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Die Zukunft der Menschheit: An Boden verlieren

Ein knapper halber Zentimeter Boden geht in manchen Regionen pro Jahr verloren. Das klingt vielleicht wenig, doch ist es eine schleichende Katastrophe: ohne fruchtbaren Untergrund keine Landwirtschaft - und damit zu wenig Nahrung für die wachsende Weltbevölkerung. Teil 6 der Serie "Zukunft der Menschheit".
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Über neun Milliarden Menschen werden Mitte dieses Jahrhunderts die Erde bevölkern, und bis 2100 wird gar die Speisung der zehn Milliarden nötig werden: Diese Zahlen gaben die Vereinten Nationen Anfang Mai dieses Jahres bekannt. Betrachtet man die momentane Nahrungsmittelproduktion, so sind sich Experten relativ einig darin, dass die Ernährung auch einer derart angewachsenen Weltbevölkerung möglich wäre.

Im Herbst soll der siebenmilliardste Mensch geboren werden. Aus diesem Anlass berichtet spektrumdirekt in einer mehrteiligen Serie über die "Zukunft der Menschheit" und ihre Chancen wie Probleme, die sich durch die wachsende Zahl an Erdenbürgern ergeben.

Die übrigen Teile der Serie finden Sie unter:
spektrumdirekt.de/zukunft-der-menschheit
Und sollte die Produktion doch gesteigert werden müssen, weil der Fleischhunger nicht zu stoppen ist und die Nachfrage nach Energiepflanzen steigt, so winken unter anderem moderne Züchtungen, Düngemittel und Pestizideinsatz. Neue Technologien werden, so die Hoffnung nicht nur in der Landwirtschaft, die Fragen der Zukunft schon lösen.

Allerdings finden sie bislang nur wenige Antworten auf einen vielerorts schleichenden, doch nicht minder verheerenden Prozess: Fruchtbarer Boden, die Basis jeglicher Landwirtschaft, geht gerade in den jetzt schon vom Hunger gebeutelten Regionen in dramatischen Mengen verloren. Aber nicht nur dort: Auch in den Industrieländern ist ergiebiges Ackerland in manchen Regionen inzwischen ein kostbares und gefährdetes Gut.

Die größten Feinde: Wasser und Wind

Boden bildet sich nur sehr langsam. Die Rate hängt von verschiedenen Faktoren ab: dem geologischen Untergrund, den klimatischen Verhältnissen, der Vegetation und natürlich der Bodenflora und -fauna. Sie alle tragen neben den physikalischen und chemischen Prozessen dazu bei, dass das anstehende Gestein verwittert und Laub- und Nadelstreu zersetzt wird, bis schließlich eine mehr oder weniger dicke und fruchtbare Schicht entsteht.

Die größte Gefahr für diese empfindliche Schicht ist Erosion. Sie greift überall an, wo die Bodenoberfläche frei liegt, und verschärft sich, wenn zudem starke Winde und seltene, aber heftige Regenfälle auftreten. Wird andererseits eine schützende Pflanzendecke beispielsweise durch massive Rodung für Ackerbau entfernt wird und folgt darauf noch eine Auflockerung durch einen Pflug, und das womöglich in Hangrichtung, haben Wasser und Wind leichtes Spiel.

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Gullyerosion | Die größte Gefahr für fruchtbare Ackerflächen ist die Erosion durch Wasser, die zum Teil metertiefe Gräben und Röhren in den Untergrund frisst. Mulchen oder eine niedrige Bepflanzung zwischen den eigentlichen Kulturpflanzen können gravierende Schäden verhindern.
Wie viel fruchtbarer Boden letztlich global durch Erosion verloren geht, dazu liegen die Schätzwerte weit auseinander. Auf Ackerflächen in den gemäßigten Breiten trägt Wasser im Mittel etwa zehn Tonnen pro Hektar und Jahr davon. In Südostasien – leicht erodierbare Böden, hohe Niederschläge, große Hangneigungen – ist es das Hundertfache [1]. Demgegenüber steht eine Bodenneubildungsrate von 0,01 bis 1 Tonne pro Hektar und Jahr: Sie deckt bei Weitem nicht den Verlust. Langfristige Schäden sind daher vorprogrammiert.

Ernteeinbußen von bis zu 50 Prozent resultieren bereits jetzt aus dieser Entwicklung – und das nicht nur in Afrika, sondern beispielsweise auch im Mittleren Westen der USA. Für Südasien gibt die Umweltorganisation der Vereinten Nationen (UNEP) jährliche Ertragsausfälle bei Getreide in Höhe von 36 Millionen Tonnen an. Im globalen Maßstab, so die Wissenschaftler im Jahr 2001, summierte sich der jährliche Verlust von 75 Milliarden Tonnen Boden auf Kosten von damals 400 Milliarden Dollar oder 70 Dollar pro Kopf und Jahr.

