Der Beitrag der Landwirtschaft zu den Treibhausgasen

Der Beitrag der Landwirtschaft zu den Treibhausgasen

Die Bewirtschaftung der Böden auf der Erde hat während des letzten Jahrhunderts deutlich an Intensität zugenommen. Heutzutage sind die einzelnen Felder riesig geworden und die Produktion extrem hoch. In vielen Teilen der Welt ist es kaum noch vorstellbar, Landwirtschaft auf andere Weise zu betreiben, als durch Nutzung von Maschinen und unter Einsatz von Unkraut- und Insektenvernichtungsmitteln (= Pestizide).

Wenngleich Kohlendioxid (CO2), Distickstoffmonoxid (N2O) und Methan (CH4) natürlich in der Atmosphäre vorkommen, so ist doch ihr Anstieg in jüngerer Zeit ein Ergebnis der menschlichen Aktivität. Der Anteil der Landwirtschaft am Gesamtausstoß von Kohlendioxid beträgt etwa 15-20%.
Alle diese sogenannten Treibhausgase verstärken den Treibhauseffekt auf der Erde.

Beiträge zu den Treibhausgasen

1. Beitrag verschiedener menschlicher Aktivitäten zu den zusätzlichen Treibhausgasen.
Grafik: Marta Moneo, Daten: FAO

Nutzung fossiler Brennstoffe

Die moderne Intensivlandwirtschaft benötigt bei weitem mehr Einsatz von Energie, als dies im traditionellen Ackerbau der Fall war, denn sie beruht vorwiegend auf dem Einsatz von Maschinen (Bestellung, Ernte, Transport der Feldfrüchte, Einsatz von Pestiziden). 17% der in der US-Wirtschaft verbrauchten Energie entfällt auf den Nahrungsmittelsektor (6% landwirtschaftliche Produktion, 6% Verarbeitung und Verpackung und 5% Verteilung und Zubereitung). Dies bedeutet einen jährlichen Verbrauch von etwa 1500 Litern Treibstoff pro Person ausschließlich für die Ernährung.

fossile Brennstoffe in Traktoren

2. Einsatz fossiler Brennstoffe in landwirtschaftlichen Maschinen.
Bildquelle: USDA. NRCS

Kohlendioxid in Böden und Wäldern

Nicht nur der Verbrauch von fossilen Energieträgern führt zur Freisetzung von Treibhausgasen in die Atmosphäre. Die intensive Bestellung von Ackerland und die Entwaldung sind ebenfalls sehr effektive Wege, diese Emissionen zu erhöhen.

Wälder sind bedeutende Senken für CO2. Wie wir wissen, benötigt die Vegetation Kohlendioxid zum Wachsen (für den Prozess der Photosynthese). Bäume benötigen es in weit größeren Mengen, als einfaches Getreide. Sie müssen einen größeren Pflanzenkörper entwickeln. Wälder halten auch die Luftfeuchte relativ hoch und unterstützen damit ihr eigenes Wachstum. Biomasse wird über die Photosynthese aus Kohlendioxid und Wasser aufgebaut. Halten Wälder die Feuchte, so können sie mehr Biomasse aufbauen. Die Rodung von Waldgebieten reduziert die Möglichkeit, in der Natur CO2 zu speichern, nicht nur durch den Verlust der Bäume selbst, sondern auch in der sie begleitenden Vegetation. Luftfeuchte geht verloren und die Zersetzung des organischen Materials führt zur Freisetzung großer Mengen an Kohlendioxid. Wir nehmen an, dass etwa 15% aller Treibhausgasemissionen auf den Verlust von Wäldern zurückzuführen sind.

Der Boden ist eine wichtige Senke, da er eine Menge an organischem Material beinhaltet, das Kohlenstoff enthält. Intensive und ausbeutende Bestellung von Land, wie sie beim Ackerbau auftritt, setzt dieses CO2 sehr schnell frei. Werden die Erdschollen beim Pflügen gewendet, so kann mehr Sauerstoff in den Boden eintreten und mehr CO2 tritt aus, denn das organische Material zersetzt sich leichter und führt zur Freisetzung des Kohlendioxids.

Änderung in der Größe des weltweiten Waldbestandes

Weltweit nehmen die Waldbestände ab. Riesige Waldgebiete werden abgeschlagen oder niedergebrannt und in Ackerland umgewandelt. Seit 1990 verliert die Welt jedes Jahr zwischen 7 und 9 Millionen Hektar Wald. Dies ist eine Fläche von der Größe Österreichs.

Zwischen 2,5 und 3 Millionen Hektar gehen alleine in Brasilien verloren, fast 2 Millionen in Indonesien. Der Verlust in den nordischen Wäldern Kanadas, der USA oder Sibiriens ist weit geringer. Die Regenwälder oder subtropischen Wälder in den ärmeren Regionen dieser Welt, bzw. in Regionen mit hoher Waldbrandgefahr, sind am meisten betroffen. Die folgende Grafik zeigt die Entwicklung für einige der waldreichsten Länder der Erde.

