Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bessere Wassernutzung könnte globale Ernährungslücke halbieren

16.02.2016

Verbessertes landwirtschaftliches Wassermanagement könnte helfen, die globale Ernährungslücke bis 2050 zu halbieren und einige schädliche Folgen von Klimaveränderungen auf Ernteerträge abzufedern. Zum ersten Mal haben Wissenschaftler systematisch das weltweite Potential untersucht, mehr Nahrung mit der gleichen Menge Wasser zu produzieren, indem Regennutzung und Bewässerung optimiert werden. Sie fanden heraus, dass die Möglichkeiten bislang unterschätzt wurden. Investitionen in eine kluge Bewässerung von Agrarflächen könnten den globalen Hunger erheblich verringern und gleichzeitig Bevölkerungszuwächse ausgleichen.

Allerdings bedarf die Umsetzung der Ergebnisse in die Praxis spezifischer lokaler Lösungen, was eine Herausforderung bleibt.


Tropfenbewässerung. Foto: Thinkstock

„Intelligente Wassernutzung kann die landwirtschaftliche Produktion ankurbeln – wir waren erstaunt, auf globaler Ebene solch beträchtliche Effekte zu sehen“, sagt Leitautor Jonas Jägermeyr vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). In einem Szenario mit ambitioniertem Wassermanagement könnte die globale Kilokalorien-Produktion um 40 Prozent steigen; laut UN-Schätzungen sind etwa 80 Prozent nötig, um Unterernährung bis Mitte des Jahrhunderts auszurotten.

Aber selbst bei weniger ambitionierten Szenarien zeigen die Ergebnisse, dass ganzheitliches Management landwirtschaftlicher Wasserverfügbarkeit einen wesentlichen Beitrag leisten könnte, die Teller der Armen zu füllen, so Jägermeyr. „Es zeigt sich, dass landwirtschaftliches Wassermanagement ein bislang vielfach unterbewerteter Ansatz zur Minderung von Unterernährung in kleinbäuerlichen Betrieben ist, und zur Steigerung ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Auswirkungen des Klimawandels.“

+++Großes Potential zur Steigerung von Ernteerträgen in China, Mexiko, Australien+++

Die Wissenschaftler haben umfassende biophysikalische Computersimulationen durchgeführt. Dabei haben sie für die Berechnungen festgelegt, dass sich Agrarflächen nicht in Wälder ausdehnen dürfen und keine zusätzlichen Wasserressourcen gebraucht werden.

Da es sich um eine globale Studie handelt, zeigt sie detaillierte Vegetationsdynamiken und Wassernutzungseffekte in Flussgebieten zwar zu grobkörnig, um die Bedingungen auf der Ebene einzelner landwirtschaftlicher Betriebe zu simulieren, aber durchaus geeignet zum Identifizieren regionaler Brennpunkte.

Das Potential zur Steigerung der Ernteerträge durch landwirtschaftliches Wassermanagement ist demnach besonders groß zum Beispiel in wasserarmen Regionen wie in China, Australien, dem Westen der USA, Mexiko und Südafrika.

„Die Abschätzung des Potentials ist oft verzwickt: Wenn Landwirte flussaufwärts Wasser, das sonst nicht genutzt würde, für eine verbesserte Bewässerung und Produktion einsetzen, erreicht weniger Wasser die Nutzer flussabwärts – und das kann dann ihre Ernten verringern“, erklärt Ko-Autor und Teamleiter Dieter Gerten vom PIK. „Wir fanden heraus, dass die Produktion aber unter dem Strich steigt. Trotzdem gibt es natürlich einige Herausforderungen bei der Verteilung. Zudem braucht es vielerlei gesetzliche Regulierung vor Ort und Anreize wie etwa Mikrokredite, um landwirtschaftliches Wassermanagement großflächig zu verwirklichen.“

