Studie: Klimawandel wirkt sich schon 2030 erkennbar auf Erträge aus

Der Klimawandel wird schneller als erwartet die Erträge wichtiger Nutzpflanzen beeinflussen und vor allem Landwirt*innen im globalen Süden vor große Herausforderungen stellen. Bereits bis zum Ende dieses Jahrhunderts könnten die Maiserträge im weltweiten Durchschnitt um etwa 24% einbrechen, während beim Weizen hingegen deutliche Ertragszuwächse möglich sind. Das sind die Ergebnisse einer neuen Studie von NASA und Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), die am 1. November im Fachjournal „Nature Food“ veröffentlicht wurde. „Wir stellen fest, dass die neuen Klimabedingungen die Ernteerträge in immer mehr Regionen erheblich beeinflussen. Die menschengemachten Treibhausgasemissionen führen zu höheren Temperaturen, veränderten Niederschlagsmustern und mehr Kohlendioxid in der Luft. Das hat Folgen für das Pflanzenwachstum“, erklärt der Hauptautor der Studie, Klimawissenschaftler Jonas Jägermeyr, der am Goddard Institute for Space Studies (GISS) der NASA, am Earth Institute der Columbia University in New York City und am PIK arbeitet. Den aktuellen Prognosen zufolge werden sich die Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft viel früher zeigen als bisher vermutet und damit kaum mehr Zeit für Gegenmaßnahmen lassen. „Selbst unter optimistischen Klimaszenarien, bei denen alle sich heftig ins Zeug legen, um den globalen Temperaturanstieg zu begrenzen, wird sich die globale Landwirtschaft einer neuen Klimarealität stellen müssen“, so Jägermeyr.

Für die Studie kombinierte das internationale Team eine Reihe neuer Klimaprojektionen des Klimamodell-Vergleichs CMIP6 sowie verschiedene aktualisierte Nutzpflanzen-Modelle im Rahmen des Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project (AgMIP). Letztere simulieren, wie Pflanzen wachsen und auf Umweltbedingungen wie Temperatur, Regenfälle und die Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre reagieren. Die Daten hierzu bezog das Forscherteam aus den Klimamodellen. „Wir haben Nutzpflanzen-Simulationen durchgeführt, bei denen quasi mithilfe eines Supercomputers Tag für Tag virtuell Pflanzen angebaut werden und dann haben wir die Veränderungen von Jahr zu Jahr und Jahrzehnt zu Jahrzehnt in allen Teilen der Welt betrachtet“, sagt Alex Ruane, Co-Direktor der GISS Climate Impacts Group und Mitautor der Studie. Die Studie befasst sich nur mit den Folgen des Klimawandels, wenn sich aktuelle Trends fortsetzen, und bezieht keine Gegenmaßnahmen, wie wirtschaftliche Anreize, sich verändernde landwirtschaftliche Praktiken oder die Züchtung neuer Pflanzensorten. Das Team schaute sich Veränderungen bei den langfristigen durchschnittlichen Ernteerträgen an und prognostizierte, wann die Auswirkungen des Klimawandels als „erkennbares Signal“ auftreten werden im Gegensatz zu üblichen und in der Vergangenheit auch schon vorgekommenen Schwankungen bei den Erträgen. Sie stellten fest, dass es schon sehr bald und in sehr vielen wichtigen Anbauregionen zu erheblichen Veränderungen kommen wird. „Wir sehen, dass in vielen wichtigen Kornkammern der Welt anormale Jahre schon innerhalb des nächsten Jahrzehnts oder kurz danach zu normalen Jahren werden. Für uns ist das der Zeitpunkt, an dem das Klimawandel-Signal klar alles historische Rauschen übertönt“, so Jägermeyr.

