Globale Pestizid-Toxizität steigt: UN-Biodiversitätsziel in Gefahr

Die weltweit in der Landwirtschaft ausgebrachte Giftigkeit von Pestiziden hat in den letzten Jahren stark zugenommen und gefährdet damit das internationale Ziel, die Risiken für die Umwelt bis 2030 zu halbieren. Zu diesem Schluss kommt eine neue Studie im Fachmagazin Science. Nahezu alle Länder weltweit müssen umgehend starke Anstrengungen unternehmen, um das UN-Ziel noch erreichen zu können.

Für ihre Analyse entwickelten die Umweltwissenschaftler Ralf Schulz und Jakob Wolfram von der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) eine neue Methode. Sie kombinierten Daten zur weltweiten Ausbringungsmenge von landwirtschaftlichen Pestiziden mit der spezifischen Giftigkeit der einzelnen Wirkstoffe. Aus dieser Berechnung der sogenannten ausgebrachten Toxizität lässt sich erstmals umfassend ableiten, wie sich die Pestizidbelastung auf die Biodiversität auswirkt. Damit ermöglicht das neu entwickelte Verfahren eine völlig neue Perspektive auf die Risiken, die von landwirtschaftlichen Pestiziden für Umwelt und Biodiversität ausgehen.

Die globale Vergleichbarkeit

Eine der grössten Herausforderungen für eine weltweite Analyse ist die uneinheitliche Qualität der verfügbaren Daten. Um die Risiken länderübergreifend bewerten zu können, benötigt es Datensätze, die möglichst in allen Staaten erhoben werden. Das Forschungsteam griff deshalb auf kommerzielle Anwendungsdaten aus den Jahren 2013 bis 2019 zurück – ein Zeitraum, der exakt mit der Referenzperiode (2010–2020) des UN-Beschlusses übereinstimmt. Um den Fortschritt der Länder künftig lückenlos überwachen zu können, wäre es aus Sicht der Forschenden zentral, dass alle Staaten jährlich aktualisierte Angaben zu den ausgebrachten Pestizidmengen pro Wirkstoff zur Verfügung stellen. Nur so liesse sich unmittelbar überprüfen, ob die Weltgemeinschaft auf Kurs zur Erreichung des Biodiversitätsziels ist.

Ausgebrachte Toxizität von Pestiziden stark zugenommen

Für die Berechnung der weltweit ausgebrachten Toxizität wertete das Team erstmals einen Datensatz mit 625 verschiedenen Pestizidwirkstoffen aus, der Daten aus sieben verschiedenen Zulassungssystemen vereint und die Giftigkeit für acht Organismengruppen berücksichtigt. Das Ergebnis: Die Gesamttoxizität ist im Untersuchungszeitraum deutlich gestiegen. Die Forschenden führen dies auf zwei Entwicklungen zurück: Einerseits nimmt die landwirtschaftlich genutzte Fläche zu oder wird intensiver bewirtschaftet, wodurch mehr Pestizide ausgebracht werden. Andererseits sind die eingesetzten Mittel selbst giftiger geworden – allen voran die Insektizide. Besonders stark betroffen sind Landinsekten, Bodenorganismen und Fische, aber auch für Bestäuber, wirbellose Wassertiere und Landpflanzen wurde eine höhere Belastung festgestellt. Lediglich bei Gewässerpflanzen und Landwirbeltieren gingen die Werte zurück.

Verantwortlich für den Anstieg sind Wirkstoffe aus allen Gruppen – Herbizide, Insektizide und Fungizide. Für jede Organismengruppe spielen dabei jeweils etwa 20 besonders giftige Substanzen eine Schlüsselrolle. Diese Wirkstoffe sollten laut den Autoren prioritär durch weniger schädliche Alternativen ersetzt werden, auch wenn dies in der Praxis nicht immer einfach umzusetzen sei.

Globale Hotspots und Hauptverursacher

Im globalen Ländervergleich tragen im Analysezeitraum Brasilien, China, die USA und Indien am stärksten zur weltweiten ausgebrachten Toxizität von Pestiziden bei. Nigeria schnitt hingegen vergleichsweise gut ab. Allerdings warnen die Forschenden, dass sich dies in ganz Afrika ändern könnte, falls die Landwirtschaft dort intensiviert wird – was oft mit dem Einsatz giftigerer Wirkstoffe einhergeht.

Betrachtet man die Kulturen, so verursachen Obst und Gemüse, Mais, Sojabohnen, Getreide und Reis zusammen rund 80 Prozent der globalen Pestizidbelastung. Für Ökotoxikologe Jakob Wolfram zeigt dies, wo angesetzt werden muss: «Das Zusammenspiel von Anbauflächen und darauf befindlichen Kulturen ist entscheidend für die ausgebrachte Toxizität und damit eine weitere Stellschraube für die landwirtschaftliche Planung zur Erreichung des Biodiversitätsschutzziels.» Da die Anwendungsdaten der Welternährungsorganisation FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) auch nach 2019 weiter steigen, gehen die Wissenschaftler davon aus, dass sich der negative Trend seither fortgesetzt hat.

Umfassendes Umdenken erforderlich

Ohne sofortige Gegenmassnahmen wird voraussichtlich nur ein einziges Land weltweit, nämlich Chile, das von der UN gesteckte 50-Prozent-Reduktionsziel bis 2030 erreichen. China, Japan und Venezuela zeigen zwar im Untersuchungszeitraum einen rückläufigen Trend bei der ausgebrachten Toxizität, eine Beschleunigung ist aber erforderlich. Alle andere Staaten, darunter auch die Schweiz, müssen jedoch nicht nur diesen Trend umkehren, sondern sogar das Belastungsniveau von vor über 15 Jahren wieder erreichen, um das UN-Ziel noch zu schaffen.  Jakob Wolfram betont: «Dies kann vermutlich nur erreicht werden, wenn neben dem Umstieg auf weniger giftige Wirkstoffe auch deutlich mehr Fläche von konventioneller in ökologische Landwirtschaft umgewandelt wird, was zudem weitere positive Effekte für die Sicherstellung der globalen Biodiversität hätte.»