Dies ist ein Poster aus dem REGKLAM-Vorhaben zum Thema "Projizierte Trockenheitstrends - Bewertung regionaler Trockenheitstrends anhand eines Ensembles globaler und regionaler Klimamodelle".
Der Bericht "Erarbeitung eines Online-verfügbaren Entscheidungsbaums" repräsentiert das REGKLAM-Produkt 3.3.3f. Als Folgen des Klimawandels für die Landwirtschaft werden in Sachsen v.a. negative Einflüsse auf die Ertragsstabilität und die Verstärkung bestimmter Umweltrisiken wie z.B. Bodenerosion erwartet (LfULG, 2009). Das ursprünglich formulierte Ziel eines „Online-verfügbaren Entscheidungsbaumes“ zur Unterstützung der Entscheidung über zukünftige Landnutzungsoptionen wurde aufgrund der Einwände und Wünsche der beteiligten Stakeholder abgewandelt. Das Ziel wurde dahingehend angepasst, dass die innerhalb des Projektes abgeleiteten Fruchtfolge(FF)-Klassen (Lorenz, 2011, Lorenz et al., 2013) verwendet werden, um abzuschätzen ob der erwartete Klimawandel mit den damit zusammen hängenden Risiken (Dürre, Erosion) einen Einfluss auf zukünftige Landnutzung im Bereich Landwirtschaft haben wird. Der Bericht befasst sich mit der Methodik zur Allokation von Fruchtfolgeklassen unter dem Einfluss von Klimawandelrisiken und der Anwendung des Entscheidungsbaums in einem Fokusgebiet.
Der Bericht "Bereitstellung des regional angepassten Entscheidungshilfesystems LandCaRe-DSS" repräsentiert das REGKLAM-Produkt 3.3.1g. Das Entscheidungshilfesystem LandCaRe-DSS (Land, Climate and Resources Decision Support System) ist eine modellbasierte Wissensplattform, die die explizite Simulation von regionalen und lokalen Auswirkungen des Klimawandels anhand von regionalen Klimaprojektionen ermöglicht. Damit soll das Wissen um mögliche Klimafolgen ergänzt und die Ableitung von Anpassungsmaßnahmen in der Landwirtschaft unterstützt werden. Ziel des Teilprojektes (TP3.3.1g) war die Übertragung des Systems auf die Modellregion Dresden.
Die im Folgenden dargestellten Ergebnisse basieren auf dem Projekt „Repräsentative Untersuchung zur Wahrnehmung von Klimawandel, Klimaschutz und Klimaanpassung in der Metropolregion Bremen-Oldenburg im Nordwesten (REKLIMAR)“. REKLIMAR zielte darauf, anhand einer quantitativen Erhebung repräsentative Aussagen darüber zu gewinnen, welche Einstellungen die Bewohnerinnen und Bewohner der Metropolregion Bremen-Oldenburg gegenüber Klimawandel, Klimaschutz und Klimaanpassung haben und welches Meinungsbild gegenüber erneuerbaren Energien und damit verbundenen Entwicklungen besteht. Das Projekt schloss an eine zuvor im Rahmen des Forschungsverbundprojektes „nordwest2050 - Perspektiven für klimaangepasste Innovationsprozesse in der Metropolregion Bremen-Oldenburg im Nordwesten“ durchgeführte Studie an. In dieser explorativen qualitativen Vorläuferstudie „Vulnerabilität der Region: Nachfrageverhalten und Konsummuster“ wurden drei verschiedene Untersuchungsgruppen befragt und deren Wahrnehmung von Klimawandel und Preisentwicklungen sowie deren Folgen für das Konsumverhalten untersucht. Ziel von REKLIMAR war erstens das breite Spektrum an Einschätzungen, Bewertungen und Wahrnehmungen, das in der explorativen Vorläuferstudie generiert wurde, auf seine Verallgemeinerungsfähigkeit zu überprüfen. Zweitens zielte das Projekt darauf, die Untersuchung auf weitere Themenfelder auszuweiten, die für den Forschungsverbund nordwest2050 relevant sind. REKLIMAR zielte zudem darauf, auch den Einfluss sozioökonomischer und raumbezogener Faktoren auf die Wahrnehmung des Klimawandels und seiner Folgen in der Region zu bestimmen. Insofern war ein drittes Ziel der Erhebung, die gewonnen Daten nach gruppenspezifischen Kriterien auszuwerten und diesbezügliche Unterschiede zu identifizieren.