Die Prognosen für Soja und Reis zeigten einen Rückgang in einigen Regionen, aber auf globaler Ebene sind sich die verschiedenen Modelle immer noch nicht einig über die Gesamtauswirkungen des Klimawandels. Bei Mais und Weizen hingegen war der Klimaeffekt viel deutlicher. Bis Ende 2100 könnten global die Mais-Erträge um bis zu 24% zurückgehen. Denn Mais wird gerade auch in subtropischen und tropischen Ländern angebaut, die von steigenden Temperaturen heftiger betroffen sein werden als kühlere Regionen der hohen Breiten. „Bei Weizen hingegen, der am besten in gemäßigten Klimazonen gedeiht, könnte die Produktivität in den derzeitigen Anbauregionen unter dem Klimawandel steigen, so etwa in den nördlichen Vereinigten Staaten und Kanada sowie in China“, schreibt das PIK in seiner Pressemitteilung zur Studie. Die Weizenerträge könnten je nach Szenario um bis zu 17,5% zunehmen. Doch Mitte des Jahrhunderts könnte auch hier einem der Modelle zufolge Schluss mit dem Ertragsplus sein. Die Forscher waren überrascht, wie bald sich der Klimawandel schon auf die Erträge niederschlagen wird. „ Wir haben nicht erwartet, solch eine grundlegende Änderung festzustellen im Vergleich zu Ertragsprognosen mit der vorigen Generation von Klima- und Nutzpflanzenmodellen, die wir 2014 vorgenommen haben“, sagte Jägermeyr. „Das bedeutet, dass sich die Landwirte viel schneller anpassen müssen, indem sie zum Beispiel den Zeitpunkt der Aussaat verändern oder andere Pflanzensorten verwenden.“

Die prognostizierten Ertragseinbußen drohen, bestehende Ungleichheiten noch weiter zu verstärken. „Insgesamt zeigen unsere Ergebnisse, dass in den niedrigeren Breitengraden die größten Verluste für alle Kulturpflanzen zu erwarten sind, während in den höheren Breitengraden potenzielle Gewinne zu verzeichnen sind“, schreiben die Autor*innen. Obwohl sich mehr als 90% des Mais- und Weizenanbaus derzeit in den gemäßigten und subtropischen Klimazonen abspiele, könnten erhebliche Ertragseinbußen die Lebensgrundlage und Ernährungssicherheit vieler Kleinbauern in den Tropen beeinträchtigen. „Unsere Daten zeigen deutlich, dass ärmere Länder wahrscheinlich die stärksten Rückgänge bei den Erträgen ihrer wichtigsten Grundnahrungsmittel verzeichnen werden“, betont Christoph Müller, Mitautor und ebenfalls Forscher am PIK. „Das verschärft die bereits bestehenden Unterschiede in der Ernährungssicherheit und im Wohlstand“. Denn den armen Ländern und natürlich den betroffenen Kleinbauern selbst fehle es oft an den Mitteln, sich ihre Nahrungsmittel auf dem Weltmarkt zu beschaffen. Im globalen Süden werde dies zu einem Risiko für die Ernährungssicherheit.

Die Modelle beziehen übrigens nicht nur die Temperatur als Faktor ein, um die Folgen des Klimawandels für Nutzpflanzen zu untersuchen. Auch der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre wirkt sich aus. Ein höherer Gehalt beeinflusst zwar zunächst positiv das Pflanzenwachstum, gerade bei Weizen. Allerdings kann sich dadurch auch der Nährwert der Pflanzen verringern. Steigende globale Temperaturen stehen auch in Verbindung mit veränderten Niederschlagsmustern und der Häufigkeit und Dauer von Hitzewellen und Dürren, die die Gesundheit und Produktivität der Pflanzen gefährden. Sie beeinflussen auch die Dauer der Anbauperiode und beschleunigen den Reifeprozess. „Man kann sich Pflanzen so vorstellen, dass sie im Laufe der Vegetationsperiode Sonnenlicht sammeln“, illustriert Ruane. „Sie sammeln diese Energie und stecken sie dann in die Pflanze und die Körner. Wenn sie also durch die Wachstumsphasen eilen, haben sie bis zum Ende der Saison nicht so viel Energie gesammelt.“ Daher produziert die Pflanze insgesamt weniger Körner als bei einer längeren Entwicklungszeit. „Durch das schnellere Wachstum sinkt der Ertrag letztlich.“

Eine Meldung von weltagrarbericht.de.