Wechselseitige Einflüsse von Landwirtschaft und Klima - ASG-Herbsttagung - Göttingen, 04.11.2020
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Wechselseitige Einflüsse von
Landwirtschaft und Klima
ASG-Herbsttagung – Göttingen, 04.11.2020
Dr. Mathias Herbst
Deutscher Wetterdienst - Zentrum für Agrarmeteorologische Forschung (ZAMF) Braunschweig
1
Deutscher Wetterdienst
Hintergrund: Ist der Klimawandel schon da?
Das Jahr 2017
Obst: Weizen/Raps:
90% weniger 25000 EUR
Ertrag Schaden
Grünland: Mais:
Totalausfall 20% weniger
beim 2. Ertrag
Schnitt
2
Quelle: top agrar, Ausgabe 11/2017
Neue Extremwerte: Klimatische Wasserbilanz 2018
3
Bodenfeuchte Modellierung
Bodenfeuchte unter Winterweizen
für den Zeitraum 1.1.2018 bis 28.10.2020
(Beispiel: Braunschweig)
% nFK
4
Niederschlag & Temperatur Beobachtungen
Abweichungen der Temperatur
und des Niederschlags
(Deutschlandmittel) vom
vieljährigen Mittelwert 1961-1990
für den Zeitraum April – Oktober.
Deutlicher Trend zu immer
wärmeren Sommerhalbjahren,
2019 jedoch kein klarer Trend beim
Niederschlag.
Aber: Eine so starke Abweichung
wie im Jahr 2018 wurde nie zuvor
beobachtet.
Frühauf | DEMETER | Online-Seminar 28.10.2020 5
Länger anhaltende Wetterlagen
durch veränderten Jetstream
Aufgrund verringerter Temperaturunterschiede zwischen Polarregionen
(starke Erwärmung) und Äquator (schwache Erwärmung) bleiben die
Mäander des Jetstreams länger stationär und die Witterung konstant.
6
Global - Deutschland
7
Temperatur Beobachtungen
Änderung bei Kenntagen
8
Klima Niedersachsen
geplanter Start: Januar2018
9
Klima Niedersachsen
10Trends: Vegetationsbeginn
Pflanzenentwicklung
Phänologische Uhr / Deutschland
WINTER 1961 - 1990: 120
Stiel-Eiche (Blattfall)
1961-1990 extrapoliert Tage
SPÄTHERBST
Stiel-Eiche (Blattverfärbung)
19
VORFRÜHLING
18 Dez. Jan. 40 Hasel (Blüte)
Nov. Feb. 35
VOLLHERBST
Stiel-Eiche (Früchte) 19 Okt. Mrz.
27
Sep. Apr.
31
Aug. Mai
21 27 Juli Juni
FRÜHHERBST 31 ERSTFRÜHLING
Schwarzer Holunder (Früchte) 30 Forsythie (Blüte)
22
27 23
44
30 VOLLFRÜHLING
SPÄTSOMMER
Apfel (Blüte)
Apfel, frühreifend (Früchte)
42 21
FRÜHSOMMER
Schwarzer Holunder (Blüte)
Leitphasen, mittlerer Beginn und Dauer der phänologischen Jahreszeiten HOCHSOMMER
Zeiträume 1961-1990 und 1991-2017 im Vergleich Sommer-Linde (Blüte)
11Trends: Vegetationsbeginn
Pflanzenentwicklung
Phänologische Uhr / Deutschland
WINTER 1961 - 1990: 120
Stiel-Eiche (Blattfall) Tage
1961-1990 extrapoliert
Kurz notiert:
1991 - 2017: 103
SPÄTHERBST
Tage
Stiel-Eiche (Blattverfärbung)
Verschiebung der 19
VORFRÜHLING
18 Dez. Jan. 40
phänologischen Nov. Feb. 35
Hasel (Blüte)
VOLLHERBST
Jahreszeiten Stiel-Eiche (Früchte) 19
27
Okt. Mrz.
