Bodenverdichtung gehört zu den in der Studie untersuchten Degradationsprozessen.
zvg
«Durch Brandrodung, Überdüngung oder den Anbau riesiger Monokulturen gefährdet der Mensch nicht nur die Artenvielfalt der Ökosysteme», schreiben die Forschenden. Viele gängige Ackerbau-Praktiken würden langfristig auch die Bodenqualität beeinträchtigen. Der Klimawandel verschärft dieses Problem noch: «Durch Stürme und Starkregen wird der fruchtbare Oberboden verweht oder weggeschwemmt. Gleichzeitig sinken die Grundwasserspiegel», heisst es in der Studie.
Anbaugebiete in Quadrate aufgeteilt
Degradierte Böden sind weniger fruchtbar. Wie gravierend dieser Effekt ist und welche Auswirkung er auf die Ernteerträge hat, war aber bislang umstritten. «Wir haben nun erstmals den Versuch gemacht, die Folgen der Degradierung für sämtliche Anbaugebiete rund um den Globus zu quantifizieren», erklärt Hadi Hadi. Der Postdoktorand in der Arbeitsgruppe Landökonomie der Universität Bonn hat einen grossen Teil der Analysen in der jetzt erschienenen Studie durchgeführt.
Die Beteiligten haben sich darin zunächst die Frage gestellt, wie hoch die Ernten ohne Degradierung in der Praxis ausfallen könnten. In einem ersten Schritt teilten sie dazu sämtliche Anbaugebiete der Erde in Quadrate von zehn Kilometern Kantenlänge auf. «Wir haben dann Quadrate gesucht, in denen ähnliche Bedingungen herrschen - also etwa vergleichbare Niederschlagsmengen und Temperaturen», erklärt Hadi. «In diesen Gebieten haben wir die Erträge verglichen», führt er aus.
Fünf Parameter
Dabei rechneten die Forschenden Unterschiede in der Nutzung von Düngemitteln, der Bewässerung oder anderen Anbau-Faktoren heraus. So konnten sie Flächen identifizieren, in denen die Erträge besonders hoch waren. Das waren in der Regel zugleich diejenigen Gebiete, in denen die Böden noch kaum geschädigt waren. «Diese Gebiete liefern also ein Benchmark dafür, was bei unbeeinflussten, nicht degradierten Böden möglich ist», erläutert der Leiter der Arbeitsgruppe Landökonomie David Wuepper.
Für jede der 10x10-Kilometer-Parzellen berechneten die beteiligten Arbeitsgruppen so eine individuelle «Ertragslücke». Diese setzten sie dann zu fünf verschiedenen Parametern in Beziehung, die mit der Boden-Degradierung zusammenhängen. Dazu zählen neben Erosion, Verdichtung durch den massiven Einsatz schwerer Landmaschinen und Austrocknung der Verlust von Kohlenstoff im Boden sowie eine geringe Bedeckung mit Vegetation.
Verschlechterung der Böden lässt sich aufhalten
Mit Hilfe komplexer KI-gestützter Auswertungsmethoden konnten die Forschenden zeigen, wie gross in jeder Parzelle der Anteil der Boden-Degradierung an der festgestellten Ertragslücke war. «Wenn wir über sämtliche Parzellen mitteln, kommen wir auf eine grobe Faustformel», sagt Hadi: «Mit jeden zehn Prozent, um die die Degradierung steigt, sinkt der Ertrag im Schnitt um zwei Prozent. Umgekehrt bedeutet das: Wenn wir die Degradierung überall auf der Erde um zehn Prozent reduzieren könnten, würden die Erntemengen so sehr wachsen, dass sich gut 70 Millionen Menschen zusätzlich ernähren liessen.»
«Insgesamt zeigen die Ergebnisse, wie wichtig die Bodenqualität für die Versorgung mit Agrarprodukten ist», sagt Wuepper, der auch Mitglied im Exzellenzcluster PhenoRob sowie im Transdisziplinären Forschungsbereich (TRA) «Sustainable Futures» der Universität Bonn ist. Hoffnung macht in diesem Zusammenhang eine weitere aktuelle Studie seiner Arbeitsgruppe: Darin konnten die Forscher zeigen, dass sich die Boden-Degradierung durch nationale Regulierungen und Agrarumweltzahlungen bremsen oder sogar umkehren lässt. «Dass die Böden durch intensive landwirtschaftliche Nutzung immer schlechter werden, ist also kein unausweichliches Schicksal», halten die Forschenden fest.
