Seit der Grünen Revolution in den 1960er Jahren haben intensive landwirtschaftliche Produktionspraktiken den Grundstein für Ernährungssicherheit gelegt. Allerdings gehen mit diesen Maßnahmen auch erhebliche Ressourcenbelastungen und Umweltauswirkungen einher. Die nachhaltige Deckung des steigenden Nahrungsmittelbedarfs wird zu einer globalen Herausforderung.
Die Festlegung nachhaltiger Schwellenwerte für Ressourcenverbrauch und Umweltauswirkungen ist für eine nachhaltige Entwicklung des Lebensmittelsystems von entscheidender Bedeutung. Der 2009 eingeführte konzeptionelle Rahmen der planetaren Grenzen (PBs) hat sich als entscheidende Referenz bei der Untersuchung nachhaltiger Lebensmittelsysteme herausgestellt.
Dr. Wenjiao Shi (Institut für Geographische Wissenschaften und Forschung zu natürlichen Ressourcen, Chinesische Akademie der Wissenschaften) und die Co-Autoren führten einen systematischen Überblick über die Anwendung von PBs in Lebensmittelsystemen durch. Ihre Forschung ist veröffentlicht im Tagebuch Wissenschaft China Geowissenschaften.
Das Nahrungsmittelsystem trägt erheblich dazu bei, die globalen oder regionalen PBs zu überschreiten, und stellt erhebliche Bedrohungen für Dimensionen wie Landnutzung, Süßwassernutzung, N- und P-Kreisläufe und Klimawandel innerhalb des PBs-Rahmens dar. Seit der Einführung des globalen PBs-Rahmens haben Wissenschaftler weltweit umfangreiche Forschung in verschiedenen Dimensionen durchgeführt.
Die Ergebnisse zeigten, dass in der integrierten Bewertung der mit dem Ernährungssystem verbundenen PBs die Ackerlandgrenze 1260 x 104 km2 betrug; die Süßwassergrenze betrug 1980 km3/Jahr, was etwa 70,71 % der gesamten globalen Süßwassergrenze ausmachte; die Stickstoff- und Phosphordüngergrenzen betrugen 69 TgN/Jahr bzw. 16 TgP/Jahr; und die Grenzen der gesamten Treibhausgasemissionen (THG) aus der landwirtschaftlichen Produktion und der Nicht-CO2-THG-Emissionen lagen bei 6,5 GtCO2eq/a bzw. 4,3–5,3 GtCO2eq/a.
Der ursprüngliche Zweck von PBs bestand darin, eine globale Perspektive zu bieten und war ursprünglich nicht für Anwendungen auf regionaler Ebene gedacht. Da nachhaltige Managementstrategien in Bezug auf Ressourcen und Umwelt jedoch auf regionaler Ebene formuliert werden, sind verkleinerte Anwendungen von PBs erforderlich.
Aktuelle Downscaling-Methoden lassen sich grob in „Top-Down-Allokation“- und „Bottom-Up-Integration“-Ansätze einteilen. Basierend auf den beiden Methoden wurde die Ackerlandgrenze im chinesischen Nahrungsmittelsystem auf 80×104 km2 festgelegt, die Süßwassergrenze betrug 53 km3/Jahr, die Grenze der Stickstoff- und Phosphoremissionen aus Gewässern betrug 0,58 TgN/Jahr und 0,32 TgP/Jahr. y, und die Grenze der Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft lag angesichts der regionalen Süßwasserverfügbarkeit und des Bevölkerungsanteils Chinas bei 0,97 GtCO2eq/a.
Die gesamte Lieferkette des Lebensmittelsystems, einschließlich Produktion, Handhabung und Lagerung nach der Ernte, Verarbeitung, Vertrieb, Einzelhandel und Verbrauch, setzt Ressourcen und die Umwelt unter Druck. Diese Studie untersuchte die sich entwickelnden Trends verschiedener Indikatoren im Zusammenhang mit Ressourcenverbrauch und Umweltauswirkungen im globalen und chinesischen Lebensmittelsystem seit 1981 und verglich diese Lücken zwischen ihnen und den mit dem Lebensmittelsystem verbundenen PBs systematisch.
Die Ergebnisse zeigten, dass die globale Ackerfläche bereits die Obergrenze von 120×104 km2 überschritten hat. Darüber hinaus ist der Wasserverbrauch in der Landwirtschaft in den letzten 40 Jahren um 124,35 % gestiegen und hat fast die Obergrenze erreicht.
Von 1961 bis 2020 stiegen die weltweiten gesamten N- und P-Anwendungen um das 5,7-fache bzw. 3,0-fache und haben die mittlere Grenze überschritten. Die aktuellen N- und P-Verluste im Nahrungsmittelsystem betrugen das 2,5-fache bzw. das 0,85-fache der entsprechenden mittleren Grenze. Die Gesamtemissionen machen immer noch etwa ein Drittel der gesamten anthropogenen Treibhausgasemissionen aus und haben bereits die Untergrenze der Treibhausgasemissionen überschritten.
In China hat die gesamte Ackerfläche die Obergrenze von 35×104 km2 überschritten, und der Süßwasserverbrauch im Nahrungsmittelsystem hat die Obergrenze des nationalen Süßwasserverbrauchs von 64,8 % überschritten.
Im Jahr 2021 betrug die Gesamtmenge an ausgebrachtem N- und P-Düngemittel das 1,86-fache bzw. das 3,48-fache der Werte von 1981 und lag damit deutlich über der Obergrenze. Darüber hinaus trägt Chinas Lebensmittelsystem erheblich zu den gesamten Treibhausgasemissionen bei und nähert sich der unteren Grenze der Treibhausgasemissionen.
Die Umsetzung nachhaltiger Managementstrategien auf globaler oder nationaler Ebene ist für das Erreichen der Ziele der Ressourcen- und Umweltverträglichkeit im Lebensmittelsystem von entscheidender Bedeutung. Bestehende Managementstrategien umfassen hauptsächlich Ernährungsumstellungen, Verbesserungen in Technologie und Management, Reduzierung von Lebensmittelverlusten und -verschwendung, Optimierung der landwirtschaftlichen Produktionsverteilung und kombinierte Strategien.
Abschließend werden mehrere Vorschläge vorgeschlagen, um die zukünftige Forschung zu nachhaltigen Lebensmittelsystemen im Rahmen der PBs in folgenden Aspekten zu verbessern: (1) Verbesserung der Forschung zu den Interaktionsmechanismen zwischen PBs im Lebensmittelsystem; (2) Stärkung der Downscaling-Forschung von PBs im Lebensmittelsystem; und (3) Verbesserung der Rationalität der Politikgestaltung für das nachhaltige Lebensmittelsystem in China.
Mehr Informationen:
Minglei Wang et al., Forschungsfortschritte bei der Bewertung und den Strategien für ein nachhaltiges Lebensmittelsystem innerhalb der planetaren Grenzen, Wissenschaft China Geowissenschaften (2024). DOI: 10.1007/s11430-023-1232-y