Der Klimawandel macht unser Essen nährstoffärmer
Der Klimawandel greift in den Stickstoffkreislauf ein. Das verändert Erträge, senkt teils den Eiweißgehalt von Lebensmitteln und belastet Umwelt und Gewässer.
Der Klimawandel verändert den Stickstoffkreislauf im Boden und damit Wachstum und Nährstoffgehalt von Pflanzen. © Unsplash
Beim Klimawandel denkt man sofort an Hitze, Dürre oder Starkregen. Weniger bekannt ist, dass er auch den Stickstoffkreislauf im Boden verändert und damit beeinflusst, was später auf unseren Tellern landet. Dieser Kreislauf steuert, wie gut Pflanzen wachsen, wie viel Eiweiß Getreide enthält und wie stark Luft und Wasser belastet werden. Gerät das Klima aus dem Gleichgewicht, trifft das auch diesen sensiblen Prozess.
Ein internationales Forschungsteam hat in einer großen Überblicksstudie Daten aus mehreren Jahrzehnten ausgewertet und analysiert, wie steigende CO₂-Werte, höhere Temperaturen und veränderte Niederschläge gemeinsam auf Böden, Pflanzen und Mikroorganismen wirken. Die Ergebnisse betreffen Ackerflächen ebenso wie Wälder und Wiesen – und damit die Lebensmittelversorgung insgesamt.
Stickstoff als Schlüssel für Erträge und Nährstoffe
Stickstoff zählt zu den zentralen Nährstoffen für Pflanzen. Ohne ihn entstehen weder Proteine noch Enzyme. Auch stabile Erträge sind ohne Stickstoff nicht möglich. In funktionierenden Ökosystemen wandert er zwischen Boden, Pflanzen und Mikroorganismen hin und her. Der Klimawandel greift in diesen Kreislauf an mehreren Stellen ein. Dadurch verändern sich Erntemengen, Nährstoffgehalte und Umweltfolgen gleichzeitig.
Die aktuellen Zahlen zeigen, wie groß der Druck bereits ist. Im Jahr 2024 lag der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre bei rund 424 ppm. Das entspricht etwa dem Eineinhalbfachen des vorindustriellen Niveaus. Gleichzeitig wurden neue Temperaturrekorde gemessen. Diese Veränderungen beeinflussen, wie gut Pflanzen Stickstoff aufnehmen und nutzen können.
Höhere Erträge mit verstecktem Nährstoffverlust
Steigende CO₂-Werte fördern zunächst das Pflanzenwachstum. Viele Nutzpflanzen bilden mehr Blattmasse und Körner. Die Studie kommt bei wichtigen Kulturarten wie Weizen, Reis und Mais auf einen durchschnittlichen Ertragszuwachs von etwa 20 Prozent. Auch Wälder und Grasländer produzieren mehr Pflanzenmasse.
Doch dieser Zuwachs hat eine Schattenseite. Mit dem schnelleren Wachstum sinkt häufig der Stickstoffgehalt in Blättern und Körnern. Das Eiweiß wird verdünnt. „Der Rückgang der Stickstoffkonzentration kann die Proteinversorgung in der menschlichen Ernährung beeinträchtigen“, warnen die Studienautoren. Mehr Ertrag bedeutet also nicht automatisch nährstoffreichere Lebensmittel.
Gleichzeitig nutzen Pflanzen Stickstoff unter höheren CO₂-Werten effizienter. Der Bedarf an Dünger oder Gülle kann sinken. Auch Verluste in Luft und Wasser nehmen ab. Unter günstigen Bedingungen entlastet das Umwelt und Gewässer.
Hitze schwächt Erträge und verstärkt Stickstoffverluste
Anders fällt die Bilanz bei steigenden Temperaturen aus. Hitze belastet vor allem den Ackerbau. Mais reagiert besonders empfindlich, vor allem in trockenen und tropischen Regionen. Dort gehen die Erträge deutlich zurück. Weizen bleibt in kühleren Gebieten vergleichsweise stabil, verliert aber in wärmeren Zonen an Leistung.
