Mit Bio zu einer modernen nachhaltigen Landwirtschaft. Ein Diskussionsbeitrag zum Öko- oder Biolandbau 3.0

Die internationale Vereinigung biologischer Landbauorganisationen (IFOAM Organic International) hat auf der Fachmesse Biofach 2014 die Idee einer biologischen Landwirtschaft 3.0 lanciert. Anlass war ein weit verbreitetes Gefühl, dass sich der Ökolandbau trotz großer Erfolge weiterhin in einer Nische befindet, gleichzeitig aber sich besser auf die zukünftigen Herausforderungen ausrichten muss. Die auf die Lancierung folgende Diskussion hat einerseits zu einer Reflektion der bisherigen Entwicklung des Ökolandbaus und anderseits zu einer dynamischen Auseinandersetzung mit möglichen Zukunftsperspektiven geführt. Die Herausforderungen, denen sich die ökologische Land- und Lebensmittelwirtschaft stellen muss, liegen vor allem - in einem nur schwachen Wachstum der landwirtschaftlichen Erzeugung, hauptsächlich in Europa, wo die absatzstärksten Märkte liegen, - beim noch ungenutzten oder fehlenden Potential des Biolandbaus für die nachhaltige Ernährungssicherheit, - in der zunehmenden Konkurrenz durch andere Nachhaltigkeitsinitiativen, - in der Transparenz und Sicherheit der Wertschöpfungsketten, - sowie in der zu verbessernden differenzierteren Kommunikation mit Verbrauchern. Festzustellen ist, dass bisher der Biolandbau neben der allgemeinen Entwicklung der Landwirtschaft herläuft und kein wesentliches Lösungsinstrument für die anstehenden Herausforderungen in der Breite ist. Ein Wachstum aus der Nische heraus erfordert mehr Innovationen, Allianzen mit anderen, ähnlich ausgerichteten sozialen und wirtschaftlichen Initiativen in der Landwirtschaft und im Lebensmittelbereich sowie andere Kommunikationsstrategien. Wir sind der Auffassung, dass sich die Menschen in der Biobewegung bewusst und aktiv diesen Herausforderungen stellen sollten. Denn für die Akzeptanz der weiteren Weichenstellung im Ökolandbau ist es wesentlich, dass diese aus der Bewegung heraus entwickelt wird. Das Autorenteam hat in der Diskussion aus ursprünglich vier Zukunftsszenarien die Idee Bio 3.0 als dynamisches Entwicklungskonzept in Richtung beste Praxis als einen gangbaren Weg herausgearbeitet. Dieses Konzept definiert die Eintrittsschwelle respektive die Mindestanforderungen für den Ökolandbau auf der Basis von besonderen gemeinwirtschaftlichen Leistungen (öffentliche, ökologische und soziale Güter) sowie einem hohen Niveau im Umweltschutz und im Tierwohl – basierend auf natur- und sozialwissenschaftlichen Fakten. Diese Eintrittsschwellen werden durch die staatlichen Ökoverordnungen beschrieben. Zusätzliche Leistungen in der Ökologie, im Tierwohl, in der Produktqualität oder bei den sozialen, kulturellen und ethischen Werten werden durch private Label, besondere Standards oder Benchmarking-Systeme gewährleistet. Für die Zukunft des Ökolandbaus – ob Mindestanforderungen oder private Label – ist es wesentlich, dass diese sich stets an der besten Praxis orientieren, ganzheitlich nachhaltig positioniert sind