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Klimawandel und globale Nahrungsmittelproduktion Warum Weizenfelder das Klima schädigen können

Von Angela Wenzik*

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Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Die Landwirtschaft sichert einen großen Teil der Ernährung. Doch das hat nicht nur im Supermarktregal seinen Preis: Auch das Budget für das Treibhausgas Distickstoffoxid bzw. Lachgas wird durch die Nahrungsmittelproduktion stark beansprucht und treibt so den Klimawandel voran. Wie drastisch sich der Anstieg dieses Treibhausgases entwickelt hat, zeigt nun eine international angefertigte Studie.

Für den Anstieg der klimaschädlichen Lachgaskonzentration in der Atmosphäre ist vor allem der Düngemitteleinsatz in der Landwirtschaft verantwortlich.
Für den Anstieg der klimaschädlichen Lachgaskonzentration in der Atmosphäre ist vor allem der Düngemitteleinsatz in der Landwirtschaft verantwortlich.
(Bild: Markus Breig, KIT)

Garmisch-Partenkirchen – Felder so weit das Auge reicht: Von Kartoffeln über Mais bis hin zu Weizen erstrecken sich Kulturpflanzen auf den Äckern in Deutschland und der ganzen Welt. Was so umweltfreundlich aussieht – jedenfalls verglichen zu den Asphaltwüsten in manchen Innenstädten – kann aber tatsächlich einen negativen Einfluss auf das Klima haben. Denn von den Äckern stammt ein beträchtlicher Anteil des drittwichtigsten, durch menschliche Aktivitäten freigesetzten Treibhausgases: Distickstoffoxid – auch Lachgas genannt.

Rund 300-mal so klimaschädlich wie Kohlendioxid verweilt das Distickstoffoxid (N2O) rund 120 Jahre lang in der Atmosphäre. Zwar kommt es dort nur in Spuren vor, aber wegen seiner starken Treibhauswirkung trägt es auf die Menge bezogen überproportional zum menschengemachten Klimawandel bei. Die Lachgaskonzentration in der Atmosphäre liegt bereits heute rund 20 Prozent über dem vorindustriellen Wert. In den vergangenen Jahrzehnten hat sich der Anstieg signifikant beschleunigt, was auf Emissionen aus verschiedenen menschlichen Aktivitäten zurückzuführen ist.

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Anstieg der Lachgasemissionen könnte Klimaziele gefährden

Weltweites N2O-Budget für die Jahre 2007 bis 2016: Die anthropogenen Quellen sind orange eingezeichnet.
Weltweites N2O-Budget für die Jahre 2007 bis 2016: Die anthropogenen Quellen sind orange eingezeichnet.
(Bild: Tian et al. 2020, Nature; Global Carbon Project, International Nitrogen Initiative)

Insgesamt lagen die weltweiten N2O-Emissionen 2016 rund zehn Prozent über denen der 1980er-Jahre. Die bis jetzt umfassendste Bewertung aller Lachgasquellen und -senken liefert nun eine internationale Studie, geleitet von Forschern der amerikanischen Auburn University. Ihr Fazit: Angesichts stark steigender Lachgasemissionen stehen die Klimaziele des Pariser Abkommens auf dem Spiel.

„Verursacht ist der Anstieg der Distickstoffoxidkonzentration in der Atmosphäre vor allem durch den Einsatz von stickstoffhaltigen Düngemitteln. Dazu gehören sowohl synthetische Dünger als auch organische Dünger aus tierischen Ausscheidungen“, erklärt die Ökosystemforscherin Almut Arneth, Professorin am Institut für Meteorologie und Klimaforschung des Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Sie hat an der Studie zu den Lachgas-Quellen mitgewirkt. „In den Jahren 2007 bis 2016 verursachte die landwirtschaftliche Produktion fast 70 Prozent des anthropogenen globalen N2O-Emissionsanstiegs seit den 1980ern.“ Da die Nachfrage nach Nahrungs- und Futtermitteln weltweit weiter wächst, befürchten die Forscher, dass auch die globale N2O-Konzentration in der Atmosphäre weiter steigen und zur Erderwärmung beitragen wird.

Europa als Vorbild bei Emissionssenkung

Die höchsten menschengemachten Lachgasemissionen gibt es den Ergebnissen der Studie zufolge in Ost- und Südasien, Afrika und Südamerika. Besonders hohe Steigerungen weisen Schwellenländer auf, speziell China, Indien und Brasilien, wo Ackerbau und Viehbestand stark zugenommen haben.

In Europa dagegen sind die anthropogenen N2O-Emissionen zurückgegangen, sowohl in der Landwirtschaft als auch in der chemischen Industrie. Dies führen die Wissenschaftler auf verschiedene Anreiz- und Schutzmaßnahmen zurück. So ist die Landwirtschaft in vielen westeuropäischen Ländern dazu übergegangen, Stickstoff effizienter einzusetzen, unter anderem auch, um die Wasserbelastung zu reduzieren. „Unsere Arbeit liefert ein tieferes Verständnis des N2O-Budgets und der Auswirkungen auf das Klima“, sagt Arneth. „Sie zeigt auch, dass es Möglichkeiten gibt, die Emissionen zu reduzieren, beispielsweise durch verschiedene Maßnahmen in der Landwirtschaft, die sowohl die Produktion als auch den Konsum betreffen. Solche Maßnahmen kommen nicht nur dem Klima, sondern auch der Biodiversität und der Gesundheit des Menschen zugute.“

Das LABORPRAXIS-Klimadossier In unserem Dossier „Klimaforschung“ finden Sie weitere aktuelle Forschungsprojekte und -ergebnisse rund um das Klima.

Originalpublikation: Hanqin Tian et al.: A comprehensive quantification of global nitrous oxide sources and sinks, Nature, 586, pages 248–256(2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2780-0

* A. Wenzik, Forschungszentrum Jülich, 52428 Jülich

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