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 28.03.2017

Vortragsübersicht Wirkung der Landnutzung auf das Klima [Mitigation] Erwartete Klimaänderungen Wirkung des Klimawandels auf die Landnutzung [Effekte] Klimawandelanpassung [Anpassung] Vulnerabilität und Ernährung 28.03.2017

Neolithische Revolution – Anfänge der Landwirtschaft 3000 B.C. Grid cell: rund 300km² Quelle: Klein Goldewijk et al., 2011 28.03.2017

Einfluss der Landnutzung auf das Klima 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) 28.03.2017

Klimawandelvermeidung – Maßnahmen der Land- und Forstwirtschaft Emissionsreduktion Kohlenstoffsequestrierung Bioenergieproduktion Herausforderungen: Überlagernde Effekte einzelner Emissionsquellen Indirekter Landnutzungswandel Trade-offs zu alternativen Zielen der Landnutzung 28.03.2017

Klimaänderungen – Delta C° Obere und untere Grenzen eines GCM-Ensembles für IPCC SRES A1B GCM: general circulation model IPCC SRES A1B Gornall et al., 2010. 28.03.2017

Klimaänderungen – Delta C° Median des GCM-Ensembles des IPCC Battisti and Naylor, 2009. 2003 starben in Europa im Juli und August 52.000 Menschen aufgrund Hitze. Das ist die größte klimabedingte Katastrophe der westlichen Welt bisher (Battisti und Naylor, 2009, 242). 2003 in Italien durchschnittlich -36% des Maisertrages, 28.03.2017 28.03.2017 7

Klimaänderungen – Delta Niederschlag Obere und untere Grenzen eines GCM-Ensembles für IPCC SRES A1B Hohe Unsicherheiten bei Niederschlägen, Vorzeichen-Umkehr möglich Gornall et al., 2010. 28.03.2017

Wirkungskette Klimawandel -> Landwirtschaft 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)

Wichtige Parameter der Pflanzenproduktion Temperatur: Tages-Min, -Max, Durchschnitt Niederschlag: Menge, tägliche und saisonale Verteilung Solare Strahlung CO2-Düngung Schadorganismen Quelle: Rosenzweig und Tubiello (2007) nach Bongaarts (1994).

Veränderung der Ø Landproduktivität für 2080 (SRES A1B) Iglesias et al., 2011. 28.03.2017

Beobachtete und prognostizierte Klimawandeleffekte in Europa EEA, 2012. 28.03.2017

Klimawandeleffekte: Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt ADAPT.AT Veränderungen für 4 regionale Klima-simulationen bei konventioneller Bodenbearbeitung (mit Pflug) 28.03.2017

Ausgewählte Anpassungsmaßnahmen der Landnutzung an den Klimawandel 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 28.03.2017

Wirkung von Temperaturänderungen und Adaptionsmaßnahmen auf Pflanzenerträge 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) 28.03.2017

Veränderung des Ø Wasserbedarfs für Bewässerung für 2080 (SRES A1B) Iglesias et al., 2011. 28.03.2017

Konzept der Vulnerabilität nach IPCC Potential Impacts SENSITIVITY EXPOSURE VULNERABILITY ADAPTIVE CAPACITY Black et al., 2011. 28.03.2017

Einschätzung regionaler Risikoprofile in der Landwirtschaft Iglesias et al., 2011. 28.03.2017

Änderung der Nahrungsmittelpreise (%) als Folge des Klimawandels: Meta-Studie Schmidhuber (2012) 28.03.2017

Ernährungssicherheit und Klimawandel 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 Stability 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’’ 28.03.2017

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) 28.03.2017

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. 28.03.2017

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. 28.03.2017

Universität für Bodenkultur Wien Department für Wirtschafts- und Sozialwissenschaften Institut für nachhaltige Wirtschaftsentwicklung Martin Schönhart martin.schoenhart@boku.ac.at 28.03.2017

IPCC – Szenarien zur Entwicklung der globalen THG-Emissionen Quelle: IPCC (2000 und 2007). 28.03.2017

Entwicklung der CO2-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Energieträger und IPCC-Szenarien Quelle: Manning et al. (2010) 28.03.2017

Modellierte Veränderung der durchschnittlichen Temperatur in Europa (SRES A2) Quelle: Zaehle et al. (2007). 28.03.2017

Modellierte Veränderung der durchschnittlichen Jahresniederschläge in Europa (SRES A2) Quelle: Zaehle et al. (2007). 28.03.2017

Modellierte Veränderungen der durchschnittlichen Temperatur für den Alpenraum (SRES A1B und B1) Quelle: Loibl et al. (2011). 28.03.2017

Modellierte Veränderungen der ØJahresniederschläge für den Alpenraum (SRES A1B und B1) Quelle: Loibl et al. (2011). 28.03.2017