Unterschätzung der Hitzeempfindlichkeit von Reis in globalen Ertragsmodellen
Eine aktuelle Untersuchung, veröffentlicht im Fachjournal Science Advances, analysiert die Auswirkungen steigender Temperaturen auf die Ernteerträge von Reis. Die Studie vergleicht 214 Freilandexperiment-Beobachtungen mit Simulationen aus sieben globalen Ertragsmodellen. Dabei zeigt sich, dass die Modelle die Ertragseinbußen durch Temperaturanstieg um 1 Grad Celsius deutlich unterschätzen: Während die Modelle einen Rückgang von 3,8 % prognostizieren, deuten die experimentellen Daten auf einen Verlust von 8,1 % hin. Die Forschungsarbeit wurde vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) geleitet, mit Beteiligung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK).
Bedeutung von Reis und Herausforderungen bei der Klimabewertung
Reis stellt für über die Hälfte der Weltbevölkerung ein zentrales Grundnahrungsmittel dar. Die Vorhersagen zum Einfluss des Klimawandels auf die Reisproduktion variieren stark, was unter anderem darauf zurückzuführen ist, dass bisherige Studien die langfristigen Effekte erhöhter Durchschnittstemperaturen und die kurzfristigen Schäden durch extreme Hitze selten getrennt analysiert haben.
Ergebnisse der Freilandexperimente und Modellvergleiche
Die Auswertung der 214 Freilandbeobachtungen verdeutlicht, dass Temperaturen über 30 °C der entscheidende Faktor für die Ertragsminderungen infolge der Erwärmung sind. An mehr als 70 % der untersuchten Standorte war extreme Hitze für über die Hälfte der absoluten Ertragsveränderung verantwortlich.
Im Gegensatz dazu zeigen die globalen Ertragsmodelle eine geringere Sensitivität gegenüber Hitzeextremen.
Ursachen für die Diskrepanz zwischen Modellen und Beobachtungen
„Die Differenz zwischen den Modellergebnissen und den Beobachtungen lässt sich vor allem darauf zurückführen, dass viele aktuelle Ertragsmodelle die Schäden durch Hitze während der reproduktiven Phase des Reises nicht ausreichend abbilden“, erläutert Yiwei Jian, Leitautorin der Studie vom UFZ. Die Untersuchungen belegen, dass Reis besonders während der Entwicklung von Rispen und Körnern empfindlich auf extreme Temperaturen reagiert.
Anpassung der Modelle und Auswirkungen auf Ertragsschätzungen
Nach der Kalibrierung der Modellergebnisse anhand der experimentellen Daten prognostiziert die Studie einen durchschnittlichen Rückgang der globalen Reiserträge um 8,1 % bei einem Anstieg der globalen Mitteltemperatur um 1 °C. Diese Schätzung liegt etwa doppelt so hoch wie die ursprüngliche Modellvorhersage von 3,8 %. Es wird jedoch betont, dass diese Berechnung ausschließlich die Temperatureffekte berücksichtigt und keine vollständige Prognose der zukünftigen Reisproduktion darstellt.
Christoph Müller vom PIK ergänzt: „Das Ergebnis zeigt, dass nicht nur die durchschnittlichen Temperaturen, sondern insbesondere Hitzeextreme entscheidend für die Ertragseinbußen sind. Ähnlich wie bei Wettervorhersagen ist die Tageshöchsttemperatur für die Pflanzenentwicklung relevanter als der Tagesdurchschnitt.“
Regionale Unterschiede und Bedeutung für Süd- und Südostasien
Die Anpassung der Modelle verändert auch die regionale Verteilung der prognostizierten Ertragseinbußen. Besonders in Süd- und Südostasien, wo Reis häufig extremer Hitze ausgesetzt ist, steigen die Schätzungen deutlich an. So erhöht sich der erwartete Ertragsverlust in Pakistan, Indien und Bangladesch von 2,1 % auf 6,6 %. In Thailand, auf den Philippinen und in Myanmar steigt der Wert von 3,7 % auf 7,7 %.
Empfohlene Maßnahmen zur Anpassung
Das Forschungsteam unterstreicht die Notwendigkeit gezielter Anpassungsstrategien, die den Reis vor allem während seiner reproduktiven Phase schützen. Dazu zählen:
- Entwicklung und Anbau hitzeresistenter Reissorten
- Anpassung der Pflanztermine
- Optimierung der Bewässerung
- Verbesserung der Bodenqualität
Literaturangabe
Jian, Y., Wang, X., Jägermeyr, J., Ciais, P., Müller, C., Zscheischler, J., Li, T., Cheng, K., Hou, P., Huang, J., Huang, S., Jiang, Y., Wang, B., Song, Z., Zhang, Z., Zhu, P., Zhou, F. (2026): Vulnerability to high temperature shapes global warming impacts on rice yield. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.aed9226
