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Auswirkungen des Klimawandels auf den Bereich Landwirtschaft im Ostseeraum (Baltic Sea Region - BSR)

Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Erträge von Getreide und Weidelandflächen sind für den Bereich Landwirtschaft ein häufiges Forschungsgebiet. Auf eine Region mit einem gemäßigten Klima wie der BSR könnte sich ein Temperaturanstieg von 1-3 °C bei einer gleichzeitigen Änderung des Niederschlagsverhaltens und der atmosphärischen CO2-Konzentration insgesamt leicht positiv auf die Ernteerträge auswirken (IPCC, 2007a). In diesem Abschnitt werden nicht nur die Modellierungsergebnisse der möglichen Auswirkungen des Klimawandels auf Ernteerträge (Olesen et al., 2007; EEA, 2008) dargestellt, sondern auch die Veränderungen bezüglich der Nitratauswaschung (Olesen et al., 2007) und der für den Anbau unterschiedlicher Getreidearten geeigneten Flächen (Fronzek und Carter, 2007; Olesen et al., 2007).

Die Zusammenfassung der Auswirkungen auf den Bereich Landwirtschaft ist in Tabelle 1 dargestellt. Um weiterführende Informationen zu jedem Unterabschnitt und zu bestimmten Studien zu erhalten, klicken Sie bitte auf die Links unterhalb der Tabelle. Tipps, wie Sie die in der Tabelle enthaltenen Informationen interpretieren, finden Sie im schwedischen Beispiel auf der rechten Seite (in Englisch).

Tabelle 1. Die Auswirkungen des Klimawandels auf den Bereich Landwirtschaft in den Ländern des Projektes BalticClimate – Eine Zusammenstellung allgemeiner Prognosen für die ermittelten Auswirkungsszenarien auf Basis verschiedener wissenschaftlicher Studien
 
(↑↑ Deutlicher Anstieg; ↑ Leichter Anstieg; ↓↓ Deutlicher Rückgang; ↓ Leichter Rückgang; ○ Keine oder unwesentliche Veränderung; ~ Ergebnis sehr unsicher; ~↑ Ergebnis unsicher, Tendenz steigend; ~↓ Ergebnis unsicher, Tendenz fallend; ─ Nicht in der Analyse enthalten)

Auswirkungen des Klimawandels auf:

SWE

FIN

EST

LAT

LIT

RU

GER

Eignung für den Anbau von Sojabohnen ~↑ ~↑ ~↑ ~↑ ~↑ ~↑
Eignung für den Anbau von Mais ~↑ ~↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑
Winterweizenertrag ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑
Nitratauswaschung durch Winterweizen ~↓ ~ ~↓ ~↓ ~↓ ~↓ ~↑
Ernteertrag ↑↑ ↑↑ ~↑ ↑↑

Weiterführende Informationen zu den Auswirkungsszenarien, zusammengestellt aus verschiedenen wissenschaftlichen Untersuchungen, finden Sie in folgenden Unterabschnitten:

Eignung für den Anbau von Sojabohnen (Europa)
Eignung für den Anbau von Mais (Europa)
Winterweizenertrag und Nitratauswaschung durch den Anbau von Winterweizen (Europa)
Ernteertrag (Europa)

Eignung für den Anbau von Sojabohnen (Europa)

 Fronzek und Carter (2007) untersuchten auf der Grundlage unterschiedlicher Modelle und Emissionsszenarien die zukünftigen, für den Anbau von Sojabohnen geeigneten Flächen in Europa für unterschiedliche Klimaszenarien. Das Ergebnis für Europa zeigt in den zukünftigen Klimaszenarien für den Zeitraum 2071-2010 eine Verlagerung der für den Anbau von Sojabohnen geeigneten Flächen (Abbildung 1). Die für den zukünftigen Anbau von Sojabohnen geeigneten geschätzten Flächen in der BSR variieren je nach Modell und Emissionsszenario. Das Ergebnis des Emissionsszenarios A2, das auf dem sog. Regional Circulation Model (RCM) basiert, zeigte eine Ausdehnung der geeigneten Anbauflächen in Mitteleuropa an, darunter große Teile Deutschlands. Jedoch gehören die südlichen Regionen Schwedens und Finnlands, Estland, Lettland, Litauen, Teile Russlands und Deutschland zum Unsicherheitsbereich (größtmögliche Ausdehnung). Der Unsicherheitsbereich wird in den Klimaszenarien, die auf dem sog. General Circulation Model (GCM) basieren, noch größer. Eine allgemeine Prognose für die künftige Eignung für den Anbau von Sojabohnen im BSR, die auf den Ergebnissen in Fronzek und Carter (2007) beruht, wird in Tabelle 2 dargestellt.