Änderungen im Waldbestand

3. Änderungen im Waldbestand waldreicher Flächenstaaten der Erde in 1000 ha. Angegeben ist die gesamte bewaldete Fläche. Für Brasilien, China und Indonesien ist zudem die mittlere jährliche Änderung zwischen 1990 und 2000 angegeben. Den größten Waldverlust mit 2,6 Millionen ha pro Jahr verzeichnete Brasilien.
Quelle: FAO

Der Waldverlust führt zu einem Sinken der Artenvielfalt, Änderungen im Lokalklima, zu Erosion und oft zu einem Veröden der Böden. Außerdem wird die verlorene Biomasse größtenteils in Kohlendioxid umgewandelt und belastet damit zusätzlich die Atmosphäre.

Distickstoffmonoxid (N2O) und Methan (CH4) aus Abfällen der Landwirtschaft

Distickstoffmonoxid N2O wird bei vielen biologischen Prozessen im Boden produziert, aber auch im Wasser und in tierischen Abfällen. In den letzten beiden Jahrhunderten haben menschliche Aktivitäten zu einer Erhöhung der Konzentration dieses Gases um 13% geführt. Die Hauptquellen der N2O Produktion sind hierbei die Verbrennung fossiler Energieträger, die landwirtschaftliche Bodennutzung, industrielle Quellen und die Verwendung von Stickstoffdüngern, die Folgeprozesse (Sekundäreffekte) nach sich ziehen.

Die Hauptquelle von Methan sind wiederkäuendes Vieh (Rinder, Schafe, ...) und die Reisproduktion. Die Emission von Treibhausgasen durch Tiere und der Umgang mit ihnen unterscheidet sich jedoch von Ort zu Ort erheblich. Eine Rolle spielen die Tierart, die Ernährung, die Haltung und die Bedingungen in der Umgebung. Diese Art Emissionen wurden noch nicht über einen ausreichend langen Zeitraum beobachtet. Daher können Wissenschaftler noch keine Schlüsse über ihr Verhalten unter unterschiedlichen Klimabedingungen ziehen. In diesem Feld ist noch viel Forschung erforderlich.

Reis als Methanquelle

Warum ist der Reis eine so bedeutende Quelle für Methan? Das Methanmolekül (CH4) wird von mikroskopischen Organismen gebildet, die im Wasser leben. Wir sprechen hier von anaeroben Bedingungen, was nichts anderes bedeutet, als dass sehr wenig Sauerstoff zur Verfügung steht. Reis ist eine der wichtigsten Kulturpflanzen der Welt. Er wird in von Wasser überfluteten Feldern angebaut. Weltweit gesehen sind sie eine der größten Methanquellen. Ähnlich wie beim Reisanbau herrschen auch in den Mägen von Wiederkäuern wie Kühen und Schafen anaerobe Bedingungen und Bakterien erzeugen das Methan. Das in der Landwirtschaft gebildete Methan macht etwa eine Drittel dessen aus, was die Atmosphäre an Methan aufnimmt.

Reisanbau auf den Philippinen

4. Reisanbau auf den Philippinen

Was kann in der Landwirtschaft an den Treibhausgas-Emissionen verändert werden?

Wir haben gesehen, dass die Landwirtschaft ein großer Erzeuger von Treibhausgasen ist. Dies kann allerdings mit relativ geringem Aufwand geändert werden. Der Ackerbau kann zur Minderung der Emissionen beitragen, indem Anbaumethoden bevorzugt werden, bei denen mehr CO2 im Boden verbleibt oder aber in der Biomasse der Pflanzen und im Waldbestand. Hierzu zählt eine weniger aggressive Bewirtschaftung der Felder und ein Stop der Entwaldung zur Gewinnung neuer Ackerflächen. Zudem kann an der Verwendung von fossilen Brennstoffen gespart werden, wenngleich die Möglichkeiten hier begrenzt sind. Eine 'sauberere' Landwirtschaft kann erreicht werden, wenn wir weniger Chemikalien einsetzen und ihre Effizienz erhöhen.

Der Trockenanbau von Reis ist eine Möglichkeit, die Methanemissionen zu reduzieren. Allerdings würde dies auch die Erträge erheblich vermindern, sodass dieser Weg wenig gangbar erscheint. Nichtsdestotrotz können durch den Anbau anderer Reissorten, durch besseres Wassermanagement und die Verwendung von Bodenzusätzen Verbesserungen erreicht werden, die den Ertrag unverändert lassen oder sogar steigern. Bis zum Jahr 2020 ließen sich die im Zusammenhang mit der Landwirtschaft stehenden Treibhausgasemissionen möglicherweise um 35% reduzieren.

Verwandte Seiten

Weitere Informationen zu Treibhausgasen finden sich in:

Untere Atmosphäre - Basis - Einheit 2 - Treibhausgase

Untere Atmosphäre - Mehr - Einheit 2 - CO2 und CH4

About this page:

Author: Marta Moneo and Ana Iglesias- Universidad Politécnica de Madrid - España
1. Scientific reviewer: Alex de Sherbinin - CIESIN, Columbia University - USA
2. Scientific reviewer: Lily Parshall - Goddard Institute for space studies, Columbia University - USA
Educational reviewer: Emilio Sternfeld - Colegio Virgen de Mirasierra - España
Übersetzung 2004 und letzte Überarbeitung: 2007-09-10

Last modified: Friday, 27 December 2019, 6:34 PM