Zu viel Salz, zu wenig Nährstoffe

Doch neben Erosion setzt dem Boden noch vieles mehr zu. Pflügen zerstört die natürliche Struktur des Bodens genauso wie schweres Gerät, das den Untergrund verdichtet. Das beeinträchtigt von Wassertransport über Nährstoffhaushalt und Aktivität der Bodenorganismen sämtliche natürlichen Prozesse rund um die Fruchtbarkeit des Untergrunds. Auch hier werden Ernteeinbußen um die Hälfte für Europa und Nordamerika genannt, in manchen westafrikanischen Ländern sogar bis zu 90 Prozent.

In Trockengebieten ermöglichten Bewässerungsanlagen zunächst, die Anbauflächen auszudehnen. Doch solche bewässerten Flächen drohen zu versalzen: Sind die Salzmengen im dafür verwendeten Oberflächen- oder Grundwasser auch noch so gering, sie reichern sich im Lauf der Jahre an. Düngergaben beschleunigen den Vorgang. Außerdem werden durch den steigenden Grundwasserspiegel im Untergrund vorhandene Salze mobilisiert, steigen mit dem Kapillarwasser nach oben und fallen dort aus. Teilweise entstehen dadurch regelrechte Krusten, die den Boden für Kulturpflanzen unbrauchbar machen – nur manchmal ist noch eine Weidenutzung mit salztolerantem Bewuchs möglich. Indien, Irak, die USA oder auch der Mittelmeerraum haben dadurch große Flächen verloren.

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Versalzter Boden | Wird in trockenen Regionen wie hier in Kalifornien bewässert, drohen die Böden zu versalzen: Mit dem Kapillarwasser steigen Salze aus tieferen Schichten an die Oberfläche und lagern sich dort ab, während das Wasser verdampft. Teilweise bilden sich regelrechte Krusten, die eine weitere Ackernutzung unmöglich machen.
Hinzu kommt der Austrag von Nährstoffen. Sie werden jedoch nicht nur ausgewaschen: Während früher häufig Erntereste auf dem Feld blieben oder sogar durch gezielten Fruchtwechsel dem Boden ein Teil jener Nährstoffe zurückgegeben wurde, die zuvor den Nutzpflanzen zu Gute kamen, so werden Acker- oder gerodete Flächen heute meist leergeräumt und intensiver bewirtschaftet. Die Konsequenz: Der Boden verarmt. Insbesondere in Afrika südlich der Sahara kommt es hier zu schweren Verlusten.

Aber auch zu viel des Guten verträgt Boden nicht. Gemeint ist hier weniger der unsachgemäße Gebrauch von Dünger, als vielmehr der Eintrag von Nährstoffen durch die Luft. Die anhaltende Eutrophierung durch Stickstoff beispielsweise fördert die Auswaschung von Kalzium und Magnesium – erzeugt also paradoxerweise einen Nährstoffmangel [2].

Sauer macht mobil

Schwefelsäure und Salpetersäure, die nach der Reaktion von entsprechenden Abgasen mit der feuchten Luft entstehen, schaden nicht nur Bäumen, sie senken auch in Gewässern und Böden den pH-Wert. Das wiederum hemmt die Ab- und Umbauprozesse durch die Bodenorganismen und kann sogar dazu führen, dass normalerweise an Bodenteilchen fest adsorbierte Schwermetalle mobil werden. So findet sich Kadmium ab einem pH-Wert von 6,5 zunehmend in der Bodenlösung, und ab einem pH-Wert von 5 gerät der wichtige Aluminiumpuffer des Bodens irreversibel aus dem Gleichgewicht: Toxische Aluminiumionen werden frei. Sinkt der Wert unter 4,5, folgt Arsen, das am Golf von Bengalen für die größte Massenvergiftung der Welt verantwortlich ist – über damit verseuchtes Grundwasser. Ganz zu schweigen von den Langzeitfolgen, die durch andere toxische Substanzen aus Abgasen, Pestiziden und sonstigen Quellen entstehen, die in diese dünne Schicht zwischen Gestein und Luft eindringen.

Landwirtschaftlich nutzbare FlächenLaden...
Landwirtschaftlich nutzbare Flächen | Nur wenige Gebiete auf unserem Planeten sind uneingeschränkt für die Landwirtschaft geeignet. Temperaturen, Niederschlagsverhältnisse, Untergrund und viele Faktoren mehr beeinflussen das Nutzungspotenzial.
Bleibt noch der Klimawandel. Seine Auswirkungen lassen sich bisher kaum in Zahlen fassen, da Modelle zu unterschiedlichen Ergebnissen kommen. Allerdings fürchten Experten, dass zu erwartende Extreme bei Temperaturen und Niederschlägen in bereits geschädigten Gebieten die Lage noch verschärfen werden [3]. Gerade in jenen Regionen, die durch lang anhaltende Trockenzeiten und eine kurze Phase mit heftigen Niederschlägen gekennzeichnet sind, droht die größte Gefahr – und gerade hier leben Milliarden Menschen bereits am Existenzminimum. Verlieren sie noch mehr an Boden, werden auch modernste landwirtschaftliche Methoden nicht mehr helfen können – zumal sie für die Betroffenen gar nicht erschwinglich sind.

Ein weiterer Gesichtspunkt ist, dass unter wärmeren Bedingungen auch die organische Substanz schneller abgebaut wird und in Form verschiedener Gase entweicht. Das verändert die Zusammensetzung des Bodens und führt zu weiterem Nährstoffverlust.

