Geospatial Assessment of Smallholder Maize Farm Distribution, Heatwave Exposure and Farmer Adaptation in Thulamela Local Municipality, Limpopo Province, South Africa

In den ländlichen Landschaften Südafrikas ist Mais mehr als nur eine Nutzpflanze; er ist das Rückgrat des täglichen Lebens und die primäre Nahrungsquelle für unzählige Haushalte. Für Kleinbauern, die dieses Getreide auf bescheidenen Landparzellen ohne die riesigen Ressourcen der industriellen Landwirtschaft anbauen, ist die Fehlermarge gering. Ihr Erfolg hängt vollständig vom Rhythmus der Jahreszeiten und der Zuverlässigkeit des Regens ab. Doch das Klima wandelt sich. Steigende globale Temperaturen bringen häufigere und intensivere Perioden extremer Hitze, bekannt als Hitzewellen. Dies sind nicht bloß heiße Tage, sondern anhaltende Phasen, in denen die Temperaturen über mehrere Tage hinweg weit über dem normalen Durchschnitt steigen, wodurch der Boden austrocknet und die Pflanzen unter Stress gerät. Für eine Kultur wie Mais, die während ihres Wachstums empfindlich auf Temperaturveränderungen reagiert, kann eine solche Hitze verheerend sein und eine potenzielle Ernte in ein Scheitern verwandeln. Zu verstehen, wo genau diese Farmen liegen und wie sie von diesen steigenden Temperaturen betroffen sind, ist entscheidend für den Schutz der Ernährungssicherheit ganzer Gemeinschaften.

Forscher der University of Venda machten sich daran, diese unsichtbare Bedrohung in der Thulamela Local Municipality zu kartieren, einer Region in der Provinz Limpopo, die für ihren kleinbäuerlichen Maisanbau bekannt ist. Sie wollten zwei grundlegende Fragen beantworten: Wo befinden sich diese Maisfarmen und wie viel Hitzestress sind sie tatsächlich ausgesetzt? Um dies zu erreichen, kombinierten sie zwei sehr unterschiedliche Arten von Informationen. Zuerst betrachteten sie das Land aus dem Weltraum mithilfe hochauflösender Satellitenbilder. Diese Bilder fungieren wie eine detaillierte Fotografie der Erdoberfläche und ermöglichen es Wissenschaftlern, zwischen verschiedenen Arten der Landbedeckung zu unterscheiden, wie etwa Wäldern, Wasser, Gebäuden und der spezifischen grünen Signatur von Maisfeldern. Zweitens sammelten sie historische Wetterdaten von Bodenstationen und Computermodellen, um zu verfolgen, wie oft und wie intensiv die Region in den letzten drei Jahrzehnten Hitzewellen erlebt hat. Indem sie die Karte der Farmen direkt über die Karte der Hitze legten, konnten sie genau sehen, welche Felder in größter Gefahr sind.

Das Team nutzte fortschrittliche Computerprogramme, um die Satellitenbilder zu analysieren, und brachte der Software bei, den Unterschied zwischen einem Maisfeld und anderen Arten von Land zu erkennen. Sie testeten zwei verschiedene Methoden, um zu sehen, welche davon genauer war. Eine Methode, die darauf basiert, viele Entscheidungsbäume zur Klassifizierung des Landes aufzubauen, erwies sich als das überlegene Werkzeug und identifizierte die Kulturen in 91 Prozent der Testfälle korrekt. Die andere Methode war weniger präzise. Unter Verwendung der besseren Methode berechneten die Forscher, dass sich in der Gemeinde etwa 73.400 Hektar an kleinbäuerlichen Maisfarmen verteilen. Dies ist eine bedeutende Landfläche, die eine lebenswichtige wirtschaftliche und nahrungsproduzierende Zone darstellt.

