Vertikale Landwirtschaft

[12] „Jedes Jahr werden fünfzehn Milliarden Bäume gefällt“ - (2015) Kartierung der Baumdichte auf

globaler Ebene | Nature (zitiert in Entwaldung und Waldverlust | OurWorldinData)

„Die FAO der UN schätzt, dass jedes Jahr 10 Millionen Hektar Wald abgeholzt werden“ - (2020) Globale Waldressourcenbewertung (zitiert in Entwaldung und Waldverlust | OurWorldinData):

- Die Raten des Netto-Waldverlusts werden oft mit etwa 5 Millionen Hektar pro Jahr angegeben: „Zwischen 2010 und 2020 betrug der weltweite Nettoverlust an Wäldern 4,7 Millionen Hektar pro Jahr. Die Entwaldungsraten waren allerdings viel höher.“

„Mindestens drei Viertel davon gehen auf die Landwirtschaft zurück - das Roden von Wäldern für den Anbau von Nutzpflanzen, die Tierhaltung und Produkte wie Papier“ - Ursachen der Entwaldung | OurWorldinData:

- In der Fachliteratur gibt es mehrere Schätzungen dazu, welcher Anteil der Entwaldung durch die Landwirtschaft verursacht wird. Unterschiede zwischen diesen Schätzungen lassen sich oft dadurch erklären, dass Entwaldung und Walddegradation unterschiedlich berücksichtigt werden. Die Landwirtschaft verursacht 70-80 % der tropischen Entwaldung - die dauerhafte Umwandlung von Waldflächen in eine andere Landnutzung. Dieser Anteil ist etwas niedriger, wenn Degradation einbezogen wird, d. h. der vorübergehende Verlust von Wald oder der dauerhafte Verlust der Waldqualität. Noriko Hosonuma et al. (2012) schätzen, dass 73 % der tropischen Entwaldung durch die Landwirtschaft verursacht werden.

Weitere Informationen finden sich hier und hier.

(Hier meint Landwirtschaft die landgestützte Nahrungsmittelproduktion, also ohne Fischerei, Aquakultur und Produkte, die nicht der Ernährung dienen.)

gibt an, dass Lebensmittelproduktion und -konsum 26 % der weltweiten Treibhausgasemissionen ausmachen, genauer aufgeschlüsselt: 24 % Landnutzung (8 % für Lebensmittel für Menschen, 16 % für die Tierhaltung); 27 % Pflanzenproduktion; 30 % Tierhaltung und Fischzucht (+1 % Wildfischerei); 18 % Lieferkette. Ohne Emissionen aus der Lieferkette nach der Landwirtschaft und aus der Fischerei entspricht das rund 20 % der weltweiten Treibhausgasemissionen.

Aus der ursprünglichen Zusammenfassung: „2015 beliefen sich die Emissionen des Ernährungssystems weltweit auf 18 Gt CO₂-Äquivalente pro Jahr, das waren 34 % aller THG-Emissionen. Den größten Anteil hatten Landwirtschaft sowie Landnutzung/Landnutzungsänderungen (71 %), der Rest kam aus Aktivitäten in der Lieferkette: Einzelhandel, Transport, Konsum, Treibstoffproduktion, Abfallmanagement, Industrieprozesse und Verpackungen“.

OurWorldinData erklärt die Unterschiede zwischen den Schätzungen aus [16] & [17]: [17] rechnet die gesamte globale Entwaldung (und das zugerechnete CO₂) der Landwirtschaft zu, räumt aber ein, dass nur 80 % der Entwaldung tatsächlich durch Landwirtschaft verursacht werden (der Rest durch Stadtausbreitung). Dadurch sinkt ihre Schätzung vor der Lieferkette näher an 23,5 % der THG-Emissionen, wenn Stadtausbreitung ausgeschlossen, aber Emissionen aus der Fischerei und einige nicht lebensmittelbezogene Produkte einbezogen werden [16] liefert eine separate Schätzung für landwirtschaftliche Nichtlebensmittelprodukte, die zusammen ihre Gesamtschätzung von 26 auf 33 % erhöhen würde.

2017 machte die Landwirtschaft 20 % der weltweiten CO₂eq-Emissionen aus allen menschlichen Aktivitäten aus, das entsprach 11,1 Gt CO₂eq yr^-1. Darin enthalten waren 6,1 Gt CO₂eq yr^-1 (11 %) aus dem Anbau von Nutzpflanzen und der Tierhaltung sowie 5,0 Gt CO₂eq yr^-1 (9 %) aus der landwirtschaftlichen Flächennutzung, vor allem durch Entwaldung und die Schädigung von Mooren.

