Temperatur hoch, Erträge runter?

11.05.2011 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Weizen (Quelle: © Rainer Sturm / pixelio.de)
Weizen (Quelle: © Rainer Sturm / pixelio.de)

Der Klimawandel senkt Ernteerträge trotz des technischen Fortschritts in der Landwirtschaft. In einer neuen Studie berechnen Forscher die Folgen der Erderwärmung und zeigen, dass die globalen Erträge bei Mais und Weizen seit 1980 um 4 bis 5 Prozent geringer ausgefallen sind als erwartet werden konnte.

Erkenntnisse darüber wie der Klimawandel sich bisher ausgewirkt hat, können dabei helfen zu verstehen, wie sich die Erderwärmung auf die zukünftige Ernährungssicherung auswirkt. Wie eine aktuelle Studie zeigt, lag die Temperaturentwicklung zwischen 1980 und 2008 in den Anbauregionen der meisten Ländern – außer in den USA – deutlich über dem, was sich durch historisch belegbare Temperatur-schwankungen erklären ließe. Um die Auswirkungen dieser Entwicklungen auf die landwirtschaftlichen Erträge zu ermitteln konzentrierten sich die Wissenschaftler auf die vier wichtigsten Feldfrüchte: Mais, Weizen, Reis und Sojabohnen. Direkt oder indirekt, d.h. über eine Nutzung als Viehfutter, tragen diese vier Pflanzen weltweit ungefähr 75 Prozent zur Kalorienversorgung der Menschen bei. 

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Mais, eine der wichtigsten Nutzpflanzen.

Mais, eine der wichtigsten Nutzpflanzen.

Bildquelle: © iStockphoto.com/ Noam Armonn

Landwirtschaftliche Erträge hängen von vielen Faktoren ab 

Für ihre Analyse schufen die Wissenschaftler eine Datenbank, die Ertragsauswirkungen mit Daten zu Pflanzenbau, Standorten, Vegetationszeiten, Temperaturen und Niederschlag kombinierte. Die Erfassung der Temperaturen ist relevant, da wärmeres Wetter die Anbausaison zwar verlängern, übermäßige Hitze das Pflanzenwachstum durch höheren Schädlingsbefall und Wasserverluste jedoch einschränken kann. Ähnlich ist sieht es beim Niederschlag aus: Mehr Regen führt nur bis zu einer gewissen Niederschlagsmenge zu höheren Erträgen. Abgesehen von diesen Parametern gibt es auch noch eine Reihe anderer Faktoren die landwirtschaftliche Erträge beeinflussen, wie Anbaumethoden, Bodenqualität oder technischer Fortschritt. Diese Bestimmungsgrößen wurden bei der Studie im Rahmen einer Regressionsanalyse berücksichtigt, so dass sie den ermittelten Einfluss des Klimawandels auf die Erträge nicht verfälschten. 

Was wäre wenn? Ernteerträge mit und ohne Klimawandel 

In ihrer Analyse berechneten die Wissenschaftler die theoretisch zu erwartende Entwicklung der Erträge ohne Klimaerwärmung und verglichen sie mit den Erträgen die zwischen 1980 und 2008 tatsächlich erzielt wurden. Dabei stellten sie fest, dass die Mais- und Weizenerträge weltweit 3,8 bzw. 5,5 Prozent niedriger ausfielen als dies ohne Klimaerwärmung zu erwarten gewesen wäre. Das bedeutet, dass der Klimawandel seit 1980 jährlich zu Ertragsverlusten von 23 Mio. Tonnen bei Mais und von 33 Mio. Tonnen bei Weizen geführt hat. Das entspricht in etwa der Jahresproduktion von Mais in Mexiko bzw. der von Weizen in Frankreich. Auch bei Reis und Sojabohnen gab es Ertragsverluste in einigen Ländern, doch wurden diese auf dem globalen Niveau weitestgehend ausgeglichen, da sich die Erwärmung auf die Erträge in anderen Ländern noch positiv auswirkte. Auf Landesebene waren China und Brasilien durch Ernteverluste bei Mais besonders betroffen, sowie Russland bei Weizen und Paraguay bei Soja. In gemäßigten Breiten wie in Deutschland standen Verluste bei den Weizenerträgen höhere Maiserträge gegenüber. Diese Auswirkungen machen deutlich, welche Bedeutung eine an den Klimawandel angepasste Fruchtfolge hat.  

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Weizen ist ein wirtschaftlich bedeutendes Getreide.

Weizen ist ein wirtschaftlich bedeutendes Getreide.

Bildquelle: © iStockphoto.com/ Elena Elisseeva

Modelle helfen bei der groben Einschätzung des Problems  

Die Ergebnisse dieser Modellrechnung können jedoch nur einen Hinweis auf die Größenordnungen geben, die die Folgen des Klimawandels auf die globale Nahrungsmittelversorgung haben. So werden denkbare Anpassungsbemühungen in der Landwirtschaft, wie z.B. eine Ausweitung des Anbaus in kühleren Regionen oder früher Aussaat, in der Analyse nicht berücksichtigt. Andererseits haben die Wissenschaftler nur mit Durchschnittswerten gearbeitet, so dass die Analyse den negativen Einfluss möglicherweise auftretender extremer Wetterbedingungen nicht wiederspiegelt. Auch die Auswirkungen eines erhöhten Kohlenstoffdioxid-Gehalts in der Luft wurden in der Studie nicht mit einbezogen. Während dies für die Erträge bei Mais, einer C4 Pflanze, unerheblich sein dürfte, könnte sich eine solche Kohlenstoffdioxid-Düngung bei Reis und Sojabohnen positiv ausgewirkt haben, während sie bei Weizen die negativen Auswirkungen des Klimawandel auf die Erträge teilweise kompensiert haben dürfte. 

Forschung unterstützt die Anpassung an den Klimawandel

Die positiven Auswirkungen die verstärkte Forschungs- und Innovationsaktivitäten auf zukünftige Erträge haben können wurden in der Studie ebenfalls nicht berücksichtigt. Bei ihren Berechnungen haben die Wissenschaftler jedoch festgestellt, dass im Analysezeitraum der technische Fortschritt eines Jahres den Klimawandel von 10 Jahren wettmachen kann. Weltweit werden jedoch steigende Aufwendungen für die Agrar- und Ernährungsforschung gefordert, was den technischen Fortschritt beschleunigen könnte. Deutschland hat hier mit seiner nationalen Strategie zur Bioökonomie 2030 eine Vorreiterrolle eingenommen. Die Pflanzenforschung bleibt gefordert, die Folgen des weltweiten Klimawandels abzufedern. 

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