Weltweit werden etwa zwei Drittel der für die Landwirtschaft geeigneten Flächen bereits landwirtschaftlich genutzt. Das zeigt eine Simulation von Geowissenschaftlern der LMU um Professor Wolfram Mauser vom Department für Geographie. Die Bedingungen für die Landwirtschaft werden sich infolge des Klimawandels demnach bis zum Jahr 2100 vor allem in den nördlichen Regionen der Erde (Kanada, Russland, China) verbessern. Im Mittelmeerraum oder in Teilen Afrikas südlich der Sahara werden sie sich dagegen ohne Anpassungen, wie etwa zusätzlicher Bewässerung, zum Teil deutlich verschlechtern. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher aktuell in der Fachzeitschrift PLOS ONE.

Die Wissenschaftler untersuchten dafür die 16 global bedeutendsten landwirtschaftlichen Nutzpflanzen, darunter Mais, Reis, Soja und Weizen. "Aus den Anforderungen der Pflanzen an Klima, Boden und Gelände lässt sich für jeden Standort auf der Erde bestimmen, wie geeignet er für den Anbau ist", sagt Dr. Florian Zabel, einer der Autoren der Studie.

Die Ergebnisse zeigen, dass weltweit eine Fläche von rund 80 Millionen Quadratkilometern potenziell landwirtschaftlich nutzbar ist, wenn man die heute bewässerten Flächen, wie zum Beispiel entlang des Nils, hinzuzählt. Das entspricht mehr als der Hälfte der gesamten Landoberfläche der Erde. Etwa ein Drittel dieser Flächen sind allerdings heute ausgewiesene Schutzgebiete oder dichte Waldflächen. Will man diese erhalten, stehen nur noch rund 54 Millionen Quadratkilometer zur Verfügung. Davon werden heute allerdings bereits 91 Prozent bewirtschaftet.

Problem der Flächenexpansion

"Unsere Ergebnisse sind mit Blick auf aktuelle Schätzungen brisant, wonach sich die Nachfrage nach Nahrung aufgrund der steigenden Weltbevölkerung bis zum Jahr 2050 voraussichtlich verdoppeln wird. Hinzu kommt der zusätzliche Bedarf an landwirtschaftlichen Flächen für Futtermittel infolge des steigenden Fleischkonsums und des Ausbaus von Bioenergie", sagt Zabel.

Eine Flächenexpansion der Landwirtschaft ließe sich in erster Linie auf Kosten von Waldflächen realisieren. "Dies kann seit Jahrzehnten zum Beispiel in Brasilien oder Indonesien beobachten werden. Gerade diese Flächen stellen jedoch wertvolle ökosystemare Dienstleistungen zur Verfügung, die unter anderem das Klima regulieren. Ein Wegfall dieser natürlichen Regulierung könnte dazu führen, dass in Zukunft ganze Regionen unfruchtbar werden", sagt Professor Wolfram Mauser. Deshalb müssten für eine globale landwirtschaftliche Produktionssteigerung Alternativen zur Flächenexpansion aufgezeigt werden. "Dafür sind genaue Kenntnisse über das landwirtschaftliche Potenzial an jedem Ort der Landoberfläche erforderlich." Das Ziel der Wissenschaftler ist es, die Grundlagen dafür zu schaffen, dass die Landnutzung unter Bewahrung der Ökosysteme optimiert und so die Effizienz der Landwirtschaft gesteigert werden kann.

Für ihre Simulationen haben die LMU-Forscher auf Daten des globalen Klimamodells ECHAM5 zurückgegriffen, das den Klimawandel in verschiedenen Szenarien je nach Anstieg der Kohlendioxid-Emissionen prognostiziert. Für das von den LMU-Forschern gewählte Szenario (A1B) erhöht sich die global landwirtschaftlich nutzbare Fläche bis ins Jahr 2100 um etwa 5 Millionen Quadratkilometer. "Die hinzukommenden Flächen sind aber meist nur mäßig für die Landwirtschaft geeignet. Vor allem der Anteil der sehr gut geeigneten Flächen nimmt ab", so Zabel. In den tropischen Regionen Brasiliens, Asiens und Zentralafrikas führt der Klimawandel außerdem dazu, dass sich die Möglichkeit mehrerer Ernten pro Jahr deutlich reduziert.

Die LMU-Forscher erstellten ihre Simulation im Rahmen des bundesweiten Projekts "Global Assessment of Land Use Dynamics, Greenhouse Gas Emissions and Ecosystems Services", das Aspekte nachhaltigen Landmanagements erforscht und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird.

Publikation:
Florian Zabel, Birgitta Putzenlechner, Wolfram Mauser: Global agricultural land resources - a high resolution suitability evaluation and its perspectives until 2100 under climate change conditions.
In: PLOS ONE
Link: http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0107522
DOI: 10.1371/journal.pone.0107522 Date of Publication: 17.09.2014

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