…und kann sich bedrohlicher auswirken, als wir denken
Die Weltbevölkerung wird bis 2050 auf fast 10 Milliarden anwachsen. Mit 3,4 Mrd. mehr Mündern und dem wachsenden Wunsch der Mittelschicht nach Fleisch und Milchprodukten in Entwicklungsländern könnte die weltweite Nachfrage nach Lebensmitteln um 59 bis 98 Prozent steigen, schrieb Renee Cho vom Earth Institute der Columbia University am 25.07.2018. Das bedeute, dass die Landwirtschaft weltweit die Produktion steigern und die Erträge steigern müsse. Aber neue Studien deuten darauf hin, dass der Klimawandel – nämlich höhere Temperaturen, Wetterextreme, Dürren, zunehmender Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre und steigende Meeresspiegel – die Erträge zu verringern und die Qualität unserer Nahrungsmittelversorgung zu gefährden droht.
Eine kürzlich durchgeführte, in den Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) veröffentlichte Untersuchung britischer und finnischer Wissenschaftler der weltweiten Gemüse- und Hülsenfrüchteproduktion kam zu dem Schluss, dass die Erträge bis 2100 aufgrund von Wasserknappheit, erhöhten Salzgehalts und Ozons um 35 Prozent sinken könnten, wenn die Treibhausgasemissionen bei ihrem derzeitigen Trend bleiben.
Karge Ernte in Brandenburg – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify
Eine weitere Studie amerikanischer Wissenschaftler (ebenfalls PNAS) ergab, dass die US-Produktion von Mais, der größtenteils zur Fütterung von Vieh und zur Herstellung von Biokraftstoffen verwendet wird, durch einen Anstieg der globalen Temperaturen sogar um die Hälfte reduziert werden könnte – was bis 2100 geschehen könnte, wenn wir unsere Treibhausgasemissionen nicht verringern. Wenn wir die Erwärmung auf unter 2° C begrenzen, könnte die US-Maisproduktion noch um etwa 18 Prozent sinken. Die Forscher fanden auch heraus, dass das Risiko, dass die vier weltweit führenden Maisexporteure (USA, Brasilien, Argentinien und die Ukraine) gleichzeitig Ernteausfälle von 10 Prozent oder mehr erleiden, bei einem Temperaturanstieg von 2world’s etwa 7 Prozent beträgt. Wenn die Temperaturen auf 4° C steigen, vervielfacht sich die Wahrscheinlichkeit auf unglaubliche 86 Prozent.
„Wir sind sehr besorgt über die stark reduzierten Erträge“, sagte Peter de Menocal, Wissenschaftsdekan der Columbia University und Direktor des Center for Climate and Life. „Wir haben bereits Schwierigkeiten, die Welt zu ernähren, und diese zusätzlichen Auswirkungen auf die Ernteerträge werden die Ärmsten der Welt treffen und die bereits bestehende Kluft zwischen Arm und Reich vergrößern.“ Doch der Klimawandel wird sich nicht nur auf die Kulturpflanzen auswirken, sondern auch auf die Fleischproduktion, die Fischerei und andere grundlegende Aspekte unserer Nahrungsmittelversorgung.
Wetterextreme
Achtzig Prozent der weltweiten Ernten hängen von den Niederschlägen ab, so dass die meisten Landwirte auf das vorhersehbare Wetter angewiesen sind. Der Klimawandel verändert jedoch die Niederschlagsmuster auf der ganzen Welt. Wenn die Temperaturen steigen, hält die wärmere Luft mehr Feuchtigkeit und kann den Niederschlag intensiver machen. Extreme Niederschlagsereignisse, die immer häufiger auftreten, können die Pflanzen direkt schädigen und zu Ertragseinbußen führen.
Überschwemmungen infolge der zunehmenden Intensität tropischer Stürme und des Meeresspiegelanstiegs dürften mit dem Klimawandel ebenfalls zunehmen und die Ernten unter Wasser setzen. Da Hochwasser Abwässer, Gülle oder Schadstoffe von Straßen, Bauernhöfen und Rasenflächen transportieren kann, könnten mehr Krankheitserreger und Toxine in unsere Nahrung gelangen.