Abbildung 1. Prognostizierte Eignung für den zukünftigen (2071-2100) Anbau von Sojabohnen (Kingsoy) (Die Daten des Vergleichszeitraums 1961-1990 basieren auf gemessenen Temperaturen). Grüne Bereiche sind die geeigenten Gebiete im Vergleichszeitraum, rote Bereiche zeigen die übereinstimmend in den Szenarien ermittelten zukünftig geeigneten Gebiete und die blauen Bereiche zeigen Gebiete mit einer Unsicherheit bezüglich der zukünftigen Nutzung, die sich aus den verschiedenen Szenarien ergibt. Die grauen Bereiche wurden in allen Szenarien als nicht geeignet identifiziert. (Abb. 2 in Fronzek et al. (2007)) (klicken Sie zur vergrößerten Darstellung auf die Abbildung)

Tabelle 2. Allgemeine Prognose zur Eignung für den Anbau von Sojabohnen
(↑ Leichter Anstieg; ~↑ Ergebnis unsicher, Tendenz steigend)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Veränderung ~↑ ~↑ ~↑ ~↑ ~↑ ~↑ ↑ 

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Eignung für den Anbau von Mais (Europa)

Die Eignung für den Anbau von Körnermais wurde von Olesen et al. (2007) mittels einfacher Indizes zu Klimaszenarien analysiert. Zur Beurteilung der Eignung der Temperaturen für einen erfolgreichen Anbau wurde die effektive Temperatursumme¹ verwendet. Die Berechnung der Eignung basierte auf Klimamodelldaten (2071-2100 gegenüber 1961-1990) aus 7 RCM-Szenarien, die auf dem HadAM3H für das Emissionsszenario A2 beruhen, und 24 Klimaszenarien, die auf sechs unterschiedlichen GCMs für jedes der Emissionsszenarien A1FI, A2, B1 und B2 beruhen. 

Laut den Klimaberechnungen des auf dem RCM basierenden Szenarios A2 werden sich die für den Anbau geeigneten Flächen auf die südlichen Regionen Finnlands und Schwedens, Estlands, Lettlands, Litauens und die an den Ostseeraum angrenzenden Teile Russlands und auf die Teile Deutschlands ausweiten, die nicht für den Vergleichszeitraum geeignet sind. Die Berechnungen führten hinsichtlich der Eignung für die GCM-basierten Szenarien A1FI, A2, B1 and B2 zu einer höheren Unsicherheit als für das RCM-basierte SRES Szenario A2 (Abbildung 2). Eine allgemeine Projektion der in Zukunft für den Anbau von Mais geeigneten Flächen im BSR wird in Tabelle 3 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen in Olesen et al. (2007).

Abbildung 2. Eignung für den Maisanbau utner derzeitigen (1961-1990) und zukünftigen (2071-2100) klimatischen Bedingungen für: a) 7 RCM-Szenarien beruhend auf dem HadAM3H für das Emissionsszenario A2 und b) 24 Szenarien des 6 GCM für die Emissionsszenarien A1FI, A2, B1 und B2. Die grauen Bereiche wurden in allen Szenarien als nicht geeignet identifiziert. (Abb. 4 in Olesen et al. (2007)) (klicken Sie zur vergrößerten Darstellung auf die Abbildung)

Tabelle 3. Allgemeine Prognose zur Eignung für den Anbau von Mais
(↑↑ Leichter Anstieg; ~↑↑ Ergebnis unsicher, Tendenz steigend)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Veränderung ~↑ ~↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑ 

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Winterweizenertrag und Nitratauswaschung durch den Anbau von Winterweizen (Europa)

Das sog. Daisy-Modell ist ein dynamisches Modell für die Boden-Pflanze-Atmosphäre. Dieses Modell ist von Olesen et al. (2007) verwendet worden, um den Ertrag der nicht zusätzlich bewässerten Winterweizenmonokultur (ohne die Berücksichtigung von Stroh) zu beurteilen. Für jede Klima-Boden-Kombination der untersuchten Fläche wurde eine optimale N-Düngerate geschätzt, die auf einer simulierten N-Reaktion beruhte. Anschließend wurde ein sog. Multiple Linear Regression Model zur Nitratauswaschung durch den Anbau von Winterweizen und den Winterweizenertrag mit einer optimalen N-Rate zu Boden- und Klimavariablen erstellt. Die Modellierung der Auswirkungen beruht auf neun regionalen Klimamodellen mit den Grenzbedingungen HadAM3H A2 für einen Vergleichszeitraum (1961-1990) und für die Zukunft (2071-2100).

