust; Biom; Agrarforstsystem; Ökoregion
Subject (DDC):	333.7: Land, natural recreational areas 630: Agriculture
Abstract:	The cultivation of Coffee is an agricultural resource worldwide, particularly in tropical countries, providing a livelihood for 20-25 million small-scale farmers and experiencing a steady increase in demand on the global market. Remarkable increases in productivity have been observed in major producing countries such as Brazil, China, and Vietnam since 1961. This study examined the impact of cultivation regions on the loss of biodiversity per kilogram of Coffee beans and the ecological consequences of Coffee production in different regions. The study quantified the influence of Coffee cultivation on biodiversity using the countryside Species-Area-Relationship (SAR) model. The world was divided into various eco-regions, and vulnerability was assessed based on area, species diversity, and threat level. The ten largest Coffee-producing countries were investigated, with Mexico and Colombia exhibiting a higher potential species loss per kilogram of Coffee compared to other countries. Specifically, Mexico required a large area of 34.64 square meters per kilogram of Coffee, indicating inefficient Coffee cultivation. Colombia showed a significant impact on biodiversity due to cultivation in biologically valuable regions with high biodiversity. Furthermore, the impacts of different biomes on potential species loss were analysed. Three biomes were identified with a higher proportion of lost species per kilogram of Coffee: tropical and subtropical moist forests, tropical and subtropical dry forests, and tropical and subtropical coniferous forests. Three of Brazil's largest cultivation areas are located in biomes with lower potential species loss per kilogram of Coffee, indicating that it is possible to identify areas that yield high productivity while minimizing species loss. To reduce biodiversity loss in existing Coffee plantations, it is recommended to implement agroforestry systems with native plant species. These systems not only provide habitats for various taxa but also contribute to sustainable cultivation practices that can reduce the use of pesticides and herbicides. A carefully designed mixture of shade trees plays a crucial role in sustainable cultivation with high yields. In order to examine the country-specific effects on potential biodiversity loss, Switzerland and an anonymous coffee producer were balanced. It was found that compared to the world coffee mix, Switzerland had a 57% higher loss and the anonymous producer a 139% higher loss. This result is due to the fact that Switzerland and the anonymous coffee producer source their beans from countries like Colombia or Peru, which have a high potential biodiversity loss due to coffee cultivation. On the other hand, the purchase of coffee from India, Brazil, Vietnam or Ethiopia would - according to a conclusion of this study - reduce the potential biodiversity loss. Der Anbau von Kaffee ermöglicht weltweit und vor allem in tropischen Ländern 20-25 Millionen Kleinbauern den Lebensunterhalt, wobei die Nachfrage auf dem Weltmarkt stetig steigt. Entsprechend verzeichnen laut Food and Agriculture Organisation (FAO), Hauptproduktionsländer wie Brasilien und Vietnam seit 1961 Produktivitätssteigerungen. Diese Studie untersuchte den Einfluss des Anbaulands auf den Biodiversitätsverlust pro Kilogramm Kaffeebohnen und die ökologischen Auswirkungen des Kaffeeanbaus auf die Biodiversität in verschiedenen Regionen. Der Einfluss des Kaffeeanbaus auf die Biodiversität wurde mithilfe des Land-Arten-Flächenverhältnis (SAR) Modells quantifiziert. Für eine differenzierte Analyse der Vulnerabilität wurde unter Berücksichtigung der Parameter «Fläche», «Artenvielfalt» und «Bedrohungsstufe» zwischen verschiedenen Ökoregionen unterschieden. Untersucht wurden die zehn grössten Kaffeeproduktionsländer, wobei Mexiko und Kolumbien einen höheren potenziellen Artenverlust pro Kilogramm Kaffee aufwiesen als andere Länder. Insbesondere Mexiko benötigte eine Fläche von 34.64 m2 pro Kilogramm Kaffee, dieser Wert liegt 20.43 m2 über dem durchschnittlichen Landverbrauch, dies deutet auf einen ineffizienten Kaffeeanbau hin. In Kolumbien wurde in Regionen, die eine grosse Biodiversität aufweisen, eine starke Veränderung der Biodiversität als Folge des Kaffeeanbaus festgestellt. Des Weiteren wurden die Auswirkungen verschiedener Biome auf den potenziellen Artenverlust analysiert. Dabei wurden drei Biome identifiziert, die einen höherer Anteil an verschwundenen Arten pro Kilogramm Kaffee aufwiesen: die tropischen und subtropischen feuchten Laubwälder, die tropischen und subtropischen trockenen Laubwälder sowie die tropischen und subtropischen Nadelwälder. Drei der grössten Anbaugebiete Brasiliens befinden sich jedoch in Biomen mit einem geringeren potenziellen Artenverlust pro Kilogramm Kaffee. Dies zeigt, dass es möglich ist, Anbaugebiete zu identifizieren, die hohe Erträge liefern und dennoch den Artenverlust minimal halten können. Um den Biodiversitätsverlust von bestehenden Kaffeeplantagen zu verringern – so ein Fazit dieser Studie – können Agroforstsysteme mit einheimischen Arten eingesetzt werden. Diese Systeme bieten nicht nur Lebensräume für verschiedene Taxa, sondern tragen auch zu nachhaltigen Anbaupraktiken bei, die den Einsatz von Pestiziden und Herbiziden reduzieren können. Eine genau abgestimmte Mischung von Schattenbäumen spielt dabei eine entscheidende Rolle für einen nachhaltigen Anbau mit hohen Erträgen. Um die länderspezifischen Auswirkungen auf den potenziellen Biodiversitätsverlust zu prüfen, wurde die Schweiz und ein anonymer Kaffeehersteller bilanziert. Es zeigte sich, dass im Vergleich zu dem Weltkaffee-Mix, die Schweiz einen 57% und der anonyme Hersteller einen 139% höheren Verlust vorweisen. Dieses Ergebnis geht darauf zurück, dass die Schweiz sowie der anonyme Kaffeehersteller ihre Bohnen aus Ländern wie Kolumbien oder Peru beziehen, die einen hohen potenziellen Biodiversitätsverlust aufgrund des Kaffeeanbaus vorweisen. Hingegen würde der Bezug von Kaffee aus Indien, Brasilien, Vietnam oder Äthiopien – so zweites Fazit dieser Studie – den potenziellen Biodiversitätsverlust reduzieren.
URI:	https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/28995
License (according to publishing contract):	CC BY 4.0: Attribution 4.0 International
Departement:	Life Sciences and Facility Management
Appears in collections:	Bachelorarbeiten Umweltingenieurwesen

