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© Depositphotos | fotokostic | Klimafaktor Landwirtschaft: Vor allem durch Düngung wird weltweit derzeit mehr Lachgas freigesetzt, als Klimaforscher in ihren pessimistischsten Annahmen über die Entwicklung von Treibhausgas-Emissionen angenommen haben. In Europa nehmen die Lachgas-Emissionen aus der Landwirtschaft allerdings ab, weil Landwirte effizienter düngen.

Stickstoffdüngung heizt den Klimawandel an

Bei der Nahrungsmittelproduktion wird immer mehr Lachgas freigesetzt, das zur Erderwärmung beiträgt.

Beim Klimaschutz wird ein wichtiger Aspekt bislang zu wenig berücksichtigt: Neben der Verbrennung fossiler Brennstoffe trägt auch die Landwirtschaft stark zur Emission von Treibhausgasen bei, unter anderem durch die Stickstoffdüngung. Durch sie erhöht sich die Konzentration von Lachgas in der Atmosphäre zunehmend und trägt damit zur Erderwärmung bei. Zu dem Schluss kommt ein internationales Team, an dem auch Sönke Zaehle, Direktor am Max-Planck-Institut für Biogeochemie, beteiligt war. Dadurch dürfte es für die Weltgemeinschaft noch schwerer werden, die Ziele des internationalen Pariser Klimaabkommens zu erreichen.

Die menschengemachte Erderwärmung geht mit einem Klimawandel einher, der Ökosysteme gefährdet, Extremwetterereignisse wie etwa Dürren wahrscheinlicher macht und vielen Menschen weltweit die Lebensgrundlage entziehen könnte. Die internationale Staatengemeinschaft bemüht sich, diese Entwicklung aufzuhalten, und muss dabei nun auf einen weiteren alarmierenden Trend reagieren: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von 48 Forschungseinrichtungen in 14 Ländern berichten, dass die Konzentration an Lachgas (Distickstoffmonoxid, N2O) gegenüber dem vorindustriellen Niveau um 20 Prozent angestiegen.

Und dieses Wachstum hat sich in den letzten Jahrzehnten aufgrund von Emissionen aus verschiedenen menschlichen Aktivitäten beschleunigt. Dabei ist der Anstieg der Konzentration von Lachgas in der Atmosphäre hauptsächlich auf die Landwirtschaft zurückzuführen: Da die Nachfrage nach Nahrungs- und Futtermitteln steigt, bringen Landwirte weltweit immer größere Mengen Stickstoffdünger aus, und zwar oft mehr als die Pflanzen aufnehmen können. Gerade durch diesen übermäßigen Einsatz wird verstärkt Lachgas freigesetzt, das bezogen auf die Konzentration 300-mal stärker zum Treibhauseffekt beiträgt als Kohlendioxid. Da die Atmosphäre jedoch viel weniger Lachgas als Kohlendioxid enthält, trägt es gegenwärtig etwa sieben Prozent zur globalen menschengemachten Erwärmung bei.. Trotz des relativ geringen Beitrags kommt die aktuelle Studie zu dem Schluss, dass die derzeitigen Trends bei den Lachgasemissionen nicht mit den Klimazielen des Pariser Abkommens vereinbar sind.

Eine umfassende Analyse, wo wieviel Lachgas aufgenommen und abgegeben wird
© Tian et al. 2020/Nature, Global Carbon Project, International Nitrogen Initiative | Globales Lachgas-Budget im Zeitraum zwischen 2007 und 2016. Die farbigen Pfeile stellen die Lachgasflüsse (in Teragramm Stickstoff pro Jahr) dar. Gelb: Emissionen aus anthropogenen Quellen (von links: Landwirtschaft und Abwasser, Biomasseverbrennung, fossile Brennstoffe und Industrie sowie indirekte Emissionen); grün: Emissionen aus natürlichen Quellen( von links: Landmassen, Ozeane); blau: Menge des Lachgases, das der Atmosphäre durch chemische Prozesse entzogen wird.