Heißeres Wetter führt zu einer schnelleren Verdunstung, was zu mehr Dürren und Wassermangel führt, so dass vor allem dann weniger Wasser für die Bewässerung zur Verfügung steht, wenn es am meisten gebraucht wird.
Etwa 10 Prozent der in den wichtigsten Nahrungsmittel-Produktionsregionen der Welt angebauten Pflanzen werden mit nicht erneuerbarem Grundwasser bewässert. „Mit anderen Worten, diese Aquifere werden schneller entwässert als wieder aufgefüllt – ein Problem, das sich mit zunehmender Erwärmung der Welt noch verschärfen wird“, erklärt Michael Puma, Direktor des Center for Climate Systems Research an der Columbia University.
Dies geschieht in wichtigen Lebensmittel produzierenden Regionen wie den U.S. Great Plains und dem Central Valley in Kalifornien ebenso wie in Pakistan, Indien, Nordostchina und Teilen von Iran und Irak.
„Die Erschöpfung des Grundwassers ist ein langsamer Druck auf unser Nahrungssystem“, sagt Puma. „Und wir haben keine wirksame Politik, um mit der Tatsache umzugehen, dass wir unsere Hauptressourcen in unseren Haupternährungsregionen erschöpfen, was ziemlich beunruhigend ist.“
Klimaprojektionen zeigen, dass Dürren in weiten Teilen der USA, vor allem im Südwesten, häufiger auftreten werden. In anderen Teilen der Welt werden Dürre und Wassermangel die Produktion von Reis beeinträchtigen, Grundnahrungsmittel für mehr als die Hälfte der Menschen auf der Erde. Während der schweren Dürrejahre sind die Erträge von Regenreis um 17 bis 40 Prozent zurückgegangen. In Süd- und Südostasien sind bereits 23 Millionen Hektar Regenreisanbaugebiete von Wasserknappheit betroffen, und fast 80 Prozent dieser Gebiete in Afrika sind von wiederkehrender Trockenheit betroffen.
Extreme Witterungsbedingungen, einschließlich starker Stürme und Dürre, können auch den Transport von Lebensmitteln stören. Wenn die Lebensmittel nicht ordnungsgemäß gelagert werden, könnte dies das Risiko von Verderb und Kontamination erhöhen und zu mehr lebensmittelbedingten Krankheiten führen. Eine schwere Sommerdürre im Jahr 2012 reduzierte den Schiffsverkehr auf dem Mississippi, einer wichtigen Route für den Transport von Getreide aus dem Mittleren Westen. Der Rückgang des Binnenschiffsverkehrs führte zu erheblichen Nahrungsmittel- und Wirtschaftsverlusten.
Steigende Temperaturen
Die globale Erwärmung kann bestimmten Kulturen wie Kartoffeln in Nordeuropa und Reis in Westafrika zugute kommen und es einigen Landwirten ermöglichen, neue Kulturen anzubauen, die heute nur in wärmeren Gebieten gedeihen. In anderen Fällen könnte der Klimawandel es den Landwirten unmöglich machen, ihre traditionellen Kulturen anzubauen; ideale Anbaubedingungen können sich in höhere Breiten verlagern, wo das Terrain oder der Boden möglicherweise nicht so fruchtbar ist, was dazu führt, dass weniger Land für die produktive Landwirtschaft zur Verfügung steht.
Die ultimative Wirkung von steigender Hitze hängt vom optimalen Temperaturbereich der einzelnen Kulturen für Wachstum und Fortpflanzung ab. Wenn die Temperaturen diesen Bereich überschreiten, sinken die Erträge, da Hitzestress die Bestäubung, die Blüte, die Wurzelbildung und das Wachstum einer Pflanze stört.
