Räumlich‑zeitliche Dynamik von Hitzestress und Kältestress beim Rapsanbau im Vereinigten Königreich über 1961–2020

Warum Erwärmung für eine vertraute gelbe Kultur wichtig ist

Jedes Frühjahr bedecken Felder mit leuchtend gelbem Raps (oft als Ölrappen bezeichnet) große Teile der britischen Landschaft. Diese Kultur ist Grundlage für Speiseöl, Tierfutter und Biokraftstoffe, weshalb ihre Zuverlässigkeit Einfluss auf Lebensmittelpreise und Energiesicherheit hat. Die vorliegende Studie stellt eine einfache, aber entscheidende Frage: Wie haben sich mit der Erwärmung des britischen Klimas in den letzten 60 Jahren die Episoden schädlicher Hitze und Kälte für Raps verschoben, und was bedeutet das für künftige Ernten?

Sechs Jahrzehnte belastender Witterung verfolgen

Die Forschenden analysierten tägliche Temperaturdaten für das gesamte Vereinigte Königreich in einer Auflösung von einem Kilometer für den Zeitraum 1961 bis 2020 und konzentrierten sich auf Flächen, die ackerfähig und für Raps geeignet sind. Sie zoomten auf die empfindlichsten Entwicklungsphasen der Kultur: die vegetative Phase im Herbst und frühen Winter, die Blüte im April und Mai sowie das Samenwachstum im Juni und Juli. Anhand experimentell begründeter Schwellenwerte zählten sie, wie häufig und wie stark die Temperaturen in schädliche Bereiche abwichen – tagsüber zu heiß oder nachts zu kalt. Daraus entstanden zwei Indizes: einer für Hitzestress und einer für Kältestress, die einen direkten Vergleich darüber erlauben, wie sich beide Extremtypen räumlich und über die Jahrzehnte verändert haben.

Kältespitzen nehmen ab, verschwinden aber nicht

Auf den für Raps geeigneten Böden des Vereinigten Königreichs ging der Kältestress zwischen 1961 und 2020 im Allgemeinen zurück. Nächte, die unter schädliche Schwellenwerte fielen, wurden während der vegetativen Phase, der Blüte und der Fortpflanzungsphase seltener, insbesondere in England. Nördliche Gebiete wie Schottland erlebten weiterhin mehr Kältestress als der Süden, doch auch dort zeigte der Gesamttrend nach unten. Der Dezember wies eine subtile Verschiebung zu höheren Mindesttemperaturen auf, wodurch die Dauer der Kälteperioden abnahm, die Winterraps zwar bei der Verhärtung und Vorbereitung auf robuste Blüte helfen können. Trotz dieses Nachlassens der Kälte blieb die Jahr‑zu‑Jahr‑Variabilität hoch, sodass gelegentliche kalte Jahre den langfristigen Erwärmungstrend weiterhin durchbrechen können.

Wärme nimmt während kritischer Wachstumsphasen zu

Im Gegensatz dazu traten Hitzewellen häufiger und intensiver auf, besonders während der Blüte im April und Mai sowie während der Samen‑ und Schotenentwicklung im Juni und Juli. Süd‑ und Ostengland stachen als Hotspots hervor, in denen die Tage über der kritischen Höchsttemperatur im Laufe der Jahrzehnte zunahmen. Durch die Klassifizierung von Stressniveaus zeigte die Studie, dass Flächen mit zumindest geringem bis mittlerem Hitzestress zunahmen, während Gebiete mit praktisch keinem Hitzestress schrumpften. Hitzestress im Juni und Juli war in der Regel stärker als im April und Mai, doch die Zunahme verlief am schnellsten während der Blüte — einer Phase, in der schon kurze Hitzeperioden Anzahl der Blüten, Schotenbildung und Samenmasse verringern können.

Versteckte Ertragsverluste abschätzen

Um diese veränderten Belastungen in potenzielle Ernteauswirkungen zu übersetzen, kombinierten die Autorinnen und Autoren ihren Hitzestress‑Index mit unabhängigen Schätzungen der theoretisch möglichen Rapsproduktion an jedem Standort unter guter Bewirtschaftung. Das ergab einen normalisierten „Ertragsverlust‑Index“, der erfasst, wo und wann Hitze während der Blüte am ehesten in Ertragsverluste mündet. Zwischen 1961 und 2020 stieg dieser Verlustindex an, mit statistisch signifikanten Unterschieden zwischen Jahrzehnten und Regionen. Die stärksten Zunahmen gruppierten sich in den wichtigen Rapsanbaugebieten in Ost‑ und Südostengland sowie den Midlands, was darauf hindeutet, dass die Hauptproduktionszonen des Landes zugleich diejenigen sind, in denen sich hitzebezogene Risiken konzentrieren.

Aktuelle Widerstandskraft und zukünftiges Risiko

Interessanterweise waren die direkten statistischen Zusammenhänge zwischen den aktuellen Hitzestress‑Schätzungen des Teams und offiziellen Ertragsstatistiken von 2016 bis 2024 schwach und oft nicht signifikant. Das deutet darauf hin, dass die Raps­erträge im Vereinigten Königreich bisher durch Faktoren wie Niederschlagsmuster, Bodenfeuchte, verbesserte Sorten und Betriebsführung gepuffert wurden. In einigen kühleren Regionen könnten etwas wärmere Frühjahre sogar leicht vorteilhaft gewesen sein. Dennoch ist das langfristige Bild eindeutig: Hitzestress während der Blüte nimmt schneller zu, als der Kältestress abnimmt, und das Potenzial für hitzebedingte Ertragsverluste steigt in Schlüsselproduktionsregionen. Für eine Kultur, die zentral für britische Öle und Biokraftstoffe ist, zieht die Studie den Schluss, dass Planung für eine wärmere Zukunft — durch Züchtung hitzetoleranterer Sorten, Anpassung der Aussaattermine und Wassermanagement — entscheidend sein wird, um diese gelben Felder produktiv zu halten.

Zitation: Hu, B., Cutler, M.E.J. & Morel, A.C. Spatiotemporal dynamics of heat stress and cold stress on UK rapeseed cropping over 1961–2020. Sci Rep 16, 12263 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41957-7

Schlüsselwörter: Raps, Hitzestress, Kältestress, Landwirtschaft im Vereinigten Königreich, Auswirkungen des Klimawandels