Der ansteigende Lachgas-Ausstoß läuft den Anstrengungen entgegen, die globale Erwärmung abzubremsen. „Die gegenwärtigen Emissionen von Lachgas, aber auch von anderen Treibhausgasen wie CO2, führen zu einer fortgesetzten globalen Erwärmung; die Temperaturziele des Pariser Abkommens werden aber ohne eine rasche Reduktion der Emissionen weit verfehlt“, sagt Sönke Zaehle, Direktor am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena. Um die Ziele des Klimaabkommens zu erreichen, sei es deshalb wichtig, die N2O-Emissionen zu begrenzen. Allerdings müssten weiterhin die CO2-Emissionen reduziert werden, da beide Treibhausgase unabhängig voneinander zur Klimaerwärmung beitragen.

Sönke Zaehle war Teil des internationalen Teams, das umfassend analysierte, wo und in welchem Umfang Lachgas freigesetzt und aufgenommen wird. Dabei stellten die Forschenden auch fest, dass in Afrika, Südamerika, Ostasien und Nordamerika und am meisten Lachgas in die Atmosphäre gelangt. Dabei ist das Lachgas in Afrika und Südamerika vor allem natürlichen Ursprungs. In China und Indien, aber auch in Europa stammt das Treibhausgas vor allem aus Kunstdünger, den Landwirte verwenden. Am stärksten stiegen die Lachgasemissionen in den Schwellenländern, insbesondere in Brasilien, China und Indien, wo die Pflanzenproduktion und der Viehbestand zugenommen haben. Damit bestehe offensichtlich ein Konflikt zwischen der Art und Weise, wie wir uns ernähren und unserem Ziel, das Klima zu stabilisieren, sagt Hanqin Tian, Wissenschaftler der Auburn University im US-amerikanischen Alabama und Koordinator der Studie.

In Europa wurden die Lachgasemissionen in der Landwirtschaft reduziert

Doch die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können auch von Erfolgen berichten: „Europa ist die einzige Region in der Welt, die in den letzten zwei Jahrzehnten die Lachgasemissionen erfolgreich reduziert hat“, erklärt Wilfried Winiwarter vom IIASA Air Quality and Greenhouse Gases Program (Österreich). „Strategien zur Reduzierung von Treibhausgasen und Luftverschmutzung in Industrie- und Landwirtschaft und zur Optimierung der Effizienz des Düngemitteleinsatzes haben sich als wirksam erwiesen. Dennoch werden weitere Anstrengungen erforderlich sein, sowohl in Europa als auch weltweit.“

Denn die Lachgas-Emissionen aus der Landwirtschaft sind in Europa immer noch beträchtlich. Die Entwicklung der vergangenen Jahrzehnte zeigt aber, dass  die Effizienz der Stickstoffnutzung sowohl in der Viehzucht als auch im Ackerbau erhöht werden kann, um Lachgasemissionen zu minimieren. Im Ackerbau können Landwirte beispielsweise darauf achten, den Dünger präzise in der richtigen Menge und zum richtigen Zeitpunkt auf ihren Feldern auszubringen. In den USA und in Europa schaffte man es so, bessere Ernteergebnisse zu erzielen, obwohl nicht mehr Lachgas freigesetzt wurde.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weisen zudem darauf hin, dass sich die Freisetzung von Lachgas in den letzten Jahrzehnten durch den Klimawandel zusätzlich beschleunigt hat. Insgesamt unterstreichen die Ergebnisse der Studie die Dringlichkeit, dem Beitrag von Lachgas zum menschengemachten Klimawandel mehr Beachtung zu schenken. So stellt Josep Canadell, leitender Wissenschaftler im Climate Science Center der australischen CSIRO und geschäftsführender Direktor des Global Carbon Project fest: „Diese neue Analyse fordert ein umfassendes Überdenken der Art und Weise, wie wir Stickstoffdünger weltweit verwenden und verschwenden, und drängt uns zu nachhaltigeren Praktiken in der Art und Weise, wie wir Lebensmittel produzieren, einschließlich der Reduzierung von Lebensmittelabfällen“.

Hanqin Tian, Rongting Xu, Josep G. Canadell, Rona L. Thompson, Wilfried Winiwarter, Parvadha Suntharalingam, Eric A. Davidson, Philippe Ciais et al. „A comprehensive quantification of global nitrous oxide sources and sinks“ Nature online 2020

Quelle

MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT 2020

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