Rechnen mit der Unsicherheit

In zwei neuen Studien modellieren Forscher die globalen Auswirkungen des Klimawandels und beschäftigen sich gleichzeitig mit den Grenzen, die solche Simulationen mit sich bringen.

Wie stark wird sich der Klimawandel auf die globale Landwirtschaft auswirken? Und wie belastbar sind die Aussagen von Computersimulationen? Dieser Frage näherten sich Wissenschaftler jetzt in einer Studie anhand eines neuen globalen Berechnungsmodells. In einer zweiten Studie untersuchten Forscher, wie stark die Weizenproduktion bei steigenden Temperaturen sinken wird und wie realitätsnah die bisher benutzten Modelle wirklich sind.

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Studien zum Klimawandel gibt es mittlerweile wie Sand am Meer. Besonders die notwendigen Anpassungen in der Landwirtschaft stehen hier im Mittelpunkt, um Ertragseinbrüche aufzufangen. Bei vielen Berechnungen liegt das Problem allerdings darin, dass besonders globale Klimaszenarien in der Regel mit großen Unsicherheiten behaftet sind. Eine belastbare Aussage über die Klimaentwicklung ist aber vonnöten, da viele landwirtschaftliche Anpassungen sehr kostenintensiv sind und Fehlinvestitionen möglichst vermieden werden sollten. Diese Unsicherheiten führen oftmals dazu, dass die nötigen landwirtschaftlichen Anpassungen immer weiter hinausgezögert werden.

Entscheidungshilfe für die Zukunft

In ihrer Studie haben die Wissenschaftler daher die Auswirkungen von neun Klimaszenarien auf 17 verschiedene Feldfrüchte und vier Anbausysteme sowie auf die Wechselbeziehungen zwischen landwirtschaftlicher Produktion, Handel, Preisen und Verbrauch analysiert. Ein Schwerpunkt lag dabei auf teuren und nur schwer umkehrbaren Anpassungen, wie zum Beispiel der Anlage von künstlichen Bewässerungssystemen. Das Ziel war, einen ersten Trend aufzuzeigen, wie sich die Landwirtschaft der Zukunft verändern wird und welche Anpassungen möglicherweise erforderlich sein werden, um die Auswirkungen des Klimawandels zu kompensieren, so dass es darauf aufbauend möglich wird, die nötigen Umstellungen zu identifizieren und zeitlich und finanziell abzuschätzen.

Große Veränderungen mit hohem Unsicherheitsfaktor

Nach den Berechnungen der Studie wird der Klimawandel bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts eine starke Auswirkung auf die Ernteerträge haben. Je nach Region, Feldfrucht und Anbausystem können Einbußen bis zu 18 Prozent in der pflanzlichen Kalorienversorgung auftreten, aber auch bis zu 3 Prozent Zuwachs. Den Modellierungen zufolge wird sich zudem bis 2050 eine deutliche Verringerung der bisher bestehenden landwirtschaftlichen Flächen in Teilen der nördlichen Hemisphäre ergeben, die dementsprechend auch weniger Beschäftigung im landwirtschaftlichen Sektor sowie eine Abwanderung der weiterverarbeitenden Betriebe nach sich ziehen werden. Stattdessen wird die landwirtschaftliche Fläche in verschiedenen Bereichen Mittelamerikas, Australiens, den Balkanstaaten, der Türkei und Japans zunehmen. Zugleich wird weltweit die Landwirtschaft mithilfe künstlicher Bewässerung stark ansteigen, was vermehrte Investitionen in die entsprechende Infrastruktur erforderlich machen wird.

Nur ein erster Blick

Die Forscher betonen, dass es sich bei diesen Ergebnissen lediglich um erste Annäherungen handelt, die die Abschätzung aufwändiger und teurer Investitionen zur Abmilderung der Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft betreffen. Nach wie vor gebe es große Unsicherheiten, vor allem bei der zukünftigen Entwicklung der Niederschlagsverteilung. Diese Unsicherheiten zu verkleinern, sei die Aufgabe zukünftiger, intensiver Forschung, um fehlgeleitete Investitionen zu vermeiden. Trotz aller Ungewissheit bietet ihr Ansatz dennoch die Möglichkeit, auf globaler Ebene eine erste Einschätzung der zukünftigen Entwicklung zu erhalten sowie erste praxisrelevante Informationen für die verschiedenen in zukünftige Entscheidungen involvierten Interessengruppen zu liefern.

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Starke Einbrüche beim Weizen

In einer weiteren Studie untersuchten Forscher die Entwicklung der Weizenerträge im Hinblick auf steigende Temperaturen und zunehmende Hitzewellen im Zuge des Klimawandels. Weizen (Triticum aestivum) gilt als besonders empfindlich für Trockenheit und hohe Temperaturen. Das Besondere an dieser Studie: Die Forscher verglichen die Ergebnisse von 30 Computermodellen mit experimentellen Daten von Versuchsfeldern in Arizona (USA). Dabei stellten sie fest, dass die Modelle mit zunehmender Temperatur von den Ergebnissen der Feldversuche abwichen. Lediglich der Median aller Modelle kam den im Feld ermittelten Ergebnissen nahe. Daraus schlossen die Forscher, dass ein Modell alleine unter Umständen keine realitätsnahen Prognosen liefern kann, sondern dass die Werte mehrerer Modelle verwendet werden sollten, um Aussagen zu treffen.

Ihre Ergebnisse nutzten die Forscher anschließend zu einer Prognose der globalen Weizenerträge bei steigenden Temperaturen: Hier zeigte sich, dass die Erträge mit jedem Grad mehr um etwa sechs Prozent einbrechen werden. Weltweit wären das 42 Millionen Tonnen, etwa ein Viertel des 2013 global geernteten Weizens. Sie stellten zudem fest, dass die Ertragseinbußen beim Weizen bereits bei geringeren Temperaturanstiegen einsetzen, als bisher berechnet wurde.

Unsicherheit ist ein Teil der Gleichung

Die beiden Studien zeigen, wie wichtig es ist, bei Simulationen möglichst viele Daten einzubeziehen, Computermodelle in der Praxis zu überprüfen und Schwachpunkte zu erkennen, um möglichst genaue Aussagen für die Entwicklung in der Zukunft treffen zu können. Denn nur so können die richtigen Entscheidungen getroffen werden, wie in Zukunft dem Klimawandel und seinen Auswirkungen begegnet werden soll. Da Computermodelle aber nur ein vereinfachtes Abbild der Realität sind, werden Unsicherheiten bezüglich der Aussagen wohl immer zu einem gewissen Teil vorhanden sein.