Klimamodelle prognostizieren zunehmende Wettervariabilität und vermehrt auftretende Extremereignisse, die zu multiplen Ernteausfällen führen können. In fortlaufenden Jahren und in mehreren Regionen gleichzeitig können die Erträge stark hinter der mehrjährigen Mitte zurückbleiben. Derartige Missernten haben potentiell schwerwiegende Folgen für die globale Ernährungssicherheit und auf das gesamte Ernährungssystem. So führten die multiplen Ernteausfälle in den Jahren 2007/2008 in Verbindung mit geringen Nahrungsmittelreserven, Handelsembargos und einer hohen Nachfrage nach Agrargütern zu einer dramatischen Nahrungsmittelpreiskrise und geschätzten 30 Millionen zusätzlichen Hungernden.
Zwei wichtige sozioökonomische Mechanismen, die die Auswirkungen solcher Angebotsschocks mindern können, sind Nahrungsmittellagerung und Marktzugänge. Lagerung und Marktzugänge können die Versorgung und auch die Preise der Lebensmittel stabilisieren. Über die Lagerung können Ernteerträge von erfolgreichen Jahren auf verlustreiche Jahren verteilt werden. Ähnlich können Ertragsschwankungen zwischen mehrere Regionen durch lokale, nationale oder internationale Märkte ausgeglichen werden. Diese Märkte haben hierbei eigene Stärken und Schwächen: Lokale Märkte haben einen relativen Vorteil durch geringe Transport- und Vermarktungskosten, was insbesondere in Ländern mit niedrigerem Einkommen von Bedeutung ist. Nationale und globale Märkte sorgen hingegen für eine regionale Spezialisierung auf die jeweils ertragreichsten Agrargebiete und können zu einem Abbau von Lagerhaltungskapazitäten führen. Damit steigt jedoch zugleich die Anfälligkeit für systemische Risiken wie multiple Ernteausfälle.
In meiner dreigliedrigen Dissertation werde ich im ersten Kapitel das Ausmaß und die Häufigkeit historischer Ernteausfälle durch eine statistische Analyse historischer Ernte- und Preisdaten untersuchen. Daraus soll ein Datensatz zur Identifizierung multipler Ernteausfälle erstellt werden, der in den nächsten Kapiteln auch als Datengrundlage für die Parametrisierung und Validierung des Modells verwendet werden soll. Das Kapitel soll zudem analysieren unter welchen ökonomischen Rahmenbedingungen Ernteausfälle zu Preisauswirkungen führen können. Im zweiten Kapitel werde ich das MAgPIE Modell – ein globales agrarökonomisches Ernährungssystem und Landnutzungsmodell – um den Aspekt der Nahrungsmittellagerung erweitern. Basierend auf derzeitige Lagermengen und Kostenelastizitäten, werden jährliche Engpässe an Nahrungsmitteln durch gelagerte Lebensmittel gedeckt. Somit wird die Kapazität der Lagerung und des internationalen Handels (bereits Teil des Modells) analysiert, um die Auswirkungen von multiplen Ernteausfällen abzufedern.
Im dritten Kapitel soll die unterschiedliche Resilienz von Ernährungssystemen analysiert werden, die entweder stärker auf lokale Märkte oder auf internationale Marktintegration setzen. Im Modell wird hierzu die Nahrungsmittelnachfrage auf eine räumliche Auflösung von 0,5-Grad (55 km am Äquator) disaggregiert. Da die desaggregierte Nahrungmittelversorgung bereits Teil des Modells ist, ermöglicht diese die Entstehung lokaler Marktdynamiken, und die Identifizierung von lokalen Engpässen. Zusätzlich werden lokale Märkte durch niedrigere Transport- und Vermarktungskosten belohnt.
Angesichts des Risikos zunehmender Ernteausfälle im Zuge des Klimawandels ist es essentiell zu untersuchen, wie die Resilienz des globalen Ernährungssystems gestärkt werden kann. Mein Promotionsvorhaben untersucht daher das Gleichgewicht zwischen lokalen und globalen Märkten, einschließlich der Lagerungs- und Handelskomponenten, die für die Resilienz gegenüber multiplen Ernteausfälle und Preisschwankungen eine entscheidende Rolle spielen. Darüber hinaus dient dieses Promotionsvorhaben als explorative Studie von möglichen Auswirkungen des Klimawandels und zukünftigen Wetterextremen auf die Ernährungssicherheit – unter Berücksichtigung des gesamten Ernährungssystems.