UW-Studie: Temperaturanstieg wird weltweiten Ertrag reduzieren
Mais ist die am weitesten verbreitete Kulturpflanze der Welt, die auf vielfältige Weise verwendet und auf internationalen Märkten gehandelt wird. Forscher der University of Washington (UW) haben jetzt untersucht, was der Klimawandel für die weltweiten Erträge dieser Pflanze bedeutet: Wärmere Temperaturen bis zum Ende dieses Jahrhunderts werden weltweit die Erträge reduzieren, was die bisherigen Forschungen bestätigt. Die Studie zeigt aber auch einen dramatischen Anstieg der Variabilität der Maiserträge von einem Jahr zum anderen und die Wahrscheinlichkeit gleichzeitig niedriger Erträge in mehreren Hochproduktionsregionen, was zu Preiserhöhungen und globaler Verknappung führen könnte, wie Hannah Hickey am 11.06.2018 in den UW News schrieb. Die Studie wurde am 26.06.2018 in den Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) veröffentlicht.
Maisanbau in Nordvietnam – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify
„Bisherige Studien haben sich oft nur auf Klima und Pflanzen konzentriert, aber hier geht es um Klima, Ernährung und internationale Märkte“, sagt die Leitautorin Michelle Tigchelaar, eine Postdoc-Forscherin der UW in den Atmosphärenwissenschaften. „Wenn sich der Planet erwärmt, wird es wahrscheinlicher, dass verschiedene Länder gleichzeitig große Ernteausfälle erleiden, was große Auswirkungen auf die Nahrungsmittelpreise und die Ernährungssicherheit hat.“
Im Anschluss an eine kürzlich durchgeführte UW-Studie, die sich mit dem Nährwert von Reiskulturen unter dem Klimawandel befasste, wurden in dieser Studie die Gesamterträge und die Preisvolatilität von Mais untersucht. Während der größte Teil des Reises im Inland verwendet wird, wird Mais auf den internationalen Märkten gehandelt. Vier Länder – die USA, Brasilien, Argentinien und die Ukraine – machen 87 Prozent der weltweiten Maisexporte aus (China produziert überwiegend für den Eigenbedarf). Heute liegt die Wahrscheinlichkeit, dass alle vier Exporteure zusammen ein schlechtes Jahr haben würden, mit Renditen, die mindestens 10 Prozent unter der Norm liegen, praktisch bei Null.
Die Ergebnisse zeigen jedoch, dass eine Erwärmung unter 2° C, die prognostiziert wird, wenn es uns gelingt, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren, das Risiko auf 7 Prozent steigen lässt. Unter 4° C Erwärmung, welche die Welt bis zum Ende des Jahrhunderts erreichen wird, wenn die derzeitigen Treibhausgasemissionen anhalten, besteht eine Wahrscheinlichkeit von 86 Prozent, dass alle vier Mais exportierenden Länder gleichzeitig ein schlechtes Jahr erleiden.
Mit anderen Worten, Ereignisse wie die Hitzewelle von 2003 in Westeuropa, die hier die Ernte vernichtet hat, werden dabei eher mit schlechten Jahren in anderen Regionen zusammenfallen. „Die Ertragsvariabilität ist wichtig für die Bestimmung der Lebensmittelpreise auf den internationalen Märkten, was wiederum große Auswirkungen auf die Ernährungssicherheit hat. Auch arme Verbraucher müssen die Lebensmittel noch kaufen können“, sagte Tigchelaar.
Nicht Dürre – extreme Hitze ist schädlich
Die Studie verwendete globale Klimaprojektionen mit Maiswachstumsmodellen, um frühere Untersuchungen zu bestätigen, die zeigen, dass sich wärmere Temperaturen negativ auf den Maisanbau auswirken werden. „Wenn Menschen über Klimawandel und Ernährung nachdenken, denken sie oft zuerst an Dürre“, sagte Tigchelaar, „aber es ist wirklich extreme Hitze, die für die Ernte sehr schädlich ist. Das liegt zum Teil daran, dass Pflanzen, die bei höheren Temperaturen angebaut werden, mehr Wasser benötigen, aber auch daran, dass extreme Hitze selbst entscheidende Phasen der Pflanzenentwicklung negativ beeinflusst, beginnend mit der Blütephase und endend mit der Kornfüllung.
Die Ergebnisse der Studie zeigen außerdem, dass wärmere Temperaturen die durchschnittlichen Maiserträge in den südöstlichen USA, Osteuropa und Subsahara-Afrika stark verringern und die Variabilität in den USA und anderen Exportnationen erhöhen würden.
„Selbst mit optimistischen Szenarien für eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen zeigen unsere Forschungsergebnisse, dass sich die Volatilität der jährlichen Maisproduktion in den USA bis zur Mitte dieses Jahrhunderts verdoppeln wird, da die durchschnittliche Temperatur in der Vegetationsperiode steigt“, sagte Mitautor David Battisti, ein UW-Professor für Atmosphärenwissenschaften. „Das gilt auch für die anderen großen Mais exportierenden Länder. Der Klimawandel wird zu einer beispiellosen Volatilität der Maispreise im In- und Ausland führen.“
Die Studie berücksichtigte keine Niederschlagsänderungen, da diese schwerer vorherzusagen sind, und die Prognosen zeigen, dass die Veränderungen im Vergleich zu den natürlichen Veränderungen der Niederschläge von einem Jahr zum anderen gering sein werden. Die Wissenschaftler gingen auch davon aus, dass die Temperaturschwankungen im Vergleich zu heute gleich bleiben werden, obwohl einige Modelle die Temperaturen unter dem Einfluss des Klimawandels stärker variieren werden. „Wir sind konservativ vorgegangen und haben angenommen, dass das ‚Wetter‘ das gleiche sein wird und haben nur auf ein insgesamt wärmeres Klima reagiert“, sagte Battisti.
Die Studienergebnisse unterstützen die Bemühungen, neue landwirtschaftliche Technologien zu entwickeln, um die Ernährungssicherheit für eine wachsende Weltbevölkerung zu gewährleisten. Die Autoren schreiben, dass ihre Ergebnisse „die Dringlichkeit von Investitionen in die Züchtung für Hitzetoleranz unterstreichen“. Die anderen Co-Autoren sind Rosamond Naylor an der Stanford University und Deepak Ray an der University of Minnesota. Die Studie wurde von der Tamaki-Stiftung finanziert.
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