Klimatag 2012 Projekt CLIMSOIL Eine GIS basierte Datenbasis und Methode zur Bestimmung des Einflusses des Klimawandels auf Bodentemperaturen und diesbezügliche Risiken für die Landwirtschaft in Österreich Josef Eitzinger 1*, Sabina Thaler 1, Philipp Grabenweger 1, Andreas Schaumberger 2, Jakob Schaumberger 2, Erwin Murer 3, Carmen Krammer 3, Giselher Grabenweger 4, Pilz Christina 4, Andreas Kahrer 4, Christian Trska 5, Bernhard Kromp 5, Patrick Hann 5 1 Universität für Bodenkultur, Institut für Meteorologie (BOKU-Met), Wien 2 Landwirtschaftliches Forschungszentrum Raumberg-Gumpenstein (LFZRG), Gumpenstein 3 Bundesanstalt für Wasserwirtschaft (BAW), Petzenkirchen 4 Bio Forschung Austria (BFA), Wien 5 Österreichische Afentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH (AGES), Wien *Kontakt: E-mail: josef.eitzinger@boku.ac.at
Projektdaten ACRP, 1st Call - Projektlaufzeit: 2010-2012 Partner: 1 Universität für Bodenkultur, Institut für Meteorologie (BOKU-Met), Wien (Projektleitung, Bodentemperatursimulation, Klimaszenarien, Prozessmodelle-Boden) 2 Landwirtschaftliches Forschungszentrum Raumberg-Gumpenstein (LFZRG), Gumpenstein (GIS-Implementation der Modelle, GIS-simulationen) 3 Bundesanstalt für Wasserwirtschaft (BAW), Petzenkirchen (Bodentemperaturdatenbank, Modellvalidierung) 4 Bio Forschung Austria (BFA), Wien (Schädlingsmodelle Engerlinge) 5 Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH (AGES), Wien (Schädlingsmodelle Maiswurzelbohrer) CLIMSOIL_Webpage: http://www.boku.ac.at/climsoil/index.html
Projektziele 1. Erstellung einer österreichischen Bodentemperaturdatenbank (für Modellvalidierungen) 2. Erstellung und Implementierung eines GIS-fähigen und flexiblen Bodentemperaturmodells auf Tagesbasis für landwirtschaftliche Landnutzungsarten (Erweiterung der Funktionalität eines bestehenden räumlich hoch aufgelösten Wasserbilanzmodells für Grünland) 3. Evaluierung, Anpassung und Kalibrierung bodentemperaturabhängiger Schädlingsmodelle für Österreich (Maiswurzelbohrer, Engerlinge) 4. Demonstration des GIS-modells: Abschätzung räumlich hochaufgelöster Veränderungen (Zeitnah und Klimaszenarien): Potentieller Schädlingsbefallsdruck, Humusbilanz, N-Bilanz
Arbeitspakete abgeschlossen laufend abgeschlossen laufend
Bodentemperaturmodell - Validierung Station Gumpenstein Jahr 2009
Bodentemperatursimulation im GIS
Bodentemperatursimulation im GIS
Bodentemperatursimulation im GIS
Schädlingsmodelle basierend auf u.a. auf Bodentemperatur Maiswurzelbohrer (AGES) 1. Basierend auf einen Entwicklungsnullpunkt und Temperatursummen (Luft, Boden) wurden einzelne Entwicklungsstadien des Schädlings Westlicher Maiswurzelbohrer (WCR) ermittelt 2. Vergleich und Abgleich von Ergebnisse zwischen den Jahren (2010-2012) 3. Evaluierung und Kalibrierung existierender Schadmodelle (USA, Italien) mit unterschiedlichen Schwellenwerten mit dem Auftreten von WCR in Österreich 4. Bestimmung der Phänologie örtlicher Zeigerpflanzen, die die einzelnen Entwicklungsstufen von WCR im Boden beschreiben
Methodik 1) Ermittlung des Schlupfzeitpunktes der Larvenstadien im Boden der Adulten in Maisbeständen 2) Messung der Boden- und Lufttemperaturen 3) Evaluierung und Kalibrierung von Schadmodellen (Schwellenwerte) und Vergleich bereits gewonnener Daten (2010 und 2011) 4) Beobachtung und phenologische Aufzeichnungen von Zeigerpflanzen (Gräser, Sträucher) Liguster
MW Luft-T MW Boden-T 15cm Westl. Maiswurzelbohrer Phenologie 1. Larvenstadium 25.05. 2.Larvenstadium 31.05. 3. Larvenstadium 14.06. Puppe 21.06. Adulte 28.06.
Abschliessende Untersuchungen (2012) Ermittlung der Flugperiode adulter Maiswurzelbohrer in drei unterschiedlichen Regionen Österreichs und Vergleich mit Bodentemperaturmodel (Evaluierung und Kalibrierung) Ermittlung der Blühperiode wichtiger Maissorten in diesen Regionen Bestimmung etwaiger Bestäubungsprobleme durch das gleichzeitige Auftreten von Blühbeginn und Adultschlupf Bestimmung von Zeigerpflanzen, die ein schnelles und einfaches Verfahren zur Ermittlung des Populationsverlaufes der im Boden lebenden Stadien zulassen. 13
Engerlinge (Bioforschung Austria, BFA) - Engerlinge Larven der Blatthornkäfer (Scarabaeidae) - Einige Arten verursachen bedeutende Schäden im Wirtschaftsgrünland
Beprobungsgebiete - Engerlinge - In Bezirken WEIZ, HARTBERG und MURTAL - Insgesamt 10 beprobte Betriebe, 900 1000 m Seehöhe
Ergebnisse - Engerlinge Es wurde ein weites Spektrum an Engerlingsdichten und Schadstärken beprobt. 400 Engerlinge/m 2 (Mittelwert subsamples +/- Konfidenz 0.05) 350 300 250 200 150 100 50 ja nein Schadgrenze 2011 0 8 4 5 7 6 9 1 10 2 3 Betrieb
1) Gartenlaubkäfer (Phyllopertha horticola) wurde als eine Hauptschadart in höheren Lagen bestätigt (99% aller gefundenen Engerlinge). 2) Der Humusgehalt war signifikant positiv mit der Engerlingsdichte korreliert. P. horticola Engerlinge / m 2 350 300 250 200 150 100 50 0 r = 0.461 p = 0.041 0 2 4 6 8 10 12 14 Humus-Gehalt (%) 3) Laufend: Korrelation von Engerlingsdichten mit Bodentemperaturen.
Zusammenfassung 1. Räumlich und zeitlich hochaufgelöste Simulation verschiedener bodenabhängiger Prozesse landwirtschaftlicher Landnutzungsarten flächendeckend für Österreich 2. Großes Potenzial für praxisgeeignetes operationelles Monitoring (Schädlingsdruck, Trockenheitsmonitoring u.v.m.) 3. Verbesserte Abschätzung von standortspezifischen Auswirkungen auf die landwirtschaftlichen Produktionsbedingungen unter Klimaszenarien