Der Beitrag der Modellierung Königsdisziplin oder Spielerei? · 2011-11-29 · Königsdisziplin...

IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin

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EUROPE Programme co-financed by the ERDF

Der Beitrag der Modellierung – Königsdisziplin oder Spielerei?

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Katrin Vohland, Judith Stagl, Fred Hattermann

Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK)

&

Museum für Naturkunde, Leibniz-Institut für Evolutions- und

Biodiversitätsforschung an der Humboldt-Universität zu Berlin (MfN)


2

Welche Auswirkungen des Klimawandels sind für Schutzgebiete signifikant und sollten modelliert werden?



3

Klimamodelle

Klimawandel in Schutzgebieten

Wasser!

Pflanzen und Tiere

So what? Die Brücke zum Management



4 Klimaprojektion

Treibhausgasemissionen

IPCC 2007


5 Klimaprojektion

Emissionsszenarien

IPCC 2007

Globale Zirkulations-

(Klima) Modelle

(GCMs)


6 Klimaprojektion

Flusslandschaft Elbe

Temperatur

Niederschlag

Klimatische

Wasserbilanz

2011-2040 2041-2070 2071-2100


7 Klimaprojektion

Emissionsszenarien

IPCC 2007

Globale Zirkulations-

(Klima) Modelle

(GCMs)

Regionale

Klima-Modelle

(RCMs)

•WettReg

•STAR

•ReMo


8 Klimaprojektion


9 Klimaprojektion mit dem regionalen Modell STAR



http://www.pik-potsdam.de/infothek


14

Die Klimatische Wasserbilanz ist ein wichtiger

integrativer Indikator für den Einfluss des

Klimawandels

aber

Bodeneigenschaften, Landnutzung, Vegetation und

Lage im Einzugsgebiet beeinflussen den

Bodenwasserhaushalt stark


15 Projektionen mit dem Wasserhaushaltsmodell SWIM

Holsten et al. 2009

Der Einfluss des

Klimawandels

auf die Bodenfeuchte

in Brandenburg

(Simulationsergebnissse

SWIM)

2003

Feucht Trocken

1961-1990



Holsten et al. 2009

wetland forested on soil type 6

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

1951 1971 1991 2011 2031 2051

years

avail

ab

le s

oil

wate

r (m

m)

reference (p = 0.13) dry (p = 0)

wet (p = 0.39) linear (reference 1955-2003)linear (dry 2008-2055) linear (wet 2008-2055)

heather on soil type 31

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

1951 1971 1991 2011 2031 2051

years

avail

ab

le s

oil

wate

r (m

m)

reference (p = 0.05) dry (p = 0.01)

wet (p = 0.09) linear (reference 1955-2003)

linear (dry 2008-2055) linear (wet 2008-2055)

Roletschek

Schönower Heide, LUGV

Wald auf Niedermoorboden

Heide auf Sandboden



Pre-Impact Flows (1961-2010)Post-Impact Flows (2011-2050)75th percentileMedian25th percentile

Climate Change Impacts for the Zala Catchment

1-Day Maximum

1961 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Flo

w R

ate

(cm

s)

60

55

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

• Geringere Flussspitzen

• Veränderte physikalische Eigenschaften (Sedimentablagerung, Sauerstoffgehalt) beeinflussen bestimmte Arten

(Scott Thacker 2011)



Hydrologische Parameter -> Ökosystemare Einflüsse

(Richter et al.)


Risikoabschätzung für Pflanzen und Tiere


Modellkalibrierung Risikoanalyse

für

Schutzgebiete

Modellierung mit

regionalen

Klimaszenarien

Validierung Hanspach et al. 2007

Risikoabschätzung für Pflanzen


21 Risikoabschätzung für Pflanzen

Zunahme des potentiellen

Areals:

Foto: www.floraweb.de

Hanspach et al. in prep.

Stinkende Nießwurz


22 Risikoabschätzung für Pflanzen

Foto: www.floraweb.de

Sumpfblutauge

Abnahme des potentiellen

Areals:


23 Risikoabschätzung für Vögel

Trautmann, Böhning-Gaese et al. in press


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So what? •Die Verfügbarkeit von Wasser ist eine wichtige Größe zur Abschätzung des Risikos für Schutzgebiete.

Dabei ist die Klimatische Wasserbilanz der integrativste Klimaparameter. Die öko-hydrologische

Modellierung kann weitere Faktoren wie z.B. Landnutzung, Hanglage oder Bodeneigenschaften

berücksichtigen, ist aber aufwendiger.

•Für viele Arten wird eine Veränderung der Vorkommenswahrscheinlichkeit unter Klimawandel

projiziert – eine Verringerung bedeutet ein Risiko für Zielarten

•Modellverbesserungen sollten vor allem auf die Einbeziehung von Verbreitungsstrategien, der

Veränderung von Konkurrenzbeziehungen und der Anpassungskapazität zielen.

•Allerdings gibt es eine Diskrepanz zwischen den Skalen der Modellierung und den Anforderungen aus

der Praxis.

•Räumlich: Während sich Managementpläne auf explizite kleinteilige Gebiete beziehen, geben

Modellergebnisse Wahrscheinlichkeiten für größere Raumeinheiten an.

•Zeitlich: Während es zum guten Ton der Klima(folgen)modellierer gehört, nicht unter einer

Dekade, besser drei, zu mitteln, werden Managementpläne für die nächsten 3-5 Jahre aufgestellt.


25

So what? Die Brücke zum Management

Es besteht eine große Notwendigkeit, Daten und Modelle räumlich

explizit anzuwenden – und die Ergebnisse im lokalen Kontext zu

besprechen.

Es gibt eine Reihe von generellen Handlungsoptionen (große Gebiete,

Vernetzung, Verringerung sonstiger negativer Einflüsse), die z.B. im

Rahmen von HabitChange um spezifischere Guidelines ergänzt

werden.

Der Dialog vor Ort und eine partizipative Anpassung der

Managementpläne bleiben der – mühsame – Weg, um die Funktionen

von Schutzgebieten auch unter Klimawandel zu erhalten.


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Welche Auswirkungen des Klimawandels sind für Schutzgebiete signifikant und sollten modelliert werden?


•Klima (Kenntage, Maxima, Klimatische Wasserbilanz)

•Wasser (Verfügbares Bodenwasser, Abflüsse, See + Grundwasserspiegel)

-> Nährstoffkreislauf, Sedimentation

•Organismen (Tiere, Pflanzen, Pilze)

-> Risiko verringerter / erhöhter Vorkommenwahrscheinlichkeiten

-> stärker funktional als bisher (Ausbreitungskapazität, Anpassungskapazität,.)

•Szenarienentwicklung KW und Management


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