Die Verlagerung von Ackerland könnte die Uhr bei den CO2-Emissionen um zwanzig Jahre zurückdrehen, sagen Wissenschaftler

Wissenschaftler haben eine Karte erstellt, die zeigt, wo die wichtigsten Nahrungspflanzen der Welt angebaut werden sollten, um den Ertrag zu maximieren und die Umweltbelastung zu minimieren. Dies würde große Mengen an Kohlenstoff binden, die Biodiversität erhöhen und die landwirtschaftliche Nutzung von Süßwasser auf Null reduzieren.

Die neu gestaltete Weltkarte der Landwirtschaft umfasst große neue Anbaugebiete für viele wichtige Nutzpflanzen rund um den Maisgürtel im mittleren Westen der USA und unterhalb der Sahara. Riesige Ackerflächen in Europa und Indien würden wieder zu natürlichen Lebensräumen werden.

Die Neugestaltung – unter der Annahme einer hochintensiven, mechanisierten Landwirtschaft – würde die CO2-Belastung der globalen Ackerflächen um 71 % reduzieren, indem es dem Land ermöglicht würde, in seinen natürlichen, bewaldeten Zustand zurückzukehren. Dies entspricht der Erfassung unserer aktuellen Netto-CO2-Emissionen aus zwanzig Jahren. Bäume binden Kohlenstoff, während sie wachsen, und ermöglichen auch, dass mehr Kohlenstoff vom Boden gebunden wird, als wenn Pflanzen darin angebaut werden.

In diesem optimierten Szenario würden die Auswirkungen der Pflanzenproduktion auf die Biodiversität der Welt um 87 % reduziert. Dies würde das Aussterberisiko für viele Arten, für die die Landwirtschaft eine große Bedrohung darstellt, drastisch verringern. Die Forscher sagen, dass Ackerland schnell wieder in seinen natürlichen Zustand zurückkehren und oft innerhalb weniger Jahrzehnte seine ursprünglichen Kohlenstoffvorräte und seine Biodiversität wiederherstellen würde.

Die Neugestaltung würde die Notwendigkeit einer Bewässerung vollständig beseitigen, indem Pflanzen an Orten angebaut werden, an denen der Regen das gesamte Wasser liefert, das sie zum Wachsen benötigen. Die Landwirtschaft ist derzeit für rund 70 % des weltweiten Süßwasserverbrauchs verantwortlich, was in vielen trockeneren Teilen der Welt zu Trinkwasserknappheit führt.

Die Forscher verwendeten globale Karten der aktuellen Anbaugebiete von 25 Hauptkulturen, darunter Weizen, Gerste und Sojabohnen, die zusammen mehr als drei Viertel der Ackerflächen weltweit ausmachen. Sie entwickelten ein mathematisches Modell, um alle möglichen Wege zu untersuchen, dieses Ackerland auf der ganzen Welt zu verteilen und gleichzeitig das Gesamtproduktionsniveau für jede Kultur aufrechtzuerhalten. Dadurch konnten sie die Option mit den geringsten Umweltauswirkungen identifizieren.

Die Studie wird heute in der Zeitschrift veröffentlicht Naturkommunikation Erde & Umwelt.

„An vielen Orten hat Ackerland natürliche Lebensräume ersetzt, die viel Kohlenstoff und Artenvielfalt enthielten – und Pflanzen wachsen dort nicht einmal sehr gut. Wenn wir diese Orte regenerieren lassen und die Produktion in besser geeignete Gebiete verlagern würden, würden wir ökologische Vorteile sehen sehr schnell“, sagte Dr. Robert Beyer, ehemaliger Forscher am Department of Zoology der University of Cambridge und Erstautor der Studie. Beyer arbeitet heute am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), Deutschland.

Frühere Studien haben prioritäre Gebiete für die ökologische Wiederherstellung identifiziert, aber dies ist das erste, das die Umsiedlung landwirtschaftlicher Flächen plant, um den langfristigen Nutzen für die Umwelt zu maximieren, ohne die Ernährungssicherheit zu gefährden.

