Germany
December 9, 2020
Securing food supplies around the globe is a major challenge facing humanity, especially in light of the predicted increase in the world’s population to almost ten billion people by 2050 and the effects of climate change. Greater crop diversity in agriculture is seen as a stabilising factor for food security. Yet crop diversity alone is not sufficient. In an article for Nature, a team of researchers coordinated by the Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ) argue that it is also essential that crops differ in their temporal production patterns.
Crop diversity is a key factor in securing agricultural production. Having a wider variety of crops reduces the risk of total harvest failure when certain crops are affected by plant diseases and protects against poor harvests resulting from extreme weather events, such as droughts, or pest infestation. "However, asynchrony is at least equally important in securing production," says Lukas Egli, UFZ agroecologist and first author of the study. Differences in the temporal sequence in which crops are sown and harvested on arable land or the variation in phenology, i.e. differing development over time during the vegetation period, are both examples of factors that lead to greater asynchrony. "The more heterogeneously crops are distributed in time and respond to the effects of extreme events, natural disasters and economic crises, the less the agricultural production of a country as a whole will fluctuate," says Egli. For example, when different types of crops become ready to harvest at the same time this increases the likelihood of the entire harvest being destroyed in a storm or flood. Asynchrony prevents such total failure, for instance by varying sowing and harvesting times, growing crops with different climate and cultivation requirements and mixed cropping.
The analysis of data from the Food and Agriculture Organization (FAO) revealed that India, Mexico and China are among the countries with a high level of production stability and asynchrony, whereas Russia, Australia and Argentina have a low level of stability and asynchrony. At present, one observes that asynchrony in agriculture is decreasing at the global level. "Globalised agricultural markets allow crop failures in one region to be compensated by trade with other regions. Trade itself is therefore a stabilising factor and could make the cultivation of a wide variety of crops with different growth patterns seem less important," says Prof Dr Ralf Seppelt, UFZ landscape ecologist and co-author. Nevertheless, countries should give greater consideration to highly diversified and asynchronous crops than they have done in the past to make food production less vulnerable to the uncertainties of the global market.
Publication:
Egli, L., Schröter, M., Scherber, C., Tscharntke, T., Seppelt, R.: Crop asynchrony stabilizes food production. Nature, https://www.nature.com/articles/s41586-020-2965-6
Zeitliche Anbauvielfalt stabilisiert landwirtschaftliche Produktion
Die Ernährung rund um den Globus zu sichern, ist eine zentrale Herausforderung der Menschheit – insbesondere vor dem Hintergrund des bis zum Jahr 2050 prognostizierten Bevölkerungsanstiegs auf fast zehn Milliarden Menschen und der Auswirkungen des Klimawandels. Eine hohe Vielfalt an Anbaukulturen gilt in der Landwirtschaft als stabilisierender Faktor für die Ernährungssicherheit. Doch diese Diversität allein genügt nicht. Es kommt auch darauf an, dass Anbaukulturen sich in ihren zeitlichen Produktionsmustern unterscheiden, schreibt ein vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) koordiniertes Forscherteam in einem Beitrag für Nature.
Die Diversität der Feldfrüchte ist ein wichtiger Faktor, um die landwirtschaftliche Produktion zu sichern. Eine größere Anzahl verschiedener Feldfrüchte mindert das Risiko eines kompletten Ernteausfalls, wenn einzelne Kulturen von Pflanzenkrankheiten befallen werden, und sie schützt vor Missernten infolge von extremen Wetterereignissen wie Dürren oder Schädlingsbefall. „Mindestens genauso entscheidend für die Produktionssicherung ist allerdings die Asynchronität“, sagt Lukas Egli, UFZ-Agrarökologe und Erstautor der Studie. So ergibt sich eine größere Asynchronität beispielsweise durch Unterschiede in der zeitlichen Abfolge, in der auf Ackerflächen Feldfrüchte ausgesät und geerntet werden oder die Variation der Phänologie, also der unterschiedlichen zeitlichen Entwicklung in der Vegetationsperiode. „Je heterogener die Feldfrüchte zeitlich verteilt sind und auf Auswirkungen von Extremereignissen, Naturkatastrophen und ökonomischen Krisen reagieren, umso weniger schwankt die gesamte landwirtschaftliche Produktion eines Landes“, sagt Egli. Werden zum Beispiel unterschiedliche Nutzpflanzenarten zur gleichen Zeit erntereif, steigt das Risiko, dass bei einem Unwetter oder einem Hochwasser die komplette Ernte vernichtet wird. Ein solcher Totalausfall wird durch Asynchronität vermieden, zum Beispiel durch diverse Aussaat- und Erntezeiten, durch den Anbau von Kulturen mit unterschiedlichen Anforderungen an Klima und Bewirtschaftung oder durch den Einsatz von Mischkulturen.
Die Auswertung von Daten der Welternährungsorganisation (FAO) ergab, dass beispielweise Indien, Mexiko und China zu den Staaten mit einer hohen Produktionsstabilität und hoher Asynchronität gehören; in Russland, Australien und Argentinien sind Stabilität und Asynchronität dagegen gering. Derzeit geht der globale Trend in der Landwirtschaft allerdings eher dahin, dass die Asynchronität abnimmt. „Globalisierte Agrarmärkte erlauben es, dass Ernteausfälle in einer Region durch den Handel mit anderen Regionen ausgeglichen werden können. Der Handel selbst ist also ein stabilisierender Faktor und könnte den Anbau einer großen Vielfalt von Ackerkulturen mit unterschiedlichen Wachstumsverhalten als weniger wichtig erscheinen lassen“, sagt Prof. Dr. Ralf Seppelt, UFZ-Landschaftsökologe und Co-Autor. Doch um die Nahrungsmittelproduktion von den Unwägbarkeiten des Weltmarktes etwas unabhängiger zu machen, sollten Staaten eine hohe Diversität und Asynchronität der Anbaukulturen stärker als bisher berücksichtigen.
Originalpublikation:
Egli, L., Schröter, M., Scherber, C., Tscharntke, T., Seppelt, R.: Crop asynchrony stabilizes food production. Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-020-2965-6
Topics
Species
