Ergebnisse aus dem Teilprojekt (EH1)

Transkript

1 agrarrelevante Extremwetterlagen Möglichkeiten des Risikomanagements Ergebnisse aus dem Teilprojekt (EH1) Definition von Extremwetterlagen bei Sonderkulturen des Wein- Obst-, Hopfen- und Gemüseanbaus sowie die Abschätzung von Ursache-Wirkungsbeziehungen bei diesen Kulturen S. Krengel 1,2, F. Louis 1, H.-J. Krauthausen 1 & B. Freier 2 unter Mitwirkung von Julia Bahlo 3, Joerg Hilbers 3, Marina Jereb 4, Christian Scheer 5, Wolfgang Sichelstiel 4, Julia Wimmer 5 und den Projektpartnern des Thünen-Institutes, Julius Kühn-Institutes und Deutschen Wetterdienstes 1 Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinpfalz, Neustadt/Weinstraße, 2 Julius Kühn-Institut, Kleinmachnow 3 ESTEBURG Obstbauzentrum, Jork; 4 Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Hüll; 5 Kompetenzzentrum Obstbau Bodensee, Bavendorf

2 BMEL-Verbundprojekt Agrarrelevante Extremwetterlagen Teilprojekt Sonderkulturen Projektbearbeitung: Fachliche Koordinierung: Projektlaufzeit: 10/13 03/15 Kooperationspartner: Kulturen: Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinpfalz, Abteilung Phytomedizin, Neustadt/Weinstraße Julius Kühn-Institut, Institut für Strategien und Folgenabschätzung, Kleinmachnow Landesanstalt für Landwirtschaft Bayern (Hopfen) Kompetenzzentrum Obstbau Bodensee (Apfel) Esteburg Obstbauzentrum Jork (Apfel) Obst (Apfel) Wein Gemüse (Spargel, Speisezwiebel, Möhre, Kopfkohl) Hopfen Projektbearbeiter: Projektkoordinierung und -partner: Auftraggeber/ Projektträger:

3 Aufgaben & Zielstellung Identifikation & Relevanzabschätzung und Ursache-Wirkungsbeziehungen Welche sind die derzeit relevanten Extremwetterlagen in den Kulturen? Gibt es regionale Unterschiede? Wenn ja, welche? Welche Auswirkungen können die Extremwetterlagen auf die Kulturen haben? Können die Auswirkungen auf Erträge und Qualitäten quantifiziert werden? Gibt es ertragsrelevante Schwellenwerte? Wenn ja, wo liegen diese? In Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst: Wie oft wurden diese Schwellenwerte in Vergangenheit überschritten? Ist in Zukunft mit Veränderungen in der Häufigkeit des Auftretens dieser Extreme zu rechnen?

4 Aufgaben & Zielstellung TI, JKI, DWD, DLR: Welche Anpassungsmaßnahmen gibt es bereits? Welche Vor- und Nachteile haben diese? Welches Potential haben diese, Schäden durch Wetterextreme vorzubeugen oder zu reduzieren? ZIEL des Verbundprojektes war es... die derzeit und zukünftig relevanten Extremwetterlagen zu identifizieren, Auswirkungen zu beschreiben und (ggf. grob) zu quantifizieren, weiteren Forschungsbedarf zu identifizieren, um Grundlagen für die Konzipierung kurz- und langfristiger Anpassungsmaßnahmen auf politischer und betrieblicher Ebene zu schaffen

5 Apfel Identifizierung & Relevanz Befragung unter Beratern und Praktikern (in Koop. mit KOB und Esteburg) Anbaugebiete Niederelbe (n=18) und Bodensee (n=26) Ranking = Schadpotential + Häufigkeit (ohne Gegenmaßnahmen) Niederelbe Bodensee Rang Extremwetterlage Rang Extremwetterlage 1 Hagel 1 Hagel 2 Spätfrost 2 Trockenheit 3 Überschwemmung/Staunässe 3 Spätfrost 4 Dauerregen 4 Hitze 5 Kahl-/Winterfrost 5 Starkregen 6 Hitze 6 Dauerregen 7 Starkregen 7 Sturm 8 Frühfrost 8 Extreme Dürre 9 Sturm 9 Kahl-/Winterfröste 10 Extreme Dürre 10 Frühfröste 11 Trockenheit 11 Überschwemmung/Staunässe 12 Nassschnee 12 Nassschnee

6 Apfel Identifizierung & Relevanz Risiko im Jahresverlauf abgeleitet aus Expertenbefragungen (Berater & Praktiker) Bsp. Apfelanbau Niederelbe (n=18) zusätzlich Ableitung sensitiver Phasen

7 Apfel Identifizierung & Relevanz Schwellenwerte und Abfragen auf Basis von Literaturrecherchen und Expertenbefragungen ertragsrelevante Schwellenwerte definiert vom DWD hinsichtlich derzeitiger und zukünftiger Relevanz abgefragt Extremwetterlagen mit in Zukunft zunehmendem Risiko im Apfelanbau Extremwetterlage Schwellenwerte Zeitraum Trend Zukunft Dauerregen 10 mm Niederschlag/d Mrz-Okt (Mrz-Apr) Hitze Tmax C Apr-Sep Starkregen mm Niederschlag/h (d) Mrz- Okt Sturm (4 -) 8 Bft Feb- Nov (Mrz-Mai, Sep, Nov) Zu hohe Temperaturen während Blüte Tmax 22 C Apr- Mai (Ende Mai) Zu hohe Abendtemperaturen Tmin 17 C (ab 20 Uhr) Mai -Sept zur regionalisierten Betrachtung wurden Karten erzeugt

8 Apfel Identifizierung & Relevanz Bsp. Änderungstendenz Anzahl Spätfrosttage im April ggü bis -5 d -0,5 bis -1 d -0,5 bis -1 d -3 bis -5 d -0,25 bis -3 d -0,5 bis -1 d Aber: Früherer Vegetationsbeginn messbar! (Quelle: DWD)

9 Apfel Ursache-Wirkungsbeziehungen Exemplarische Datenauswertung Einfluss von Spätfrost auf Erträge im Apfelanbau an der Niederelbe (Datenquelle: Betriebe Niederelbe) Bsp. Sorte Elstar Standardabweichung = Alternanz bis zu - 80 %

10 Wein Identifizierung & Relevanz Befragung unter Beratern und Praktikern (postalisch & persönlich) Ranking = Schadpotential + Häufigkeit (ohne Gegenmaßnahmen) * In Kooperation mit dem Thünen-Institut regionale Unterschiede Pfalz, Rheinhessen vs. Franken Pfalz (n=6) Rheinhessen* (n=7) Franken* (n=6) Extremwetterlage Rang Rang Rang Trockenheit Hitze Dauerregen/Staunässe Starkregen Hagel Sturm Spätfrost Kahl-/Winterfrost Frühfrost Nassschnee

11 Wein Identifizierung & Relevanz Risiko im Jahresverlauf abgeleitet aus Expertenbefragungen (Berater & Praktiker) Weinbau gesamt (n=24 # ) * Pfalz (n=6), Rheinhessen (n=7); Franken (n=6); Nahe (n=4); Rheingau (n=1) # basierend auf Umfragen in den Anbaugebieten Pfalz (n=6), Rheinhessen (n=7), Franken (n=6), Rheingau (n=4) und Nahe (n=1)

12 Wein - Identifizierung & Relevanz Schwellenwerte und Abfragen Extremwetterlagen mit steigender Relevanz im Weinbau Extremwetterlage Schwellenwerte Zeitraum Trend Zukunft Hitze Tmax 35 C Mai-Sep Starkregen 10 mm Niederschlag/2 d Apr-Okt (Apr, Mai, Sep, Okt) (Jun-Aug) Sturm 8-10 Bft Apr-Okt u 10 m/s (ca. 6/7 Bft) (Feb, Jun-Aug, Okt) (Mrz-Mai, Sep) Trockenheit 40 mm Niederschlag/Monat Apr-Sep (Apr - Jun, Aug) (Jul, Sep) Zu hohe Herbsttemperaturen Tmax 10 C (November) Sep-Nov Minimale Tmin - 7 C Dez-Jan ( Risiko steigt für Wintertemperaturen seltenere Eisweinproduktion) (Eisweinproduktion)

13 Wein Identifizierung & Relevanz Anzahl von Tag mit Tmax 35 C im Monat August Änderungstendenz ggü Anzahl von Tage mit Tmin - 3 C im Monat April Änderungstendenz ggü Aber: Früherer Vegetationsbeginn messbar! bis + 5 d 0 bis 1 d (Quelle: DWD)

14 Day of Year (DOY) Wein Identifizierung & Relevanz Phänologie Riesling am Standort Neustadt/Weinstraße (Quelle: DLR Rheinpfalz) 300 R² = 0,0224 R² = 0,0167 R² = 0,2249 R² = 0,3714 R² = 0, Mai April Jahr Knospenschwellen Austrieb Blühbeginn Erbsengröße Reifebeginn

15 spätfrostgef. Lagen nicht spätfrostgef. Lagen teilgef. Lagen spätfrostgef. Lagen nicht spätfrostgef. Lagen teilgef. Lagen spätfrostgef. Lagen nicht spätfrostgef. Lagen teilgef. Lagen spätfrostgef. Lagen nicht spätfrostgef. Lagen teilgef. Lagen Erträge (kg/ha) Wein Ursache-Wirkungsbeziehungen Exemplarische Datenanalyse Ertragseinbußen durch Spätfrost 2011 im Weinbau n = 200 Flächen/Jahr (Pfalz); je n > 10 Rebsorten; Spätfrost: (Tmin - 4 C) weiße Rebsorten rote Rebsorten Spätfrost Kein Spätfrost Spätfrost Kein Spätfrost Ø +70% Ø +50% Ø -27% Ø -44% Ø 2010, 2012, Ø 2010, 2012, 2013 max. bis zu 75 % Ertragsverlust auf gefährdeten Flächen

16 Gemüse Identifizierung & Relevanz Ranking Befragung bundesweit unter Beratern und Praktikern Rang Spargel n=12 Speisezwiebel n=13 Möhre n=12 Kopfkohl n=11 1 Staunässe Trockenheit Trockenheit Trockenheit 2 Hagel Hagel Starkregen Hagel 3 Trockenheit Starkregen Staunässe Staunässe Bilder: J. Kreiselmaier, DLR Rheinpfalz Neustadt/W.

17 Gemüse Identifizierung & Relevanz Risiko im Jahresverlauf abgeleitet aus Expertenbefragungen Bsp. Spargel Bsp. Möhre

18 Gemüse - Identifizierung & Relevanz Schwellenwerte und Abfragen Bsp. Extremwetterlagen mit steigender Relevanz im Spargelanbau Extremwetterlage Schwellenwerte Zeitraum Trend Zukunft Hitze Tmax 30 C Mrz-Sep Trockenheit 160 mm Niederschlag mm Jul-Aug Jun-Sep Dauerregen 30 mm Niederschlag/d Jan-Dez 30 mm/d: (außer Jul) 150 mm Niederschlag/Monat 150 mm/m: (Okt-Mai); (Jun-Sep) Starkregen 20 mm Niederschlag/h Jan-Dez 20 mm/d: (außer Jul) Sturm 60 km/h (ca. 7-8 Bft) Apr-Sep u 10 m/s: (Feb, Jun-Aug) (Mrz-Mai, Sep)

19 Gemüse - Identifizierung & Relevanz Schwellenwerte und Abfragen Bsp. Extremwetterlagen mit steigender Relevanz im Kopfkohlanbau Extremwetterlage Schwellenwerte Zeitraum Trend Zukunft Hitze Tmax C Apr-Sep Nachttemperaturen Tmin 25 C Starkregen mm/ereignis Mrz-Aug (Jan-Dez) Sturm 4 Bft Apr-Aug u 5 m/s: (Apr-Jul) (Aug) Es waren keine Ertrags- oder Qualitätsdaten für exemplarische Ursache- Wirkungsanalysen im Gemüsebau verfügbar

20 Hopfen - Identifizierung & Relevanz Ranking Befragung unter Beratern und Praktikern im Anbaugebiet Hallertau durch LfL Bayern (n=34) Rang Extremwetterlage 1 Extreme Dürre 2 Hagel 3 Trockenheit 4 Hitze 5 Sturm Hallertau 6 Staunässe/Überschwemmung 7 Starkregen 8 Dauerregen 9 Spätfrost 10 Frühfrost 11 Kahl-/Winterfrost 12 Nassschnee

21 Hopfen - Identifizierung & Relevanz Risiko im Jahresverlauf abgeleitet aus Expertenbefragungen viele Bewertungen starkes Risiko Phase hoher Gefährdung von Mai bis September

22 Ertrag (dt/ha) Ertrag (dt/ha) Hopfen - Ursache-Wirkungsbeziehungen Exemplarische Datenanalyse Hopfen (Quelle: Hopfenring e.v.) Hopfenerträge (dt/ha) der 14 Herkunftsbezirke der Hallertau der Jahre 2006 bis 2013 Sorte: Perle Sorte: Magnum : feuchtes Frühjahr, trockener heißer Juli, Hagel August 2009: Hagel im Mai, hohe Niederschläge im Juni 2013: später Austrieb, feuchter Frühsommer, Hagel im Juni

23 Risikomanagement Expertenbefragungen und Literaturrecherche zu Risikomanagementmöglichkeiten Bsp. Hagelversicherung Erläuterungen Pro Contra - Versicherung zahlt die Minderung der Ernte durch den Hagelschlag - kein zusätzlicher Arbeitsaufwand - universell einsetzbar - kostenintensiv - keine Minderung bzw. Verhinderung - per Gutachten wird das - Ausgleich Erlöseinbußen (Höhe je der direkten Schäden und Verluste Schadausmaß bestimmt nach Prämie und Schadausmaß) negative Folgen hinsichtlich - Höhe der Versicherungsprämien Kundenbindung und Folgeschäden an regional verschieden den Pflanzen möglich Bsp. Frostschutzberegnung Erläuterungen Pro Contra - Nutzung der Erstarrungswärme bei Umwandlung von Wasser zu Eis - Abwehr von Frösten bis - 6 C - Totalbedeckungs- oder Reihenbewässerungssystem - guter Wirkungsgrad - zusätzliche Nutzung zur Bewässerung möglich - hoher Wasser- und Energieverbrauch (ca L/Nacht und ha, ca. 900 EUR/ha und Jahr) - Bereitstellung Wasservorrat nötig - hohe Wartungskosten - Abknicken langer Triebe oder ganzer Zeilen möglich (Eislast) - Gefahr der Vernässung von Böden Detailliertere Ausführungen zu allen aufgeführten Ergebnissen siehe Projektberichte

24 Fazit Teils Schäden bis 100% durch Extremwetterlagen im Bereich Sonderkulturen Ertragseinbußen oft Ergebnis mehrerer Extremwettereignisse Keine allgemeingültigen Aussagen zur Relevanz möglich Kultur, Sorte, Standort etc. Insbesondere Hitze, Trockenheit, Starkregen & Sturm könnten an Relevanz zunehmen Sonderfall Hagel hohe Relevanz aber keine Modelle und Projektionen Detailliertere Betrachtung von Interaktionen (z.b. Phänologie & Spätfrostrisiko) nötig Praktikabilität und Wirtschaftlichkeit Risikomanagementmaßnahmen abhängig von Kultur, Sorte, Standort, Bewirtschaftung etc. Datenmangel Ertrags-, Qualitäts- und Metadaten, flächengenaue Aufzeichnungen zum Auftreten von Wetterextremen Ebenso erhebliche Wissenslücken bzgl. möglicher Auswirkungen auf Schaderreger (JKI) Wissenslücken können nur auf Basis systematisch erfasster Daten und weiterer Untersuchungen geschlossen werden

25 VIELEN DANK... den befragten Experten, den Datenlieferanten, den Kooperationspartnern, dem BMEL für die Finanzierung, und für Ihre Aufmerksamkeit!