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Nuot, F. (2023). Einfluss des Anbaulandes und ökologische Auswirkungen des Kaffeeanbaus auf die Biodiversität [Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften]. https://doi.org/10.21256/zhaw-28995

Nuot, F. (2023) Einfluss des Anbaulandes und ökologische Auswirkungen des Kaffeeanbaus auf die Biodiversität. Bachelor’s thesis. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Available at: https://doi.org/10.21256/zhaw-28995.

F. Nuot, “Einfluss des Anbaulandes und ökologische Auswirkungen des Kaffeeanbaus auf die Biodiversität,” Bachelor’s thesis, ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Winterthur, 2023. doi: 10.21256/zhaw-28995.

NUOT, Fliri, 2023. Einfluss des Anbaulandes und ökologische Auswirkungen des Kaffeeanbaus auf die Biodiversität. Bachelor’s thesis. Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

Nuot, Fliri. 2023. “Einfluss des Anbaulandes und ökologische Auswirkungen des Kaffeeanbaus auf die Biodiversität.” Bachelor’s thesis, Winterthur: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-28995.

Nuot, Fliri. Einfluss des Anbaulandes und ökologische Auswirkungen des Kaffeeanbaus auf die Biodiversität. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, 2023, https://doi.org/10.21256/zhaw-28995.