Abstract
Water management and environmental protection is vulnerable to extreme low flows during streamflow droughts. During the last decades, in most rivers of Central Europe summer runoff and low flows have decreased. Discharge projections agree that future decrease in runoff is likely for catchments in Brandenburg, Germany. Depending on the first-order controls on low flows, different adaption measures are expected to be appropriate. Small catchments were analyzed because they are expected to be more vulnerable to a changing climate than larger rivers. They are mainly headwater catchments with smaller ground water storage. Local characteristics are more important at this scale and can increase vulnerability.
This thesis mutually evaluates potential adaption measures to sustain minimum runoff in small catchments of Brandenburg, Germany, and similarities of these catchments regarding low flows. The following guiding questions are addressed: (i) Which first-order controls on low flows and related time scales exist? (ii) Which are the differences between small catchments regarding low flow vulnerability? (iii) Which adaption measures to sustain minimum runoff in small catchments of Brandenburg are appropriate considering regional low flow patterns?
Potential adaption measures to sustain minimum runoff during periods of low flows can be classified into three categories: (i) increase of groundwater recharge and subsequent baseflow by land use change, land management and artificial ground water recharge, (ii) increase of water storage with regulated outflow by reservoirs, lakes and wetland water management and (iii) regional low flow patterns have to be considered during planning of measures with multiple purposes (urban water management, waste water recycling and inter-basin water transfer). The question remained whether water management of areas with shallow groundwater tables can efficiently sustain minimum runoff. Exemplary, water management scenarios of a ditch irrigated area were evaluated using the model Hydrus-2D. Increasing antecedent water levels and stopping ditch irrigation during periods of low flows increased fluxes from the pasture to the stream, but storage was depleted faster during the summer months due to higher evapotranspiration. Fluxes from this approx. 1 km long pasture with an area of approx. 13 ha ranged from 0.3 to 0.7 ls-1 depending on scenario. This demonstrates that numerous of such small decentralized measures are necessary to sustain minimum runoff in meso-scale catchments.
Differences in the low flow risk of catchments and meteorological low flow predictors were analyzed. A principal component analysis was applied on daily discharge of 37 catchments between 1991 and 2006. Flows decreased more in Southeast Brandenburg according to meteorological forcing. Low flow risk was highest in a region east of Berlin because of intersection of a more continental climate and the specific geohydrology. In these catchments, flows decreased faster during summer and the low flow period was prolonged. A non-linear support vector machine regression was applied to iteratively select meteorological predictors for annual 30-day minimum runoff in 16 catchments between 1965 and 2006. The potential evapotranspiration sum of the previous 48 months was the most important predictor (r2 = 0.28). The potential evapotranspiration of the previous 3 months and the precipitation of the previous 3 months and last year increased model performance (r2 = 0.49, including all four predictors). Model performance was higher for catchments with low yield and more damped runoff. In catchments with high low flow risk, explanatory power of long term potential evapotranspiration was high.
Catchments with a high low flow risk as well as catchments with a considerable decrease in flows in southeast Brandenburg have the highest demand for adaption. Measures increasing groundwater recharge are to be preferred. Catchments with high low flow risk showed relatively deep and decreasing groundwater heads allowing increased groundwater recharge at recharge areas with higher altitude away from the streams. Low flows are expected to stay low or decrease even further because long term potential evapotranspiration was the most important low flow predictor and is projected to increase during climate change. Differences in low flow risk and runoff dynamics between catchments have to be considered for management and planning of measures which do not only have the task to sustain minimum runoff.
'nordwest2050' hat mit der „Roadmap of Change“ einen Fahrplan entwickelt, der Wege zu einer nachhaltigen, klimaangepassten und resilienten Metropolregion Bremen-Oldenburg bis zum Jahr 2050 beschreibt. In ihm sind Handlungsoptionen für regionale Akteure beschrieben, um dieses Ziel zu erreichen. Zu berücksichtigen sind dabei die externen Rahmenbedingungen, in denen sich die Region im Jahr 2050 bewegen wird. Aus diesem Grund hat 'nordwest2050' gemeinsam mit regionalen Akteuren so genannten Rahmenszenarien entwickelt, die mögliche Rahmenbedingungen für die Region im Jahre 2050 beschreiben und damit die 'Leitplanken' möglicher Entwicklungen für die Bereiche Energie, Ernährung, Hafen/Logistik sowie Regionalpolitik bilden. Zum Erstellen der Rahmenszenarien wurden in den Sektoren Energie, Ernährung/Landwirtschaft, Hafen/Logistik und Regionalpolitik die jeweils wichtigsten Einflussfaktoren identifiziert. Aus diesen wurden drei konsistente Szenarien erarbeitet, die eine mögliche Welt im Jahr 2050 beschreiben: Regionalisierte Welt, Nachhaltige Globalisierung, Ungebremste Globalisierung.
Ziel von ‚nordwest2050‘ ist es, die Metropolregion Bremen-Oldenburg im Nordwesten auf die Folgen des Klimawandels und die damit verbundenen Unsicherheiten vorzubereiten. Aber wie können wir heute Handlungspfade bis ins Jahr 2050 beschreiben, die auch unter noch unbekannten Rahmenbedingungen und trotz unerwarteter Entwicklungen zum Ziel führen? Wie kann man dabei die vielen weiteren Herausforderungen der Zukunft berücksichtigen, wie beispielsweise Strukturwandel, Finanzkrise und Demografischer Wandel?
Die sektorale Roadmap für das Cluster Ernährungswirtschaft gibt Empfehlungen und zeigt Handlungsoptionen auf, die zu einer klimaangepassten und resilienten Entwicklung in der Fleisch- und Milchwirtschaft der Metropolregion Bremen-Oldenburg beitragen. Um die Möglichkeiten und Bedarfe der regionalen Akteure zu identifizieren und mit den Erfordernissen und Herausforderungen durch den Klimawandel für eine nachhaltige Entwicklung zu einer resilienten Region zu integrieren, wurde für die vorliegende Roadmap eine Methodik entwickelt, die wiedergibt, welche Relevanz, Strategien und Umsetzungspotenziale seitens der Akteure bis zum Jahr 2050 gesehen werden. Auf Basis der Vulnerabilitäts- und Innovationspotenzialanalysen in ‚nordwest2050‘ sowie Szenarien- und Visionsentwicklung wurden Potenziale und Kapazitäten sowie Hemmnisse, Barrieren und Konflikte herausgearbeitet, die von den Unternehmen als besonders zentral wahrgenommen werden.
Sechs in der Metropolregion Bremen-Oldenburg durchgeführte Fallstudien zeigen, dass Unternehmen den Klimawandel als eine ernst zu nehmende Umweltveränderung bewerten, die sich schon heute auf einzelne Branchen (insbesondere auf die Landwirtschaft) spürbar auswirkt und zukünftig deutlich mehr Branchen betreffen wird. Ob, wann und wie Unternehmen mit konkreten Maßnahmen auf die Folgen des Klimawandels reagieren, hängt im Wesentlichen von dem wahrgenommenen Handlungsdruck innerhalb der Unternehmen ab. Die untersuchten Unternehmen haben sich im Gegensatz zum Gros der Wirtschaft bereits mit dem Klimawandel explizit auseinandergesetzt und die möglichen betriebswirtschaftlichen und strategischen Folgen für ihr Unternehmen geprüft. Die Fallstudien bauen auf dem aktuellen Wissenstand der wirtschaftsbezogenen Klimaanpassungsforschung und insbesondere auf vorgängige Studien im Rahmen von ‚nordwest2050‘ auf.