und durch eine umfassende Innovationskultur weiterentwickelt werden. Dazu sind deutlich mehr Forschungsmittel notwendig, und zwar sowohl für angewandte Innovationen zusammen mit Landwirten, der Lebensmittelbranche und den Verbrauchern als auch für Entwicklungen aus der Grundlagenforschung. Da die moderne Forschung in der Landwirtschaft eine Fülle von neuem Wissen und neuen Techniken generiert, wird unter anderem eine „Innovationskommission“ vorgeschlagen, in der neue Entwicklungen und Techniken auf die Verträglichkeit mit den ökologischen und sozialen Prinzipien geprüft und Empfehlungen in der Umsetzung ausgesprochen werden. Eine solche Innovationskommission sollte auf internationaler oder europäischer Ebene (z.B. IFOAM, IFOAM-EU) angesiedelt sein, könnte aber bereits während einer Pionierphase im deutschsprachigen Raum zu arbeiten beginnen. Schon heute ist abzusehen, dass diese Innovationskommission eine große Anzahl von Fragen zu bearbeiten haben wird. Bio 3.0 wird sich durch eine auf Qualität und Nachhaltigkeit basierende differenzierte Kommunikation auszeichnen. Die Transparenz und Sicherheit bezüglich versprochener Leistungen und Qualitäten wird bedeutender und ist zu verbessern, um den Absatz der Produkte zu steigern. Dazu müssen die Qualitätssicherung im Ökolandbau modernisiert und neue Wege in der Kommunikation entwickelt werden. Nicht unerheblich wird es sein, mit welchen Betrieben, in welchen landschaftlichen Strukturen und welchen Wertschöpfungsketten Bio 3.0 produzieren möchte. Diese Frage ist nicht nur im Hinblick auf die Kommunikation entscheidend, es wird auch die Umstellung von nachhaltigen konventionellen Betrieben auf den Ökolandbau erleichtert. Im Hinblick auf die Nachhaltigkeit, bleibt Bio 3.0 weiterhin in der Pionierrolle, reiht sich aber mit seinem ganzheitlichen Ansatz in andere Nachhaltigkeitsinitiativen ein. Ziel des Ökolandbaus bleibt es, eine starke Nachhaltigkeitsstrategie für die Fläche zu werden und durch Zusatzleistungen gleichzeitig unterschiedliche Märkte zu bedienen. Dadurch soll auch die Vielfalt an Betriebsstrukturen und -größen in der Erzeugung, in der Verarbeitung und in der Vermarktung sichergestellt werden. In der Erzeugung befinden wir uns zunehmend in einem Wettbewerb unterschiedlicher Agrarsysteme. Mit der Diskussion rund um Bio 3.0 wollen wir Situation und Gründe aufzeigen, warum sich der Wettbewerb der Agrarsysteme bisher nicht eindeutig für den Ökolandbau entschieden hat. Wir wollen aber gleichzeitig darauf aufmerksam machen, dass dieser Wettbewerb erst am Anfang steht und noch nicht entschieden ist. Wir sind der Auffassung, dass sich die Menschen in der Biobewegung bewusst und aktiv diesem Wettbewerb stellen sollten und dabei auch die in diesem Diskussionspapier angesprochenen eigenen Schwachstellen gemeinsam mit der Wissenschaft noch intensiver angehen müssen. Das fertig gestellte Diskussionspapier soll nun in unseren Verbänden breiter diskutiert werden. Ob daraus spätere verbandliche Positionen entwickelt werden, ist dabei offen

