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Die Rolle der Ernährung beim Klimawandel ist zu einer der größten Herausforderungen unserer Zeit geworden. Der Weg eines Steaks, einer Frucht oder eines Salats von den weiten Feldern auf die Teller unserer Tische hinterlässt einen erheblichen Fußabdruck in der Umwelt.

Im Mittelpunkt dieser Herausforderung stehen der enorme Einsatz von Düngemitteln und die wachsende Nachfrage einer wachsenden Weltbevölkerung nach Fleisch.

Als Erd-, Klima- und Atmosphärenforscher verfolgen wir die globalen Treibhausgasemissionen und haben gerade die bislang umfassendste Bewertung eines starken Treibhausgases aus der Lebensmittelproduktion veröffentlicht: Lachgas oder N₂O.

N₂O ist nach Kohlendioxid und Methan das wichtigste Treibhausgas, das der Mensch in die Atmosphäre freisetzt. Obwohl in der Atmosphäre weniger N₂O als Kohlendioxid vorhanden ist, erwärmt es den Planeten 300-mal stärker und bleibt über ein Jahrhundert lang in der Atmosphäre und speichert die Wärme. Heute ist der N₂O-Gehalt in der Atmosphäre etwa 25 % höher als vor der industriellen Revolution, und er steigt weiterhin mit zunehmender Geschwindigkeit an.

Eine Grafik, die eine Reihe von Datenpunkten zeigt, die fast 200 Jahre zurückreichen, zeigt, dass der N2O-Gehalt in der Atmosphäre bis zum 19. Jahrhundert ziemlich stabil war, als er begann, schnell anzusteigen und dies auch weiterhin tut.

Die atmosphärische N₂O-Konzentration blieb bis ins 19. Jahrhundert ziemlich stabil, dann begann sie schnell anzusteigen. Gemessen in antarktischen Eisbohrkernen (grün) und durch moderne Messungen (rot). BoM/CSIRO/AAD

Wir haben festgestellt, dass Düngemittel und die Bewirtschaftung von Viehmist weltweit zu erhöhten N₂O-Emissionen und deren schneller Anreicherung in der Atmosphäre führen. Es ist mehr als ein Klimaproblem. N₂O baut auch die Ozonschicht ab, die den Menschen vor schädlicher Sonnenstrahlung schützt. Und Stickstoffabflüsse von Feldern verschmutzen die Wasserwege, verstärken schädliche Algenblüten und schaffen sauerstoffarme Totzonen.

Der Anstieg der N₂O-Emissionen ist alarmierend, aber die Menschen verfügen heute über das Wissen und viele Technologien, um diesen Trend umzukehren.

Woher kommen N₂O-Emissionen?

Vor der industriellen Revolution entsprachen die natürlichen N₂O-Quellen von in Waldböden und Ozeanen lebenden Mikroben in etwa den natürlichen Senken, die N₂O in der Luft verbrauchten, sodass die atmosphärischen N₂O-Konzentrationen relativ konstant waren.

Allerdings haben die menschliche Bevölkerung und ihr Bedarf an Nahrungsmitteln rapide zugenommen und dieses natürliche Gleichgewicht gestört.

Wir fanden heraus, dass allein menschliche Aktivitäten die N₂O-Emissionen in den letzten vier Jahrzehnten um 40 % erhöht haben, wobei die Landwirtschaft etwa 74 % der gesamten anthropogenen N₂O-Emissionen ausmachte.

Die größten menschlichen N₂O-Quellen sind Landwirtschaft, Industrie und die Verbrennung von Wäldern oder landwirtschaftlichen Abfällen.

Die Abbildung des globalen N2O-Budgets zeigt Emissionsquellen
Quellen der jährlichen N₂O-Emissionen und Entwicklung im Jahrzehnt 2010–2019. Gemessen in Millionen Tonnen. Global Carbon Project, CC BY

Stickstoffdünger, die in der Landwirtschaft weit verbreitet sind, sind einer der Hauptverursacher. Düngemittel sind für 70 % der gesamten landwirtschaftlichen N₂O-Emissionen weltweit verantwortlich. Tierische Abfälle aus der Massentierhaltung machen rund 30 % aus. Aquakultur ist ebenso wie die Fischzucht eine kleinere, aber schnell wachsende Quelle, insbesondere in China, wo sie in den letzten 40 Jahren um das 25-fache zugenommen hat.

Neben der Landwirtschaft tragen auch industrielle Prozesse wie die Produktion von Nylon, Sprengstoffen und Düngemitteln sowie die Verbrennung fossiler Brennstoffe zu den N₂O-Emissionen bei, allerdings in geringerem Maße als die Landwirtschaft.

N₂O-Emissionen nach Ländern

Aus verschiedenen sozialen, wirtschaftlichen, landwirtschaftlichen und politischen Gründen schwanken die Emissionen zwischen den Ländern erheblich.

Schwellenländer wie China und Indien verzeichneten in den letzten vier Jahrzehnten einen starken Anstieg des N₂O-Gehalts, da sie die landwirtschaftliche Produktivität gesteigert haben, um den wachsenden Nahrungsmittelbedarf ihrer Bevölkerung zu decken.

