Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft

Beispiele für die Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft: Überschwemmungen des Toki-Flusses 2019 durch Taifun Hagibis , die durch den Klimawandel verschärft wurden ; ^{[ 1 ]} Zunahme der globalen Blattfläche, hauptsächlich bedingt durch den CO₂-Düngeeffekt ; ^{[ 2 ]} Dürre am Horn von Afrika 2020–2023 , die schlimmste Dürre seit Beginn der Aufzeichnungen, die durch die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserkreislauf noch verschlimmert wurde ; ^{[ 3 ]} Befall von Maispflanzen in Brasilien durch den Herbstheerwurm , einen Schädling , der voraussichtlich vom Klimawandel profitieren wird. ^{[ 4 ]}

Der Klimawandel hat zahlreiche Auswirkungen auf die Landwirtschaft , die es ihr zunehmend erschweren, die globale Ernährungssicherheit zu gewährleisten . Jüngste Forschungsergebnisse zeigen, dass der Klimawandel die bestehenden Umweltauswirkungen der Landwirtschaft wahrscheinlich verschärfen wird, indem er die Ernteerträge senkt, die Wirksamkeit von Agrochemikalien verringert, Bodenerosion und Schädlingsbefall verstärkt und dadurch einen höheren Verbrauch von Land, Wasser und Betriebsmitteln zur Folge hat. ^{[ 5 ]} Steigende Temperaturen und veränderte Wettermuster führen aufgrund von Wasserknappheit durch Dürre , Hitzewellen und Überschwemmungen häufig zu geringeren Ernteerträgen . ^{[ 6 ]} Diese Auswirkungen des Klimawandels können auch das Risiko gleichzeitiger Ernteausfälle in mehreren Regionen erhöhen . ^{[ 7 ]} Derzeit ist dieses Risiko selten, doch sollten solche gleichzeitigen Ernteausfälle eintreten, könnten sie erhebliche Folgen für die globale Nahrungsmittelversorgung haben. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Angesichts des Bevölkerungswachstums und der rasanten Urbanisierung wird erwartet, dass die Nahrungsmittelproduktion in den kommenden Jahren um fast 60 % steigen könnte. Verma, Krishnan (2025). „Anpassung an den Klimawandel: Herausforderungen für die Nachhaltigkeit der Landwirtschaft“ . Plant, Cell & Environment . 48 (4). Wiley: 2522–2533 . Bibcode : 2025PCEnv..48.2522V . doi : 10.1111/pce.15078 . PMID  39136256. Abgerufen am 30. Oktober 2025 .Es wird erwartet, dass viele Schädlinge und Pflanzenkrankheiten häufiger auftreten oder sich in neue Regionen ausbreiten. Auch die weltweiten Nutztiere werden voraussichtlich von vielen dieser Probleme betroffen sein. Diese Probleme reichen von verstärktem Hitzestress über Futtermittelknappheit bis hin zur Ausbreitung von Parasiten und durch Vektoren übertragenen Krankheiten . ^{[ 6 ] : 746}

Der durch menschliche Aktivitäten (hauptsächlich die Verbrennung fossiler Brennstoffe ) bedingte Anstieg des atmosphärischen CO₂- _Gehalts führt zu einem CO₂ _- Düngeeffekt . Dieser Effekt kompensiert einen kleinen Teil der negativen Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft. Allerdings geht dies mit einem geringeren Gehalt an essentiellen Mikronährstoffen in den Nutzpflanzen einher. ^{[ 6 ] : 717} Darüber hinaus hat die CO₂ _- Düngung nur geringe Auswirkungen auf C4-Pflanzen wie Mais . ^{[ 10 ]} An den Küsten wird mit dem Anstieg des Meeresspiegels und dem damit verbundenen Verlust von Ackerland gerechnet , während schmelzende Gletscher zu einer geringeren Verfügbarkeit von Bewässerungswasser führen könnten . ^{[ 11 ]} Andererseits könnten durch das Auftauen von Frost mehr Ackerland nutzbar werden . Weitere Auswirkungen sind Erosion, Veränderungen der Bodenfruchtbarkeit und der Länge der Vegetationsperiode. Bakterien wie Salmonellen und Mykotoxin- produzierende Pilze vermehren sich mit steigender Klimatemperatur schneller. Ihr Wachstum hat negative Auswirkungen auf die Lebensmittelsicherheit , führt zu Lebensmittelverlusten und Preissteigerungen . ^{[ 6 ]}

Es gibt umfangreiche Forschung zu den Auswirkungen des Klimawandels auf einzelne Nutzpflanzen, insbesondere auf die vier Hauptnahrungsmittel : Mais , Reis , Weizen und Sojabohnen . Diese Nutzpflanzen liefern etwa zwei Drittel aller von Menschen konsumierten Kalorien (direkt und indirekt als Tierfutter). ^{[ 12 ]} Die Forschung untersucht wichtige Unsicherheiten, beispielsweise das zukünftige Bevölkerungswachstum , das die weltweite Nahrungsmittelnachfrage auf absehbare Zeit erhöhen wird. ^{[ 13 ]} Auch das zukünftige Ausmaß der Bodenerosion und der Grundwasserabsenkung stellen Unsicherheiten dar. Andererseits hat eine Reihe von Verbesserungen der landwirtschaftlichen Erträge, die zusammenfassend als Grüne Revolution bezeichnet werden , die Erträge pro Flächeneinheit seit 1960 um 250 % bis 300 % gesteigert. Ein Teil dieses Fortschritts wird sich voraussichtlich fortsetzen. ^{[ 6 ] : 727}

Die globale Ernährungssicherheit wird sich kurzfristig relativ wenig verändern. 2021 waren 720 bis 811 Millionen Menschen unterernährt, rund 200.000 davon in einer katastrophalen Ernährungslage. ^{[ 14 ]} Es wird erwartet, dass der Klimawandel bis 2050 zusätzlich 8 bis 80 Millionen Menschen von Hunger bedroht. Die geschätzte Zahl hängt von der Intensität der zukünftigen Erwärmung und der Wirksamkeit von Anpassungsmaßnahmen ab . ^{[ 6 ] : 717} Das Wachstum der landwirtschaftlichen Produktivität wird die Ernährungssicherheit bis dahin wahrscheinlich für Hunderte Millionen Menschen verbessert haben. ^{[ 15 ] [ 13 ]} Prognosen, die weiter in die Zukunft reichen (bis 2100 und darüber hinaus), sind selten. Es bestehen Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen extremerer Wetterereignisse in der Zukunft auf die Ernährungssicherheit . ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} Dennoch wird zum jetzigen Zeitpunkt nicht mit einer weitverbreiteten globalen Hungersnot infolge des Klimawandels im 21. Jahrhundert gerechnet. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

Die Landwirtschaft reagiert empfindlich auf Wetterereignisse, und extreme Wetterereignisse wie Hitzewellen , Dürren oder Starkregen (auch als extreme Niederschlagsmengen bekannt) können erhebliche Verluste verursachen. So erleiden australische Landwirte beispielsweise mit hoher Wahrscheinlichkeit Verluste während des El Niño , während die europäische Hitzewelle von 2003 zu unversicherten Agrarschäden in Höhe von 13 Milliarden Euro führte. ^{[ 23 ]} Es ist bekannt, dass der Klimawandel die Häufigkeit und Intensität von Hitzewellen erhöht und Niederschläge unberechenbarer und extremer macht. Da die Zuordnung von Wetterereignissen zum Klimawandel jedoch noch ein relativ junges Forschungsgebiet ist, gestaltet sich die Zuordnung spezifischer Wetterereignisse und der dadurch verursachten Ernteausfälle zum Klimawandel im Vergleich zur natürlichen Variabilität oft schwierig. Eine Ausnahme bildet Westafrika , wo die klimabedingte Intensivierung extremer Wetterereignisse bereits zu Ertragsverlusten bei Hirse von 10–20 % und bei Sorghum von 5–15 % geführt hat . Ebenso wurde festgestellt, dass der Klimawandel die Dürrebedingungen im südlichen Afrika im Jahr 2007 verschärft hatte, was zu steigenden Lebensmittelpreisen und akuter Ernährungsunsicherheit in Lesotho führte . Auch die Landwirtschaft im südlichen Afrika litt unter Dürre, nachdem der Klimawandel die Auswirkungen des El-Niño-Ereignisses von 2014–2016 verstärkt hatte . ^{[ 6 ] : 724}

In Europa traten zwischen 1950 und 2019 extreme Hitzewellen häufiger und gehäuft auf, während extreme Kältewellen abnahmen. Gleichzeitig kam es in Nordeuropa und weiten Teilen Osteuropas häufiger zu extremen Niederschlägen , während der Mittelmeerraum stärker von Dürre betroffen war . ^{[ 24 ]} Auch die Auswirkungen von Hitzewellen und Dürre auf die europäische Ernteproduktion haben sich innerhalb von 50 Jahren verdreifacht – von Verlusten von 2,2 % im Zeitraum 1964–1990 auf Verluste von 7,3 % im Zeitraum 1991–2015. ^{[ 25 ] [ 21 ]} Im Sommer 2018 führten Hitzewellen, die wahrscheinlich mit dem Klimawandel zusammenhängen, in vielen Teilen der Welt, insbesondere in Europa, zu erheblichen Ertragseinbußen. Im August desselben Jahres verursachten vermehrte Ernteausfälle einen Anstieg der globalen Lebensmittelpreise . ^{[ 26 ]}

Andererseits haben Überschwemmungen, die häufig mit dem Klimawandel in Verbindung gebracht werden, in den letzten Jahren auch erhebliche negative Auswirkungen auf die Landwirtschaft gehabt. Im Mai 2019 verkürzten Überschwemmungen die Maisaussaat im Mittleren Westen der USA und reduzierten die prognostizierte Ernte von 15 Milliarden Bushel auf 14,2 Milliarden. ^{[ 27 ]} Während der Überschwemmungen in Europa im Jahr 2021 deuteten Schätzungen auf schwere Schäden im Agrarsektor Belgiens hin, einem der am stärksten betroffenen Länder, darunter auch Langzeitfolgen wie Bodenerosion . ^{[ 28 ]} In China ergab eine Studie aus dem Jahr 2023, dass extreme Regenfälle das Land in den beiden vorangegangenen Jahrzehnten etwa 8 % seiner Reisernte gekostet hatten. Dies wurde als vergleichbar mit den Verlusten durch extreme Hitze im gleichen Zeitraum angesehen. ^{[ 29 ]}

