Bedeutung Klimawandel für die Landwirtschaft

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Frieda Braun
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1 Operationelles Trockenheitsmonitoring für die Landwirtschaft - Stand und Potenziale (in Österreich) Josef Eitzinger, Wolfgang Wagner, Clement Atzberger Bedeutung Klimawandel für die Landwirtschaft Klimawandel führt zu Verlängerung der Vegetationsperiode um 8 Tage / 10 Jahre = zunehmender Wasserverbrauch von Pflanzen / Vegetation pro Jahr Erwärmung: Zusätzlich zunehmendes Verdunstungspotenzial Tendenziell regional abnehmende Sommerniederschläge Intensivere Trocken- und Hitzeperioden Monitorings- und Vorhersagedienste erhöhen Resilienz Nutzerspezifische Anforderungen berücksichtigen Echtzeit und Vorhersagemöglichkeit Verständlichkeit und Zuverlässigkeit 2

Zunehmender Trockenstress Trockenstress bei Nutzpflanzen unter Klimaszenarien (ohne Bewässerung) Sommergerste Marchfeld, simuliert Thaler et al.

2 Zunehmender Trockenstress Trockenstress bei Nutzpflanzen unter Klimaszenarien (ohne Bewässerung) Sommergerste Marchfeld, simuliert Thaler et al. (2008) Mittlere Anzahl von Tagen mit Trockenstress - 5 Bodenklassen 3 Pflanzenspezifische Stressreaktionen Trockenheit Einfluss auf Photosyntheseaktivität und Biomasseakkumulation + kritische ertragsbildende Prozesse: Blüte und Kornfüllung Wassernutzungseffizienz: Wasserverfügbarkeit korreliert eng mit Ertragspotenzialen Hitze (im Sommer oft in Kombination mit Trockenheit!) Beeinflusst dominant Phänologie, Kornfüllung, Fruchtbarkeitsstörungen bei Blüte und viele pflanzenphysiologische Prozesse 4

3 Ertragsauswirkungen (aus Ertragsstatistiken in AT) Trockenheit + Hitze Hitze Bodner et al. (2015) 5 ARIS Trockenheitsmonitoringssystem Nutzpflanzenspezifisches Trockenheitsmonitoring Operationell seit Mai 2017 (für 5 Kulturen) Verfügbares Bodenwasser simuliert 0-100cm Abweichung Trockenheit vom langjährigen Mittel Kumulierter nutzpflanzenspezifischer Trocken- und Hitzestress Derzeit noch ohne Nutzung dynamischer Fernerkundungsdaten Trockenheits- und Hitzestressbestimmung im ARIS Nutzpflanzentyp spezifisches phänologisches Modell (Kc model) Kalibrierte empirische Stressindikatoren (Grenzwerte) Kalibrierte Ertragsauswirkungsfunktion bei Stress Methode: Statistische Analyse regionaler Nutzpflanzenerträge 6

500 m (ET0 auf 1000 m) Verbesserung der Auflösung durch Split

4 ARIS Datenbasis Eingangsdaten DEM, Meteorologische Daten (INCA): 1000 m Bodendaten (ebod): 500 m Landbedeckungsklassen (CORINE): 500 m Ausgabe 500 m (ET0 auf 1000 m) Verbesserung der Auflösung durch Split Algorithmus Bereich Österreich Datenformat netcdf 7 8

5 Herausforderungen Pflanzen(bestände) reagieren auf verschiedene Skalenprozesse holistische Betrachtung nötig Schematische Repräsentation von Prozessen an der Landoberfläche laut dem Community Land Model ( Räumliche Details aus Sentinel

6 11 (500 m Raster, tägliche Bilder 12h, SWI mit T = 20 Tage) Veränderung der Bodenfeuchtigkeit in ersten ~30 cm des Bodens im Zeitraum bis aus ASCAT und Sentinel-1 Daten Zeitliche Dynamik aus Sentinel-1 und ASCAT Prototyp des Drought User Service 12

7 Big Data Ansätze für Vegetationszustand- Vorhersage Empirische Studien belegen, dass sich Änderungen in der Vegetation anhand der Bodenfeuchtigkeit und anderer Umweltgrößen zumindest teilweise vorhersagen lassen 13 Operationelle Datendienste über Land 14

8 Potenziale (im Kontext zu ARIS) Die Nutzung neuer Satellitendaten eröffnet vielfältigere Nutzungen und Nutzungsoptionen durch: mehr verfügbare spezifische Parameter, bessere zeitliche und räumliche Auflösungen, schnellere Verfügbarkeit, und durch Kombination mit komplementären Methoden Zeitnahe und hochaufgelöste ( Feldebene ) räumliche Zuordnung der aktuellen Landnutzung (Nutzpflanzenspezifisch) - damit das Ausmaß regionaler Risiken auch quantitativ besser abschätzbar Bessere Kalibrierung des phänologischen Entwicklungsablaufes, und der damit verbundenen Ansprüche und Verwundbarkeiten Damit bessere Treffgenauigkeit bei Risikoabschätzungen (auch für Landwirte höherer Wert, da räumlich gut aufgelöste Informationen) Genauere Bestimmung von Typ und Art des Schadens + zeitliche Abläufe Ertragsabschätzungen / -vorhersagen (meist nur durch eine Kombination verschiedener Methoden und Informationsquellen belastbare Ergebnisse) 15

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