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Universität für Bodenkultur WienDepartment für Wirtschafts- undSozialwissenschaften

Landwirtschaft im Klimawandel | Ring-VO Ernährungssouveränität 11.04.23 1

Ernährungssouveränität – Theorie und Praxis eines alternativen Lebensmittel- und Agrarsystems

Einheit: Nahrungsmittelunsicherheit und Klimawandel

Landwirtschaft im Klimawandel

Martin Schönhart, Institut für nachhaltige Wirtschaftsentwicklung

BOKU, 28. Mai 2013


Landwirtschaft im Klimawandel | Ring-VO Ernährungssouveränität

Vortragsübersicht

1. Wirkung der Landnutzung auf das Klima [Mitigation]2. Erwartete Klimaänderungen3. Wirkung des Klimawandels auf die Landnutzung [Effekte]4. Klimawandelanpassung [Anpassung]5. Vulnerabilität und Ernährung

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Neolithische Revolution –Anfänge der Landwirtschaft

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Quelle: Klein Goldewijk et al., 2011

3000 B.C.

Grid cell: rund 300km²



Einfluss der Landnutzung auf das Klima

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Emissionen der Tierhaltung Methanemissionen bei Wiederkäuern Emissionen des Wirtschaftsdüngemanagements

Emissionen aus der Verbrennung fossiler Energieträger Herstellung von Pestiziden und Düngemitteln Mechanisierung der Tierhaltung und Bodenbearbeitung Klimatisierung von Stallungen und Gewächshäusern

Emissionen aus Landnutzungsänderungen Veränderungen des Bodenkohlenstoffgehaltes durch Humusauf- und -abbau sowie

Bodenerosion Verlust stehender Biomasse Mineralische Stickstoffdüngung und Bodenmanagement (z.B. Reisanbau)

Veränderung der Erdoberfläche Veränderungen von Verdunstung, Oberflächenhydrologie und Temperaturflüssen Veränderung der Rückstrahlung (Albedo)



Klimawandelvermeidung – Maßnahmen der Land- und Forstwirtschaft

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Emissionsreduktion Kohlenstoffsequestrierung BioenergieproduktionHerausforderungen: Überlagernde Effekte einzelner Emissionsquellen Indirekter Landnutzungswandel Trade-offs zu alternativen Zielen der Landnutzung



Klimaänderungen – Delta C°Obere und untere Grenzen eines GCM-Ensemblesfür IPCC SRES A1B

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Gornall et al., 2010.



Klimaänderungen – Delta C°Median des GCM-Ensembles des IPCC

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Battisti and Naylor, 2009.



Klimaänderungen – Delta Niederschlag Obere und untere Grenzen eines GCM-Ensemblesfür IPCC SRES A1B

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Gornall et al., 2010.



Pflanzenerträge (Niveau, Qualität, Variabilität) Erträge der Tierproduktion (Tiergesundheit, Tierwohlbefinden, Leistung) Veränderungen auf internationalen Agrarmärkten (Outputpreise) Produktionskosten (Inputkosten, Mechanisierung) Ressourcen der agrarischen Produktion (Boden- und Wasserqualität)

Wirkungskette Klimawandel -> Landwirtschaft



Temperatur: Tages-Min, -Max, Durchschnitt Niederschlag: Menge, tägliche und saisonale Verteilung Solare Strahlung CO2-Düngung Schadorganismen

Wichtige Parameter der Pflanzenproduktion

Quelle: Rosenzweig und Tubiello (2007) nach Bongaarts (1994).



Veränderung der Ø Landproduktivitätfür 2080 (SRES A1B)

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Iglesias et al., 2011.



Beobachtete und prognostizierteKlimawandeleffekte in Europa

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EEA, 2012.



