Räumliche Umstrukturierung könnte Lebensmittelproduktion steigern

Theoretisch wäre es möglich, die weltweite Nahrungsmittelproduktion zu verdoppeln, dabei Wasser zu sparen und gleichzeitig die Kohlenstoffspeicherung zu erhöhen. Das haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Heidelberg Institute for Geoinformation Technology (HeiGIT) in einer Studie herausgefunden. Nach ihrer Ansicht kann das biophysikalische Potenzial der Erde diese zunächst paradox klingende Zielsetzung erlauben. Notwendig dazu wäre allerdings eine radikale räumliche Neuordnung in der Landnutzung. Die historisch gewachsenen Systeme der globalen Nahrungsmittelproduktion spiegeln laut der Untersuchung derzeit nicht das biophysikalische Potenzial der vorhandenen Ökosysteme wider. Lebensmittel werden demnach nicht dort produziert, wo es flächen-, wasser- und CO2-technisch am effizientesten wäre. Stattdessen würden weiterhin Wälder für Acker- und Weideland gerodet und Felder in ariden Gebieten bewässert. Das aber seien Maßnahmen, die sich massiv negativ auf die Wasserverfügbarkeit und die Kohlenstoffspeicherung auswirkten, so die Wissenschaftler.

Dynamisches Vegetationsmodell

Um herauszufinden, was passieren würde, wenn Felder, Weiden und natürliche Vegetation stattdessen dorthin verlagert würden, wo es am effizientesten wäre, kombinierte das Forschungsteam ein dynamisches Vegetationsmodell mit einem Optimierungsalgorithmus und untersuchte so alternative Anordnungen der globalen Landnutzung und deren Auswirkungen. Die Studienautoren kommen zu dem Schluss, dass sich die Produktion von Lebensmitteln allein durch eine räumliche Umstrukturierung um durchschnittlich 83% erhöhen würde, während gleichzeitig die zur Verfügung stehende Wassermenge um 8% und die CO2-Speicherung um 3% zunehmen würden. Die Steigerungen wären noch um ein Vielfaches höher, wenn einer der drei Zielgrößen Vorrang vor den anderen beiden eingeräumt würde.

Realität weit weg vom Optimum

Die Studie zeigt, dass die regionale Praxis vom theoretisch erreichbaren Optimum stark abweicht. Entsprechend der Studienergebnisse müssten tropische und boreale Wälder aufgrund ihrer herausragenden Funktion als CO2-Speicher in ihrem natürlichen Zustand erhalten oder entsprechend wiederaufgeforstet und nicht als Anbau- oder Weidefläche genutzt werden. Im Gegenzug sollten die gemäßigten Breiten hauptsächlich als Ackerland und in einem geringen Umfang als Weideland dienen. Damit würde der Flächenverlust durch die Wiederaufforstung tropischer und borealer Wälder kompensiert. Die weiten, offenen Flächen der tropischen und subtropischen Savannen und Grasländer wiederum würden vor allem als Weideland und für die Futtermittelproduktion genutzt. „Dieses Bild der optimalen Landnutzungslösungen hat sich in unserer Arbeit als sehr stabil herausgestellt“, so das Forschungsteam.

Veränderung der Landnutzung bewusst gestalten

„Auch wenn solche großflächigen Landnutzungsänderungen auf den ersten Blick völlig unrealistisch erscheinen, ist es hilfreich, sich bewusst zu machen, dass der Klimawandel ohnehin große Veränderungen der Anbaugebiete mit sich bringen wird“, erklärte Prof. Sven Lautenbach vom HeiGIT. Die zu erwartenden Veränderungen sollte man nicht einfach geschehen lassen, sondern vermehrt versuchen, sie unter Berücksichtigung des biophysikalischen Potenzials zu gestalten. Laut Prof. Almut Arneth vom Campus Alpin des KIT gilt es jetzt Wege zu finden, wie die Landnutzung unter Berücksichtigung der biophysikalischen Gegebenheiten, aber auch unter sozialen Gesichtspunkten entsprechend verändert werden kann. AgE