Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Heidelberger Instituts für Geoinformationsforschung (HeiGIT) haben herausgefunden, dass es eine radikale räumliche Umgestaltung der Landnutzung erfordert, um die Ziele der Verdopplung der Lebensmittelproduktion, der Wassereinsparung und der Erhöhung der Kohlenstoffspeicherung zu erreichen. Die historisch entwickelten Lebensmittelsysteme spiegeln nicht das biophysikalische Potenzial der Ökosysteme wider, was zu Ineffizienzen in Bezug auf Flächennutzung, Wasserverbrauch und CO2-Emissionen führt. Die Forscher verwendeten ein dynamisches Vegetationsmodell und einen Optimierungsalgorithmus, um alternative globale Szenarien der Landnutzung und ihre Auswirkungen zu untersuchen. Sie stellten fest, dass allein eine optimierte Landnutzung die Lebensmittelproduktion im Durchschnitt um 83 Prozent steigern könnte, die Wasser Verfügbarkeit um acht Prozent und die CO2-Speicherkapazität um drei Prozent. Die Studie empfiehlt die Erhaltung oder Aufforstung tropischer und borealer Wälder für ihre CO2-Speicherkapazitäten, die Nutzung der gemäßigten Breiten als Ackerland und die Nutzung tropischer und subtropischer Savannen und Graslandschaften für Weiden und Lebensmittelproduktion. Die Studie betont, dass es entscheidend ist, die Veränderungen der Landnutzung zu managen, um die globale Lebensmittelversorgung zu sichern und die Auswirkungen des Klimawandels zu mildern.
Einführung
Um die Ziele der Verdoppelung der Lebensmittelproduktion, der Einsparung von Wasser und der Erhöhung der Kohlenstoffspeicherkapazität zu erreichen, haben Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Heidelberger Instituts für Geoinformationstechnologie (HeiGIT) festgestellt, dass eine radikale räumliche Neuorganisation der Landnutzung erforderlich ist. Die aktuellen Lebensmittelsysteme nutzen das biophysikalische Potenzial der Ökosysteme nicht effektiv, was zu Ineffizienzen in Bezug auf Flächennutzung, Wasserverbrauch und CO2-Emissionen führt.
Die Notwendigkeit einer optimierten Landnutzung
Eine optimierte Landnutzung hat das Potenzial, die Effizienz der Lebensmittelproduktion, die Verfügbarkeit von Wasser und die Kohlenstoffspeicherkapazität erheblich zu verbessern. Durch die Analyse alternativer globaler Szenarien der Landnutzung mithilfe eines dynamischen Vegetationsmodells und eines Optimierungsalgorithmus haben die Forscher festgestellt, dass allein eine optimierte Landnutzung die Lebensmittelproduktion um durchschnittlich 83 Prozent, die Wasser Verfügbarkeit um acht Prozent und die Kohlenstoffspeicherkapazität um drei Prozent steigern könnte.
Aktuelle Ineffizienzen bei der Landnutzung
Historisch entwickelte Lebensmittelsysteme berücksichtigen das Potenzial der Ökosysteme nicht, was zu Ineffizienzen in der Landnutzung führt. Diese Ineffizienzen führen zu verschwendeten Ressourcen wie Wasser und Boden sowie zu erhöhten CO2-Emissionen.
Potentielle Vorteile einer optimierten Landnutzung
Eine optimierte Landnutzung hat das Potenzial, diese Ineffizienzen zu beheben und mehrere Vorteile zu bieten, darunter eine erhöhte Lebensmittelproduktion, eine verbesserte Wasserverfügbarkeit und eine verbesserte Kohlenstoffspeicherkapazität. Diese Vorteile spielen eine wichtige Rolle bei der Sicherung der weltweiten Lebensmittelversorgung und der Minderung der Auswirkungen des Klimawandels.
Empfehlungen zur Optimierung der Landnutzung
Auf der Grundlage ihrer Studie empfehlen die Forscher konkrete Strategien zur Optimierung der Landnutzung, um nachhaltige Lebensmittelproduktion und Klimaziele zu erreichen.
Erhaltung und Aufforstung von tropischen und borealen Wäldern
Tropische und boreale Wälder sind für die Kohlenstoffspeicherung unerlässlich. Die Studie empfiehlt, diese Regionen zu erhalten und aufzuforsten, um ihre Kohlenstoffspeicherkapazitäten zu maximieren. Dies hilft nicht nur, den Klimawandel zu bekämpfen, sondern schützt auch die Artenvielfalt und den ökologischen Gleichgewicht.
Nutzung der gemäßigten Breitengrade als Ackerland
Die Studie schlägt vor, dass die gemäßigten Breitengrade, die durch moderate Klimazonen gekennzeichnet sind, als Ackerland genutzt werden sollten. Diese Regionen bieten günstige Bedingungen für die landwirtschaftliche Produktivität und können erheblich zur Steigerung der Lebensmittelproduktion beitragen. Nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken sollten angewendet werden, um Umweltauswirkungen zu minimieren.
Nutzung von tropischen und subtropischen Savannen und Graslandschaften für Weiden und Lebensmittelproduktion
Tropische und subtropische Savannen und Graslandschaften haben das Potenzial, sowohl Weideland als auch Lebensmittelproduktion zu unterstützen. Diese Gebiete sollten sorgfältig verwaltet werden, um eine nachhaltige Nutzung zu gewährleisten und eine Ausdehnung auf empfindliche Ökosysteme zu verhindern. Die Umsetzung von Agroforsttechniken und nachhaltigen Beweidungspraktiken kann dazu beitragen, die Landnutzung in diesen Regionen zu optimieren.
Fazit
Die Optimierung der Landnutzung ist entscheidend für die Erreichung einer nachhaltigen Lebensmittelproduktion und von Klimazielen. Die von Forschern des KIT und HeiGIT durchgeführte Studie unterstreicht die Bedeutung einer Neuorganisation der Landnutzung, um das biophysikalische Potenzial der Ökosysteme optimal zu nutzen. Durch die Umsetzung der empfohlenen Strategien, wie der Erhaltung von Wäldern, der Nutzung gemäßigter Breitengrade als Ackerland und der nachhaltigen Bewirtschaftung von tropischen und subtropischen Savannen und Graslandschaften, ist es möglich, die Lebensmittelproduktion zu steigern, die Wasserverfügbarkeit zu verbessern und die Kohlenstoffspeicherkapazität zu erhöhen. Diese Bemühungen tragen zur Sicherung der weltweiten Lebensmittelversorgung und zur Minderung der Auswirkungen des Klimawandels bei.