CARMA Measurements of the Sunyaev-Zel'dovich Effect in RXJ1347.5-1145

We demonstrate the Sunyaev-Zel'dovich (SZ) effect imaging capabilities of the Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA) by presenting an SZ map of the galaxy cluster RXJ1347.5-1145. By combining data from multiple CARMA bands and configurations, we are able to capture the structure of this cluster over a wide range of angular scales, from its bulk properties to its core morphology. We find that roughly 9% of this cluster's thermal energy is associated with sub-arcminute-scale structure imparted by a merger, illustrating the value of high-resolution SZ measurements for pursuing cluster astrophysics and for understanding the scatter in SZ scaling relations. We also find that the cluster's SZ signal is lower in amplitude than suggested by a spherically-symmetric model derived from X-ray data, consistent with compression along the line of sight relative to the plane of the sky. Finally, we discuss the impact of upgrades currently in progress that will further enhance CARMA's power as an SZ imaging instrument.Comment: 8 pages, 6 figure

Wege zu mehr Bio in Europa und weltweit!

Die IFOAM hat an der Biofach 2014 die Idee einer biologischen Landwirtschaft 3.0 lanciert. Dies entstand aufgrund eines weit verbreiteten Gefühls, dass sich der Ökolandbau trotz großen Erfolgen mit den zukünftigen Herausforderungen auseinandersetzen muss. Die Diskussion hat einerseits die Beschäftigung mit der bisherigen Entwicklung des Ökolandbaus geschärft, und andererseits eine dynamische Analyse der zukünftigen Positionierung ausgelöst. Personen der traditionellen Verbände der biologischen resp. ökologischen Landwirtschaft von Deutschland, Österreich und der Schweiz, Bioland, Naturland, Bio Austria und Bio Suisse sind zusammen mit dem FiBL der Meinung, dass vier wichtige Herausforderungen gemeistert werden müssen: A) Das nur noch zögerliche Wachstum der landwirtschaftlichen Urproduktion angehen und Neueinsteiger durch mehr Innovation gewinnen. B) Die Ökobetriebe und die vor- und nachgelagerte Branche im Sinne einer dynamischen ‚Beste Praxis‘ nachhaltiger machen. C) Die Stärken des Ökolandbaus für eine nachhaltige und ressourcenschonende Ernährungssicherheit in der Welt besser nutzen. D) Mit den Verbrauchern, der Zivilgesellschaft und mit Initiativen und Aktivitäten mit ähnlicher Stoßrichtung transparent zusammenzuarbeiten. In der Diskussion wurden vier Zukunftsszenarien herausgeschält: Das Szenario 1 ist Fortsetzung der kontinuierlichen Weiterentwicklung der biologischen Landwirtschaft. Dieses haben wir auch Bio 2.1 genannt. Das Szenario 2 fokussiert stark auf eine anspruchsvolle Käuferschaft, welche die besondere Qualität und die Werte, welche hinter dem Ökolandbau stehen, wünschen. Dieses haben wir auch Qualitäts- und Werte-Bio genannt. Dies würde zusätzliche Anforderungen in den Richtlinien und in der Zertifizierung bringen. Mit dem Szenario 3 möchten wir die ökologische Landwirtschaft weltweit auf einen raschen Wachstumspfad bringen, damit es für die globalen Herausforderungen eine echte Alternative wird und nicht in der Nische verharrt. Wir haben dieses Szenario auch Produktive Ökologisierung genannt. Dabei steht eine umfassende Innovationsstrategie im Vordergrund, welche auch den wissenschaftlich-technischen Fortschritt besser, aber kritisch nutzt. Das Szenario 4 ist eine Kombination von 2 und 3. Die Produktive Ökologisierung ist der Einstieg in den Ökolandbau und entspricht mit Vorteil den gesetzlichen Verordnungen, während darauf die Beste Praxis als Qualitäts- und Werte-Bio aufbaut. Szenario 4 wurde von den Autoren klar bevorzugt. Die jetzt anstehende Diskussion über die Zukunft des Ökolandbaus hat sich an klaren Grundsätzen zu orientieren. Diese wurden von den Autoren wie folgt definiert: a) Der ÖL basiert auf den vier Prinzipien der IFOAM. b) Der ÖL soll relevanter für die Herausforderungen der Menschheit werden. c) Der ÖL soll die Nachhaltigkeit umfassend berücksichtigen. d) Der ÖL soll immer ein ganzheitlicher Systemansatz sein. e) Der ÖL soll die Stoffkreisläufe geschlossen halten. f) Der ÖL soll naturstoffbasiert sein. g) Der ÖL soll eine ganzheitliche und umfassende Innovationskultur sein. h) Der ÖL soll im Einklang mit den Megatrends der Gesellschaft und der Verbrauchern sein. i) Der ÖL soll das Wohl der Nutztiere hoch gewichten, da es für die Nachhaltigkeit eine wichtige Rolle spielt. k) Der ÖL 3.0 soll nach unten kompatibel mit bestehenden Richtlinien sein