Klimawandeleffekte: Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt ADAPT.AT

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Veränderungen für 4 regionale Klima-simulationen bei konventioneller Bodenbearbeitung(mit Pflug)



Ausgewählte Anpassungsmaßnahmen der Landnutzung an den Klimawandel

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Entwicklung technischer Maßnahmen Züchtung/Entwicklung hitze- und trockenheitstoleranter Sorten/Rassen Entwicklung effizienter (wasser- und energiesparender) Bewässerungssysteme Entwicklung von Strategien zur Bekämpfung angepasster Schaderreger und invasiver Arten im

Pflanzenbau und der Tierproduktion Bereitstellung von Infrastruktur

Bewässerungsanlagen und Hochwasserschutz (z.B. Wasserrückhaltebecken, Dämme) Informationssysteme und Beratung (z.B. Wetterdienste) Instrumente des Risikomanagements (z.B. Versicherungen, Handel auf Rohstoffmärkten)

Betriebliches Management (agronomische Maßnahmen) Bodenbearbeitung, Düngungsmanagement und Pflanzenschutz Fruchtfolgen und Zwischenfruchtanbau Management der Tierhaltung Bewässerung, Melioration, Erosionsschutz gegen Wasser und Wind Standort- und Klimawandel-angepasste Baumartenwahl



Wirkung von Temperaturänderungen und Adaptionsmaßnahmen auf Pflanzenerträge

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Sensitivity of cereal yield to climate change for maize, wheat and rice, as derived from the results of 69 published studies at multiple simulation sites, against mean local temperature change used as a proxy to indicate magnitude of climate change in each study. Responses include cases without adaptation (red dots) and with adaptation (dark green dots). Adaptations represented in these studies include changes in planting, changes in cultivar, and shifts from rain-fed to irrigated conditions. Lines are best-fit polynomials and are used here as a way to summarise results across studies rather than as a predictive tool. The studies span a range of precipitation changes and CO2 concentrations, and vary in how they represent future changes in climate variability. For instance, lighter-coloured dots in (b) and (c) represent responses of rain-fed crops under climate scenarios with decreased precipitation.

IPCC (2007)



Veränderung des Ø Wasserbedarfs fürBewässerung für 2080 (SRES A1B)

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Konzept der Vulnerabilität nach IPCC

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Potential Impacts

SENSITIVITYEXPOSURE

VULNERABILITY

ADAPTIVECAPACITY

Black et al., 2011.



Einschätzung regionaler Risikoprofilein der Landwirtschaft

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Änderung der Nahrungsmittelpreise (%)als Folge des Klimawandels: Meta-Studie

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Schmidhuber (2012)



Ernährungssicherheit und Klimawandel

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Lebensmittelsicherheit vs. Ernährungssicherheit

Foodsecurity: availability, stability, access, utilization

Bis 2080 je nach Studie zwischen 5 und 170 Mio. zusätzlicher von Hungerrisiko betroffener Menschen (Schmidhuber and Tubiello, 2007)

Maßnahmen: Handel, Infrastruktur, Technologische Entwicklkung, Anpassung in der Landwirtschaft, Migration

Quelle: Hanning et al. (2012); erweitert nach Schmidhuber and Tubiello (2007)

FAO definition on Food Security“a situation that exists when all people, at all times, have physical, social, and economic access to sufficient, safe, and nutritious food that meets their dietary needs and food preferences for an active and healthy life’’

Stability



Schlussfolgerungen

Klimawandel und Landwirtschaft auf mindestens drei Ebenen: Mitigation – Effekte – Anpassung

Unsicherheiten betreffen Weniger Temperatur als vielmehr Niederschläge Weniger globale als regionale Simulationen Wetterextreme

In der nördlichen Hemisphäre werden in den nächsten Jahrzehnten durchschnittlich Produktivitätsgewinne erwartet, während in den Tropen und Sub-Tropen Verluste dominieren könnten

Negativ betroffene Gebiete (hohe Sensitivität und Exposure) haben tendenziell geringere Anpassungskapazität (adaptive capacity)

Anpassung passiert autonom und induziert. Sie muss unterstützt werden durch: Bildung und Managementfähigkeiten, Kapitalverfügbarkeit, Verfügbarkeit von Technologien, etc.