Höchste Zeit zu handeln

All diese Zahlen und Hochrechnungen eint ein Problem: Es kursieren diverse Definitionen für Begriffe wie Bodendegeneration oder Desertifikation – und damit verschiedene Einschätzungen, die kaum vergleichbar sind [4]. Noch dazu tritt selten ein Prozess allein auf, sondern in der Regel handelt es sich um ein ganzes Bündel an Schadwirkungen, die sich gegenseitig beeinflussen und im ungünstigsten Fall verstärken. Das im einzelnen zu erfassen und auf globalen Maßstab umzurechnen, ist natürlich sehr fehlerbehaftet. Zum Vergleich: Spanische Forscher meldeten im Januar 2010, dass 38 Prozent der Landoberfläche von Desertifikation bedroht sind – vor allem in Nordafrika, im Nahen Osten, Australien, dem Südwesten Chinas und dem westlichen Südamerika [5]. Zwei Jahre zuvor waren Forscher zu dem Schluss gekommen, dass 24 Prozent der Landoberfläche degradationsgefährdet sind [6].

Angesichts der zentralen Bedeutung des Faktors Boden für das Überleben der Menschheit mutet es umso seltsamer an, dass der Bodenschutz erst vergleichsweise spät in den Blickpunkt geraten ist. Zumal es sich nicht um ein Problem der Entwicklungsländer handelt: Auch in den reichen Industriestaaten wird fruchtbares Ackerland zum knappen Gut, denn hier übersteigt die Verlustrate ebenfalls die Neubildung – in Deutschland beispielsweise um das Fünffache [7]. Bei einem Staubsturm wie im April dieses Jahres bei Rostock, der eine Massenkarambolage auslöste, werden Jahre bis Jahrzehnte der Bodenneubildung vom Winde verweht. Altlasten, Versiegelung, Versauerung – seit Jahren bekannte Prozesse: Und trotzdem trat ein deutsches Bodenschutzgesetz erst 1998 in Kraft, die entsprechende Verordnung folgte ein Jahr später.

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Rapspflanze auf trockenem Boden | Solche trockenen Äcker wie hier in Mecklenburg-Vorpommern werden schnell Opfer von Winderosion. Bei den dann auftretenden Staubstürmen gehen schnell in Jahrzehnten gebildete Bodenschichten verloren.
Der internationale Kampf gegen die Desertifikation kam nach ersten Anstrengungen ab der 1970er Jahre erst nach der Umweltkonferenz in Rio im Jahr 1992 in Gang: mit der Gründung der UNCCD, der United Nations Convention to Combat Desertification. Sie wurde inzwischen von über 190 Staaten unterzeichnet und belegt damit, dass die Zerstörung von Boden – insbesondere auf landwirtschaftlich nutzbaren Flächen – langsam als globales Problem erkannt ist.

Eines der letzten internationalen Projekte nennt sich "Critical Zone Observatories". In den vergangenen vier Jahren ist dafür ein Netzwerk von inzwischen über 30 Untersuchungsstandorten entwickelt worden, wo Wissenschaftler verschiedener Disziplinen sich des Bodens, seiner Entwicklung und seiner Zerstörung annehmen [8].

Zu den Zielen gehört, vergleichbare Daten zu gewinnen, aus denen sich verlässliche Prognosen ableiten lassen. Angesichts der Herausforderung, in nicht allzu ferner Zukunft zehn Milliarden Menschen ernähren zu wollen, sind solche globalen Initiaven absolut notwendig – und höchste Zeit.
24. KW 2011

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 24. KW 2011

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  • Quellen
[1] Eswaran, H. et al.: Land Degradation: An overview. In: Bridges, E.M. et al. (Eds.): Responses to Land Degradation. Proceedings of the International Conference on Land Degradation and Desertification, Khon Kaen, Thailand. Oxford Press, New Delhi, India 2001.
[2] Scheffer, F. (Hg.): Lehrbuch der Bodenkunde/ Scheffer/Schachtschabel. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2002.
[3] Lal, R.: Soil degradation as a reason for inadequate human nutrition. In: Food Security 1, S. 45–57, 2009.
[4] Vogt, J.V. et al.: Monitoring and assessment of land degradation and desertification: towards new conecptual and integrated approaches. In: Land Degradation and Development 22, S. 150–165, 2011.
[5] Nuñez, M. et al.: Assessing potential desertification environmental impact in life cycle assessment. In: International Journal of Life Cycle Assessment 15, S. 67–78, 2010.
[6] Bai, Z.G. et al.: Proxy global assessment of land degradation. In: Soil Use and Management 24, S. 223–234, 2008.
[7] Grassl, H.: Brisante Mischung – Böden und globaler Wandel. In: Kümmerer, K. et al. (Hrsg.): Bodenlos. Zum nachhaltigen Umgang mit Böden. Politische Ökologie 15, Snderheft 10, S. 12–16. ökom, München 1997.
[8] Banwart, S.: Save our soils. In: Nature 474, S. 151–152, 2011.

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