Veränderungen der Temperatur und der Wettermuster werden die für die Landwirtschaft geeigneten Gebiete verändern. ^{[ 32 ]} Aktuell wird prognostiziert, dass die Temperaturen in ariden und semiariden Regionen ( Naher Osten , Afrika , Australien , Südwesten der USA und Südeuropa ) steigen und die Niederschläge abnehmen werden. ^{[ 32 ] [ 33 ]} Darüber hinaus werden die Ernteerträge in tropischen Regionen durch den prognostizierten moderaten Temperaturanstieg (1–2 °C) in der ersten Hälfte des Jahrhunderts negativ beeinflusst. ^{[ 23 ]} In der zweiten Hälfte des Jahrhunderts wird eine weitere Erwärmung erwartet, die die Ernteerträge in allen Regionen, einschließlich Kanada und den nördlichen USA, verringern wird . [ 33 ] Viele Grundnahrungsmittel ^{sind extrem hitzeempfindlich} . Steigen die Temperaturen über 36 °C (97 °F), sterben Sojabohnenkeimlinge ab und Maispollen verlieren ihre Keimfähigkeit. ^{[ 34 ] [ 35 ]} Höhere Temperaturen begünstigen zudem die Ausbreitung und das Wachstum von Schädlingen und Krankheiten. Einigen Schätzungen zufolge könnte ein Anstieg der globalen Temperatur um 1 °C aufgrund des Schädlingsbefalls zukünftig zu einem Rückgang der Ernteerträge um 10–25 % führen. ^{[ 36 ]} Laut dem Synthesebericht 2023 des Weltklimarats (IPCC) ist die globale Oberflächentemperatur um etwa 1,1 °C gegenüber dem Durchschnitt der Jahre 1850–1900 gestiegen. ^{[ 37 ]}

Höhere Wintertemperaturen und mehr frostfreie Tage in einigen Regionen können derzeit zu Störungen führen, da sie eine phänologische Diskrepanz zwischen Blütezeitpunkt der Pflanzen und Aktivität der Bestäuber verursachen und somit deren Fortpflanzungserfolg gefährden können. ^{[ 38 ]} Längerfristig würden sie jedoch längere Vegetationsperioden zur Folge haben . ^{[ 39 ] [ 40 ]} So ergab beispielsweise eine Studie aus dem Jahr 2014, dass die Maiserträge in der chinesischen Region Heilongjiang infolge steigender Temperaturen um 7 bis 17 % pro Jahrzehnt zunahmen. ^{[ 41 ]} Eine Metaanalyse aus dem Jahr 2017, die Daten aus vier verschiedenen Methoden zur Abschätzung der Auswirkungen der Erwärmung verglich (zwei Klimamodelle, statistische Regressionen und Feldversuche, bei denen der Boden um bestimmte Nutzpflanzen herum um einen bestimmten Wert erwärmt wurde, um ihn mit Kontrollflächen zu vergleichen), kam hingegen zu dem Schluss, dass die Erwärmung allein global betrachtet durchweg negative Auswirkungen auf die Erträge der vier wichtigsten Nutzpflanzen hat. Dies deutet darauf hin, dass etwaige Ertragssteigerungen auf veränderte Niederschlagsmuster und den CO₂-Düngeeffekt zurückzuführen wären . ^{[ 12 ]} Eine systematische Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2025 kam zu dem Schluss, dass der Klimawandel ohne wirksame Anpassungsmaßnahmen die weltweite landwirtschaftliche Nahrungsmittelproduktion bis 2050 um bis zu 14 % verringern könnte. ^{[ 42 ]}

In einem gemeinsamen Bericht der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation (FAO) und der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) aus dem Jahr 2026 wurde 25°C als kritische Temperaturschwelle identifiziert, ab der die Ernteerträge deutlich zurückgehen und die Auswirkungen auf die Ernten und die Lebensmittelpreise bis zu einem Jahr anhalten können ^{[ 43 ]} .

Im Allgemeinen liegt der bevorzugte Temperaturbereich für Nutztiere zwischen 10 und 30 °C (50 und 86 °F). ^{[ 45 ] : 747} Ähnlich wie der Klimawandel voraussichtlich den thermischen Komfort für Menschen in kälteren Regionen der Welt insgesamt verbessern wird, ^{[ 46 ]} würden auch Nutztiere in diesen Gebieten von wärmeren Wintern profitieren. ^{[ 47 ]} Weltweit werden jedoch steigende Sommertemperaturen sowie häufigere und intensivere Hitzewellen eindeutig negative Auswirkungen haben und das Risiko von Hitzestress bei Nutztieren erheblich erhöhen . Im Klimawandelszenario mit den höchsten Emissionen und der stärksten Erwärmung ( SSP5-8.5 ) werden „Rinder, Schafe, Ziegen, Schweine und Geflügel in den niedrigen Breitengraden 72–136 zusätzliche Tage pro Jahr extremer Hitze und hoher Luftfeuchtigkeit ausgesetzt sein“. ^{[ 45 ] : 717}

In Jamaika , das als repräsentativ für die Karibik gilt , sind alle Nutztiere außer Legehennen im gegenwärtigen Klima bereits „sehr starkem“ Hitzestress ausgesetzt. Schweine sind ihm in den fünf Sommermonaten und im Frühherbst mindestens einmal täglich ausgesetzt, während Wiederkäuer und Masthähnchen nur im Winter nicht täglich von sehr starkem Hitzestress betroffen sind. Prognosen zufolge würde selbst bei einer globalen Erwärmung von 1,5 °C „sehr starker“ Hitzestress für Wiederkäuer und Masthähnchen zum täglichen Ereignis werden . Bei 2 °C würde er länger anhalten, und umfangreiche Kühlsysteme würden für die Tierproduktion in der Karibik wahrscheinlich unerlässlich. Bei 2,5 °C wären nur noch Legehennen in den Wintermonaten nicht mehr täglich von „sehr starkem“ Hitzestress betroffen. ^{[ 44 ]}

Studien zu Hitzestress bei Nutztieren konzentrierten sich historisch auf Rinder, da diese häufig im Freien gehalten werden und somit unmittelbar Klimaveränderungen ausgesetzt sind. Andererseits stammten bereits um das Jahr 2006 gut 50 % der weltweiten Schweinefleischproduktion und 70 % der gesamten Geflügelproduktion von Tieren, die ausschließlich in Ställen gehalten wurden. Es wurde erwartet, dass sich diese Zahlen bei Schweinen um das 3- bis 3,5-Fache, bei Legehennen um das 2- bis 2,4-Fache und bei Masthähnchen um das 4,4- bis 5-Fache erhöhen würden . Bisher galten Nutztiere unter diesen Bedingungen aufgrund der isolierten Ställe mit Belüftungssystemen zur Klimaregulierung und Wärmeabfuhr als weniger anfällig für Hitze als Tiere im Freien. In den traditionell kühleren mittleren Breiten waren die Innentemperaturen jedoch selbst im Sommer bereits höher als die Außentemperaturen. Da die erhöhte Erwärmung die Spezifikationen dieser Systeme übersteigt, sind die Tiere in Ställen der Hitze stärker ausgesetzt als die im Freien gehaltenen. ^{[ 48 ]}

Sowohl Dürren als auch Überschwemmungen tragen zu Ernteausfällen bei . Im Durchschnitt erhöht der Klimawandel den Wassergehalt der Atmosphäre um 7 % pro 1 °C (1,8 °F) und damit auch die Niederschlagsmenge . ^{[ 50 ] [ 51 ]} Diese Zunahme der Niederschläge ist jedoch weder räumlich ( atmosphärische Zirkulationsmuster führen bereits zu unterschiedlichen Niederschlagsmengen in verschiedenen Gebieten) noch zeitlich gleichmäßig verteilt: Starkregen mit Überschwemmungspotenzial tritt häufiger auf. Das bedeutet, dass im wahrscheinlichen mittleren Klimawandelszenario [ ^{52 ] [ 53 ]} SSP2-4.5 die Niederschlagsereignisse weltweit um 11,5 % stärker ausfallen, die Zeitspanne zwischen ihnen sich jedoch im Durchschnitt um 5,1 % verlängert. Im Szenario mit den höchsten Emissionen, ^SSP5-8.5 , nehmen die Niederschlagsereignisse um 18,5 % zu und die Zeitspanne zwischen ihnen um 9,6 % zu. Gleichzeitig steigt der Wasserverlust der Pflanzen durch Evapotranspiration aufgrund höherer Temperaturen fast überall an. ^{[ 49 ]} Zwar verringert der CO₂ _- Düngeeffekt diese Verluste ebenfalls, doch hängt es vom jeweiligen Klima ab, welcher Effekt überwiegt. So wird die Dürre am Horn von Afrika von 2020 bis 2023 vor allem auf den starken Anstieg der Evapotranspiration zurückgeführt, der die Auswirkungen der anhaltend geringen Niederschläge verschärfte. Diese wären im kühleren vorindustriellen Klima besser zu bewältigen gewesen. ^{[ 3 ]}

Insgesamt bedeutet dies, dass Dürren aufgrund des Klimawandels im Durchschnitt häufiger auftreten. Afrika, Südeuropa, der Nahe Osten, der größte Teil Amerikas, Australien sowie Süd- und Südostasien sind die Regionen der Erde, in denen trotz des globalen Niederschlagsanstiegs mit häufigeren und intensiveren Dürren zu rechnen ist. ^{[ 54 ]} Dürren beeinträchtigen Niederschlag, Verdunstung und Bodenfeuchtigkeit ^{[ 55 ] [ 56 ]} , und diese Auswirkungen können durch Bevölkerungswachstum und die Ausdehnung von Städten, die zu einem erhöhten Wasserbedarf führen, noch verstärkt werden. ^{[ 57 ]} Die Folge ist letztendlich Wasserknappheit , die Ernteausfälle und den Verlust von Weideland für Nutztiere zur Folge hat ^{[ 58 ]} , die bestehende Armut in Entwicklungsländern verschärft und zu Mangelernährung und potenziell zu Hungersnöten führen kann . ^{[ 59 ] [ 34 ]}

