Da der Klimawandel die Niederschlagsmuster verändert, kann die Bewässerung ein wirksames Instrument zur Erhöhung der weltweiten Nahrungsmittelversorgung sein – laut einer neuen Studie von Lorenzo Rosa von Carnegie, die in veröffentlicht wurde Umweltforschungsbriefe.
„Bevölkerungstrends deuten darauf hin, dass wir die weltweite Nahrungsmittelproduktion bis 2050 verdoppeln müssen“, erklärte Rosa. „Um dies zu erreichen, müssen wir trotz der zunehmenden Belastungen einer sich erwärmenden Welt entweder mehr Land roden oder die Landwirtschaft effizienter gestalten.“
Die Umwandlung unbebauter Flächen in Farmen verschärft den Klimawandel und verringert die Biodiversität. Aber niedrige Ernteerträge auf bestehenden Ackerflächen können durch moderne Technologie verbessert werden.
„Es ist jedoch entscheidend, diese Interventionsstrategien zu bewerten, um zu sehen, welche zu der größten Steigerung der Nahrungsmittelproduktion und den geringsten Umweltauswirkungen führen“, sagte Rosa.
Derzeit sind zwei Drittel der weltweiten Ernten durch Regen begrenzt. Es wird erwartet, dass der Klimawandel sowohl die Niederschlagsmuster verschieben als auch den Hitzestress für Pflanzen erhöhen wird, was bedeutet, dass die Abhängigkeit von Regen allein mit der gestiegenen Nachfrage nach Nahrungsmitteln nicht Schritt halten wird.
Eine Strategie zur Verbesserung der Produktivität von Ackerland ist die Bewässerung. Studien zeigen, dass bewässerte Pflanzen doppelt so produktiv sind wie solche, die allein auf Regen angewiesen sind. Allerdings macht die Bewässerung bereits zwischen 85 und 90 Prozent des menschlichen Wasserverbrauchs aus. Ist es möglich, die Nahrungsmittelproduktion durch Bewässerung zu steigern, ohne Wasserknappheit zu erzeugen?
Nachhaltige Bewässerung stützt sich auf Grundwasser und lokal verfügbare Wasserquellen, ohne sie über das hinaus zu erschöpfen, was Niederschläge ersetzen können, oder Süßwasserökosysteme zu schädigen. Rosa machte sich daran zu ermitteln, ob diese Strategien erweitert werden könnten, um die landwirtschaftliche Produktivität zu maximieren und die negativen Umweltauswirkungen der Wassernutzung zu minimieren.
Er stellte fest, dass unter den gegenwärtigen Bedingungen genügend Wasser aus lokalen, erneuerbaren Quellen verfügbar ist, um die nachhaltige Bewässerung auf 35 Prozent des Ackerlandes auf der ganzen Welt auszudehnen und die Pflanzenproduktivität zu steigern, um 1,4 Milliarden weitere Menschen zu ernähren.
Der Klimawandel wird dieses Kalkül jedoch komplexer machen.
Während sich die Welt erwärmt, deutet Rosas Analyse darauf hin, dass zusätzlich zu Hitzestress und Änderungen der Niederschläge der Klimawandel auch dazu führen könnte, dass Wasser schneller verdunstet und die Effizienz der Bewässerung verringert wird. Auf der anderen Seite könnten erhöhte Konzentrationen von atmosphärischem Kohlendioxid dazu führen, dass Pflanzen etwas produktiver wachsen, was diese Bedenken ausgleichen könnte. All diese konkurrierenden Faktoren bedeuten, dass zusätzliche Forschung erforderlich ist, um die Machbarkeit einer nachhaltigen Bewässerung zur Steigerung der Nahrungsmittelproduktion umfassend zu verstehen.
Allerdings zeigt Rosas Studie, dass der Bau von langfristigen Wasserspeichern eine nachhaltige Bewässerung ermöglichen könnte, um 1,2 Milliarden mehr Menschen zu ernähren, als sich allein auf erneuerbare Wasserressourcen zu verlassen.
Rosa weist darauf hin, dass die Vereinigten Staaten, Russland, Brasilien und Nigeria das größte Potenzial für nachhaltige Bewässerung unter extremen Erwärmungsbedingungen unter Verwendung von Wasserspeicheranlagen haben, obwohl diese Art von Programmen auch in Lateinamerika, Osteuropa und Subsahara-Afrika durchführbar sein werden .
In nachfolgenden Forschungsprojekten sind noch offene Fragen zu den möglichen Auswirkungen nachhaltiger Bewässerungsstrategien auf die Wasserqualität aufgrund des erhöhten Düngemitteleinsatzes sowie zu den sozioökonomischen und landnutzungsbezogenen Auswirkungen des Baus von Wasserspeicherinfrastrukturen zu beantworten.
Rosas Studie macht jedoch deutlich, dass nachhaltige Bewässerung Armut und Hunger lindern und gleichzeitig die Umweltrisiken der Rodung von Naturland für landwirtschaftliche Zwecke verringern könnte.
„Die Sicherstellung eines ausreichenden und gerechten Zugangs zu Nahrungsmitteln bei gleichzeitiger Reduzierung der Umweltauswirkungen der Landwirtschaft ist eine der größten gesellschaftlichen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts“, schloss Rosa. „Diese Arbeit zeigt, dass ein sorgfältiger Einsatz von Bewässerung der Welt helfen kann, diese Anforderungen mit minimalen Umweltauswirkungen zu erfüllen.“
Lorenzo Rosa, Anpassung der Landwirtschaft an den Klimawandel durch nachhaltige Bewässerung: biophysikalische Potenziale und Rückkopplungen, Umweltforschungsbriefe (2022). DOI: 10.1088/1748-9326/ac7408