Räumlich explizite Datensätze zu Pestizideinsätzen mit 146 Wirkstoffen in China von 2001 bis 2022

Warum das für Lebensmittel und Flüsse wichtig ist

Pestizide schützen Ernten und tragen dazu bei, Lebensmittel erschwinglich zu halten, können aber auch in Böden, Flüsse und Trinkwasser gelangen. In China, einem der weltweit größten Pestizidverbraucher, war es überraschend schwierig zu wissen, wo und wie viel von jedem Wirkstoff tatsächlich eingesetzt wird. Diese Studie erstellt einen detaillierten, kartenbasierten Datensatz zu Pestizideinsätzen in China über zwei Jahrzehnte und bietet Entscheidungsträgern, Wissenschaftlern und der Öffentlichkeit eine neue Möglichkeit, die verborgenen Auswirkungen der modernen Landwirtschaft sichtbar zu machen.

Von einer großen Zahl zu einem detaillierten Bild

Bisher gaben die offiziellen Statistiken in China Pestizide überwiegend als eine einzige Gesamtsumme an – die Summe Hunderter verschiedener Wirkstoffe mit sehr unterschiedlichen Toxizitäten und Umweltverhalten. Das ist vergleichbar damit, zu wissen, wie viele Arzneimittel ein Land verwendet, ohne zu wissen, welche Medikamente es sind. Die Autorinnen und Autoren gingen diese Lücke an, indem sie ein nationales Verzeichnis der Pestizideinsätze für einzelne Wirkstoffe erstellten, aufgeschlüsselt nach Kulturarten und Regionen für den Zeitraum 2001 bis 2022. Ihr Ziel war es, eine frei verfügbare Ressource zu liefern, die eine realistischere Bewertung von Umweltrisiken ermöglicht und gezielte Kontrollstrategien statt Einheitsregeln unterstützt.

Den Landwirtinnen und Landwirten zuhören und Muster lernen

Das Projekt begann mit Feldbefragungen von mehr als tausend Landwirtinnen und Landwirten in wichtigen Agrarregionen Chinas und erfasste 12 bedeutende Anbausysteme wie Reis, Weizen, Mais, Gemüse, Tee und Obst. Die Landwirtinnen und Landwirte wurden gefragt, welche Produkte sie spritzen, wie oft, in welchen Dosen und auf welcher Fläche. Aus diesen Angaben berechnete das Team, wie viel von jedem Wirkstoff pro Fläche in jeder Kultur ausgebracht wurde. Sie stellten fest, dass innerhalb einer Kultur die Landwirtinnen und Landwirte tendenziell auf eine recht stabile „Rangfolge“ von Wirkstoffen zurückgreifen: wenige werden stark eingesetzt, andere in geringeren Mengen, wodurch ein vorhersehbares Muster entsteht. Entlehnt aus Ökonomie, Ökologie und Systemdenken behandelten die Autorinnen und Autoren diese Rangfolge und die relativen Anteile der Wirkstoffe als eine Art Fingerabdruck für den Pestizideinsatz in jedem Anbausystem.

Zerstreute Informationen in nationale Karten verwandeln

Um diese Fingerabdrücke räumlich und zeitlich zu übertragen, kombinierten die Forschenden mehrere Informationsquellen. Sie verfolgten, wann ein Pestizid offiziell zugelassen oder verboten wurde und wie sich empfohlene Dosen im Zeitverlauf änderten. Mittels statistischer Verfahren verknüpften sie diese Zeitlinien mit den befragungsbasierten Fingerabdrücken und erzeugten jährliche Schätzungen der Einsätze für 146 verschiedene Wirkstoffe. Anschließend passten sie diese Schätzungen so an, dass die Summen mit den nationalen und provinziellen Statistiken zum gesamten Pestizideinsatz übereinstimmten. Schließlich legten sie die Ergebnisse über detaillierte Karten der geernteten Flächen für jede Kultur mit einer Gitterauflösung von etwa 10 mal 10 Kilometern. Das Ergebnis sind hochauflösende Karten, die zeigen, wie sich der Einsatz verschiedener Pestizidgruppen – etwa Organophosphate, Neonicotinoide und Triazole – zwischen 2001 und 2022 in den Landschaften Chinas verschoben hat.

Die Karten an realen Flüssen prüfen

Da China keine wirkstoffspezifischen Verkaufs- oder Applikationsdaten veröffentlicht, konnten die Forschenden ihre Karten nicht direkt gegen amtliche Einsatzdaten validieren. Stattdessen prüften sie, ob ihre geschätzten Einsätze gemessene Pestizidkonzentrationen in Flüssen reproduzieren konnten. Mit einem weit verbreiteten Abflussmodell übersetzten sie ihre kartierten Einsätze in erwartete Konzentrationen im Flusswasser und berücksichtigten dabei Niederschlag, Hänge, Vegetationsbedeckung und vereinfachte Annahmen zum Abwasch von Feldern. Diese Vorhersagen verglichen sie mit Hunderten von Messwerten aus dem nationalen Wasserqualitätsüberwachungsnetz Chinas im Einzugsgebiet des Jangtse. Für die meisten Wirkstoffe und Orte stimmten vorhergesagte und gemessene Konzentrationen in derselben Größenordnung überein, und das Modell sagte in etwa zwei Dritteln der Fälle korrekt voraus, ob ein bestimmter Wirkstoff in einem Fluss nachweisbar sein würde.

Was das für Menschen und Politik bedeutet

Für Nicht‑Fachleute ist das wichtigste Ergebnis weniger eine neue Risikoabschätzung als eine neue Perspektive. Anstatt einer einzigen nationalen Summe haben wir nun eine jährlich aktualisierbare, kartenbasierte Sicht darauf, wo bestimmte Pestizide wahrscheinlich in die Umwelt gelangen. Das ermöglicht das Erkennen von Hotspots, das Nachverfolgen des Wechsels von älteren zu neueren Chemikalien und das konkrete Verknüpfen landwirtschaftlicher Praktiken mit Flussverschmutzung. Die Autorinnen und Autoren haben ihren Datensatz und den Code so gestaltet, dass sie jährlich mit neuen Umfragedaten aktualisiert werden können. Das bedeutet, dass Regulierungsbehörden, Forschende und lokale Behörden diese Arbeit als lebende Grundlage für ein sichereres Pestizidmanagement nutzen können – mit dem Ziel, den Nutzen des Pflanzenschutzes zu erhalten und gleichzeitig versteckte Kosten für Ökosysteme und die menschliche Gesundheit zu reduzieren.

Zitation: Zhang, B., Mu, H., Li, H. et al. Spatially explicit datasets of pesticide inputs integrating 146 active ingredients in China from 2001 to 2022. Sci Data 13, 380 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06704-7

Schlüsselwörter: Pestizide, Landwirtschaft in China, Umweltüberwachung, Flussverschmutzung, räumliche Datensätze