Die Bewässerung von Nutzpflanzen kann die Auswirkungen geringerer Niederschläge und höherer Temperaturen auf die Erträge durch lokale Kühlung verringern oder sogar aufheben. Die Nutzung von Wasserressourcen für die Bewässerung hat jedoch Nachteile und ist kostspielig. [ 32 ] Zudem könnten einige Bewässerungsquellen unzuverlässiger werden. Dies betrifft unter anderem die Bewässerung durch Gletscherabfluss ^{im Sommer ,} da seit 1850 bereits ein Gletscherrückgang beobachtet wurde , der sich voraussichtlich fortsetzen wird. Dadurch schmilzt das Gletschereis und der Abfluss verringert sich oder versiegt ganz. ^{[ 61 ]} In Asien wird eine globale Erwärmung um 1,5 °C die Eismasse der asiatischen Hochgebirge um etwa 29–43 % reduzieren. ^{[ 62 ]} Ungefähr 2,4 Milliarden Menschen leben im Einzugsgebiet der Himalaya-Flüsse. ^{[ 63 ]} Allein in Indien versorgt der Ganges mehr als 500 Millionen Menschen mit Trinkwasser und Wasser für die Landwirtschaft. ^{[ 64 ] [ 65 ]} Im Einzugsgebiet des Indus tragen diese Gebirgswasserressourcen außerhalb der Monsunzeit zu bis zu 60 % der Bewässerung und zu weiteren 11 % der gesamten Ernteproduktion bei. ^{[ 11 ]} Da die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserkreislauf voraussichtlich zu einem deutlichen Anstieg der Niederschläge in allen Teilen des Einzugsgebiets außer den westlichsten führen werden, dürfte der Gletscherschwund zwar teilweise kompensiert werden. Allerdings wird die Landwirtschaft in der Region stärker denn je vom Monsun abhängig sein, und die Wasserkraftnutzung wird weniger vorhersehbar und zuverlässig. ^{[ 66 ] [ 60 ] [ 67 ]}

Pflanzen reagieren auf erhöhte atmosphärische Kohlendioxidkonzentrationen mit vielfältigen physiologischen Veränderungen. Erhöhte atmosphärische Kohlendioxidkonzentrationen (CO₂ ₎ beeinflussen Pflanzenwachstum und physiologische Funktionen auf unterschiedliche Weise. Höhere CO₂-Werte steigern sowohl Ernteerträge als auch Biomasseproduktion durch verstärkte Photosyntheseprozesse . Der teilweise Verschluss der Stomata unter erhöhten CO₂- _{Konzentrationen} reduziert den Wasserverlust der Pflanzen und verbessert die Wassernutzungseffizienz. ^{[ 68 ]} Erhöhte atmosphärische CO₂- _und CH₄ _- Konzentrationen können über verschiedene Wege vielfältige Auswirkungen auf Pflanzenwachstum, Physiologie und Ökosystemprozesse haben. Bei C₃- _Pflanzen verdoppelt die CO₂ -Düngung in der Regel die anfängliche Stimulierung der Photosynthese durch erhöhtes CO₂ _{, was} zu einer gesteigerten Kohlenstoffassimilation, einem verstärkten vegetativen Wachstum und unter bestimmten Umständen auch zu höheren Ernteerträgen führt. Dieser sogenannte CO₂ _- Düngeeffekt wurde in kontrollierten Systemen nachgewiesen, beispielsweise in FACE-Versuchen (Free-Air CO₂ _Enrichment ), die darauf ausgelegt sind, zukünftige atmosphärische Bedingungen zu simulieren und die Pflanzenreaktionen unter Freilandbedingungen zu beobachten. ^{[ 69 ] [ 70 ]} Darüber hinaus kann ein erhöhter CO₂- _Gehalt zu einem teilweisen Schließen der Stomata führen, wodurch die Transpiration reduziert und die Wassernutzungseffizienz der Pflanze, insbesondere unter Trockenstress, verbessert wird. ^{[ 71 ]}

_{Die Vorteile einer CO₂-} Anreicherung können jedoch durch Nährstoffmangel, insbesondere Stickstoff- und Phosphormangel, abgeschwächt werden, da dieser die Biomasseakkumulation in natürlichen Ökosystemen begrenzt. ^{[ 72 ]} Methan ist zwar weniger direkt an der Photosynthese beteiligt, trägt aber indirekt zur Klimaerwärmung bei und verändert Pflanzengemeinschaften durch Veränderungen der Temperatur, der Niederschlagsmuster und der Bodenbeschaffenheit. In Feuchtgebieten kann erhöhtes atmosphärisches Methan die methanotrophe Aktivität in der Rhizosphäre steigern und so den Nährstoffkreislauf sowie die Interaktionen zwischen Wurzeln und Mikroorganismen beeinflussen. ^{[ 73 ]} Darüber hinaus können erhöhte Treibhausgaskonzentrationen die Interaktionen zwischen Pflanzen und Insekten, die Pathogendynamik und die Produktion sekundärer Pflanzenstoffe beeinflussen und somit Vorhersagen über die zukünftige Gesundheit und Produktivität von Ökosystemen erschweren. ^{[ 74 ]}

Obwohl eine Begrünung der Vegetationsflächen der Erde beobachtet wurde, bleibt der langfristige positive Effekt der CO₂-Düngung ungewiss. Traditionell stützt sich die Landwirtschaft auf den Einsatz synthetischer Düngemittel, Herbizide und Insektizide, kombiniert mit Fortschritten in der Bewässerung und biotechnologischen Verfahren zur Steigerung der Produktivität. _Verma , Krishnan (2025). „Anpassung an den Klimawandel: Herausforderungen für die Nachhaltigkeit der Landwirtschaft“ . Plant, Cell & Environment . 48 (4). Wiley: 2522–2533 . Bibcode : 2025PCEnv..48.2522V . doi : 10.1111/pce.15078 . PMID 39136256. Abgerufen am 30. Oktober 2025 . Es wurde berichtet, dass die positiven Auswirkungen erhöhter CO₂-Konzentrationen auf das Pflanzenwachstum durch Nährstoffmangel, insbesondere an Stickstoff (N) und Phosphor (P), abgeschwächt werden können. _Diese Nährstoffe sind entscheidend für die Biomasseproduktion und die langfristige Produktivität. ^{[ 81 ] [ 82 ]} Obwohl Satellitendaten einen weitverbreiteten Anstieg des Blattflächenindex (LAI) zeigen, führt dieser Trend zur Begrünung nicht zwangsläufig zu einer proportionalen Steigerung der Kohlenstoffbindung. Dies liegt an der verkürzten Kohlenstoffverweilzeit und der erhöhten Ökosystematmung infolge der Erwärmung sowie an nicht erfassten Kohlenstoffverlusten. ^{[ 83 ] [ 84 ]} Trotz der Förderung der globalen Begrünung durch CO₂ _- Düngung scheint das Potenzial, anthropogene Emissionen zu kompensieren, ohne entsprechende Anpassungen der Nährstoffversorgung und des Landmanagements begrenzt zu sein. ^{[ 85 ]}

Changes in atmospheric carbon dioxide may reduce the nutritional quality of some crops, with for instance wheat having less protein and less of some minerals.^{[88]: 439 [89]} The nutritional quality of C3 plants (e.g. wheat, oats, rice) is especially at risk: lower levels of protein as well as minerals (for example zinc and iron) are expected.^{[6]: 1379} Food crops could see a reduction of protein, iron and zinc content in common food crops of 3 to 17%.^[90] This is the projected result of food grown under the expected atmospheric carbon-dioxide levels of 2050. Using data from the UN Food and Agriculture Organization as well as other public sources, the authors analysed 225 different staple foods, such as wheat, rice, maize, vegetables, roots and fruits.^[91]

The effect of increased levels of atmospheric carbon dioxide on the nutritional quality of plants is not limited only to the above-mentioned crop categories and nutrients. A 2014 meta-analysis has shown that crops and wild plants exposed to elevated carbon dioxide levels at various latitudes have lower density of several minerals such as magnesium, iron, zinc, and potassium.^[86]

Studies using Free-Air Concentration Enrichment have also shown that increases in CO₂ lead to decreased concentrations of micronutrients in crop and non-crop plants with negative consequences for human nutrition,^[92][86] including decreased B vitamins in rice.^[93][94] This may have knock-on effects on other parts of ecosystems as herbivores will need to eat more food to gain the same amount of protein.^[95]

Ein narrativer Review aus dem Jahr 2022 hob hervor, dass der Klimawandel nicht nur die Nahrungsmittelmenge, sondern auch die Nährstoffqualität von Nutzpflanzen beeinträchtigt. Erhöhte CO₂-Konzentrationen in der Atmosphäre _senken nachweislich die Konzentrationen von Protein, Eisen, Zink und anderen Mikronährstoffen in wichtigen Grundnahrungsmitteln wie Weizen und Reis. Diese Nährstoffverluste können zu weit verbreiteten Mängeln führen, insbesondere in gefährdeten Bevölkerungsgruppen, und das Risiko von Mangelernährung erhöhen. Die Autoren betonen, dass klimaschonende Landwirtschaft und nachhaltige Ernährungssysteme dringend erforderlich sind, um angesichts dieser Herausforderungen sowohl die Ernährungssicherheit als auch die menschliche Gesundheit zu schützen. ^{[ 96 ]}

Empirische Belege zeigen, dass steigende CO₂-Konzentrationen _zu geringeren Mineralstoffkonzentrationen in Pflanzengeweben führen. Eine Verdopplung der CO₂- _{Konzentration} bewirkt im Durchschnitt einen Rückgang der Mineralstoffkonzentration um 8 %. ^{[ 86 ]} Der Rückgang von Magnesium, Kalzium, Kalium, Eisen, Zink und anderen Mineralstoffen in Nutzpflanzen kann die Qualität der menschlichen Ernährung beeinträchtigen. Forscher berichten, dass die für die zweite Hälfte des 21. Jahrhunderts erwarteten CO₂- _{Konzentrationen} voraussichtlich den Gehalt an Zink, Eisen und Protein in Weizen, Reis, Erbsen und Sojabohnen verringern werden. Rund zwei Milliarden Menschen leben in Ländern, in denen die Bevölkerung mehr als 60 Prozent ihres Zink- oder Eisenbedarfs aus diesen Nutzpflanzen deckt. Der Mangel an diesen Nährstoffen führt bereits jetzt zu einem geschätzten Verlust von 63 Millionen Lebensjahren jährlich. ^{[ 97 ] [ 98 ]}

Neben einem Rückgang der Mineralstoffe zeigen Studien, dass Pflanzen unter doppelter CO₂-Konzentration 6 % mehr Kohlenstoff, 15 % weniger Stickstoff, 9 % weniger Phosphor und 9 % weniger Schwefel enthalten _. Der Anstieg des Kohlenstoffs ist hauptsächlich auf Kohlenhydrate ohne strukturelle Funktion in der Pflanze zurückzuführen – die für den Menschen verdauliche, kalorienliefernde Stärke und Einfachzucker. Der Stickstoffrückgang führt direkt zu einem geringeren Proteingehalt. Folglich reduziert eine höhere CO₂- _{Konzentration} nicht nur die Mikronährstoffe einer Pflanze, sondern auch die Qualität ihrer Makronährstoffzusammensetzung.