Nachdem die Farmen kartiert worden waren, legten die Forscher sie mit Daten über den Hitzestress übereinander. Sie definierten Hitzestress in drei Stufen basierend auf Temperaturschwellenwerten, die bekanntlich dem Mais schaden. Die erste Stufe, bei der die Temperaturen 30 Grad Celsius überschreiten, gilt als belastend für die Kultur. Die zweite, über 35 Grad, stellt hohen Stress dar, und die dritte, über 40 Grad, ist extremer Stress. Die Ergebnisse zeichneten ein besorgniserregendes Bild. Fast drei Viertel der kartierten Maisfarmen, genauer gesagt 74,5 Prozent, befinden sich in Gebieten, die hohen Hitzestress erleben, wo die Temperaturen regelmäßig über 30 Grad steigen. Das bedeutet, dass für die große Mehrheit dieser Bauern die Wachstumsperiode häufig durch Temperaturen unterbrochen wird, die die Pollenlebensfähigkeit reduzieren und die Zeit verkürzen können, in der das Korn reifen kann, was letztlich die Ernte mindert. Während weniger Farmen der extremen Hitze von 40 Grad ausgesetzt sind, fanden die Forscher heraus, dass selbst diese seltenen, intensiven Spitzen eine reale Bedrohung darstellen, wobei isolierte Hotspots in der Lage sind, schwere Schäden zu verursachen.

Um zu verstehen, wie die Landwirte mit diesen Bedingungen umgehen, sprachen die Forscher direkt mit 60 Kleinbauern in der Gegend. Die Umfrage zeichnete ein klares Bild des Kampfes. Die meisten Landwirte berichteten, dass Hitzewellen intensiver werden und länger andauern, oft mehr als zehn Tage. Sie beschrieben sichtbare Schäden an ihren Kulturen, einschließlich welkender Blätter, vertrocknender Pflanzen und einer schlechten Kornentwicklung. Trotz dieser Herausforderungen sitzen die Landwirte jedoch nicht untätig da. Die am häufigsten angewandte Strategie zur Anpassung ist die Fruchtfolge, eine traditionelle Praxis, bei der verschiedene Kulturen nacheinander auf einem Feld angebaut werden, um die Bodengesundheit zu erhalten. Mehr als die Hälfte der Landwirte gab an, diese Methode anzuwenden. Andere versuchen, den Zeitpunkt der Aussaat so zu wählen, dass er mit den ersten Regenfällen übereinstimmt, oder sie wechseln zu dürreresistenten Maissorten. Die Studie hob jedoch auch eine signifikante Lücke in der Unterstützung hervor. Fast drei Viertel der Landwirte gaben an, keinerlei landwirtschaftliche Unterstützung durch die Regierung oder andere Organisationen zu erhalten. Viele fehlt der Zugang zu Bewässerungssystemen, die ihnen helfen könnten, Trockenperioden zu überstehen, und nur wenige verfügen über die finanziellen Mittel, um in neue Technologien oder Betriebsmittel wie Düngemittel zu investieren.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die kleinbäuerlichen Maisfarmen in Thulamela unter dem Druck eines sich erwärmenden Klimas stehen. Die Kombination aus Satellitenkartierung und Befragungen vor Ort zeigt, dass die Landwirte zwar resilient sind und aktiv versuchen, sich anzupassen, die Werkzeuge und Ressourcen, die sie zum Erfolg benötigen, jedoch oft außer Reichweite liegen. Die Daten legen nahe, dass ohne einen besseren Zugang zu Wasserspeicherung, erschwinglicher Bewässerung und gezielter Unterstützung für die Frauen und älteren Landwirte, die die Mehrheit dieser Arbeitskräfte ausmachen, die Bedrohung durch Hitzewellen weiterhin die Ernährungssicherheit der Haushalte untergraben wird. Die Forschung liefert eine klare, evidenzbasierte Karte des Problems, die genau aufzeigt, wo das Risiko am höchsten ist, und bietet eine Grundlage für zukünftige Bemühungen, um diesen Gemeinschaften zu helfen, eine sicherere Zukunft aufzubauen.