LoCuSS: The Sunyaev-Zel'dovich Effect and Weak Lensing Mass Scaling Relation

We present the first weak-lensing-based scaling relation between galaxy cluster mass, M_wl, and integrated Compton parameter Y_sph. Observations of 18 galaxy clusters at z~0.2 were obtained with the Subaru 8.2-m telescope and the Sunyaev-Zel'dovich Array. The M_wl-Y_sph scaling relations, measured at Delta=500, 1000, and 2500 rho_c, are consistent in slope and normalization with previous results derived under the assumption of hydrostatic equilibrium (HSE). We find an intrinsic scatter in M_wl at fixed Y_sph of 20%, larger than both previous measurements of M_HSE-Y_sph scatter as well as the scatter in true mass at fixed Y_sph found in simulations. Moreover, the scatter in our lensing-based scaling relations is morphology dependent, with 30-40% larger M_wl for undisturbed compared to disturbed clusters at the same Y_sph at r_500. Further examination suggests that the segregation may be explained by the inability of our spherical lens models to faithfully describe the three-dimensional structure of the clusters, in particular, the structure along the line-of-sight. We find that the ellipticity of the brightest cluster galaxy, a proxy for halo orientation, correlates well with the offset in mass from the mean scaling relation, which supports this picture. This provides empirical evidence that line-of-sight projection effects are an important systematic uncertainty in lensing-based scaling relations.Comment: Accepted versio

Constraints on the Thermal Contents of the X-ray Cavities of Cluster MS 0735.6+7421 with Sunyaev-Zel'dovich Effect Observations

Outbursts from active galactic nuclei (AGN) can inflate cavities in the intracluster medium (ICM) of galaxy clusters and are believed to play the primary role in offsetting radiative cooling in the ICM. However, the details of how the energy from AGN feedback thermalizes to heat the ICM is not well understood, partly due to the unknown composition and energetics of the cavities. The Sunyaev-Zel'dovich (SZ) effect, a measure of the integrated pressure along the line of sight, provides a means of measuring the thermal contents of the cavities, to discriminate between thermal, nonthermal, and other sources of pressure support. Here we report measurements of the SZ effect at 30 GHz toward the galaxy cluster MS 0735.6+7421 (MS0735), using the Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA). MS0735 hosts the most energetic AGN outburst known and lobes of radio synchrotron emission coincident with a pair of giant X-ray cavities $\sim 200$ across. Our CARMA maps show a clear deficit in the SZ signal coincident with the X-ray identified cavities, when compared to a smooth X-ray derived pressure model. We find that the cavities have very little SZ-contributing material, suggesting that they are either supported by very diffuse thermal plasma with temperature in excess of hundreds of keV, or are not supported thermally. Our results represent the first detection (with $4.4 \sigma$ significance) of this phenomenon with the SZ effect.Comment: 15 pages, 9 figures, submitted to ApJ Jun 2018, Accepted Dec 2018, Published Jan 2019. This is the version of the article before editing, as submitted by an author to ApJ. IOP Publishing Ltd is not responsible for any errors or omissions in this version of the manuscript or any version derived from it. The Version of Record is available online at https://doi.org/10.3847/1538-4357/aaf88

Sunyaev Zel'dovich Effect Observations of Strong Lensing Galaxy Clusters: Probing the Over-Concentration Problem

We have measured the Sunyaev Zel'dovich (SZ) effect for a sample of ten strong lensing selected galaxy clusters using the Sunyaev Zel'dovich Array (SZA). The SZA is sensitive to structures on spatial scales of a few arcminutes, while the strong lensing mass modeling constrains the mass at small scales (typically < 30"). Combining the two provides information about the projected concentrations of the strong lensing clusters. The Einstein radii we measure are twice as large as expected given the masses inferred from SZ scaling relations. A Monte Carlo simulation indicates that a sample randomly drawn from the expected distribution would have a larger median Einstein radius than the observed clusters about 3% of the time. The implied overconcentration has been noted in previous studies with smaller samples of lensing clusters. It persists for this sample, with the caveat that this could result from a systematic effect such as if the gas fractions of the strong lensing clusters are substantially below what is expected.Comment: submitte

Joint analysis of X-ray and Sunyaev Zel'dovich observations of galaxy clusters using an analytic model of the intra-cluster medium

We perform a joint analysis of X-ray and Sunyaev Zel'dovich (SZ) effect data using an analytic model that describes the gas properties of galaxy clusters. The joint analysis allows the measurement of the cluster gas mass fraction profile and Hubble constant independent of cosmological parameters. Weak cosmological priors are used to calculate the overdensity radius within which the gas mass fractions are reported. Such an analysis can provide direct constraints on the evolution of the cluster gas mass fraction with redshift. We validate the model and the joint analysis on high signal-to-noise data from the Chandra X-ray Observatory and the Sunyaev-Zel'dovich Array for two clusters, Abell 2631 and Abell 2204.Comment: ApJ in pres

The Atacama Cosmology Telescope: Physical Properties and Purity of a Galaxy Cluster Sample Selected via the Sunyaev-Zel'dovich Effect

We present optical and X-ray properties for the first confirmed galaxy cluster sample selected by the Sunyaev-Zel'dovich Effect from 148 GHz maps over 455 square degrees of sky made with the Atacama Cosmology Telescope. These maps, coupled with multi-band imaging on 4-meter-class optical telescopes, have yielded a sample of 23 galaxy clusters with redshifts between 0.118 and 1.066. Of these 23 clusters, 10 are newly discovered. The selection of this sample is approximately mass limited and essentially independent of redshift. We provide optical positions, images, redshifts and X-ray fluxes and luminosities for the full sample, and X-ray temperatures of an important subset. The mass limit of the full sample is around 8e14 Msun, with a number distribution that peaks around a redshift of 0.4. For the 10 highest significance SZE-selected cluster candidates, all of which are optically confirmed, the mass threshold is 1e15 Msun and the redshift range is 0.167 to 1.066. Archival observations from Chandra, XMM-Newton, and ROSAT provide X-ray luminosities and temperatures that are broadly consistent with this mass threshold. Our optical follow-up procedure also allowed us to assess the purity of the ACT cluster sample. Eighty (one hundred) percent of the 148 GHz candidates with signal-to-noise ratios greater than 5.1 (5.7) are confirmed as massive clusters. The reported sample represents one of the largest SZE-selected sample of massive clusters over all redshifts within a cosmologically-significant survey volume, which will enable cosmological studies as well as future studies on the evolution, morphology, and stellar populations in the most massive clusters in the Universe.Comment: 20 pages, 15 figures, 6 tables. Accepted for publication in ApJ. Higher resolution figures available at: http://peumo.rutgers.edu/~felipe/e-prints

Comparison of Pressure Profiles of Massive Relaxed Galaxy Clusters using Sunyaev-Zel'dovich and X-ray Data

We present Sunyaev-Zel'dovich (SZ) effect observations of a sample of 25 massive relaxed galaxy clusters observed with the Sunyaev-Zel'dovich Array (SZA), an 8-element interferometer that is part of the Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA). We perform an analysis of new SZA data and archival Chandra observations of this sample to investigate the integrated pressure -- a proxy for cluster mass -- determined from X-ray and SZ observations, two independent probes of the intra-cluster medium. This analysis makes use of a model for the intra-cluster medium introduced by Bulbul (2010) which can be applied simultaneously to SZ and X-ray data. With this model, we estimate the pressure profile for each cluster using a joint analysis of the SZ and X-ray data, and using the SZ data alone. We find that the integrated pressures measured from X-ray and SZ data are consistent. This conclusion is in agreement with recent results obtained using WMAP and Planck data, confirming that SZ and X-ray observations of massive clusters detect the same amount of thermal pressure from the intra-cluster medium. To test for possible biases introduced by our choice of model, we also fit the SZ data using the universal pressure profile proposed by Arnaud (2010), and find consistency between the two models out to r500 in the pressure profiles and integrated pressures.Comment: Accepted for New Journal of Physics, Focus Issue on Galaxy Cluster