Diese Nährstoffverluste haben weltweit schwerwiegende Folgen für die öffentliche Gesundheit, insbesondere in Regionen mit traditionell pflanzlicher Ernährung. Bevölkerungsgruppen in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen sind besonders gefährdet, da Grundnahrungsmittel wie Reis und Weizen ihre Hauptquellen für tägliches Protein, Eisen und Zink darstellen. ^{[ 99 ]} Potenzielle Nährstoffverluste infolge von Veränderungen der Pflanzenzusammensetzung durch CO₂ _könnten bereits bestehende Mängel verschlimmern und das Auftreten von Anämie, Wachstumsstörungen und kognitiven Beeinträchtigungen erhöhen. ^{[ 100 ]} Abgesehen von den Auswirkungen auf den Menschen können sich solche Veränderungen des Nährstoffgehalts kaskadenartig auf die Nahrungskette auswirken. Pflanzenfresser müssten mehr Biomasse aufnehmen, um ihren Bedarf zu decken, was wiederum Folgen für die Ökosystemdynamik haben könnte. ^{[ 101 ]} Diese Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig es ist, in zukünftigen Klimaszenarien nicht nur die Ernteerträge zu betrachten, sondern auch deren Nährwert im Hinblick auf ihr Potenzial zur Förderung der menschlichen und ökologischen Gesundheit. ^{[ 102 ]}

Anthropogene Methanemissionen tragen aufgrund des hohen Treibhauspotenzials von Methan erheblich zur Erderwärmung bei. Gleichzeitig dient Methan als Vorläufer von bodennahem Ozon , einem bedeutenden Luftschadstoff . Dessen Auswirkungen umfassen die Beeinträchtigung physiologischer Funktionen und damit einhergehend Ertrag und Qualität von Nutzpflanzen. ^{[ 6 ] : 732} Entsprechend den Methanwerten stiegen die troposphärischen Ozonwerte „seit dem späten 19. Jahrhundert deutlich an“ ^{[ 6 ] : 732.} Laut einer Schätzung aus dem Jahr 2016 erlitten die vier wichtigsten Nutzpflanzen (siehe späteren Abschnitt) allein aufgrund des Ozonanstiegs Ertragsverluste von 5 ± 1,5 % im Vergleich zu einem Szenario ohne Klimawandel. Dies entspricht fast der Hälfte der negativen Auswirkungen der übrigen Klimawandeleffekte (10,9 ± 3,2 %) und hebt den Düngeeffekt von CO₂ (6,5 ± 1,0 %) weitgehend auf. _[ ^{6 ] : 724}

Die in den letzten Jahrzehnten beobachteten höheren Lufttemperaturen führen voraussichtlich zu einem intensiveren Wasserkreislauf mit häufigeren und extremeren Regenfällen. Erosion , Bodendegradation und Bodenverdichtung treten infolge von Starkregen und Extremwetterereignissen mit größerer Wahrscheinlichkeit auf. ^{[ 104 ]} Auch die Bodenfruchtbarkeit wird durch die globale Erwärmung beeinträchtigt. Dies schränkt das Pflanzenwachstum ein. In Agrarlandschaften kann es durch anthropogene Faktoren zu verstärkter Erosion kommen, die innerhalb von 50 Jahren zu einem Verlust von bis zu 22 % des Bodenkohlenstoffs führen kann. ^{[ 105 ]}

Der Klimawandel führt auch zu einer Erwärmung der Böden. Erhöhte Temperaturen können den Abbau organischer Bodensubstanz beschleunigen, wodurch der organische Kohlenstoffgehalt im Boden sinkt und dessen Fähigkeit, Nährstoffe und Wasser zu speichern, abnimmt. ^{[ 106 ] [ 107 ]} Diese Faktoren tragen gemeinsam zu einer verminderten Bodenqualität bei und beeinträchtigen somit das Pflanzenwachstum. Dies wiederum könnte zu einem drastischen Anstieg der Bodenmikrobenpopulation um 40–150 % führen . Wärmere Bedingungen würden das Wachstum bestimmter Bakterienarten begünstigen und die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft verändern. Erhöhte Kohlendioxidkonzentrationen würden die Wachstumsraten von Pflanzen und Bodenmikroben erhöhen, den Kohlenstoffkreislauf im Boden verlangsamen und Oligotrophe begünstigen , die langsamer wachsen und ressourceneffizienter sind als Copiotrophe . ^{[ 108 ]}

Ein Anstieg des Meeresspiegels würde insbesondere in Regionen wie Südostasien zu einem Verlust an landwirtschaftlichen Nutzflächen führen . ^{[ 109 ]} Erosion , die Überflutung von Küstenlinien und die Versalzung des Grundwassers infolge des steigenden Meeresspiegels könnten die Landwirtschaft hauptsächlich durch die Überschwemmung tiefliegender Gebiete beeinträchtigen . Tief liegende Gebiete wie Bangladesch , Indien und Vietnam werden erhebliche Reisernteausfälle erleiden, wenn der Meeresspiegel wie erwartet bis zum Ende des Jahrhunderts ansteigt. Vietnam beispielsweise ist für den Reisanbau stark von seiner Südspitze abhängig, wo sich das Mekong-Delta befindet. Ein Anstieg des Meeresspiegels um einen Meter würde mehrere Quadratkilometer Reisfelder in Vietnam überfluten. ^{[ 110 ]}

Neben der Überflutung von landwirtschaftlichen Flächen kann der Meeresspiegelanstieg auch zum Eindringen von Salzwasser in Süßwasserbrunnen führen , insbesondere wenn diese bereits unter dem Meeresspiegel liegen. Sobald die Salzwasserkonzentration 2–3 % übersteigt, ist der Brunnen unbrauchbar. Bemerkenswerterweise befindet sich in Gebieten entlang schätzungsweise 15 % der US-Küste bereits der Großteil des lokalen Grundwassers unter dem Meeresspiegel. ^{[ 103 ]}

Der Klimawandel kann die Menge an Ackerland vergrößern , indem er die Frostflächen verringert. Eine Studie aus dem Jahr 2005 berichtet, dass die Temperatur in Sibirien seit 1960 im Durchschnitt um drei Grad Celsius gestiegen ist (deutlich stärker als im Rest der Welt). ^{[ 111 ] Berichte über die Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die russische Landwirtschaft [ 112 ]} deuten jedoch auf widersprüchliche Ergebnisse hin: Zwar wird eine Ausdehnung der landwirtschaftlichen Nutzflächen nach Norden erwartet, ^{[ 113 ]} gleichzeitig wird aber vor möglichen Produktivitätseinbußen und einem erhöhten Dürrerisiko gewarnt. ^{[ 114 ]}

Es wird erwartet, dass die Arktisregion von verbesserten Möglichkeiten in der Land- und Forstwirtschaft profitieren wird . ^{[ 115 ]}

Der Klimawandel wird die Verbreitung von Schädlingen , Pflanzenkrankheiten und Unkräutern verändern und potenziell zu Ernteausfällen führen, insbesondere bei Grundnahrungsmitteln wie Weizen , Sojabohnen und Mais. ^{[ 116 ]} Höhere Temperaturen können den Stoffwechsel und die Anzahl der Fortpflanzungszyklen von Insektenpopulationen erhöhen . ^{[ 116 ]} Früher töteten kalte Temperaturen in den Nächten und Wintermonaten Insekten , Bakterien und Pilze ab . Die wärmeren und feuchteren Winter begünstigen jedoch die Ausbreitung von Pilzkrankheiten wie Weizenrost ( Streifenrost und Braunrost ) und Sojabohnenrost nach Norden. ^{[ 117 ]} Auch die zunehmenden Überschwemmungen und Starkregen fördern das Wachstum verschiedener anderer Pflanzenschädlinge und -krankheiten. ^{[ 118 ]}

Climate change is expected to have a negative effect on many insects, greatly reducing their species distribution and thus increasing their risk of going extinct.^[119] Around 9% of agricultural production is dependent in some way on insect pollination,^[120] and some pollinator species are also adversely affected, with wild bumblebees known to be particularly vulnerable to recent warming.^[121][122]

At the same time, insects are the most diverse animal taxa, and some species will benefit from the changes, including notable agricultural pests and disease vectors.^[117] Insects that previously had only two breeding cycles per year could gain an additional cycle if warm growing seasons extend, causing a population boom. Temperate places and higher latitudes are more likely to experience a dramatic change in insect populations:^[123] for instance, the Mountain Pine Beetle epidemic in British Columbia, Canada had killed millions of pine trees, partially because the winters were not cold enough to slow or kill the growing beetle larvae.^[34] Likewise, potato tuber moth and Colorado potato beetle are predicted to spread into areas currently too cold for them.^[124]

Further, effects of climate change on the water cycle often mean that both wet seasons and drought seasons will become more intense. Some insect species will breed more rapidly because they are better able to take advantage of such changes in conditions.^[125] This includes certain insect pests, such as aphids and whiteflies:^[34] similarly, locust swarms could also cause more damage as the result. A notable example was the 2019–2022 locust infestation focused on East Africa, considered the worst of its kind in many decades.^[126][127]

Der Maiszünsler ( Spodoptera frugiperda ) ist ein hochinvasiver Pflanzenschädling, der insbesondere Mais massive Schäden an Nutzpflanzen verursachen kann. In den letzten Jahren hat er sich in Ländern Subsahara-Afrikas ausgebreitet , und diese Ausbreitung steht im Zusammenhang mit dem Klimawandel. Es wird erwartet, dass sich diese hochinvasiven Schädlinge aufgrund ihrer hohen Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Umweltbedingungen auch in anderen Teilen der Erde ausbreiten werden. ^{[ 4 ]}