China ist der größte Produzent und Nutzer von chemischen Düngemitteln. Der 2015 veröffentlichte Aktionsplan für Nullwachstum beim Düngemitteleinsatz bis 2020 trug dazu bei, diese N₂O-Emissionen zu reduzieren. Allerdings stiegen die industriellen N₂O-Emissionen weiter an.

In Brasilien und Indonesien haben das Abholzen und Abbrennen von Wäldern, um Platz für Nutzpflanzen und Vieh zu schaffen, in Verbindung mit immer intensiveren landwirtschaftlichen Praktiken zu erhöhten Stickstoffverlusten aus natürlichen Quellen und erhöhten Treibhausgasemissionen geführt.

Afrika hat die Möglichkeit, seine Nahrungsmittelproduktion zu steigern, ohne die Stickstoffdüngung zu erhöhen. Allerdings haben die nordafrikanischen Länder ihr Emissionswachstum in den letzten zwei Jahrzehnten mehr als verdreifacht, was hauptsächlich auf das erhebliche Wachstum der Viehbestände in Afrika zurückzuführen ist.

Allerdings ist es einigen Regionen gelungen, einen Teil ihrer N₂O-Emissionen durch nachhaltigere Praktiken zu reduzieren.

Die Europäische Union, Japan und Südkorea haben ihre anthropogenen N₂O-Emissionen in den letzten 40 Jahren alle erfolgreich reduziert, obwohl sie weltweit weiterhin bedeutende Emittenten sind; In den 1990er-Jahren kam es vor allem zu Einsparungen durch die chemische Industrie, deren Einsatz von Stickstoff in der Landwirtschaft effizienter wurde. Allerdings haben sie noch viel zu tun. Ihre Emissionen aus der direkten Ausbringung von Düngemitteln und Gülle sind nur geringfügig zurückgegangen und haben sich zuletzt stabilisiert.

In den Vereinigten Staaten steigen die landwirtschaftlichen Emissionen weiter an, während die Industrieemissionen leicht zurückgegangen sind, so dass die Gesamtemissionen eher stabil bleiben.

So reduzieren Sie die N₂O-Emissionen

Um die Herausforderung der Reduzierung der N₂O-Emissionen zu bewältigen, ist eine Kombination aus politischen Interventionen, technologischer Innovation und individuellen Maßnahmen erforderlich. Zum Beispiel:

Das Heck eines Traktors, der kleine erbsengroße Düngerkügelchen auswirft.
  • Ebenso können Innovationen in der Tierhaltung, wie Futterzusätze und verbesserte Abfallbewirtschaftungspraktiken, die Menge an N₂O reduzieren, die aus der Tierhaltung stammt.

  • Industrien, insbesondere die Nylon- und Düngemittelproduktion, können bestehende, erschwingliche Technologien installieren, um fast alle ihrer N₂O-Emissionen zu reduzieren. Es ist ein einfacher Gewinn für die Umsetzung und das Klima. Der Großteil der Welt hat dies bereits getan, sodass China und die Vereinigten Staaten für den Großteil der verbleibenden industriellen N₂O-Emissionen verantwortlich sind.

  • Verbraucher können auch mehr pflanzliche Lebensmittel in ihre Ernährung integrieren. Sie müssen sich nicht vegan ernähren, es sei denn, Sie möchten es, aber die Reduzierung der Häufigkeit und der Portionsgrößen des Fleisch- und Milchkonsums kann sowohl für Sie als auch für die Umwelt gesund sein. Umweltfreundliche Praktiken wie die Kompostierung von Lebensmittelabfällen und die Reduzierung des Düngemittelverbrauchs auf Rasenflächen helfen ebenfalls.

Insgesamt ist ein umfassender Ansatz erforderlich, der Politik, Technologie und individuelle Maßnahmen kombiniert, um die N₂O-Emissionen zu bekämpfen und den Klimawandel zu bekämpfen. Da Regierungen, Industrien und Bürger alle auf eine nachhaltige Zukunft hinarbeiten, können diese Strategien dazu beitragen, Ernährungssicherheit und ökologische Nachhaltigkeit für künftige Generationen zu gewährleisten.

Dieser Artikel wurde von The Conversation erneut veröffentlicht, einer unabhängigen, gemeinnützigen Nachrichtenorganisation, die Ihnen vertrauenswürdige Fakten und Analysen liefert, die Ihnen helfen, unsere komplexe Welt zu verstehen. Es wurde geschrieben von: Hanqin Tian, Boston College; Eric Davidson, Universität von Maryland, Baltimore; Pep Canadell, CSIROund Rona Louise Thompson, Norwegisches Luftforschungsinstitut

Erfahren Sie mehr:

Hanqin Tian erhält Fördermittel von der National Science Foundation und dem US-Landwirtschaftsministerium.

Eric Davidson hat Fördermittel von NSF, USDA, DOE und NASA erhalten. Er ist dem University of Maryland Environmental Science Center und Spark Climate Solutions angeschlossen.

Pep Canadell erhält Fördermittel vom Australian National Environmental Science Program – Climate Systems Hub.

Rona Louise Thompson erhält Fördermittel der Europäischen Kommission im Rahmen des Horizon Europe-Programms.

By rb8jg

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