Laut einem Bericht der US-Akademie der Wissenschaften von 2011 wird die gesamte Pflanzenproduktion für jedes Grad Celsius Steigerung des globalen Thermometers um 5 bis 15 Prozent zurückgehen.
Hitzewellen, von denen erwartet wird, dass sie häufiger auftreten, machen das Vieh weniger fruchtbar und anfällig für Krankheiten. Milchkühe sind besonders hitzeempfindlich, so dass die Milchproduktion sinken könnte. Parasiten und Krankheiten, die es auf das Vieh abgesehen haben, gedeihen unter warmen, feuchten Bedingungen. Dies könnte dazu führen, dass Viehzüchter Parasiten und Tierkrankheiten mit mehr Chemikalien und Tierarzneimitteln behandeln, die dann in die Nahrungskette gelangen könnten.
Der Klimawandel werden auch die Verbreitungsgebiete von Unkräutern, Schädlingen und Pilzen und ihre Auftretenshäufigkeit erweitert. Darüber hinaus werden frühere Frühlinge und mildere Winter mehr dieser Schädlinge und Unkräuter länger überleben lassen.
Pflanzenkrankheiten und Schädlinge, die neu in einem Gebiet sind, können Pflanzen zerstören, die keine Zeit hatten, sich gegen sie zu wehren. Beispielsweise haben sich neue virulente Mutantenstämme des Weizenrosts, eine Pilzinfektion, die seit über 50 Jahren nicht mehr beobachtet wurde, von Afrika nach Asien, in den Nahen Osten und nach Europa ausgebreitet und verheerende Folgen gehabt.
Höhere Kohlendioxidwerte
Da Pflanzen Kohlendioxid zur Herstellung ihrer Nahrung verwenden, kann mehr CO2 in der Atmosphäre die Ernteerträge in einigen Gebieten steigern, wenn andere Bedingungen – Nährstoffmengen, Bodenfeuchte und Wasserverfügbarkeit – stimmen. Die positiven Auswirkungen steigender Kohlendioxidwerte auf das Pflanzenwachstum können jedoch durch extreme Witterung, Trockenheit oder Hitzestress wieder wettgemacht werden.
Ein höherer CO2-Gehalt kann das Pflanzenwachstum anregen und die Kohlenhydratproduktion der Pflanze erhöhen, dies geht jedoch zu Lasten des Eiweiß-, Vitamin- und Mineralstoffgehalts. Forscher fanden heraus, dass der Proteingehalt der Pflanzen wahrscheinlich deutlich abnehmen wird, wenn der Kohlendioxidgehalt 540 bis 960 Teile pro Million erreicht, was wir bis 2100 erreichen werden. (Wir sind derzeit bei 409 ppm.) Studien zeigen, dass Gerste, Weizen, Kartoffeln und Reis 6 bis 15 Prozent weniger Eiweiß enthalten, wenn sie in diesen Mengen an CO2 angebaut werden. Der Proteingehalt von Mais und Sorghum ging jedoch nicht signifikant zurück.
Außerdem werden die Konzentrationen wichtiger Elemente – wie Eisen, Zink, Calcium, Magnesium, Kupfer, Schwefel, Phosphor und Stickstoff – mit mehr CO2 in der Atmosphäre abnehmen. Wenn der CO2-Gehalt steigt, schrumpfen die Öffnungen in der Pflanze und die Blätter schrumpfen, sodass sie weniger Wasser verlieren. Forschungen haben ergeben, dass Pflanzen, wenn sie langsamer Wasser verlieren, ihren Kreislauf verlangsamen und weniger Stickstoff und Mineralien aus dem Boden aufnehmen. Der Vitamin-B-Spiegel in Pflanzen kann ebenfalls sinken, da Stickstoff in Pflanzen für die Produktion dieser Vitamine entscheidend ist. In einer Studie enthielt Reis mit erhöhten CO2-Konzentrationen 17 Prozent weniger Vitamin B1 (Thiamin), 17 Prozent weniger Vitamin B2 (Riboflavin), 13 Prozent weniger Vitamin B5 (Pantothensäure) und 30 Prozent weniger Vitamin B9 (Folat) als Reis, der unter den derzeitigen CO2-Werten angebaut wurde.