Der Klimawandel könnte auf vielen landwirtschaftlichen Betrieben die biologisch vielfältigeren Unkräuter gegenüber den Monokulturen begünstigen. ^{[ 118 ]} Eigenschaften von Unkräutern wie ihre genetische Vielfalt , ihre Kreuzungsfähigkeit und ihr schnelles Wachstum verschaffen ihnen im Klimawandel einen Vorteil, da sie sich dadurch im Vergleich zu den meist einheitlichen Kulturpflanzen der Betriebe leichter anpassen können und einen biologischen Vorteil erlangen. ^{[ 34 ]}

Auch Unkräuter durchlaufen beschleunigte Zyklen wie Kulturpflanzen und würden von einer CO₂ _- Düngung profitieren . Da die meisten Unkräuter C3-Pflanzen sind, werden sie voraussichtlich noch stärker als bisher mit C4-Kulturpflanzen wie Mais konkurrieren . ^{[ 128 ]} Es wird erwartet, dass die erhöhten CO₂- _{Konzentrationen auch die Toleranz von Unkräutern gegenüber} Herbiziden steigern und deren Wirksamkeit verringern. ^{[ 118 ]} Dies könnte jedoch durch steigende Temperaturen, die deren Wirksamkeit erhöhen, kompensiert werden. ^{[ 128 ]}

Derzeit verursachen Krankheitserreger weltweit Ernteausfälle von 10–16 %, und dieser Wert dürfte steigen, da Pflanzen einem stetig wachsenden Risiko durch Schädlinge und Krankheitserreger ausgesetzt sind . ^{[ 129 ]} Untersuchungen haben gezeigt, dass der Klimawandel die Entwicklungsstadien von Pflanzenpathogenen , die Nutzpflanzen befallen können, verändern kann. Dies betrifft auch verschiedene Erreger, die mit der Schwarzbeinigkeit der Kartoffel (z. B. Dickeya ) in Verbindung stehen, da sie bei höheren Temperaturen schneller wachsen und sich vermehren. ^{[ 130 ]} Es wird erwartet, dass die Erwärmung auch die Lebensmittelsicherheit und den Lebensmittelverderb durch Mykotoxin -produzierende Pilze und Bakterien wie Salmonellen verstärkt . ^{[ 131 ]}

Der Klimawandel würde in einigen Gebieten zu vermehrten Niederschlägen führen, was wiederum die Luftfeuchtigkeit und die Dauer der Regenzeiten erhöhen würde. In Verbindung mit höheren Temperaturen könnten diese Bedingungen die Entwicklung von Pilzkrankheiten wie der Krautfäule ^{[ 132} , ^{117 ]} oder bakteriellen Infektionen wie der durch Ralstonia solanacearum begünstigen , die ^sich möglicherweise auch durch Sturzfluten leichter ausbreiten ^könnten . ^{[ 124 ]}

Der Klimawandel kann die Interaktionen zwischen Krankheitserregern und ihren Wirtspflanzen verändern, insbesondere die Infektionsraten der Erreger und die Resistenz der Wirtspflanzen. ^{[ 133 ]} Pflanzenkrankheiten wirken sich auch auf die wirtschaftlichen Kosten aus, die mit dem Anbau anderer Pflanzen aufgrund geringerer Erträge sowie der Behandlung und Pflege bereits befallener Kulturen verbunden sind. ^{[ 134 ]} Sojabohnenrost beispielsweise ist ein aggressiver Pflanzenpathogen, der innerhalb weniger Tage ganze Felder vernichten und Landwirten dadurch erhebliche Verluste in Milliardenhöhe verursachen kann. ^{[ 34 ]} Veränderungen der Wettermuster und Temperaturen infolge des Klimawandels führen zur Ausbreitung von Pflanzenpathogenen , da Wirtspflanzen in Gebiete mit günstigeren Bedingungen abwandern. Dies erhöht die Ernteausfälle durch Krankheiten. ^{[ 131 ] [ 117 ]} Blattläuse beispielsweise fungieren als Vektoren für viele Kartoffelviren und können sich aufgrund der steigenden Temperaturen weiter ausbreiten. ^{[ 135 ]}

According to the IPCC Sixth Assessment Report from 2022, there is high confidence that in and of itself, climate change to date has left primarily negative effects on both crop yields and quality of produce, although there has been some regional variation:^{[6]: 724} more negative effects have been observed for some crops in low-latitudes (maize and wheat), while positive effects of climate change have been observed in some crops in high-latitudes (maize, wheat, and sugar beets).^{[137]: 8} I.e. during the period 1981 to 2008, global warming has had negative effects on wheat yield in especially tropical regions, with decreases in average global yields by 5.5%.^[138] A study in 2019 tracked ~20,000 political units globally for 10 crops (maize, rice, wheat, soybean, barley, cassava, oil palm, rapeseed, sorghum and sugarcane), providing more detail on the spatial resolution and a larger number of crops than previously studied.^[136] It found that crop yields across Europe, sub-Saharan Africa, and Australia had in general decreased because of climate change (compared to the baseline value of 2004–2008 average data), though exceptions are present. The effect of global climate change on yields of different crops from climate trends ranged from −13.4% (oil palm) to 3.5% (soybean). The study also showed that effects are generally positive in Latin America. Effects in Asia and Northern and Central America are mixed.^[136] Recent empirical research finds that each 1°C increase in global mean surface temperature could reduce global staple crop production by about 5.5x10^14 kcal annually (≈120kcal/person/day, or ~4.4% of recommended consumption), even after accounting for adaptation and income growth, with only about one-quarter of losses mitigated by mid-century. (Hultgren et al., 2025)^[139]

Während die Grüne Revolution seit den 1960er Jahren ein Wachstum der gesamten Ernteproduktion pro Fläche von 250 % bis 300 % bewirkt hat ^{[ 6 ] : 727,} wobei rund 44 % allein auf neuere Pflanzensorten zurückzuführen sind ^{[ 140 ],} wird angenommen, dass dieses Wachstum ohne die gegenläufigen Auswirkungen des Klimawandels auf die Ernteerträge im selben Zeitraum noch deutlich höher ausgefallen wäre. Zwischen 1961 und 2021 hätte die globale landwirtschaftliche Produktivität um 21 % höher liegen können, wenn der Klimawandel nicht die Folge gewesen wäre. Solche Ertragsausfälle hätten die Ernährungssicherheit gefährdeter Bevölkerungsgruppen am stärksten beeinträchtigt: ^{[ 6 ] : 724.} Eine Studie aus dem Jahr 2019 zeigte, dass der Klimawandel das Risiko von Ernährungsunsicherheit in vielen Ländern mit Ernährungsunsicherheit bereits erhöht hat. ^{[ 136 ]} Selbst in entwickelten Ländern wie Australien hat sich gezeigt, dass extreme Wetterereignisse im Zusammenhang mit dem Klimawandel neben ihren primären Auswirkungen auf den Obst-, Gemüse- und Viehsektor sowie die davon abhängigen ländlichen Gemeinschaften auch eine Vielzahl von Folgewirkungen durch Unterbrechungen der Lieferketten verursachen. ^{[ 141 ]}

Zwischen 1961 und 1985 hat sich die Getreideproduktion in Entwicklungsländern mehr als verdoppelt , vor allem aufgrund der Entwicklung von Bewässerung, Düngemitteln und Saatgutsorten. ^{[ 142 ]} Selbst ohne weitere wissenschaftliche und technologische Entwicklungen sind viele der bestehenden Fortschritte nicht gleichmäßig verteilt, und ihre Verbreitung von den Industrieländern in die Entwicklungsländer dürfte von selbst zu Verbesserungen führen. Darüber hinaus hat sich die Expansion der Landwirtschaft in den letzten Jahren verlangsamt, doch wird allgemein erwartet, dass sich dieser Trend in Zukunft umkehren wird, um die globale Nahrungsmittelversorgung unter allen – außer den optimistischsten – mit dem Pariser Abkommen vereinbaren Klimawandelszenarien aufrechtzuerhalten . ^{[ 143 ] [ 87 ]}

In 2007, the IPCC Fourth Assessment Report had suggested that global production potential would increase up to around 3 °C (5.4 °F) of globally averaged warming, as productivity increases for cereals in high latitudes would outweigh decreases in the low latitudes and global aggregate yields of rain-fed agriculture would increase by 5–20% in the first half of the 21st century. Warming exceeding this level would very likely see global declines in yields.^{[144][145]: 14–15} Since then, subsequent reports had been more negative on the global production potential.^[6]

The US National Research Council assessed the literature on the effects of climate change on crop yields in 2011,^[30] and provided central estimates for key crops.^{[30]: 160} A meta-analysis in 2014 revealed consensus that yield is expected to decrease in the second half of the century, and with greater effect in tropical than temperate regions.^[146]

A 2024 comprehensive review by Yuan et al. found that, under high-emission scenarios without adaptation, the combined effects of rising temperatures, altered precipitation patterns and increased evapotranspiration are projected to reduce yields of the four staple cereals (maize, rice, wheat and soybean) by approximately 5–10 % by mid-century.^[147]

There is a large number of agricultural crops, but not all of them are equally important. Most climate change assessments focus on "four major crops" – maize (corn), rice, wheat and soybeans^[148]– which are consumed directly and indirectly, as animal feed (the main purpose of soybeans). The three cereals are collectively responsible for half of the total human calorie intake,^[149] and together with soybeans, they account for two thirds.^[12] Different methods have been used to project future yields of these crops, and by 2019, the consensus was that warming would lead to aggregate declines of the four. Maize and soybean would decrease with any warming, whereas rice and wheat production might peak at 3 °C (5.4 °F) of warming.^{[88]: 453}

In 2021, a paper which used an ensemble of 21 climate models estimated that under the most intense climate change scenario used at the time, RCP8.5, global yields of these four crops would decline by between 3–12% around 2050 and by 11–25% by the year 2100. The losses were concentrated in what are currently the major agricultural producers and exporters. For instance, even by 2050, some agricultural areas of Australia, Brazil, South Africa, Southeast China, Southern Europe and the United States would suffer production losses of mostly maize and soybeans exceeding 25%.^[150] A similar finding - that some major "breadbaskets" would begin to see unequivocal effects of climate change, both positive and negative, before the year 2040 - had been established in another study from the same year.^[151] Since it represents the worst-case scenario of continually increasing emissions with no efforts to reduce them, RCP8.5 is often considered unrealistic,^[152] and a less intense RCP4.5 scenario (which still leads to nearly 3 °C (5.4 °F) by century's end, far in excess of the Paris Agreement goals) is now usually considered a better match for the current trajectory.^[52][53]