Wälder und Grasländer profitieren zunächst von längeren Wachstumszeiten. Ihre Pflanzenproduktion steigt moderat. Gleichzeitig beschleunigt Wärme die Aktivität von Bodenmikroorganismen. Organisches Material wird schneller abgebaut. Dabei entweichen mehr Ammoniak, Lachgas und Stickoxide.
Diese Verluste belasten Luft und Wasser. Besonders betroffen sind Regionen, die bereits unter hoher Umweltbelastung leiden. Die Forscher warnen zudem vor wachsenden Unterschieden zwischen Weltregionen.
Niederschläge entscheiden über Gewinn oder Verlust
Auch Niederschläge spielen eine zentrale Rolle. In trockenen Gebieten wirkt zusätzlicher Regen oft wie ein Wachstumsschub. Pflanzen nehmen mehr Stickstoff auf, die Erträge steigen deutlich. In feuchten Regionen fällt dieser Effekt kleiner aus.
Bei längerer Trockenheit kehrt sich das Bild um. Pflanzen wachsen langsamer, Mikroorganismen arbeiten weniger. Stickstoff bleibt zwar länger im Boden, doch die Ernten brechen ein. Besonders stark trifft das Regionen mit sonst verlässlichen Niederschlägen. Starkregen wiederum spült Nitrat in Flüsse und ins Grundwasser. Algenblüten und Probleme mit der Wasserqualität nehmen zu. Typische Folgen sind laut Studie:
- In trockenen Grasländern steigt die Pflanzenproduktion bei mehr Regen deutlich, in feuchten Gebieten nur leicht.
- Bei längerer Trockenheit sinken die Erträge stark, während Stickstoffverluste vorübergehend zurückgehen.
Koordiniertes Handeln stabilisiert Erträge und Gewässer
Stickstoff ist weit mehr als ein landwirtschaftlicher Betriebsstoff: Er verbindet Klimawandel, Ernährung und Umwelt. „Die Integration stickstoffbezogener Politik in internationale Klimarahmen kann Synergien schaffen und nationale Maßnahmen lenken“, schreiben die Forscher. Für die Praxis heißt das, dass Landwirtschaft, Wasserwirtschaft und Klimaschutz enger zusammengedacht werden müssen. Als besonders wirksam gelten:
- ein gezielter und bedarfsgerechter Düngereinsatz
- bessere Wasserspeicherung in trockenen Regionen
- der Einsatz stickstoffbindender Pflanzen in Fruchtfolgen und Wäldern
Solche Maßnahmen können Erträge stabilisieren und Umweltbelastungen senken. Der Zielkonflikt bleibt dennoch bestehen. Mehr Wachstum unter hohen CO₂-Werten geht oft mit geringerer Nährstoffdichte einher. Das betrifft langfristig auch die Ernährungssicherheit.
Kurz zusammengefasst:
- Der Klimawandel verändert den Stickstoffkreislauf, der bestimmt, wie gut Pflanzen wachsen, wie viel Eiweiß Lebensmittel enthalten und wie stark Luft und Gewässer belastet werden.
- Mehr CO₂ kann Erträge steigern, senkt aber oft den Stickstoff- und Proteingehalt von Pflanzen, während Hitze und Extremwetter Ernte- und Stickstoffverluste verstärken.
- Stickstoff verbindet Klima, Ernährung und Umwelt, weshalb Landwirtschaft, Wasser- und Klimaschutz gemeinsam gesteuert werden müssen, um Erträge zu sichern und Umweltbelastungen zu begrenzen.
Übrigens: Stickstoff sorgt nicht nur in Böden für Erträge – er liefert auch den Sauerstoff, der jede Silvesterrakete explodieren lässt. Wie ein einziger Stoff Landwirtschaft, Feuerwerk und Weltgeschichte verbindet, mehr dazu in unserem Artikel.
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