Das RADOST-Anwendungsprojekt 16 sollte aufzeigen, wie die thermische Nutzung von in der Saturationszone des Küstenbereichs vorhandenem "Strandwasser" (einem Gemisch aus Grund- und Meerwasser) oder die direkte thermische Nutzung des Meerwassers planerisch in Küstenschutzmaßnahmen integriert werden kann. Der Bericht beschreibt die Planung ausgewählter geothermischer Quellenanlagen im Bereich von Küstenschutzanlagen unter Berücksichtigung von im Projekt gewonnenen Messdaten. Abschließend erfolgen eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und die Ableitung von Empfehlungen zur Umsetzung einer thermischen Nutzung des Untergrundes bzw. des Meerwassers.
Der Bericht "Abschätzung der größenaufgelösten Partikelkonzentration und -zusammensetzung anhand wetterlagenorientierter experimenteller Messungen" repräsentiert das REGKLAM-Produkt 2.2b. Auf der Grundlage von Experimenten wurde die heutige Situation analysiert und Szeanarien für einen Temperaturanstiegt sowie für eine Änderung der Anströmcharakteristik erarbeitet. Da die PM10-Massenkonzentrationen bereits heute Grenzwerte überschreiten und im Rahmen der klimatischen Veränderung nicht mit einer wesentlichen Abnahme zu rechnen ist, bleibt es auch zukünftig eine wichtige Herausforderung, die Emissionen von Partikeln und deren Vorläufersubstanzen sowohl in der Stadt als auch in der großräumigen Umgebung zu vermeiden.
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.
Kurzfassung der dynaklim-Publikationen Nr. 35 und
in Teilen der Publikationen Nr. 31 und Publikationen Nr. 11: Zur Standortoptimierung gehören der Boden, die Wasserversorgung und die Vegetation. Die jahrhundertelange Industrie- und Siedlungsgeschichte hat die ursprünglichen Böden in der Emscher-Lippe-Region sowie in vielen anderen urbanen Siedlungsräumen erheblich verändert. Die Bodenkarten im Maßstab 1 : 50.000 geben diese Entwicklung und den heutigen Zustand der Böden in der Regel nicht wieder. Vor allem Bachauen und Grünflächen wurden erheblich durch Abgrabung und Aufbringung von Bauschutt, Bergematerial, Aschen, Schlacken und Stäuben verändert. So wurden in 50 kartierten Stadtparks in der Emscher-Lippe-Region im Rahmen von dynaklim in keinem Fall mehr der natürliche Bodenaufbau, sondern weitestgehend die unterschiedlichsten Stadtböden angetroffen. In dynaklim wurde eine Methode „Stadtbodenkarte“ entwickelt und bereits für ausgewählte Gebiete angewandt. Diese Stadtböden haben in der Regel einen höheren Skelettanteil (Kies, Steine, Beton-, Schlacke-, Ziegelbruchstücke etc.) und einen geringeren Feinkornanteil. Dies bedeutet eine um bis zu 20 % höhere Grundwasserneubildung, aber auch eine verringerte Wasserrückhaltekapazität und damit auch weniger Wasser, das den Pflanzen zur Verdunstung zur Verfügung steht.
Der Bericht "Anpassung von Anbaustrategien und –verfahren im Obstbau" repräsentiert das REGKLAM-Produkt 3.3.1b. Für den Gartenbau lässt sich feststellen, dass die zu erwartenden Klimaextreme für die Branche enorme Kostenbelastungen zur Absicherung der Erzeugung bereits innerhalb des Zeitraums bis 2020/2030 verursachen werden. Schwerpunkte liegen in der Erschließung und Sicherstellung der Wasserversorgung der Bestände sowie in der Errichtung von Schutzeinrichtungen gegen extreme Wetterereignisse (Starkregen, Hagel, Sturm) für besonders wertvolle Obstkulturen. Damit wird die Wirtschaftlichkeit der Verfahren in der Zukunft stark belastet. Der Bedarf an Wasser für die Zusatzbewässerung, dem Produktionsfaktor, der in der Zukunft bei Eintreffen der Klimaprognosen von existenzieller Bedeutung sein wird, wird sich danach im sächsischen Gartenbau, inklusive der derzeit schon bewässerten Flächen, auf bis zu 9,6 Mio. m³ pro Jahr belaufen.
Der Bericht "Anpassungsbedarf für den Stadtbaumbestand –
Dendrochronologische und ökophysiologische Ergebnisse" repräsentiert das REGKLAM-Produkt 3.1.2d. In vielen Studien wurde biser die positive Wirkung von Stadtgrün belegt, aber selten zwischen den einzelnen Baumarten unterschieden. Die Wohlfahrtswirkungen der Stadtbäume stehen in den letzten Jahrzehnten sichtbare Vitalitätsminderungen durch Klimaextreme gegenüber. Die Toleranz der Gehölze gegenüber Trcokenstress wird dabei von noch größerer Bedeutung sein als heute. Dieser Bericht soll einen Beitrag zur Bewertung der zukünftigen Eignung von zehn häufig vorkommenden Straßenbaumarten leisten.
