The role of irrigation in the global land system: Assessing land-based climate change mitigation and the global intensification potential through irrigation and multiple cropping expansion

Diese Dissertation untersucht die Rolle der Bewässerung im globalen Landnutzungssystem anhand dreier Forschungsfragen: 1) Welche Auswirkungen hat eine landbasierte Klimaschutzpolitik auf Süßwasserverbrauch und planetare Belastungsgrenzen? 2) Wie kann Bewässerung nachhaltig und ökonomisch sinnvoll ausgebaut werden? 3) Lässt sich Mehrfachanbau weltweit unter Berücksichtigung der Wasserverfügbarkeit ausweiten? Ein Szenario, das das 1,5-Grad-Ziel bis 2100 einhält, zeigt: Nachfrageseitige Maßnahmen wie pflanzenbasierte Ernährung und weniger Lebensmittelabfälle entlasten das Landsystem und wirken positiv auf Klimawandel, Landsystemveränderungen, Biodiversität, stickstoffüberschuss und Süßwassernutzung. Produktionsseitige Maßnahmen wie Bioenergie oder Aufforstung erhöhen dagegen die Flächenkonkurrenz und den Druck auf Süßwasserressourcen. Ein zentraler methodischer Beitrag ist der mrwater-Algorithmus, der neben hydrologischen Zusammenhängen und ökologische Mindestwassermengen auch ökonomische Produktivitätskriterien berücksichtigt. Die Analyse zeigt, dass Bewässerung auf nahezu 65% der Ackerflächen möglich ist, unter Einhaltung ökologischer Grenzen jedoch um 10% geringer ausfällt. Wirtschaftliche Rahmenbedingungen bestimmen dabei die globalen Bewässerungsmuster. Mehrfachanbau durch Bewässerung könnte die globale Nutzpflanzenproduktion auf bestehendem Ackerland um fast 30% steigern, besonders in tropischen und subtropischen Regionen. Allerdings entstehen Nachhaltigkeitsprobleme, wo hohe Ertragssteigerungen auf Wasserknappheit treffen. Zusammenfassend können landbasierte Klimaschutzmaßnahmen die Konkurrenz um Wasser verschärfen. Bewässerung und Mehrfachanbau helfen jedoch, Nahrungsmittelversorgung und Klimaziele in Einklang zu bringen – sofern lokale Nachhaltigkeitsgrenzen beachtet werden. Entscheidend ist auch eine Transformation des Ernährungssystems, um den Druck auf Land- und Wasserressourcen zu verringern und den Süßwasserverbrauch innerhalb planetarer Grenzen zu halten.