In addition, reduced crop yields have the potential to increase food prices and negatively affect agricultural prosperity world-wide, with a 0.3% annual loss in prospective global GDP by 2100. This will negatively impact the means of subsistence for millions of people particularly in South Asian Nations. Over 70% of people in the Asian region depend on agriculture for their livelihood, it employs nearly 60 percent of the workforce and provides 22% of the gross domestic product (GDP) for the area.^[153]

Out of the four crops, maize is considered the most vulnerable to warming,^[154] with one meta-analysis concluding that every 1 °C (1.8 °F) of global warming reduces maize yields by 7.4%.^[12]

Es handelt sich außerdem um eine C4-Kohlenstofffixierungspflanze , was bedeutet, dass sie von erhöhten _CO₂ - Konzentrationen kaum profitiert . ^{[ 10 ]} Als 2021 die Ergebnisse von Modellsimulationen veröffentlicht wurden, die die kombinierten Ergebnisse neuester Erdsystemmodelle und spezieller Agrarmodelle verglichen, war die bemerkenswerteste neue Erkenntnis der erhebliche Rückgang der prognostizierten globalen Maiserträge. Während die vorherige Generation unter einem Szenario mit geringer Erwärmung einen Anstieg der Maisproduktivität um etwa 5 % bis zum Ende des Jahrhunderts prognostizierte, ergab die neueste Generation einen Rückgang um 6 % unter dem entsprechenden Szenario SSP1-2.6 . Unter dem Szenario mit hohen Emissionen SSP5-8.5 wurde bis 2100 ein globaler Rückgang um 24 % erwartet, im Gegensatz zur früheren Annahme eines Anstiegs um 1 %. ^{[ 151 ]}

Studien zeigen, dass Temperaturänderungen allein die globalen Reiserträge um 3,2 % pro 1 °C (1,8 °F) globaler Erwärmung reduzieren. ^{[ 12 ]} Prognosen werden komplexer, sobald Veränderungen der Niederschlagsmenge, der CO₂- _Düngeeffekt und andere Faktoren berücksichtigt werden müssen: So waren die Klimaauswirkungen auf das Reiswachstum in Ostasien bisher insgesamt positiv, ^{[ 6 ] : 728} obwohl Untersuchungen aus dem Jahr 2023 nahelegten, dass China bis zum Ende des Jahrhunderts allein aufgrund zunehmender Extremniederschläge bis zu 8 % seiner Reiserträge verlieren könnte. ^{[ 29 ]} Im Jahr 2021 waren die globalen Reisertragsprognosen der fortschrittlichsten Klima- und Agrarmodelle weniger konsistent als die für Weizen und Mais und konnten keinen eindeutigen statistisch signifikanten Trend erkennen. ^{[ 151 ]}

Climate change effects on rainfedwheat will vary depending on the region and local climatic conditions. Studies in Iran surrounding changes in temperature and rainfall are representative for several different parts of the world since there exists a wide range of climatic conditions. They range from temperate to hot-arid to cold semi-arid. Scenarios based on increasing temperature by up to 2.5 °C (4.5 °F) and rainfall decreases by up to 25% show wheat grain yield losses can be significant. The losses can be as much as 45% in temperate areas and over 50% in hot-arid areas. But in cold semi-arid areas yields can be increased somewhat (about 15%). Adaptation strategies with the most promise center around dates for seed planting. Late planting in November to January can have significant positive effects on yields due to the seasonality of rainfall.^[162] However, those experiments did not consider the effects of CO₂ increases.

Globally, temperature changes alone are expected to reduce annual wheat yield by 6% for every 1 °C (1.8 °F) of global warming.^[12] However, other factors such as precipitation and the CO₂ fertilization effect benefit wheat yields far more. In November 2021, the results from modelling experiments comparing the combined output of latest earth system models and dedicated agricultural crop models were published. While it projected a consistent decrease in future global yields of maize, particularly under greater warming, it found the opposite for wheat yields. When the previous generation of models suggested a 9% increase in global wheat yields by 2100 under the high-emission scenario, the updated results indicate that under its highest-warming SSP5-8.5 scenario, they would increase by 18%.^[151] As per projections, heat-induced stress could potentially affect approximately half of the Indo-Gangetic Plains (IGP), making it unsuitable for the cultivation of wheat by 2050.^[153]

Studies have shown that when CO₂ levels rise, soybean leaves are less nutritious; therefore plant-eating beetles have to eat more to get their required nutrients.^[34] In addition, soybeans are less capable of defending themselves against the predatory insects under high CO₂. The CO₂ diminishes the plant's jasmonic acid production, an insect-killing poison that is excreted when the plant senses it is being attacked. Without this protection, beetles are able to eat the soybean leaves freely, resulting in a lower crop yield.^[34] This is not a problem unique to soybeans, and many plant species' defence mechanisms are impaired in a high CO₂ environment.^[129]

Studies indicate that on their own, temperature changes reduce global soybean yields by 3.1% for every 1 °C (1.8 °F) of global warming.^[12] These projections become more complicated once the changes in precipitation, CO₂ fertilization effect and other factors need to be taken into account: as of 2021, global projections of soybean yields from the most advanced climate and agricultural models were less able to establish a strong trend when compared to the projections for maize and wheat.^[151]

Climate change induced by increasing greenhouse gases is likely to differ across crops and countries.^[163]

Millet and sorghum are not as widely consumed as the four major crops, but they are crucial staples in many African countries. A paper published in the year 2022 found that under the highest-warming SSP5-8.5 scenario, changes in temperature and soil moisture would reduce the aggregate yields of millet, sorghum, maize and soybeans by between 9% and 32%, depending on the model. Notably, this was a less pessimistic result than in the earlier models, which the authors attributed to simulating soil moisture directly, rather than attempting to indirectly account for it by tracking precipitation changes caused by effects of climate change on the water cycle.^[164]

Climate change induced drought stress in Africa will likely lead to a reduction in the nutritional quality of the common bean.^[165] This would primarily impact populations in poorer countries less able to compensate by eating more food, more varied diets, or possibly taking supplements.

As well as affecting potatoes directly, climate change will also affect the distributions and populations of many potato diseases and pests. For instance, late blight is predicted to become a greater threat in some areas (e.g. in Finland^[124]) and become a lesser threat in others (e.g. in the United Kingdom^[173] Altogether, one 2003 estimate suggests that future (2040–2069) worldwide potato yield would be 18–32% lower than it was at the time, driven by declines in hotter areas like Sub-Saharan Africa,^[124] unless farmers and potato cultivars can adapt to the new environment.^[117]

Grapevines are very responsive to their surrounding environment with a seasonal variation in yield of 32.5%.^[174] Climate is one of the key controlling factors in grape and wine production,^[175] affecting the suitability of certain grape varieties to a particular region as well as the type and quality of the wine produced.^[176][177] Wine composition is largely dependent on the mesoclimate and the microclimate and this means that for high quality wines to be produced, a climate-soil-variety equilibrium has to be maintained. The interaction between climate-soil-variety will in some cases come under threat from the effects of climate change. Identification of genes underlying phenological variation in grape may help to maintain consistent yield of particular varieties in future climatic conditions.^[178]

There are numerous interlinked effects of climate change on livestock rearing. This activity is both heavily affected by and a substantial driver of anthropogenic climate change due to its greenhouse gas emissions. As of 2011, some 400 million people relied on livestock in some way to secure their livelihood.^{[45]: 746} The commercial value of this sector is estimated as close to $1 trillion.^[183] As an outright end to human consumption of meat and animal products is not currently considered a realistic goal,^[184] any comprehensive adaptation to effects of climate change must also consider livestock.

The observed adverse impacts on livestock production include increased heat stress in all but the coldest nations.^[46][185] This causes both mass animal mortality during heatwaves, and the sublethal impacts, such as lower quantity of quality of products like milk, greater vulnerability to conditions like lameness or even impaired reproduction.^[45] Another impact concerns reduced quantity or quality of animal feed, whether due to drought or as a secondary impact of CO2 fertilization effect. Difficulties with growing feed could reduce worldwide livestock headcounts by 7–10% by midcentury.^{[45]: 748} Animal parasites and vector-borne diseases are also spreading further than they had before, and the data indicating this is frequently of superior quality to one used to estimate impacts on the spread of human pathogens.^[45]

While some areas which currently support livestock animals are expected to avoid "extreme heat stress" even with high warming at the end of the century, others may stop being suitable as early as midcentury.^{[45]: 750} In general, sub-Saharan Africa is considered to be the most vulnerable region to food security shocks caused by the impacts of climate change on their livestock, as over 180 million people across those nations are expected to see significant declines in suitability of their rangelands around midcentury.^{[45]: 748} On the other hand, Japan, the United States and nations in Europe are considered the least vulnerable. This is as much a product of pre-existing differences in human development index and other measures of national resilience and widely varying importance of pastoralism to the national diet as it is an outcome of direct impacts of climate on each country.^[182]

Das wissenschaftliche Verständnis der Auswirkungen des Klimawandels auf die globale Ernährungssicherheit hat sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt. Der jüngste Sechste Sachstandsbericht des IPCC aus dem Jahr 2022 prognostiziert, dass die Zahl der vom Hunger bedrohten Menschen bis 2050 in allen Szenarien um 8 bis 80 Millionen steigen wird, fast ausschließlich in Subsahara-Afrika , Südasien und Mittelamerika . Dieser Vergleich erfolgte jedoch im Vergleich zu einer Welt ohne Klimawandel und schließt daher eine mögliche Verringerung des Hungerrisikos im Vergleich zu den heutigen Bedingungen nicht aus. ^{[ 6 ] : 717}

Der frühere Sonderbericht zu Klimawandel und Landnutzung legte nahe, dass Getreide im Jahr 2050 unter einem Szenario mit relativ hohen Emissionen (RCP6.0) je nach sozioökonomischer Entwicklung um 1–29 % teurer werden könnte. ^{[ 88 ] : 439} Im Vergleich zu einem Szenario ohne Klimawandel wären dadurch 1–181 Millionen Menschen mit niedrigem Einkommen von Hunger bedroht. ^{[ 88 ]}

