Stickstoff-Ausstoß der Landwirtschaft heizt Klimawandel zusätzlich an Lachgas-Emissionen beschleunigen sich - scinexx | Das Wissensmagazin
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Lachgas-Emissionen beschleunigen sich

Stickstoff-Ausstoß der Landwirtschaft heizt Klimawandel zusätzlich an

Düngung eines Felds
Die Landwirtschaft und vor allem die übermäßige Stickstoffdüngung lassen die Lachgasemissionen weltweit ansteigen. © Cactusoup/ iStock

Unterschätzter Klimatreiber: Der weltweite Ausstoß von Lachgas (N2O) steigt immer schneller – und heizt den Klimawandel zusätzlich an. Wie eine Studie belegt, haben sich seit 2009 die Emissionen des potenten Treibhausgases vor allem in Asien und Südamerika deutlich erhöht. Hauptquelle dieses Gases ist höchstwahrscheinlich die übermäßige Stickstoffdüngung der Landwirtschaft. Hier müsse dringend gegengesteuert werden, so die Forscher im Fachmagazin „Nature Climate Change“.

Kohlendioxid und Methan sind nicht die einzigen Treibhausgase in der Atmosphäre: Lachgas (N2O) ist sogar rund 300-mal so klimawirksam wie CO2. Schätzungen zufolge trägt es aktuell zu sechs bis neun Prozent des globalen Treibhauseffekts bei, gleichzeitig gilt Lachgas auch als schädlich für die Ozonschicht. Quellen dieses Gases sind überdüngte Gewässer, Waldböden, Pflanzen und auftauender Permafrost, aber auch die oft mit Stickstoff überdüngten landwirtschaftlichen Flächen.

Deutlicher Anstieg

Wie viel Lachgas jährlich in die Atmosphäre gelangt und wie sich dieser Ausstoß verändert hat, haben nun Rona Thompson vom Norwegischen Institut für Atmosphärenforschung und ihre Kollegen untersucht. Für ihre Studie werteten sie die Daten eines globalen Netzwerks von N2O-Messstationen in der Zeit von 1998 bis 2016 aus. Mithilfe verschiedener Modelle errechneten sie daraus die jährlichen Emissionsraten.

Das Ergebnis: Seit dem Jahr 2000 hat sich der Einstrom von Lachgas in die Atmosphäre stetig erhöht – von 0,68 parts per billion (ppb) im Zeitraum 2000 bis 2005 auf 0,98 ppb in der Zeit von 2010 bis 2015. „Eine Veränderung dieses Ausmaßes kann nicht durch einen der bekannten Mechanismen erklärt werden“, erklären die Forscher. Stattdessen sei ein Anstieg der Lachgas-Emissionen von 16,3 auf 17,9 Millionen Tonnen Stickstoff pro Jahr dafür verantwortlich.

Fünf Regionen haben den Löwenanteil

„Die globalen Lachgas-Emissionen haben sich demnach seit 2009 substanziell erhöht – und deutlich schneller als vom Weltklimarat IPCC geschätzt“, konstatieren Thompson und ihre Kollegen. Sie führen dies darauf zurück, dass vom Stickstoffeintrag in Böden ein höherer Anteil als Lachgas wieder freigesetzt wird als bislang angenommen. Der sogenannte Emissionsfaktor liegt demnach bei global 2,3 Prozent statt des IPCC-Werts von 1,375 Prozent, so die Forscher.

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Hauptverantwortlich für den Anstieg des Lachgas-Ausstoßes sind fünf Regionen: Die Emissionen von China, Südasien, Brasilien, Nordamerika und Europa machen zusammen die Hälfte des zusätzlichen Lachgas-Ausstoßes aus, wie Thompson und ihre Kollegen berichten. Demnach haben die Emissionen besonders stark in China und Südasien zugenommen, während Nordamerika und Europa kaum Veränderungen zeigten.

Landwirtschaft als Hauptquelle

Was aber ist die Hauptquelle des Lachgases? Thompson und ihr Team führen die beschleunigte Emissionsrate vor allem auf die Düngung in der Landwirtschaft zurück. Wie sie berichten, hat sich in der Zeit von 2000 bis 2013 der globale Stickstoffeintrag in Böden um 59 Millionen Tonnen erhöht und der Stickstoff-Überschuss in Anbaugebieten um 18 Millionen Tonnen. Am stärksten sei dieser Trend in China, Südostasien und in etwas geringerem Maße in Brasilien zu beobachten. Dies sind genau die Regionen, deren Lachgas-Ausstoß am stärksten gestiegen ist.

Auch der IPCC führte in seinem Bericht zur Landnutzung 82 Prozent der anthropogenen Lachgas-Emissionen auf die Landnutzung und damit auch auf die Landwirtschaft zurück. Nach Ansicht von Thompson und ihrem Team unterstreichen ihre Ergebnisse nun noch einmal die Dringlichkeit von Maßnahmen, um den übermäßigen Stickstoff-Eintrag in Böden zu verringern – das würde Grundwasser, Böden und dem Klima zugutekommen.

„Große Herausforderung“

Diese Notwendigkeit betont auch Fortunat Joos von der Universität Bern: „Dieser fortgesetzte Anstieg in den Lachgas-Emissionen ist sehr beunruhigend, da ansteigende Treibhausgas-Emissionen den Zielen des Klimaabkommens von Paris entgegenlaufen und eine steigende Verwendung von Stickstoffdüngern auch lokal die Umweltbelastungen erhöht“, kommentiert der nicht an der Studie beteiligt Klimaphysiker. Eine Stabilisierung der Lachgas-Emissionen sei nötig, um die Klimaschutzziele von Paris noch einhalten zu können.

Ähnlich sehen es Clemens Scheer und Klaus Butterbach-Bahl vom Karlsruher Institut für Technologie in Garmisch-Partenkirchen: „Es ist sicherlich nicht möglich, Netto-Null-N2O-Emissionen aus anthropogenen Quellen zu erreichen, aber es besteht ein sehr hohes Potenzial, diese Emissionen zu verringern. In Hinblick auf die wachsende Weltbevölkerung und den damit einhergehenden Nahrungsmittelbedarf ist das sicherlich eine der größten Herausforderungen unserer Zeit.“ (Nature Climate Change, 2019; doi: 10.1038/s41558-019-0613-7)

Quelle: Nature, SMC

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