Während eine vollständige globale Umsiedlung von Ackerland eindeutig kein Szenario ist, das derzeit in die Praxis umgesetzt werden könnte, sagen die Wissenschaftler, dass ihre Modelle Orte hervorheben, auf denen Ackerland derzeit sehr unproduktiv ist, aber das Potenzial hat, Hotspots für Biodiversität und Kohlenstoffspeicherung zu werden.

Ein reduzierter Ansatz und eine Umverteilung von Ackerland nur innerhalb nationaler Grenzen statt global würde immer noch zu erheblichen Vorteilen führen: Die globale CO2-Belastung würde um 59 % und die Auswirkungen auf die biologische Vielfalt um 77 % geringer sein als derzeit.

Eine dritte, noch realistischere Option, nur die 25 % der landesweit am schlimmsten beleidigenden Ackerflächen umzusiedeln, würde die Hälfte der Vorteile einer optimalen Umsiedlung aller Ackerflächen zur Folge haben.

„Es ist derzeit nicht realistisch, diese ganze Neugestaltung umzusetzen. Aber selbst wenn wir nur einen Bruchteil der weltweiten Ackerfläche verlagern und uns auf die Orte konzentrieren würden, die für den Anbau von Pflanzen am wenigsten effizient sind, wären die Vorteile für die Umwelt enorm“, sagte Beyer.

Die Studie kommt zu dem Ergebnis, dass sich die optimale Verteilung der Ackerflächen bis zum Ende des Jahrhunderts kaum ändern wird, unabhängig davon, wie sich das Klima konkret ändert.

„Optimale Anbaustandorte sind kein bewegliches Ziel. Gebiete, in denen der ökologische Fußabdruck niedrig und die Ernteerträge für das aktuelle Klima hoch wären, werden auch in Zukunft weitgehend optimal bleiben“, sagte Professor Andrea Manica von der University of Cambridge, Seniorautorin des Papiers .

Die Forscher erkennen an, dass die Umsiedlung von Ackerland auf eine Weise erfolgen muss, die für die betroffenen Menschen sowohl wirtschaftlich als auch sozial akzeptabel ist. Sie führen Beispiele für Stillegungsregelungen an, die Landwirten finanzielle Anreize bieten, einen Teil ihres Landes zum Nutzen der Umwelt stillzulegen. Finanzielle Anreize können die Menschen auch dazu ermutigen, an besser geeigneten Standorten Landwirtschaft zu betreiben.

Das Modell generierte alternative globale Verbreitungskarten in Abhängigkeit von der Art und Weise, wie das Land bewirtschaftet wird – von fortschrittlicher, voll mechanisierter Produktion mit ertragreichen Pflanzensorten und optimalem Dünger- und Pestizideinsatz bis hin zu traditioneller, auf Subsistenz basierender ökologischer Landwirtschaft. Selbst die Umverteilung weniger intensiver landwirtschaftlicher Praktiken an optimale Standorte würde ihre Auswirkungen auf Kohlenstoff und Biodiversität erheblich verringern.

Während andere Studien zeigen, dass wir die Umweltauswirkungen der Landwirtschaft erheblich reduzieren könnten, wenn wir uns auf eine stärker pflanzliche Ernährung zubewegen, sagen die Forscher, dass sich die Ernährung in Wirklichkeit nicht schnell ändert. Ihr Modell ging davon aus, dass sich die Ernährung nicht ändern wird, und konzentrierte sich darauf, die gleichen Lebensmittel wie heute zu produzieren, jedoch auf optimale Weise.

Viele der Ackerflächen der Welt befinden sich in Gebieten, in denen sie einen enormen ökologischen Fußabdruck hinterlassen, kohlenstoffreiche und biodiversitätsreiche Ökosysteme ersetzt haben und eine erhebliche Belastung für die lokalen Wasserressourcen darstellen. Diese Standorte wurden aus historischen Gründen ausgewählt, beispielsweise wegen ihrer Nähe zu menschlichen Siedlungen, aber die Forscher sagen, dass es jetzt an der Zeit ist, Nahrungsmittel optimaler anzubauen.