Offenheit für unterschiedliche Technologien und Produktionssysteme (z.B. GVO, Ökologischer Landbau) als Beitrag zur Lösung globaler Herausforderungen (vgl. Foley et al., 2011)

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Literatur (I)

Battisti, D.S., Naylor, R.L., 2009. Historical Warnings of Future Food Insecurity with Unprecedented Seasonal Heat. Science 323, 240–244.

Black, R., Bennett, S.R.G., Thomas, S.M., Beddington, J.R., 2011. Climate change: Migration as adaptation. Nature 478, 447–449.

EEA, 2012. Climate change, impacts and vulnerability in Europe 2012. European Environment Agency, Copenhagen.Foley, J.A., Ramankutty, N., Brauman, K.A., Cassidy, E.S., Gerber, J.S., Johnston, M., Mueller, N.D., O’Connell, C., Ray, D.K.,

West, P.C., Balzer, C., Bennett, E.M., Carpenter, S.R., Hill, J., Monfreda, C., Polasky, S., Rockstrom, J., Sheehan, J., Siebert, S., Tilman, D., Zaks, D.P.M., 2011. Solutions for a cultivated planet. Nature 478, 337–342.

Gornall, J., Betts, R., Burke, E., Clark, R., Camp, J., Willett, K., Wiltshire, A., 2010. Implications of climate change for agricultural productivity in the early twenty-first century. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 365, 2973 –2989.

Hanning, I. B., O'Bryan, C. A., Crandall, P. G. & Ricke, S. C., 2012. Food Safety and Food Security. Nature Education Knowledge 3(10):9.

Iglesias, A., Quiroga, S., Diz, A., 2011. Looking into the future of agriculture in a changing climate. Eur Rev Agric Econ 38, 427–447.

IPCC, 2007. Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge.

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Literatur (II)

Klein Goldewijk, K., Beusen, A., van Drecht, G., de Vos, M., 2011. The HYDE 3.1 spatially explicit database of human‐induced global land‐use change over the past 12,000 years. Global Ecology and Biogeography 20, 73–86.

Manning, M.R., Edmonds, J., Emori, S., Grubler, A., Hibbard, K., Joos, F., Kainuma, M., Keeling, R.F., Kram, T., Manning, A.C., Meinshausen, M., Moss, R., Nakicenovic, N., Riahi, K., Rose, S.K., Smith, S., Swart, R., Vuuren, D.P. van, 2010. Misrepresentation of the IPCC CO2 emission scenarios. Nature Geoscience 3, 376–377.

Rosenzweig, C., Tubiello, F.N., 2007. Adaptation and mitigation strategies in agriculture: an analysis of potential synergies. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change 12, 855–873.

Schmidhuber, J., 2012. Globale Trends und Herausforderungen für die Entwicklung der Landwirtschaft. Vortrag im Rahmen der Wintertagung des Ökosozialen Forums, Februar 2012, Wien.

Schmidhuber, J., Tubiello, F.N., 2007. Global food security under climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences 104, 19703 –19708.

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Landwirtschaft im Klimawandel | Ring-VO Ernährungssouveränität 11.04.23 24

Universität für Bodenkultur Wien

Department für Wirtschafts- und SozialwissenschaftenInstitut für nachhaltige Wirtschaftsentwicklung

Martin Schö[email protected]



IPCC – Szenarien zur Entwicklung der globalen THG-Emissionen

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Quelle: IPCC (2000 und 2007).



Entwicklung der CO2-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Energieträger und IPCC-Szenarien

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Quelle: Manning et al. (2010)



Modellierte Veränderung der durchschnittlichen Temperatur in Europa (SRES A2)

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Quelle: Zaehle et al. (2007).



Modellierte Veränderung der durchschnittlichen Jahresniederschläge in Europa (SRES A2)

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Quelle: Zaehle et al. (2007).



Modellierte Veränderungen der durchschnittlichen Temperatur für den Alpenraum (SRES A1B und B1)

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Quelle: Loibl et al. (2011).



Modellierte Veränderungen der ØJahresniederschläge für den Alpenraum (SRES A1B und B1)

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Quelle: Loibl et al. (2011).

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