Eine Studie der Emory University kommt zu dem Schluss, dass der Klimawandel den Maisgürtel der USA bis zum Jahr 2100 für den Maisanbau ungeeignet machen wird, wenn nicht erhebliche technologische Fortschritte bei den landwirtschaftlichen Verfahren erzielt werden.
Die in der Zeitschrift Environmental Research Letters veröffentlichten Forschungsergebnisse belegen, dass in den mittleren und östlichen Vereinigten Staaten erhebliche Anpassungen in der Landwirtschaft notwendig und unvermeidlich sind. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass diese Anpassung eine Diversifizierung über die wichtigsten Nutzpflanzen hinaus beinhaltet, die derzeit den Großteil der US-Landwirtschaft ausmachen, sagt Emily Burchfield, Autorin der Studie und Assistenzprofessorin am Emory Department of Environmental Sciences.
“Der Klimawandel findet statt und wird die Anbauflächen in den USA weiterhin stark nach Norden verlagern”, sagt Burchfield. “Es reicht nicht aus, sich nur auf technologische Innovationen zu verlassen, um den Tag zu retten. Jetzt ist es an der Zeit, die Art und Weise, wie wir unsere Lebensmittel anbauen, grundlegend zu verändern, um nachhaltigere und widerstandsfähigere Formen der Landwirtschaft zu schaffen.
Burchfields Forschung kombiniert raum-zeitliche Sozial- und Umweltdaten, um die Zukunft der Ernährungssicherheit in den Vereinigten Staaten zu verstehen, einschließlich der Folgen des Klimawandels.
Mehr als zwei Drittel des Landes auf dem US-amerikanischen Festland werden derzeit für den Anbau von Nahrungsmitteln, Brennstoffen oder Fasern genutzt. Und etwa 80 Prozent dieser landwirtschaftlichen Flächen werden mit nur fünf Grundnahrungsmitteln bebaut: Mais, Soja, Weizen, Heu und Alfalfa.
Frühere Untersuchungen auf der Grundlage biophysikalischer Daten haben ergeben, dass sich der Klimawandel negativ auf die Erträge dieser Kulturen auswirken wird. Für die aktuelle Studie wollte Burchfield die möglichen Auswirkungen des Klimawandels auf die Anbauregionen untersuchen.
Sie konzentrierte sich auf die sechs wichtigsten US-Kulturen, die 80 Prozent der Anbauflächen in den Vereinigten Staaten bedecken: Alfalfa, Mais, Baumwolle, Heu, Soja und Weizen. Sie stützte sich auf historische Landnutzungsdaten, in denen die Anbaugebiete dieser Kulturen klassifiziert sind, sowie auf öffentlich verfügbare Daten des US-Landwirtschaftsministeriums, des U.S. Geographical Survey, des WorldClim Project, der Harmonized World Soil Database und anderer öffentlicher Quellen.
Anhand dieser Daten erstellte sie Modelle, um vorherzusagen, wo die einzelnen Kulturen in den 20 Jahren von 2008 bis 2019 angebaut wurden. Zunächst führte sie Modelle durch, die nur Klima- und Bodendaten verwendeten. Diese Modelle sagten mit einer Genauigkeit von 85 bis 95 Prozent voraus, wo die wichtigsten Nutzpflanzen derzeit angebaut werden.
Burchfield führte eine zweite Reihe von Modellen durch, die Indikatoren für menschliche Eingriffe – wie den Einsatz von Betriebsmitteln und Ernteversicherungen – enthielten, die die biophysikalischen Bedingungen zur Unterstützung des Anbaus verändern. Diese Modelle schnitten noch besser ab und machten deutlich, wie landwirtschaftliche Eingriffe die nur durch Klima und Boden unterstützten Anbauflächen erweitern und verstärken.
Burchfield verwendete dann diese historischen Modelle, um biophysikalisch bedingte Verschiebungen im Anbau bis zum Jahr 2100 unter Szenarien mit geringen, mittleren und hohen Emissionen zu projizieren. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich die Anbaugebiete von Mais, Soja, Luzerne und Weizen selbst bei moderaten Emissionsszenarien stark nach Norden verschieben werden, wobei der Corn Belt im oberen Mittleren Westen bis 2100 für den Maisanbau ungeeignet sein wird. Schwerwiegendere Emissionsszenarien verschärfen diese Veränderungen noch.
“Diese Prognosen mögen pessimistisch sein, weil sie nicht alle Möglichkeiten berücksichtigen, wie die Technik den Landwirten bei der Anpassung und Bewältigung der Herausforderungen helfen kann”, räumt Burchfield ein. Sie weist darauf hin, dass bereits umfangreiche Investitionen in die Erforschung der gentechnischen Veränderung von Mais- und Sojapflanzen getätigt werden, um ihnen die Anpassung an den Klimawandel zu erleichtern.
“Aber sich allein auf die Technologie zu verlassen, ist ein wirklich riskanter Weg, das Problem anzugehen”, fügt Burchfield hinzu. “Wenn wir weiterhin gegen die biophysikalischen Realitäten ankämpfen, werden wir schließlich den ökologischen Kollaps erreichen.
Sie betont, dass die US-Agrarsysteme über die wichtigsten Nutzpflanzen hinaus diversifiziert werden müssen, von denen die meisten zu Tierfutter verarbeitet werden.
“Eines der Grundgesetze der Ökologie besagt, dass vielfältigere Ökosysteme widerstandsfähiger sind”, sagt Burchfield. “Eine Landschaft, die nur mit einer einzigen Pflanze bedeckt ist, ist eine zerbrechliche, spröde Landschaft. Und es gibt auch immer mehr Belege dafür, dass vielfältigere Agrarlandschaften produktiver sind.
Die US-Agrarsysteme fördern den Anbau von Monokulturen” mit einer Handvoll Standardkulturen, vor allem durch Ernteversicherungen und staatliche Subventionen. Diese Systeme fordern einen enormen Tribut von der Umwelt, sagt Burchfield, und unterstützen gleichzeitig eine fleischlastige US-Ernährung, die für die menschliche Gesundheit nicht förderlich ist.
“Wir müssen von der Förderung des intensiven Anbaus von fünf oder sechs Kulturpflanzen wegkommen und den Landwirten die Möglichkeit geben, zu experimentieren und die Kulturpflanzen zu verwenden, die in ihrer jeweiligen Landschaft am besten funktionieren”, sagt sie. “Es ist wichtig, darüber nachzudenken, wie wir von unserem derzeitigen schädlichen Monokultur-Paradigma zu Systemen übergehen können, die ökologisch nachhaltig, für die Landwirte wirtschaftlich tragfähig und klimafreundlich sind.
Burchfield plant, die Modellierung in der aktuellen Studie zu erweitern, indem er Interviews mit Experten für Agrarpolitik, landwirtschaftlichen Beratern und Landwirten einbezieht. “Ich möchte vor allem besser verstehen, was sich die Landwirte in verschiedenen Teilen des Landes langfristig für ihre Betriebe vorstellen und welche Hindernisse sie auf dem Weg dorthin sehen”, sagt sie.
Datum: Mai 24, 2022
Quelle: Emory Universität
Journal Reference:
- Emily K Burchfield. Shifting cultivation geographies in the Central and Eastern US. Environmental Research Letters, 2022; 17 (5): 054049 DOI: 10.1088/1748-9326/ac6c3d