Der Bericht geht der Frage nach, wie sich Klimaveränderungen auf die Perspektiven für Aquakulturen in der Ostsee auswirken könnten. Von besonderer Bedeutung sind hier die Aspekte Temperaturzunahme, Meeresspiegelanstieg, Versauerung sowie der Salzgehalt des Meerwassers. In dem Bericht wird untersucht, was die erwarteten Veränderungen für derzeit kultivierte Algen-, Fisch- und Muschelarten bedeuten und welche Arten in Zukunft kultiviert werden könnten. Zum Abschluss des Berichtes wird das Konzept einer nachhaltigen, klimaangepassten Aquakultur vorgestellt, wie es teilweise in der Kieler Förde bereits verwirklicht wurde.
Impacts of climate change on agriculture have been predominantly analyzed by using biophysical and crop specific model applications. Vulnerability assessments which identify the vulnerability of regions with their farming systems are urgently required, because agricultural adaptations to climate change are related to regional specifics, and therefore research has to consider the regional level. Therefore sector- and system-specific approaches have to be developed. This paper presents the methodology of a vulnerability assessment for organic farming systems in the Brandenburg Region, which considers regional-specific climatic impact, as well as the regional-specific adaptive capacity. In this region, the cultivation and management of legume-grass swards have a key position, especially the climate change impact on legume symbiotic nitrogen fixation and nitrogen mineralization. Adaptation strategies of crop production systems include reduced soil tillage, which plays an important role also in organic farming systems (reducing soil erosion, improving water infiltration, reducing evaporation and improving soil structure, control of N-dynamics) are developed and tested by means of an action research approach.
Es wurde untersucht, welchen Einfluss die Temperatur auf die Zusammensetzung wirbelloser Lebensgemeinschaften (Makrozoobenthos, MZB) in den großen Flüssen Lippe, Ems und Ruhr hat und ob sich eine Temperaturerhöhung durch den Klimawandel auf die Bewertung solcher Gewässertypen nach EU-Wasserrahmenrichtlinie auswirken kann. Da die mittleren Jahreswassertemperaturen an einer Probestelle einen signifikanten Erklärungsanteil an der Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft haben, wurde eine neue biologische Messgröße (Metrik) abgeleitet, deren Größe von der Temperatur abhängt: Die Häufigkeiten wärmeliebender Neozoen-Arten des Makrozoobenthos steigen signifikant mit der Temperaturzunahme an einer Probestelle. In den thermisch veränderten Probestellen der Lippe sind die Häufigkeiten deutlich höher als in der Ems und in der Ruhr. Es wurden Grenzwerte abgeleitet, um die thermische Veränderung einer Probestelle durch den Metrik „Häufigkeiten wärmeliebender Neozoen“ näher zu beschreiben. Die aktuell in Deutschland zur Bewertung des Fließgewässertyps 15g (Großer sand- und lehmgeprägter Fluss des Tieflands) verwendeten Metriks und der Saprobienindex des PERLODES Verfahrens, die vorrangig morphologische Degradation und organische Belastung anzeigen sollen, reagieren signifikant auf erhöhte Wassertemperaturen. Die Bewertung von hydromorphologischer Degradation und der organischen Belastung ist bei gleichzeitig bestehender thermischer Veränderung also nicht gesichert. Durch Anwendung des Metriks „Häufigkeiten wärmeliebender Neozoen“ können thermisch veränderte Probestellen identifiziert werden und die Ergebnisse nach PERLODES und nach dem Saprobiensystem als nicht gesichert bewertet werden.
Der Biohof Bakenhus befindet sich idyllisch gelegen im Naturpark Wildeshauser Geest. Hier werden bereits seit 1987 Rinder artgemäß gehalten. Im Herbst 2000 wurde zur Steigerung sowie Verbesserung der Vermarktung die Bakenhus Biofleisch GmbH gegründet. Die 400 m2 große Bioland-Fleischerei befindet sich auf dem Gelände des Biohofes Bakenhus und hat ihren Sitz in Großenkneten. Hier wird das Fleisch des Biohofes und auch anderer Bio-Landwirte aus der Region verarbeitet und vermarktet.
Alle Produkte werden auf dem Betriebsgelände nach den strengen Richtlinien der Bio-Verbände und in handwerklicher Tradition hergestellt. Traditionelle Rezepturen und moderne Verarbeitungstechnik garantieren den hohen Qualitätsstandard der Bioland Produkte. Die Verarbeitung von Rind-, Schwein-, Lammfleisch und Geflügel sowie die Endkontrolle aller Erzeugnisse geschieht auf dem NATURLAND-zertifizierten Biohof. Der Geschäftsführer Rainer Breuer und seine 13 Mitarbeiter stehen für umweltgerechte Produktion und Vermarktung.