Die Ergebnisse für 2071-2100 (Abbildung 3) zeigen, dass die Ernteerträge an Winterweizen in der BSR höher ausfallen werden. Jedoch wurden nur die südlichen Regionen Schwedens und Finnlands in der Studie berücksichtigt, da einige nördliche Regionen für den Anbau von Winterweizen als ungeeignet eingestuft werden. Die zukünftige Nitratauswaschung scheint eher unsicher zu sein. Die Projektionen deuten auf einen Rückgang der Auswaschung in der BSR hin. Die Ergebnisse für die Küstenregionen sind jedoch unsicher. Eine allgemeine Projektion des zukünftigen Winterweizenertrags und der Nitratauswaschung in der BSR wird in Tabelle 4 und Tabelle 5 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen in Olesen et al. (2007).

Abbildung 3. Erwarteter Winterweizenertrag (a, b) und erwartet Nitratauswaschung bei optimaler N-Düngerate für den Anbau von Winterweizen (c, d), ausgehend vom Vergleichszeitraum 1961-1990 (a, c) und den Änderungen in 9 RCMs mit HadAM3H A2 als Grenzbedingungen (b, d). Die grauen Bereiche wurden in allen Szenarien als nicht geeignet identifiziert. (Abb. 5 in Olesen et al. (2007)) (klicken Sie zur vergrößerten Darstellung auf die Abbildung)

Tabelle 4. Allgemeine Prognose für den Winterweizenertrag
(↑↑ Deutlicher Anstieg)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Veränderung ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ 



Tabelle 5. Allgemeine Prognose für die Nitratauswaschung durch Winterweizen

(~ Ergebnis sehr unsicher; ~↑ Ergebnis unsicher, Tendenz steigend; ~↓ Ergebnis unsicher, Tendenz fallend)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Veränderung ~↓ ~ ~↓ ~↓ ~↓ ~↓ ~↑ 

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Ernteertrag (Europa)

Die Schätzungen für den zukünftigen Ernteertrag in Europa sind im sog. PESETA-Projekt (PESETA, 2007) durchgeführt worden. Das sog. Decision Support System for Agrotechnology Transfer (DSSAT) wurde in der Studie eingesetzt, um die physikalischen Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft auf der Grundlage von zwei Klimaszenarien zu bestimmen: HadCM3/HIRHAM und ECHAM4/RCA3 (beide mit den Daten des Szenarios A2 mit hohen Emissionen berechnet). DSSAT setzt sich aus mechanistischen Getreidemodellen zusammen. Diese Modelle simulieren die phänologische Entwicklung, die durch folgende ökologische und wirtschaftliche Faktoren beeinträchtigt wird: Boden, Klima, Kulturpflanzensorte, Anpflanzbedingungen, Nitrogen-Düngung und Bewässerung (PESETA, 2007).

Die prognostizierten Veränderungen des Ernteertrags für die BSR variieren je nach Klimaszenario (Abbildung 4) leicht. Die Projektionen weisen allgemein auf einen Anstieg des Ernteertrags für die BSR in den 2080ern gegenüber dem Zeitraum 1961-1990 hin. Dabei werden für Schweden und Finnland die größten Steigerungen (15 bis 30%) prognostiziert. In Estland, Lettland und Litauen soll der Ernteertrag je nach Region und Klimamodell von 0 auf 30% steigen. Eine Ausnahme stellt allerdings die südliche Region Litauens dar, in welcher der Ernteertrag laut Klimaszenario ECHAM4/RCA3 A2 von -5 auf 0% zurückgehen soll. Laut diesen Simulationen soll der Ernteertrag in Deutschland im Vergleich zur gesamten BSR am stärksten zurückgehen (Rückgang um 30% bis zum Anstieg um 5%). Eine allgemeine Projektion des Ernteertrags im BSR wird in Tabelle 6 dargestellt. Sie beruht auf den Ergebnissen des PESETA-Projektes der EEA (2008).

Abbildung 4. Prognostizierte Veränderungen des Ernteertrags in den 2080ern gegenüber dem Vergleichszeitraum 1961–1990 anhand von zwei unterschiedlichen Modellen (Karte 7.4 in EEA (2008)) (klicken Sie zur vergrößerten Darstellung auf die Abbildung)

Tabelle 6. Allgemeine Prognose für den Ernteertrag
(↑↑ Deutlicher Anstieg ↑ Leichter Anstieg; ↓ Leichter Rückgang; ~↑↑ Ergebnis unsicher, Tendenz steigend)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Veränderung ↑↑ ↑↑ ~↑ ↑↑ ↓ 

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¹  Effektive Temperatursumme - Gradtage mit Tagesdurchschnittstemperaturen über 10°C, kumuliert für alle 365 Tage eines Jahres (Olesen et al., 2007).

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