Ernährungssouveränität – Theorie und Praxis eines alternativen Lebensmittel- und Agrarsystems

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

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

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

4. 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)

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

6. Klimaänderungen – Delta C°Obere und untere Grenzen eines GCM-Ensemblesfür IPCC SRES A1B Gornall et al., 2010.

7. Klimaänderungen – Delta C°Median des GCM-Ensembles des IPCC Battisti and Naylor, 2009. 31.07.2014 7

8. Klimaänderungen – Delta Niederschlag Obere und untere Grenzen eines GCM-Ensemblesfür IPCC SRES A1B Gornall et al., 2010.

9. 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)

10. 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).

11. Veränderung der Ø Landproduktivitätfür 2080 (SRES A1B) Iglesias et al., 2011.

12. Beobachtete und prognostizierteKlimawandeleffekte in Europa EEA, 2012.

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

14. 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

15. 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)

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

17. Konzept der Vulnerabilität nach IPCC SENSITIVITY ADAPTIVECAPACITY Potential Impacts VULNERABILITY EXPOSURE Black et al., 2011.

18. Einschätzung regionaler Risikoprofilein der Landwirtschaft Iglesias et al., 2011.

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

20. Ernährungssicherheit und Klimawandel • Lebensmittelsicherheit vs. Ernährungssicherheit • Foodsecurity: availability, stability, access, utilization • Bis 2080 je nachStudiezwischen 5 und 170 Mio. zusätzlicher von Hungerrisikobetroffener Menschen (Schmidhuberand Tubiello, 2007) • Maßnahmen: Handel, Infrastruktur, TechnologischeEntwicklkung, 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’’

21. 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)

22. 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.

23. 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.

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

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

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

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

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

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

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