Es ist schwierig, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Nutzung von Nahrungsmitteln (Schutz vor Verderb, ausreichende Nährstoffaufnahme usw.) vorherzusagen. Eine Modellstudie aus dem Jahr 2016 prognostizierte, dass das intensivste Klimawandelszenario bis Mitte des Jahrhunderts die weltweite Nahrungsmittelverfügbarkeit pro Kopf um 3,2 % verringern würde, mit einem Rückgang des Konsums von rotem Fleisch um 0,7 % und des Obst- und Gemüsekonsums um 4 % . Laut dieser Studie würden dadurch zwischen 2010 und 2050 529.000 Menschen sterben, vorwiegend in Süd- und Ostasien . Zwei Drittel dieser Todesfälle wären auf einen Mangel an Mikronährstoffen aufgrund des geringeren Obst- und Gemüseangebots und nicht auf direkten Hunger zurückzuführen. Maßnahmen zur Verlangsamung des Klimawandels könnten diese Prognosen um bis zu 71 % reduzieren. ^{[ 187 ]} Es wird außerdem erwartet, dass die Lebensmittelpreise volatiler werden. ^{[ 188 ]}

Im Jahr 2017 litten rund 821 Millionen Menschen an Hunger. Dies entsprach etwa 11 % der Weltbevölkerung; regional betrachtet betraf dies 23,2 % der Bevölkerung Subsahara-Afrikas , 16,5 % der Karibik und 14,8 % Südasiens . ^{[ 15 ]} Im Jahr 2021 galten 720 bis 811 Millionen Menschen als unterernährt (davon befanden sich 200.000, 32,3 Millionen bzw. 112,3 Millionen Menschen in einer Situation katastrophaler, akuter bzw. krisenhafter Ernährungsunsicherheit). ^{[ 14 ]}

Im Jahr 2020 deuteten Forschungsergebnisse darauf hin, dass das prognostizierte sozioökonomische Entwicklungsniveau ( Shared Socioeconomic Pathway 2 ) diese Zahl bis 2050 weltweit auf 122 Millionen reduzieren würde, selbst bei einem Bevölkerungswachstum auf 9,2 Milliarden. Die Auswirkungen des Klimawandels würden diese Zahl bis 2050 höchstens um etwa 80 Millionen erhöhen, und der negative Effekt könnte durch eine Erleichterung des Lebensmittelhandels, beispielsweise durch den Abbau von Zöllen, auf 20 Millionen reduziert werden . ^{[ 15 ]}

Eine Metaanalyse aus dem Jahr 2021, die 57 Studien zur Ernährungssicherheit umfasste, fiel pessimistischer aus und prognostizierte, dass im Jahr 2050 rund 500 Millionen Menschen im Rahmen des SSP2 von Hunger bedroht sein würden. Einige Varianten des Shared Socioeconomic Pathways (SSP2) mit starkem Klimawandel und mangelnder globaler Entwicklungsgerechtigkeit führten hingegen zu einem direkten Anstieg des globalen Hungers um bis zu 30 % gegenüber dem Niveau von 2010. ^{[ 13 ]}

Im früheren Vierten Sachstandsbericht des IPCC aus dem Jahr 2007 zeigte die Analyse von vier Hauptszenarien für nachhaltige Entwicklung (SRES ) mit mittlerer Wahrscheinlichkeit (ca. 50 % Sicherheit) ^{[ 189 ]} , dass die Zahl der Unterernährten in drei dieser Szenarien (A1, B1, B2) bis zum Jahr 2080 auf 100–130 Millionen sinken würde. Die Prognosen für Szenario A2 gingen hingegen von 770 Millionen Unterernährten aus – ähnlich den damaligen Zahlen (Anfang des 21. Jahrhunderts) von rund 700 Millionen. Unter Berücksichtigung der in diesen Szenarien implizierten Auswirkungen des Klimawandels würden die Szenarien A1, B1 und B2 bis 2080 100–380 Millionen Unterernährte ergeben (immer noch ein deutlicher Rückgang gegenüber dem Niveau von 2006), während Szenario A2 740–1,3 Milliarden Unterernährte prognostizierte. Allerdings wiesen diese Zahlen nur eine geringe bis mittlere Sicherheit (20 % Sicherheit) auf. ^{[ 190 ]} Subsahara-Afrika würde Asien wahrscheinlich als die Region mit der weltweit größten Ernährungsunsicherheit ablösen, vor allem aufgrund unterschiedlicher sozioökonomischer Entwicklungen. ^{[ 191 ]}

Einige Wissenschaftler halten die genannten Prognosen zu Ernteerträgen und Ernährungssicherheit für wenig aussagekräftig, da sie ihrer Ansicht nach den Klimawandel primär als Veränderung des mittleren Klimazustands modellieren und extreme Klimaereignisse nicht ausreichend berücksichtigen. So versuchte beispielsweise eine 2021 veröffentlichte Studie, die Zahl der Hungernden im Jahr 2050 zu berechnen – allerdings unter der Annahme, dass ein Klimaereignis mit einer Wahrscheinlichkeit von 1 % (d. h. einmal alle 100 Jahre) im neuen Klima (was im gegenwärtigen Klima praktisch unmöglich wäre) in diesem Jahr eintreten würde. Die Studie schätzte, dass ein solches Ereignis die Ausgangszahl selbst im Szenario mit niedrigen Emissionen um 11–33 % und im Szenario mit hohen Emissionen um 20–36 % erhöhen würde. Würde ein solches Ereignis besonders gefährdete Regionen wie Südasien treffen , bräuchten diese das Dreifache ihrer bekannten Nahrungsmittelreserven von 2021, um die Folgen abzufedern. ^{[ 16 ]}

Notably, other papers show that simulating recent historical extreme events in climate models, such as the 2003 European heatwave, typically results in lower effects than what had been observed in the real world, indicating that the effects of future extreme events are also likely to be underestimated.^[17][192]

The difference between climatic mean and extremes may be particularly important for determining areas where agriculture may stop being viable. In 2021, a research team aimed to extend climate model projections of mean changes in temperature and the water cycle to the year 2500. They suggested that under the second-strongest warming scenario RCP6.0, land area capable of supporting four major temperate crops (maize, potato, soybean and wheat) would become about 11% smaller by 2100 and 18.3% smaller by 2500, while for major tropical crops (cassava, rice, sweet potato, sorghum, taro, and yam), it would decline by only 2.3% around 2100, yet by around 15% by 2500. Under the low-emission scenario RCP2.6, changes are much smaller, with around 3% decline in suitable land area for temperate crops by 2500 and an equivalent gain for tropical crops by then.^[193]

Yet, another paper from 2021 suggested that by 2100, under the high-emission SSP5-8.5, 31% and 34% of the current crop and livestock production would leave what the authors have defined as a "safe climatic space": that is, those areas (most of South Asia and the Middle East, as well as parts of sub-Saharan Africa and Central America) would experience very rapid shift in Holdridge life zones (HLZ) and associated weather, while also being low in social resilience. Notably, a similar fraction of global crop and livestock production would also experience a large change in HLZ, but in more developed areas which would have better chances of adapting. In contrast, under the low-emissions SSP1-2.6, 5% and 8% of crop and livestock production would leave what is defined as the safe climatic space.^[18]

Also in 2021, it was suggested that the high-emission scenario would result in a 4.5-fold increase in the probability of breadbasket failures (defined as a yield loss of 10% or more) by 2030, which could then increase 25 times by 2050.^[195] This corresponds to reaching 1.5 °C (2.7 °F) and 2 °C (3.6 °F) thresholds under that scenario: earlier research suggested that for maize, this would increase risks for multiple simultaneous breadbasket failures (yield loss of 10% or more) from 6% under the late-20th century climate to 40% and 54%, respectively.^[8]

Some countries are particularly dependent on imports from certain exporters, meaning that a crop failure in those countries would hit them disproportionately. I.e. a ban on export of staple crops from Russia, Thailand and the United States alone would place around 200 million people (90% from Sub-Saharan Africa) at risk of starvation.^[194]

Additionally, there is the issue of representing synchronization - where extreme climate events happen to strike multiple important producer regions around the same time. It was estimated that if hypothetically, every region with a synchronized growing season were to experience crop failure at the same time, it would cause losses of four major crops between 17% and 34%.^[196] More realistically, analysis of historic data suggested that there have already been synchronized climate events associated with up to 20% yield losses.^[197]

According to a 2016 estimate, if global maize, rice and wheat exports declined by 10%, 55 million people in 58 poor countries lose at least 5% of their food supply.^[194] Further, two specific Rossby wave pattern are known to induce simultaneous heat extremes in either Eastern Asia, Eastern Europe and Central North America, or in Western Asia, Western Europe and Western Central North America, respectively. These heat extremes have already been shown to cause 3–4% declines in crop yield across the affected regions:^[198] yet, concerningly, climate models overestimate the effects of such historic events in North America and underestimate them elsewhere, simulating effectively no net yield loss.^[9]

Da extreme Wetterereignisse häufiger und intensiver werden, können Überschwemmungen und Dürren Ernten vernichten und die Nahrungsmittelversorgung unterbrechen, landwirtschaftliche Tätigkeiten stören und Arbeiter arbeitslos machen. ^{[ 40 ] [ 201 ]} Aufgrund der steigenden Kosten für die Landwirte wird die Landwirtschaft für einige finanziell nicht mehr rentabel sein; das heißt, manche Landwirte entscheiden sich möglicherweise dafür, die von Dürre betroffenen Gebiete dauerhaft zu verlassen. ^{[ 202 ]} In den meisten einkommensschwachen Ländern ist die Landwirtschaft der größte Arbeitgeber der Bevölkerung, und steigende Kosten können zu Entlassungen oder Lohnkürzungen führen. ^{[ 59 ]} Andere Landwirte reagieren darauf mit Preiserhöhungen für ihre Lebensmittel ; diese Kosten werden direkt an die Verbraucher weitergegeben und beeinträchtigen die Bezahlbarkeit von Lebensmitteln. Einige Betriebe verkaufen ihre Produkte nicht, sondern versorgen stattdessen Familien oder Gemeinden; ohne diese Lebensmittel haben die Menschen nicht genug zu essen. Dies führt zu Produktionsrückgängen, steigenden Lebensmittelpreisen und potenzieller Hungersnot in Teilen der Welt. ^{[ 203 ]} In Indien sind 52 % der Beschäftigten in der Landwirtschaft tätig, und die kanadischen Prärien liefern 51 % der kanadischen Landwirtschaft. Jegliche Veränderungen in der Produktion von Nahrungspflanzen in diesen Gebieten könnten tiefgreifende Auswirkungen auf die Wirtschaft haben . ^{[ 39 ]}