Agrar- und Ernährungssysteme verursachten 29,7 % der 53,5 Gt CO₂eq, die 2022 freigesetzt wurden. Landwirtschaft und damit verbundene Landnutzungsänderungen machten jeweils 48 % und 19 % dieses Anteils aus, insgesamt 19,9 % der weltweiten Treibhausgasemissionen.

2 % der gesamten Landfläche der Erde - genauer gesagt Ackerland, gemessen an der gesamten landwirtschaftlichen Fläche (37 %) (2021).

weist 14 % der gesamten eisfreien Landfläche der Erde aus (2014), während [27] 12 % der gesamten eisfreien Landfläche der Erde ausweist (2008) - möglicherweise nicht mehr aktuell.

nennt für 2007 12 % aller Landflächen ohne Grönland und die Antarktis

Es ist zu berücksichtigen, dass in den letzten Jahren mehrere vertikale Farmunternehmen und Unternehmensvorhaben gescheitert sind; wie sich die hier genannten in den kommenden Jahren entwickeln werden, ist ungewiss. In Kommentaren wurden die vorherrschenden Gründe für diese Fehlschläge benannt: Versuche, zu schnell zu expandieren oder fortschrittliche, kostspielige Technologien einzusetzen und vorzuführen, bevor ein stabiler Betrieb und wirtschaftliche Tragfähigkeit gesichert waren, wobei Innovation Vorrang vor grundlegenden landwirtschaftlichen und finanziellen Voraussetzungen erhielt.

Typische Probleme waren hoher Energiebedarf, eine geringe Auswahl an Pflanzen, zu hoch geschätzte Erträge und unausgereifte Geschäftsstrategien. Viele dieser Farmen setzten auf technische Raffinesse auf Kosten von Einfachheit, Effizienz und der Ausrichtung auf den Markt.

Es wird jedoch betont, dass diese Fehlschläge nicht als Beweis gegen die Machbarkeit der vertikalen Landwirtschaft insgesamt verstanden werden sollten. Vielmehr sind sie Rückschläge in der frühen Phase eines neuen Bereichs. Vertikale Landwirtschaft bleibt ein vielversprechendes Mittel, um Klimaresilienz und Ernährungssicherheit zu stärken, besonders in Städten und Regionen mit wenig Land oder Wasser. Die Lehren aus frühen Fehlern bieten die Chance zu lernen und wertvolle Erkenntnisse, um künftig pragmatischere und nachhaltigere Ansätze zu entwickeln.

Beispiele für Kommentare finden sich unter Weitere Videos im Abschnitt „Lektionen, die wir lernen können“.

Aktuelle globale Studien schätzen, dass Lebensmitteltransporte etwa 19 % der gesamten Emissionen des Ernährungssystems ausmachen, also jährlich rund 3 Gt CO₂eq ^[79]. Die Transportemissionen sind besonders hoch bei verderblichen, oft importierten Waren wie Obst und Gemüse, bei denen die Frachtemissionen sogar die Emissionen aus der Produktion übersteigen können.

Während frühere Studien mit Fokus auf die USA ^[81] ergaben, dass der Transport nur 11 % der ernährungsbedingten Emissionen verursacht (wobei der Großteil aus der Produktion stammt), zeigen neuere globale Bewertungen, dass der internationale Handel eine größere Rolle spielt als bisher angenommen, besonders in wohlhabenden Ländern mit vielen Importen.

Ein vollständiger Wechsel zu rein lokalen Ernährungssystemen ist jedoch nicht überall machbar: Nur 11-28 % der Weltbevölkerung können ihren Bedarf an bestimmten Nutzpflanzen aus einem Umkreis von 100 km decken, während mehr als ein Viertel auf Lebensmittel angewiesen ist, die über 1.000 km transportiert werden müssen ^[80]. Trotzdem entspricht das einer großen Menge vermeidbarer Emissionen. Während der globale Handel für die Ernährungssicherheit wichtig bleibt, besonders in weniger selbstversorgenden Regionen, könnte ein größerer Anteil lokal produzierter Lebensmittel - näher am Ort des Verzehrs angebaut, besonders in reichen Ländern - Hunderte Megatonnen CO₂ vermeiden und Ernährungssysteme widerstandsfähiger machen.