Ozeane wärmer und säurehaltiger
540 Millionen Menschen auf der ganzen Welt sind auf Fisch als Protein und Einkommen angewiesen – aber auch Meeresfrüchte werden vom Klimawandel betroffen sein. Seit 1955 haben die Ozeane über 90 Prozent der überschüssigen Wärme von Treibhausgasemissionen in die Atmosphäre aufgenommen. Dadurch sind die Ozeane heute wärmer als je zuvor seit Beginn der Aufzeichnungen 1880. Während sich die Ozeane erwärmen, ziehen viele Fische und Schalentiere auf der Suche nach kühleren Gewässern nach Norden.
Vor der Nordostküste der USA haben der amerikanische Hummer, der rote Seehecht und der schwarze Seebarsch ihre Reichweite seit Ende der 60er Jahre um durchschnittlich 119 Meilen nach Norden verschoben. In Portugal haben die Fischer kürzlich 20 neue Arten gefangen, von denen die meisten aus wärmeren Gewässern ausgewandert sind. Und der Chinook-Lachs, der normalerweise in der Nähe von Kalifornien und Oregon zu finden ist, schwimmt nun in die arktischen Flüsse. Beim Betreten von Neuland können diese Arten jedoch mit anderen Arten um Nahrung konkurrieren, was ihre oder deren Überlebenschancen beeinträchtigen kann. Die Reichweitenverschiebungen betreffen auch die Fischer, die sich entscheiden müssen, ob sie den Fischen, an die sie gewöhnt sind, auf ihrem Weg nach Norden folgen wollen.
Fischereivorschriften kommen kaum mit veränderten Ökosystemen mit, was die Existenzgrundlage der Fischer gefährdet, deren Quoten für bestimmte Fischarten möglicherweise nicht mehr relevant sind.
Wärmere Gewässer können den Zeitpunkt der Fischwanderung und -vermehrung verändern und den Fischstoffwechsel beschleunigen, so dass ihr Körper mehr Quecksilber aufnimmt. (Quecksilberverunreinigung durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe landet im Ozean und akkumuliert sich in Meereslebewesen). Wenn Menschen Fisch essen, nehmen sie das Quecksilber auf, das toxische Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben kann.
Höhere Wassertemperaturen erhöhen das Auftreten von Krankheitserregern und Meereskrankheiten bei Arten wie Austern, Lachs und Abalone. Vibriobakterien, die Schalentiere kontaminieren und bei Einnahme durch den Menschen Durchfall, Fieber und Lebererkrankungen verursachen können, sind auch bei steigenden Meeresoberflächentemperaturen häufiger anzutreffen.
Neben der Erwärmung hat sich die Chemie der Ozeane durch die Aufnahme fast eines Drittels des vom Menschen erzeugten Kohlendioxids verändert. Seewasser ist heute 30 Prozent säurehaltiger als zu Zeiten der industriellen Revolution.
Da der Säuregehalt der Ozeane zunimmt, gibt es im Ozean weniger Karbonat-Ionen für die Meeresbewohner, die Kalziumkarbonat für ihre Schalen und Skelette benötigen. Einige Schalentiere wie Muscheln und Pterapoden beginnen bereits, dünnere Schalen zu bilden, wodurch sie anfälliger für Fressfeinde werden. Die Versauerung der Ozeane kann auch die Entwicklung der Fischlarven und den Geruchssinn der Fische stören, um Nahrung, Lebensräume und Raubtiere zu orten. Außerdem stört es die Ökosysteme, von denen das Meeresleben abhängt.
Laut Untersuchungen des Columbia Center for Climate and Life können Erwärmung und Versauerung zu einer Umstrukturierung der mikrobiellen Gemeinschaften im Ozean führen. Da die empfindlichen Mikroben die Grundlage für die globale Nahrungskette bilden, könnte das unvorhergesehene und enorme Auswirkungen auf unsere Nahrungsmittelversorgung haben.
