Klimawandel & Wasserqualität Ein Zwischenstand zur Bewertung von Agrar-Umwelt- Maßnahmen

Transkript

1 Klimawandel & Wasserqualität Ein Zwischenstand zur Bewertung von Agrar-Umwelt- Maßnahmen Andreas Gericke Marisa Matranga, Jens Kiesel, Peter Carl (ASWEX) Abt. Ökohydrologie

2 Nährstoffe in Flusssystemen Zusammenspiel natürlicher & gesellschaftlicher Faktoren Wo welche Maßnahmen zur Nährstoffreduktion? Klima beeinflusst Eintragsmengen & -pfade Umsatz & Rückhalt im Gewässer Konzentration im Gewässer Bedeutung der Eintragspfade in der Planungsregion Oberhavel, , vorläufige Ergebnisse 2

3 Mäßiger ökologischer Zustand der Gewässer in Brandenburg 85% der Seen & 98% der Fließgewässer mäßig oder schlecht (Päzolt et al. 2015) Regional auch Grundwasserkörper Grundwasserkörper im schlechten Zustand (Oelze & Päzolt 2015) 3

4 Nährstoffkonzentration in Spree und Havel: aktuelle Trends uneindeutig nach generell deutlichem Rückgang seit den 1980er Jahren Mittlere Konzentrationen an Spree- und Havelpegeln, Datenquelle: Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt -Integrativer Umweltschutz- 4

5 S. Kaschuba, Kaschuba/status/ Aktuell mehr (Stark-)Regen im Sommer Mittlere Jahreswerte über 10-Jahre, DWD- Stationsdaten Berlin-Brandenburg Potsdam, : Höchste Tagessumme im Juni seit

6 Aktualisierte Schätzung des Bodenabtrags in Brandenburg Mittel +50 % Erosion Größenordnung Effekt Landmanagement Relative Änderung R-Faktor der allgemeinen Bodenabtragsgleichung: neue Schätzgleichung zu DIN, Tageswerte (REGNIE, DWD) 6

7 Trend oder Variabilität? Sommerliche Starkregentage in Cottbus (N 20 mm/d) Niederschlagserosivität in NRW (Neuhaus et al. 2010) 7

8 Kein Rückgang des erhöhten Erosionsrisikos zu erwarten aber Auswahl der Klimamodelle bestimmt Trendaussage! 15 Klimamodelle x 2 Konzentrationspfade (RCP) 1 Gesamtensemble beschreibt nicht beobachteten Anstieg 1 2 Auswahl von 5 Modellen Moderat: ± 5% (RCP 4.5) Extrem: +40% (RCP 8.5) 2 Summe der 10 max. Tageswerte (Mai Sep) je 15-Jahres-Periode relativ zum Mittelwert der 10min-Stationen (168 mm), durchgezogene Linie: 5 beste Modelle, gebrochene Linie: alle 15 Modelle (RCP 4.5) von CORDEX (biaskorrigiert) 8

9 aber unterschiedliche regionale Trends relative Mittelwerte Summe der 10 max. Tageswerte (Mai-Sep) ausgewählte Klimamodelle Verteilung der 15-Jahresmittel je Station relativ zu , RCP 4.5 9

10 aber unterschiedliche regionale Trends relative Mittelwerte Summe der 10 max. Tageswerte (Mai-Sep) alle Klimamodelle Verteilung der 15-Jahresmittel je Station relativ zu , RCP

11 Höhere Wassertemperaturen durch höhere Lufttemperaturen Lufttemperatur +0,7 C ( ) (LfU 2016) Wassertemperatur C / Jahr seit 1985 (Arora et al. 2016) Fortsetzung zu erwarten (unabhängig von Wahl Klimamodelle) Anzahl der Hitzetage (links) und Wachstumsgradtage (rechts) je 15-Jahres-Periode für KL- Stationen des DWD, 5 ausgewählte Klimamodelle (Gesamtensemble ähnlich) Die Streuung ergibt sich aus der Modell- und der räumlichen Variabilität. 11

12 Änderungen im Abfluss und Wasserhaushalt Höhere Hochwasser in D (Petrow & Merz 2009) Aufwärtstrend nicht generell, Elbe kaum Änderungen Änderungen im Winter > Sommer Sinkende Abflüsse in BB (LfU 2013) Havelgebiet meist % (höher im Braunkohlegebiet) Sinkende Grundwasserspiegel Gründe v.a. Wassermanagement & Rückgang Winterniederschlag höhere Nährstoffkonzentration trotz geringerer Einträge geringere Fließgeschwindigkeit, höhere Wassertemperatur 12

13 Änderung des Oberflächenabflusses (= Risiko von Abschwemmung) ( ) Oberflächenabfluss von Mai-Okt relativ zu , 5 ausgewählte Klimamodelle (RCP 4.5), Zerlegung des modellierten Gebietsabflusses (SWIM) mit FSD (Carl et al. 2008) 13

14 Q [m3/s] Klimawandel wichtiger als Nährstoffeintrag für Phytoplankton? Chlorophyll korreliert mit Abfluss Algen reagieren verzögert auf verringerte Nährstoffkonzentration Beobachtungsdaten bei Schnackenburg Szenarios für Boizenburg ( ) Abfluss TP Chlorophyll Links: TP & Chlorophyll-Konzentration, Daten: FGG Elbe (2017), nach Quiel et al. (2011) Rechts: Vergleich von 4 Klima- & 3 sozioökonomischen Szenarien, Mischke (2017), rote Linien: Referenzwert & beobachtet ( ) (gebrochen) 14

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bei Interesse an Daten & Ergebnissen des Projekts BAUM FKZ 03DAS074 15