Die geschätzte Pflanzdichte und Erntehäufigkeit von Salat im klassischen Freilandanbau basieren auf agronomischen Leitlinien (durchschnittliche Empfehlungen zu Pflanzabständen) für gängige Salatarten (Blatt-, Kopfsalat und Römersalat):

Der Reihenabstand liegt pro Beet meist bei 40-80 Zoll, mit 2-6 Saatreihen, was durchschnittliche Reihenabstände von etwa 37-50 cm ergibt.

Der Abstand innerhalb der Reihe hängt von der Sorte ab und reicht von 23-30 cm für ausgewachsene Köpfe bis 13-15 cm für Römersalatherzen. Daraus ergeben sich Dichten von etwa 6,9-9,7 Pflanzen/m² für übliche Salatarten und 14-19,6 Pflanzen/m² für Römersalatherzen.

Salat wird je nach Klima und Sorte meist alle 3,5-4 Monate einmal geerntet und lässt sich nicht stapeln oder häufig neu pflanzen. Die Ernten sind jedoch übers Jahr nicht gleichmäßig - bei warmen Bedingungen dauert das Wachstum manchmal nur ~2-2,5 Monate (65-80 Tage bei Pflanzung im Sommer, bis zu 130 Tage bei Pflanzung im Winter/frühen Frühjahr).

Wir haben ~9 Pflanzen pro Quadratmeter alle 4 Monate als vorsichtigen Richtwert aus dem mittleren Bereich für traditionelle Anbausysteme gewählt. Vertikale Farmen können dagegen durch Stapelung in die Höhe (z. B. 10 oder mehr Ebenen) und schnellere Anbauzyklen (z. B. Zyklen von 18-30 Tagen) deutlich höhere Erträge erreichen, sodass über einen vergleichbaren Zeitraum von 4 Monaten 600+ Pflanzen/m² möglich sind.

Diese Ertragsgrößenordnung wird generell durch andere Zahlen in der wissenschaftlichen Literatur gestützt ^[82-85] (weitere Angaben aus der Branche finden sich möglicherweise online). Jin et al. (2022)^A berichteten, dass jede Ebene mit vertikal angebautem Salat unter optimalen Lichtbedingungen jährliche Erträge von 700 kg pro m² liefern könnte (mehrere hundert Köpfe pro m² über einige Monate, abhängig von Anbauzyklus und Kopfgröße). Ein neuer Ansatz von Ptak, Wasieńko & Makula (2024)^B erreichte dagegen in einem rotierenden vertikalen Farmsystem einen angegebenen Ertrag von 597 Köpfen pro m³. Neben der effizienten Raumnutzung zeigen diese Beispiele, wie vertikale Farmen ihre Erträge durch eine bessere Lichtnutzung weiter steigern können. Dauerlicht sorgte nachweislich für eine fast konstante Photosynthese, steht aber einem höheren Energiebedarf und dem Risiko von Photoinhibition, Hitzestress und Störungen der zirkadianen Prozesse in Pflanzen gegenüber^A. Mehrkammer-Licht/Dunkel-Regime ermöglichen dagegen jeder Anbauschicht genügend tägliches Licht, schonen zugleich Ressourcen und senken die Betriebskosten sowie die Belastung für Pflanzen und Geräte. Solche Ansätze könnten den Energiebedarf senken und gleichzeitig die Ertragsvorteile vertikaler Farmen erhalten.

Auch wenn „die landwirtschaftliche Entwicklung das Leben der Menschen verbessert hat“ - indem sie Bevölkerungswachstum, Nahrungsüberschüsse und technischen Fortschritt ermöglichte - sollte man die weiterreichenden gesundheitlichen und sozialen Folgen der darauf folgenden sesshaften Zivilisation anerkennen. Dazu gehören eine geringere Ernährungsvielfalt im Vergleich zur Ernährung von Jägern und Sammlern, eine stärkere Übertragung von Infektionskrankheiten durch höhere Bevölkerungsdichte und die Nähe zu domestizierten Tieren, soziale Schichtung und ein höheres Risiko organisierter Konflikte. Diese Folgen liegen nicht in der Landwirtschaft selbst begründet, sondern in den gesellschaftlichen Strukturen, die mit dauerhaften Siedlungen entstanden.