Klimawandel und Landwirtschaft Neue Nutzungskonflikte um das … · Klimawandel und Landwirtschaft...

Eidgenössisches Departement für Wirtschaft,

Bildung und Forschung WBF

Agroscope

www.agroscope.ch I gutes Essen, gesunde Umwelt

Beteiligte: S. Lopez*, M. Fochler*, O. Rössler**, Fabien

Cochand***, P. Brunner***, D. Hunkeler***

Agroscope*, Uni Bern**, Uni Neuchâtel***

Klimawandel und Landwirtschaft– Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?

Annelie Holzkämper

2Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?

A. Holzkämper

Hintergrund

• Klimawandel beeinflusst zugleich landwirtschaftliche

Produktion und Wasserressourcen

• Es ist zu erwarten, dass die landwirtschaftliche Produktion

vermehrt durch Trockenheit limitiert ist

Fuhrer & Jasper 2010


A. Holzkämper

Hintergrund

• Zunahme an Bewässerung ist eine naheliegende Option der

landwirtschaftliche Klimaanpassung

• ABER: auch Wasserressourcen sind durch Klimawandel

beeinflusst

Frage: Kann es durch Klimawandel und Zunahme an

Bewässerung zu einer Verschärfung von

Wassernutzungskonflikten kommen?


A. Holzkämper

Hintergrund

Das Berner Seeland


A. Holzkämper

Hintergrund

Bewässerung ist weit

verbreitet und üblich

im Anbau von

Gemüse, Kartoffeln,

Mais und

Zuckerrüben

Daten: AWA Bern, Hintergund: swisstopo

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0 2.5 51.25 Kilometers

Wasserentnahmequellen

# Grundwasser

G Oberflächengewässer

Grundwasserleiter

Berner Seeland


A. Holzkämper

CH2018- Szenarien

Gekoppelter Modellansatz

Pflanzenwachstums-

modell (CropSyst, Agroscope)

Grundwassermodell (FE-FLOW,

Uni Neuchâtel)

Bewirtschaftungs-

szenarien

Irrigated fields

Hydrologisches

Modell (WaSIM, Uni Bern)

Grundwassernutzungs-

konflikte (Trinkwasser,

Bewässerung) (Uni Neuchâtel)


A. Holzkämper

Klimaszenarien CH2018

EURO-CORDEX: 6 Modellketten * 2 Emissionsszenarien

(representative concentration pathways = RCPs)

RCP 2.6

(mit Klimaschutz)

RCP 8.5

(ohne Klimaschutz)

CLMCOM-CCLM4-HADGEM-EUR44 X

DMI-HIRHAM-ECEARTH-EUR11 X X

KNMI-RACMO-HADGEM-EUR44 X X

SMHI-RCA-CSIRO-EUR44 X

SMHI-RCA-MIROC-EUR44 X X

SMHI-RCA-MPIESM-EUR44 X X

portaldoclima.ptnccs.admin.ch


A. Holzkämper

Klimaszenarien CH2018

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Tem

pe

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rung

* [°

C]

Nie

ders

chla

gsänderu

ng [m

m]

RCP 2.6 (mit Klimaschutz) RCP 8.5 (ohne Klimaschutz)

RCP 2.6 RCP 8.5

MAM JJA SON DJF MAM JJA SON DJF*Temperaturänderung bezogen auf mittl. saisonale Tagesmaximum-Temperaturen

2075-2099 vs. 1981-2005 (Payerne)


A. Holzkämper

Klimaauswirkungen auf Erträge

RCP 2.6

RCP 8.5

Mais Kartoffel Winterweizenunbewässert bewässert unbewässert bewässert

Ert

rag

sänderu

ng [%

]E

rtra

gsänderu

ng [%

]

2075-2099 vs. 1981-2005

mit

Klimaschutz

ohne

Klimaschutz

Annahme: Unter Klimawandel werden die Sorten angebaut, für die Modelle kalibriert wurden!


A. Holzkämper

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Klimaauswirkungen auf Bewässerungsbedarf

Körnermais Kartoffel

RCP 2.6 RCP 8.5 RCP 2.6 RCP 8.5

Änderu

ng im

Bew

ässeru

ngsbedarf

[%

]

2075-2099 vs. 1981-2005


A. Holzkämper

Reifedaten (Kartoffel, RCP 8.5)

Klimaauswirkungen auf Phänologie

180

200

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240

1980 2010 2040 2070 2100

years

X1 colour

RCP85

Tag d

es J

ahre

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14 Aug

21 Juli

Verschiebung um 24 TageJahre

«phenological escape» oder schlechte Ausnutzung der Vegetationsperiode?


A. Holzkämper-4

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Klimaauswirkungen auf Bewässerungsbedarf

Bewässertes Gemüse*

* Angenommene Wachstumsperiode:

1. April – 31. Oktober

Änderu

ng im

Bew

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ngsbedarf

[%

]

2075-2099 vs. 1981-2005


A. Holzkämper

Klimaauswirkungen Landwirtschaft

Zusammenfassung

• Nur Körnermais profitiert im Mittel von Klimaänderungen bis zum

Ende des Jahrhunderts

• Die Bedeutung von Wasserstress als abiotische Limitierung

nimmt im Verhältnis zu anderen Limitierungen (Temperatur,

Phänologie) unter Klimawandel ab damit sinkt auch der

Nutzen von Bewässerung als Anpassungsmassnahme

• Wasserbedarf für Bewässerung kann aufgrund der

beschleunigten phänologischen Entwicklung abnehmen

(«phenological escape»)

• Wasserbedarf für Bewässerung kann deutlich zunehmen, wenn

die Vegetationsperiode voll ausgenutzt wird und Kulturen mit

hohem Wasserbedarf angepflanzt werden (z.B. Gemüse von

April bis Oktober)


A. Holzkämper

Auswirkungen von Klima- und Nutzungsänderungen auf Grundwasser

Perspektiven zukünftiger Nutzungsänderung

• Status quo (keine Änderungen der Landnutzung im Vergleich

zu heute)

• Intensivierung: 100% bewässertes Gemüse im südlichen Teil

des Gebiets (Wasserentnahme aus Grundwasser)

• Extensivierung: Dauergrünland ohne Bewässerung in allen

Zonen


A. Holzkämper

Auswirkungen von Klima- und Nutzungsänderungen auf Grundwasser

Auswirkungen von Bewässerung auf Grundwasservorkommen sind

potentiell gross!

Mittlere jährliche Grundwasserstände PZ G107

Universität Neuchâtel


A. Holzkämper

Schlussfolgerungen

• Zur Klimaanpassung werden Änderungen in der Wahl der

Sorten (und Kulturen) nötig

• Sorten mit höheren Wärmeansprüchen (spät-reife Sorten),

um Vegetationsperiode ausnutzen zu können Zunahme

an Bewässerungsbedarf

• Frühreife Sorten, um Trocken- und Hitzestress zu

vermeiden geringe Zunahme oder sogar Abnahme des

Bewässerungsbedarfs

• Je nachdem, wie die Vegetationsperiode ausgenutzt wird

(Wahl der Kulturen, Sorten, Saattermine), kann

landwirtschaftliche Anpassung an Klimawandel die

Verfügbarkeit von Grundwasserressourcen mehr oder

weniger stark beeinträchtigen ( Nutzungskonflikte

Trinkwasser, Naturschutz)


A. Holzkämper

Danksagung

• Volker Prasuhn, Robert Huber (ETHZ), Christian Bucher

(inforama Seeland), Frederic Rüfenacht, Lutz Collet, Pierluigi

Calanca

• BAFU-Finanzierung im Rahmen des Themenschwerpunkts

«Hydro-CH2018» des NCCS (National Centre for Climate

Services)


A. Holzkämper

Danke für Ihre Aufmerksamkeit

Annelie Holzkä[email protected]

Agroscope gutes Essen, gesunde Umwelt

www.agroscope.admin.ch

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