Meeresspiegelanstieg
Einige Experten erwarten, dass der Meeresspiegel bis 2100 um einen Meter ansteigt, wenn die Polkappen und Gletscher schmelzen. In Asien, wo ein Großteil des Reises in Küstengebieten und tief liegenden Deltas angebaut wird, wird der Anstieg der Meere wahrscheinlich die Reisproduktion beeinträchtigen – Salzwasser, das weiter ins Landesinnere dringt, könnte die Erträge verringern. Dieses Salzwasser wird auch die Aquakulturen von Süßwasserarten in Gefahr bringen. Im Mekong-Delta und in der Region Irawaddy in Vietnam und Myanmar beispielsweise könnte die boomende Wels-Aquakultur durch das Salzwasser beeinträchtigt werden. In diesem Fall müssten die Fischfarmen weiter flussaufwärts verlagert werden, da Welse wenig Toleranz gegenüber salzhaltigen Bedingungen haben.
Wer wird die Auswirkungen spüren?
Der Klimawandel wird sich nicht nur auf die Nahrungsmittelproduktion und die Verbraucher auswirken; da sich die optimalen Anbaubedingungen mit dem Klima ändern, werden Gemeinschaften, die von der Fischerei oder der Landwirtschaft abhängig sind, in ihrer Existenzgrundlage gefährdet.
Einige Gebiete mit höherem Breitengrad können davon profitieren und produktiver werden, aber wenn die Emissionen weiter steigen, sind die Aussichten für die Nahrungsmittelproduktion von 2050 bis 2100 nicht gut. Wohlhabende Nationen und gemäßigte Regionen werden wahrscheinlich den meisten Auswirkungen standhalten können, während tropische Regionen und arme Bevölkerungen den größten Risiken ausgesetzt sind. Kinder, schwangere Frauen, ältere Menschen, einkommensschwache Gemeinschaften und Menschen mit geschwächtem Immunsystem oder chronischen Erkrankungen werden am anfälligsten für die Veränderungen beim Zugang zu Nahrungsmitteln, bei der Sicherheit und der Ernährung sein.
Da Lebensmittel heute weltweit gehandelte Rohstoffe sind, könnten Klimaereignisse in einer Region zu Preiserhöhungen und Verknappungen auf der ganzen Welt führen. Ab 2006 war die Dürre in den wichtigsten Weizen produzierenden Ländern ein Schlüsselfaktor für einen dramatischen Anstieg der Nahrungsmittelpreise. In vielen Ländern kam es zu Ernährungsunruhen und politischen Unruhen.
Wie die Wissenschaft helfen kann, Auswirkungen abzuwenden
„Die Ernährungssicherheit wird eines der drängendsten klimabedingten Probleme sein, vor allem weil der Großteil der Welt relativ arm ist und die Nahrungsmittel immer knapper und teurer werden“, sagt de Menocal. „Welche Art von Lösungen kann die Wissenschaft anbieten?“
Der beste Weg, diese Risiken für unsere Lebensmittelversorgung zu verringern, ist natürlich die Umsetzung von Maßnahmen zur Verringerung der Treibhausgasemissionen. Die Forscher des Earth Institute arbeiten jedoch an einigen ehrgeizigen und potenziell weitreichenden Projekten, um die Risiken für das Nahrungsmittelsystem zu reduzieren.
Das Internationale Forschungsinstitut für Klima und Gesellschaft der Columbia-Universität leitet das Projekt Adapting Agriculture to Climate Today, for Tomorrow oder ACToday. Als Teil von Columbia World Projects wird ACToday dazu beitragen, die Nahrungsmittelproduktion zu maximieren und die Ernteverluste zu reduzieren, indem es das Risiko von Überschwemmungen und Dürren genauer voraussagt und managt, die Finanzpraktiken verbessert und, wenn sich eine Nahrungsmittelkrise ausbreitet, die Notwendigkeit identifiziert.
->Quellen und mehr: