Klimafolgen für die hessische Landwirtschaft - eine Szenariostudie -

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1 Klimafolgen für die hessische Landwirtschaft - eine Szenariostudie - J. Onigkeit, J. Priess, M. Mimler Fachtagung Klimafolgen und Anpassung, Darmstadt,

2 Zielsetzung & Grundlagen Ziel Abschätzung der Auswirkungen des Klimawandels auf potenzielle landwirtschaftliche Erträge in Hessen unter räumlich hoch aufgelösten Klimaszenarien Grundlagen und Annahmen Aktuelle landwirtschaftliche Praxis (z.b. Saattermine, Düngeaufwand) Aktuelle Flächenausdehnung (Jahr 2000; keine Landnutzungsänderungen) Modellierung der wichtigsten Feldfrüchte (Mais, Wintergerste, Winterraps, Winterweizen, Zuckerrüben) Klimavariablen für die Ertragsabschätzung: Änderung von Temperatur und Niederschlag für die IPCC Szenarien A1B und B1 (REMO Modell)

3 REMO Szenarien des Klimawandel Mittlere Temperaturänderung [ C] rel. zu , Deutschland A1B B1 Vergleichszeitraum Betrachtungszeitraum Quelle: Jacob et al., 2008

4 REMO Szenarien des Klimawandel Jährliche Niederschlagsänderung [%] rel. zu A1B B1 Quelle: Jacob et al., 2008

5 Temperaturänderung ( C) rel Mittelwerte Hessen* Frühjahr: +1.0 bis +1.8 C A1B B1 Sommer: +2.4 bis +3.6 C * Spanne über A1B, A2, B1

6 Niederschlagsänderung (%) rel Mittelwerte Hessen* Frühjahr: +8% bis +13% A1B B1 Sommer: -19% bis -16% * Spanne über A1B, A2, B1

7 Feldfruchterträge unter Klimawandel Änderung Temperaturanstieg Niederschlagszunahme (eher im Frühjahr/Winter) Niederschlagsabnahme (eher im Sommer) Zunahme von Wetterextremen Positiver Effekt Verlängerte Wachstumsperiode teils erhöhte Produktivität Erhöhtes Wasserdargebot für Pflanzen Gute Erntebedingungen Negativer Effekt höherer Schädlingsbefall, neue Schädlinge verkürzte Kornreifung höhere Evapotranspiration Verminderung der Bodenfruchtbarkeit erhöhter Schädlingsbefall Bodenverschlämmung, Erosionsgefahr Erhöhte Nährstoffverluste durch Auswaschung Erhöhte Winderosion Trockenstress für Pflanzen Erhöhte Ertragsunsicherheit Grün: vom DayCent-Modell berücksichtigte Effekte

8 Klimaeinfluss im DayCent-Modell ΔTemperatur ΔNiederschlag Erforderliche Temperatursumme zur Reife Evapotranspiration Retentionseigenschaften des Bodens Wachstumsrate = f (Wasserverfügbarkeit) Wachstumsrate = f (Temperatur) Einfluss von Wasserstress auf Kornreife ( Harvest Index)

9 Räumliche Auflösung der Ergebnisse Hessen 26 Landkreise 6134 Rasterzellen

10 Ertragsänderungen - hessenweit Ertragsänderung Raps - A1B Winterraps - Szenario A1B - Mittelwert relativ zur Referenzperiode Potenzieller Ertrag: - 9.2% 80 % Fläche: Raps - A1B 1.0 = keine Änderung Ertragsänderung (-)

11 Ertragsänderungen - Landkreise Änderung der mittleren Erträge: Winterraps - A1B Hochtaunus Bergstrasse Rheingau-Taunus Odenwald Offenbach am Main Darmstadt LK Offenbach Gross-Gerau Darmstadt-Dieburg Lahn-Dill Wiesbaden Frankfurt am Main Main-Taunus Limburg-Weilburg Fulda Vogelsberg Marburg-Biedenkopf Giessen Main-Kinzig LK Kassel Waldeck-Frankenberg Wetterau Werra-Meissner Hersfeld-Rotenburg Kassel Schwalm-Eder Max* Min* *innerhalb eines Landkreises Zunahme Abnahme

12 Ertragsänderungen - hessenweit Ertragsänderung Winterweizen - A1B Winterweizen - Szenario A1B - Mittelwert relativ zur Referenzperiode Potenzieller Ertrag: - 4.0% 80 % Fläche: Winterweizen - A1B 1.0 = keine Änderung Ertragsänderung (-)

13 Ertragsänderung - Landkreise Änderung der mittleren Erträge: Winterweizen - A1B Werra-Meissner LK Kassel Kassel Schwalm-Eder Hersfeld-Rotenburg Frankfurt am Main Wiesbaden Main-Taunus Offenbach am Main Bergstrasse Darmstadt-Dieburg Gross-Gerau LK Offenbach Fulda Darmstadt Main-Kinzig Vogelsberg Marburg-Biedenkopf Wetterau Giessen Lahn-Dill Limburg-Weilburg Hochtaunus Rheingau-Taunus Odenwald Waldeck-Frankenberg

14 Ertragsänderungen - hessenweit Ertragsänderung Mais - A1B Mais - Szenario A1B - Mittelwert relativ zur Referenzperiode Potenzieller Ertrag: - 3.9% 80 % Fläche: Mais - A1B 1.0 = keine Änderung Ertragsänderung (-)

15 Ertragsänderung - Landkreise Änderung der mittleren Erträge: Silomais - A1B Frankfurt am Main Waldeck-Frankenberg Wiesbaden Odenwald Bergstrasse Offenbach am Main-Taunus LK Kassel Kassel Darmstadt Schwalm-Eder Werra-Meissner LK Offenbach Gross-Gerau Hersfeld-Rotenburg Fulda Main-Kinzig Vogelsberg Wetterau Limburg-Weilburg Giessen Marburg-Biedenkopf Lahn-Dill Rheingau-Taunus Hochtaunus Darmstadt-Dieburg

16 Zusammenfassung Effekte der REMO Klimaveränderungen auf simulierte potenzielle Erträge der Feldfrüchte Winterraps, Mais und Winterweizen Ertragsniveau unter dem A1B Szenario für Weizen, Raps und Mais im hessischen Mittel leicht abnehmend, aber Ertragsänderungen räumlich stark variabel, Erträge sowohl zuals auch abnehmend (mit Ausnahme von Raps) Winterraps: stärkste Abnahme der Erträge in Nordhessen (z.b. Schwalm-Eder), keine Landkreise mit Ertragszunahmen Mais: stärkste Abnahme der Erträge in Mittelhessen (z.b. Kreis Lahn-Dill), Ertragszuwächse in Südhessen (Rheingau-Taunus) Winterweizen: stärkste Abnahme in Mittelhessen (z.b. Limburg Weilburg), leichte Zunahme in den Landkreisen Hochtaunus und Rheingau-Taunus

17 Mögliche Anpassungsmaßnahmen (I) Veränderung im Management Anpassung der Aussaattermine (Sommergetreide früher, Wintergetreide später) Wassereinsparung, Schonung der Bodenfruchtbarkeit und Erosionsschutz durch Mulchen und pfluglose Bodenbearbeitung (konservierende Bodenbearbeitung) Monitoring und ggf. Entwicklung von Maßnahmen gegen (neue) Schaderreger Anbau angepasster Sorten hohe Toleranz gegen Trockenstress geringere Anfälligkeit gegen Schädlingsbefall Quelle: Zebisch et al, 2005 u.a.

18 Mögliche Anpassungsmaßnahmen (II) Anbau neuer Fruchtarten wärmeliebende Arten hohe Wassernutzungseffizienz Diversifizierung des Fruchtartenspektrums Verminderung der Gefahr von Ernteausfällen durch Klimaextreme und Schädlingsbefall (Risikostreuung) Anpassung von Be- und Entwässerungsregimes Ausweitung der Bewässerungsmaßnahmen Einsatz erosionsmindernder und überschwemmungstoleranter Arten für Rückhaltegebiete Allgemein Versicherungen und Rücklagen gegen extreme witterungsbedingte Schäden Thema Klimawandel in der landwirtschaftlichen Ausbildung

19 Unsicherheiten und Forschungsfragen Umweltfolgen von Anpassungsmaßnahmen abschätzen (z.b. verstärkter Maisanbau und Erosion, erhöhte N 2 O Emissionen durch verstärkte Düngung) Systematische Auswertung und Anwendung vorhandener Klimamodelle/-szenarien (global und regional, z.b. EU Projekt Ensembles) um Auswirkungsspanne zu erfassen und robuste Anpassungsstrategien entwickeln zu können Detaillierte Auswertung von Klimaszenarien im Hinblick auf Veränderung der Häufigkeit und Ausprägung von Extremereignissen - Unsicherheitsanalysen

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!