Eine Schätzung legt nahe, dass eine Erwärmung um 3 °C (5,4 °F) gegenüber dem späten 20. Jahrhundert (d. h. näher an 4 °C (7,2 °F) im Vergleich zu vorindustriellen Temperaturen – ein Wert, der mit dem SSP5-8.5-Szenario assoziiert wird) die Arbeitskapazität in Subsahara-Afrika und Südostasien um 30 bis 50 % verringern würde, da die Anzahl der Tage, an denen im Freien arbeitende Menschen Hitzestress ausgesetzt sind , zunimmt: bis zu 250 Tage in den am stärksten betroffenen Gebieten dieser beiden Kontinente sowie Mittel- und Südamerikas . Dies könnte wiederum die Getreidepreise um etwa 5 % erhöhen. ^{[ 6 ] : 717 : 725}

Similarly, North China Plain is also expected to be highly affected, in part due to the region's extensive irrigation networks resulting in unusually moist air. In scenarios without aggressive action to stop climate change, some heatwaves could become extreme enough to cause mass mortality in outdoor labourers, although they will remain relatively uncommon (up to around once per decade starting from 2100 under the most extreme scenario).^[199]

Further, the role of climate change in undernutrition and micronutrient deficiencies can be calculated as the loss of "years of full health".^{[6]: 717} One estimate presented in 2016 suggests that under the scenario of strong warming and low adaptation due to high global conflict and rivalry, such losses may take up 0.4% of the global GDP and 4% of the GDP in India and the South Asian region by the year 2100.^[186]

Global warming intensifies agriculture’s existing harms such as soil loss, pollution, and greenhouse gas emissions by reducing crop yields and forcing greater land use and input dependence. It emphasizes that climate change and agriculture create a vicious feedback loop, making sustainable food production increasingly difficult unless farming systems become more resilient and climate-friendly.^[204]

There are fewer projections looking beyond 2050. In general, even as climate change would cause increasingly severe effects on food production, most scientists do not anticipate it to result in mass human mortality within this century.^[20][19] This is in part because the studies also anticipate at least some continuation of the ongoing agricultural improvements, yet also because of agricultural expansion. For instance, a 2013 paper estimated that if the high warming of RCP 8.5 scenario was not alleviated by CO₂ fertilization effect, it would reduce aggregate yields by 17% by the year 2050: yet, it anticipated that this would be mostly offset through an 11% increase in cropland area.^[143]

Similarly, one of the assumptions of Shared Socioeconomic Pathways is a significant increase in land allocated to agriculture (and a corresponding decrease in forest and "other natural land" area) in every pathway besides the SSP1 (officially subtitled "Sustainability" or "Taking the Green Road"), where the inverse occurs – and which has both the lowest level of future warming and the lowest projected population growth.^[87]

For East and Southeast Asia, an estimate in 2007 stated that crop yields could increase up to 20% by the mid-21st century.^{[145]: 13} In Central and South Asia, projections suggested that yields might decrease by up to 30%, over the same time period. Taken together, the risk of hunger was projected to remain very high in several developing countries.

Different Asian Countries have various effects from climate change. China, for example, benefits from a 1.5 °C (2.7 °F) temperature increase scenario accompanying with carbon fertilization and leading to a 3% gain of US$18 billion per year; however, India will face two thirds of the continent's aggregate losses on agriculture because its high corp net revenue suffers from the high spring temperature.^[221] In the Indo-Gangetic plain of India, heat stress and water availability are predicted to have significant negative effects on yield of wheat.^[222] Direct effects of increased mean and maximum temperatures is predicted to reduce wheat yields by up to 10%. The effect of reduced availability of water for irrigation is more significant, running at yield losses up to 35%.

Due to climate change, livestock production will be decreased in Bangladesh by diseases, scarcity of forage, heat stress and breeding strategies.^[223]

Without further adaptation to climate change, projected effects would likely be substantial. By 2030, production from agriculture and forestry was projected to decline over much of southern and eastern Australia, and over parts of eastern New Zealand.^[224] In New Zealand, initial benefits were projected close to major rivers and in western and southern areas.^[224]

For Southern Europe, it was predicted in 2007 that climate change would reduce crop productivity.^{[145]: 14} In Central and Eastern Europe, forest productivity was expected to decline. In Northern Europe, the initial effect of climate change was projected to increase crop yields. The 2019 European Environment Agency report "Climate change adaptation in the agricultural sector in Europe" again confirmed this. According to this 2019 report, projections indicate that yields of non-irrigated crops like wheat, corn and sugar beet would decrease in southern Europe by up to 50% by 2050 (under a high-end emission scenario). This could result in a substantial decrease in farm income by that date. Also farmland values are projected to decrease in parts of southern Europe by more than 80% by 2100, which could result in land abandonment. The trade patterns are also said to be affected, in turn affecting agricultural income. Also, increased food demand worldwide could exert pressure on food prices in the coming decades.^[225] In Ukraine, where temperatures are increasing throughout the year and precipitation is predicted to increase, winter wheat yields (wheat sown in winter) could increase by 20–40% in the north and northwestern regions by 2050, as compared to 2010.^[226]

Zu den wichtigsten Agrarprodukten Lateinamerikas zählen Vieh und Getreide wie Mais, Weizen, Sojabohnen und Reis. ^{[ 227 ] [ 228 ]} Steigende Temperaturen und veränderte Wasserkreisläufe werden voraussichtlich zu kürzeren Vegetationsperioden, einer insgesamt geringeren Biomasseproduktion und niedrigeren Getreideerträgen führen. ^{[ 228 ] [ 229 ]} Brasilien , Mexiko und Argentinien allein tragen 70–90 % zur gesamten Agrarproduktion Lateinamerikas bei. ^{[ 228 ]} In diesen und anderen trockenen Regionen wird ein Rückgang der Maisproduktion erwartet. ^{[ 227 ] [ 228 ]} Eine Studie, die mehrere Untersuchungen zu den Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft in Lateinamerika zusammenfasst, deutet darauf hin, dass die Weizenproduktion in Brasilien, Argentinien und Uruguay zurückgehen wird . ^{[ 228 ]} Auch die Viehhaltung, die in Teilen Argentiniens, Uruguays, Südbrasiliens, Venezuelas und Kolumbiens das wichtigste Agrarprodukt darstellt, dürfte sich verringern. ^{[ 227 ] [ 228 ]} Es ist wahrscheinlich, dass das Ausmaß des Produktionsrückgangs in den verschiedenen Regionen Lateinamerikas unterschiedlich ausfällt. ^{[ 227 ]} Beispielsweise prognostizierte eine Studie aus dem Jahr 2003, die die zukünftige Maisproduktion in Lateinamerika schätzte, dass es bis 2055 in Ostbrasilien zu moderaten Veränderungen kommen wird, während in Venezuela mit drastischen Rückgängen zu rechnen ist. ^{[ 227 ]}

Die zunehmende Variabilität der Niederschläge zählt zu den verheerendsten Folgen des Klimawandels in Mittelamerika und Mexiko. Von 2009 bis 2019 wechselten sich in der Region Jahre mit starken Regenfällen mit Jahren mit unterdurchschnittlichen Niederschlägen ab. ^{[ 230 ]} Besonders die Frühjahrsregen im Mai und Juni waren unbeständig und stellten die Landwirte vor Probleme, die zu Beginn der Regenzeit ihren Mais anbauen mussten. Die meisten Selbstversorger in der Region verfügen über keine Bewässerung und sind daher für das Wachstum ihrer Feldfrüchte auf Regen angewiesen. In Mexiko werden nur 21 % der landwirtschaftlichen Betriebe bewässert, die übrigen 79 % sind auf Regen angewiesen. ^{[ 231 ]}

Zu den vorgeschlagenen Anpassungsstrategien zur Abmilderung der Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die Landwirtschaft in Lateinamerika gehören der Einsatz von Pflanzenzüchtungstechnologien und der Aufbau von Bewässerungsinfrastruktur. ^{[ 228 ]}

Droughts are becoming more frequent and intense in arid and semiarid western North America as temperatures have been rising, advancing the timing and magnitude of spring snow melt floods and reducing river flow volume in summer.^[232] Direct effects of climate change include increased heat and water stress, altered crop phenology, and disrupted symbiotic interactions. These effects may be exacerbated by climate changes in river flow, and the combined effects are likely to reduce the abundance of native trees in favour of non-native herbaceous and drought-tolerant competitors, reduce the habitat quality for many native animals, and slow litter decomposition and nutrient cycling. Climate change effects on human water demand and irrigation may intensify these effects.^[233]

In Canada, notable increases are predicted for spring-sown wheat.^[234]

Climate change adaptation measures may reduce the risk of negative effects on agriculture from climate change. Adaptation can occur through changes in management practices, agricultural innovation, institutional changes, and climate-smart agriculture.^[235] To create a sustainable food system, these measures are considered as essential as changes needed to reduce global warming in general.^[236][237]

Agricultural innovation is essential to addressing the potential issues of climate change. This includes better management of soil, water-saving technology, matching crops to environments, introducing different crop varieties, crop rotations, appropriate fertilization use, and supporting community-based adaptation strategies.^[203][238] On a government and global level, research and investments into agricultural productivity and infrastructure must be done to get a better picture of the issues involved and the best methods to address them. Government policies and programs must provide environmentally sensitive government subsidies, educational campaigns, and economic incentives as well as funds, insurance, and safety nets for vulnerable populations.^{[239][203][129]} In addition, providing early warning systems, and accurate weather forecasts to poor or remote areas will allow for better preparation.^[203]

Eine 2023 in Nature Food veröffentlichte Studie hebt hervor, dass der Klimawandel erhebliche Risiken für die globale Ernährungssicherheit birgt, und betont, dass dringend Anpassungs- und Minderungsstrategien erforderlich sind, um gefährdete Bevölkerungsgruppen und Ernährungssysteme weltweit zu schützen. ^{[ 246 ]}

• Nahrungsmittelkrisen 2022
• Agrarökologie
• Klimawandel und invasive Arten
• Klimawandel und Fleischproduktion
• Klimaresilienz
• Klimaschonende Landwirtschaft
• Auswirkungen des Klimawandels
• Auswirkungen des Klimawandels auf die Fischerei
• Umweltprobleme in der Landwirtschaft
• Mehrfaches Versagen der Brotkorb-Systeme
• Special Report on Climate Change and Land (2019 IPCC report)