+++Mulchen und Tröpfchenbewässerung als Mittel gegen Klimafolgen+++

Die Wissenschaftler bezogen eine Vielzahl sehr verschiedener konkreter Möglichkeiten des Wassermanagements mit ein, von Low-Tech-Lösungen für bäuerliche Kleinbetriebe bis hin zu industrieller Bewässerung. Wasser sammeln durch das Auffangen von überschüssigem Regenwasser in Zisternen – für zusätzliche Bewässerung während Trockenperioden – ist zum Beispiel ein in manchen Regionen weit verbreiteter traditioneller Ansatz, etwa in der Sahelzone Afrikas, wird allerdings kaum genutzt in vielen anderen halbtrockenen Regionen etwa in Asien oder Nordamerika.

Mulchen ist eine weitere Möglichkeit – Böden werden mit den Ernteresten vom Feld bedeckt, um die Verdunstung zu verringern, manchmal auch mit Plastikplanen. Nicht zuletzt die Verbesserung von Bewässerung durch Tropfensysteme ist ein großer Beitrag zum weltweiten Potential.

Gerade bei anhaltendem Klimawandel wird Wassermanagement immer wichtiger, um Nahrungsrisiken zu mindern. Durch die globale Erwärmung treten wahrscheinlich vermehrt Dürren auf und Niederschlagsmuster verändern sich, so dass die Verfügbarkeit von Wasser noch wichtiger wird als bisher.

Unter der Voraussetzung eines moderaten CO2-Düngungseffekts – Pflanzen nehmen CO2 auf und können so von höheren Konzentrationen in der Luft profitieren, wobei die Größenordnung noch diskutiert wird – zeigt die Studie, dass in den meisten klimapolitischen Szenarien Wassermanagement einen großen Teil der regionalen Klimafolgen auf die Landwirtschaft aufwiegen kann. Wenn jedoch in einem Business-as-usual-Szenario die Treibhausgasemissionen aus dem Verfeuern fossiler Brennstoffe nicht reduziert werden, wird solches Wassermanagement ganz klar nicht ausreichen, um die negativen Klimafolgen aufzuwiegen.

+++Planetare Grenzen bald erreicht – Entscheider sollten sich mit Wassernutzung befassen+++

„Wassermanagement ist zentral, um die große Herausforderung der Nachhaltigkeit anzupacken“, sagt Ko-Autor Wolfgang Lucht, PIK-Forschungsbereichsleiter. „Es wurde in vielen lokalen und regionalen Studien erforscht und seine Effekte im Feld gut dargelegt, aber die globale Ebene wurde bisher vernachlässigt.

Die erneuerten Nachhaltigen Entwicklungsziele der Vereinten Nationen, die eine nachhaltige Landwirtschaft einfordern, brauchen Belege, wie die Ziele tatsächlich zu erreichen sind. Da wir aber sehr rasch an planetare Grenzen stoßen, sollte unsere Studie die Aufmerksamkeit von Entscheidungsträgern auf allen Ebenen auf das Potential von verbessertem landwirtschaftlichen Wassermanagement lenken.“

Artikel: Jaegermeyr, J., Gerten, D., Schaphoff, S., Heinke, J., Lucht, W., Rockström, J. (2016): Integrated crop water management might sustainably halve the global food gap. Environmental Research Letters 11, 025002 [doi: 10.1088/1748-9326/11/2/025002]

Weblink zum Artikel, sobald er veröffentlicht ist: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/11/2/025002

Kontakt für weitere Informationen:
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Pressestelle
Telefon: +49 (0)331 288 2507
E-Mail: presse@pik-potsdam.de
Twitter: @PIK_Klima

www.pik-potsdam.de

Jonas Viering | Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel
23.05.2018 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

nachricht PM des MCC: CO2-Entzug aus Atmosphäre für 1,5-Grad-Ziel unvermeidbar
23.05.2018 | Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC) gGmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Kugelmühlen statt Lösungsmittel: Nanographene mit Mechanochemie

25.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics