Klimawandel. Herausforderungen für f r die Landwirtschaft. Andreas Gensior

Transkript

1 Institut für f r agrarrelevante Klimaforschung AG Emissionsinventare Bundesallee 50 D Braunschweig ak@vti.bund.de /de/institute/ak Klimawandel Herausforderungen für f r die Landwirtschaft Andreas Gensior andreas.gensior@vti.bund.de

2 Übersicht 1. Einführung/Klimawandel 2. Landwirtschaft im Kontext des Klimawandel Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft Mitigationspotentiale 3. Herausforderungen für f r die Landwirtschaft

3 Klimawandel: Hirngespinst oder Tatsache? Beobachtung Ursache..in der Welt, - das Gespenst des Klimawandels! Quelle: IPCC 2008 Einführung / Klimawandel

4 Klimawandel - Szenarien Quelle: IPCC 2008 Einführung / Klimawandel

5 Klimawandel Der Klimawandel ist eine Tatsache!! Er ist anthropogen verursacht und derzeit absehbar die gr größte umwelt- und gesellschaftsrelevante Herausforderung des 21. Jahrhunderts! Einführung / Klimawandel

6 Landwirtschaft im Kontext des Klimawandels Betroffene Klima- wandel Klimaschützerin Verursacherin

7 Landwirtschaft als Betroffene

8 Temperaturanstieg im Sommer (A) und Winter (B) für gegenüber dem Kontrollzeitraum (REMO, Szenario A1B; UBA 2008) Landwirtschaft als Betroffene

9 Niederschlagsänderung im Sommer (A) und Winter (B) für gegenüber dem Kontrollzeitraum (REMO, Szenario A1B; UBA 2008) Landwirtschaft als Betroffene

10 Anstieg der CO 2 -Konzentration Temperaturanstieg Abnahme der Sommerniederschläge Zunahme der Winterniederschläge Abnahme der Frosttage Verlängerung der Vegetationszeit Häufung von sommerlicher Trockenperioden Häufung von extremen Witterungsereignissen Regionale Unterschiede Landwirtschaft als Betroffene

11 Auswirkungen des Klimawandels - Verdunstung Et (mmol m -2 s -1 ) CO 2 -Konzentration gegenwärtig (380 ppm CO 2 ) erhöht (550 ppm CO 2 ) Globalstrahlung (W m -2 ) Winterweizen: Verdunstung (Et) vs. Strahlung ( vti-ak: Burkhart 2010) Landwirtschaft als Betroffene

12 Auswirkungen des Klimawandels - Verdunstung CO 2 -Konzentration Auswirkungen erhöhter hter CO gegenwärtig (380 ppm CO 2 ) 2 - Konzentrationen auf Bestandesverdunstung und erhöht (550 ppm CO 2 ) Bodenfeuchte (Relativer Effekt (%) im Vergleich mit den Kontrollparzellen) 14 Et (mmol m -2 s -1 ) Relativer CO 2 Effekt (%) Wintergerste Zuckerrübe Winterweizen Verdunstung Bodenfeuchte Globalstrahlung (W m -2 ) Winterweizen: Verdunstung (Et) vs. Strahlung ( vti-ak: Burkhart 2010) vti,, Weigel et al Landwirtschaft als Betroffene

13 Auswirkungen des Klimawandels - Photosynthese CO 2 -Konzentration gegenwärtig (380 ppm CO 2 ) erhöht (550 ppm CO 2 ) CCER (µmol m -2 s -1 ) Globalstrahlung (W m -2 ) Winterweizen: Bestandsphotosynthese (CCER) vs. Strahlung ( vti-ak: Burkhart 2010) Landwirtschaft als Betroffene

14 Auswirkungen des Klimawandels - Photosynthese CO 2 -Konzentration gegenwärtig (380 ppm CO 2 ) Auswirkungen erhöhter hter CO erhöht (550 ppm 2 - Konzentrationen auf Bestandsphotosynthese, CO 2 ) Biomasse, Ertrag und Stickstoffgehalt im Korn 80 CCER (µmol m -2 s -1 ) Relative CO 2 effect (%) Wintergerste Zuckerrübe Winterweizen Bestandsphotosynthese Biomasse Ertrag Globalstrahlung (W m -2 ) Korn N-Gehalt / / Winterweizen: Bestandsphotosynthese (CCER) vs. Strahlung ( vti-ak: Burkhart 2010) vti,, Weigel et al Landwirtschaft als Betroffene

15 Klimawandel Tatsächliche Auswirkungen Klimaelemente Anstieg der CO 2 -Konzentration Temperaturanstieg Abnahme der Sommerniederschläge Zunahme der Winterniederschläge Abnahme der Frosttage Verlängerung der Vegetationszeit Häufung von sommerlicher Trockenperioden Häufung von extremen Witterungsereignissen Höhere O 3 -Konzentrationen Da die Bewertung der Auswirkungen des Klimawandels i.d.r.. auf monofakterieller Betrachtung beruht, sind die Auswirkungen mehrerer kombinierter Klimaelemente auf den Pflanzenbau derzeit nur schwer möglich! m Landwirtschaft als Betroffene

16 Klimawandel - Auswirkungen auf Nutztiere Einflussfaktoren: 1. Futterqualität Milchleistung geht zurück 2. Hitzestress Herabsetzung der Reproduktion Erhöhter hter Wasserbedarf Gewichtsabnahme in der Mast 3. Belastung des Immunsystems und Zunahme von Krankheitserregern Steigende Anfälligkeit gegenüber Krankheiten Landwirtschaft als Betroffene

17 Landwirtschaft als Verursacherin

18 Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft CO 2 -Äquivalente (Gg a -1 ) ca. 130 Mio t CO 2 -Äquivalente entsprechend ca. ~ 13% der nationalen Gesamtemissionen LULUC (Agrar) Futtermittelimporte Energieverbrauch Düngerbereitstellung Landwirtschl. Böden Wirtschaftsdünger 0 Fermentation Verdauung vti-ak 2009

19 Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft Anteil des Agrarsektors (%) CO 2 CH 4 N 2 O Anteil der Treibhausgase CO 2, CH 4 und N 2 O an der nationalen Emission Der Sektor Landwirtschaft ist Hauptemittent der Treibhausgase N 2 O und CH 4 Böden (+ N-Austrag) Wirtschaftsdüngermanagement Fermentation, Verdauung Düngerbereitstellung + Energieverbrauch LULUC (vti-ak 2009) Landwirtschaft als Verursacherin

20 Tierhaltung u. Landnutzung u. Düngermanagement Landnutzungsänderung CH4, N2O CO2, N2O Gesamt < Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft: Landkreisweise 6-9 in t CO2- Äquivalenten pro Hektar landwirtschaftlicher Nutzfläche 9-15 > 15 (vti-ak 2009)

21 Landwirtschaft als Klimaschützerin

22 Landwirtschaft als Klimaschützerin Schutz und Aufbau biogener C-Vorräte Ausschöpfung der Mitigationspotentiale Landwirtschaft als Klimaschützerin

23 Schutz und Aufbau biogener C-Vorräte 7000 Kohlenstoffvorrat in Mio. t C Biomasse Mineralböden Moore Der Schutz biogener C-Vorräte ist aktiver Klimaschutz 1000 Nationale jährliche j CO 2 -C C Emission 0 Landwirtschaft Wald Kohlenstoffvorräte in Böden und Vegetation Deutschlands (vti-ak 2009) Landwirtschaft als Klimaschützerin

24 90 80 Kohlenstoffvorrat in t ha -1 20cm Grünland (Highfield) Ackerland zu Grünland (Fosters) Grünland zu Ackerland (Highfield) 40 Ackerland (Fosters) Kohlenstoffvorratsänderung (t ha -1 23cm -1 ) in Abhängigkeit von der Landnutzung bzw. -änderung auf zwei Versuchsflächen in Rothamsted (n. JOHNSTON et al. 2009) Jahr Landwirtschaft als Klimaschützerin

25 Minderungspotentiale Bewirtschaftung organischer Böden Effektives Stickstoffmanagement Grünlandumbruch Methanreduktion in der Nutztierhaltung Ersatz fossiler Energieträger ger Landwirtschaft als Klimaschützerin

26 Mitigationspotentiale - Moorbewirtschaftung ca. 5 % der Fläche Deutschlands verursachen ca % der CO 2 - Emissionen aus den Böden B Deutschlands (vti-ak 2009) Landwirtschaft als Klimaschützerin

27 Mitigationspotentiale - Stickstoffmanagement N-Flächenbilanzüberschuss 2003 in kg N/ha LF < < < < < 150 > 150 keine Werte Düngeverordnung: Zulässiger N-Überschuss ab kg N ha -1 a -1 (ohne N-Deposition, ohne Abzug von NH 3 ) Osterburg, 2008 Landwirtschaft als Klimaschützerin

28 Herausforderungen für f r die Landwirtschaft Aufbau klimawandel- toleranter Bestände usw. usw. Klimaschützerin Klimaschutz (Klimaschützerin) Betroffene Anpassung (Betroffene) Klima- wandel Sorten-,, Kulturwahl Effizientes Wasser- management Emissionsreduktion Verursacherin (Verursacherin) C-Sequestrierung Ersatz fossiler Energieträger ger Schutz biogener C-Vorräte Steigerung der N-EffizienzN Schutz biogener C-Vorräte Reduktion der CH 4 -Emission Schlussfolgerung