Sep. Apr.
31
Aug. Mai
Vegetations- 21 27 Juli Juni
FRÜHHERBST 31 ERSTFRÜHLING
periode beginnt Schwarzer Holunder (Früchte)
22
30 Forsythie (Blüte)
früher 27 44
23
30 VOLLFRÜHLING
SPÄTSOMMER
Apfel (Blüte)
Apfel, frühreifend (Früchte)
42 21
FRÜHSOMMER
Schwarzer Holunder (Blüte)
Leitphasen, mittlerer Beginn und Dauer der phänologischen Jahreszeiten HOCHSOMMER
Zeiträume 1961-1990 und 1991-2017 im Vergleich Sommer-Linde (Blüte)
12Trends: Vegetationsbeginn
2000 2001 2002 2003 2004
2005 2006 2007 2008 2009
2010 2011 2012 2013 2014
2015 2016 2017 2018 2019
Hohe Variabilität von Jahr zu Jahr!
13Exkurs das Klimasystem
„Strahlungsantrieb“: Erhöhung der
Strahlungsbilanz um bislang 2,3 W/m2 seit
Beginn der Industrialisierung → zusätzliche
globale Temperaturerhöhung um ca. 1°C
(mit großen regionalen Unterschieden)
14Die Fakten industrielles CO2
4.5 0.1 PgC yr-1
9.3 0.5 PgC yr-1
44%
90% 2.6 0.5 PgC yr-1
1.0 0.5 PgC yr-1
+ 25%
3.2 0.9 PgC yr-1
10%
31%
CO2 Quellen CO2 Senken
1 PgC = 1015 g C = 3.67 109 t CO2 Global Carbon Project; Le Quéré et al., 2016
15Die Fakten industrielles CO2
Zunahme der anthropogenen Treibhausgase
Beispiel: Entwicklung der atm. CO2-Konzentration
aus Eiskernbohrungen in ppm
2100
Weiter-wie-bisher-Szenario
2100
Klimaschutz-Szenario
2019 beobachtet
300 ppm
Zeit (in Jahren vor heute)
Quelle: Lüthi et al., Tans, IIASA
16Klima Zukunft
Die künftigen CO2-Emissionen sind entscheidend
Vom Weltklimarat IPCC benutzte Klima-Szenarien im Vergleich
Änderung der Globalen Temperatur
RCP 8.5: + 4,7 °C
RCP 6.0: + 3,2 °C
RCP 4.5: + 2,7 °C
RCP 2.6: + 1,7 °C
2°C Ziel nur durch
RCP 2.6 zu realisieren;
dazu nötig: CO2
Neutralität bis 2050
(negative Emissionen)
17Landwirtschaft und Klimaschutz
• Klimaschutzplan der
Bundesregierung (16.11.2016):
Emissionen aus dem
Landwirtschaftssektor sollen bis
2030 um 31 – 34% gegenüber 1990
reduziert werden.
• Bis 2015 waren erst 15% geschafft.
• Aus der Landwirtschaft stammen
rund 8% der nationalen THG-
Emissionen (bzw. 11%, wenn man
die Nutzung entwässerter
Moorböden mitrechnet).
Datenbasis: Aktivitätsdaten * Emissionsfaktoren
• Die Landwirtschaft ist D.h. Berechnung aus statistischen Daten,
deutschlandweit für 60% der Verifizierung fehlt jedoch.
Quelle: Thünen-Institut für Agrarklimaschutz
Methan (CH4) Emissionen und 80% Neue Ansätze: ICOS (Integrated Carbon Observation
der Lachgas (N2O) Emissionen System, EU Forschungsinfrastruktur), ITMS
verantwortlich. (Integriertes Treibhausgas Monitoring System, DWD)
18CO2 Emissionen reduzieren:
CO2 Bilanz mit Berücksichtigung der Ernte
Bedeutung der Brachezeiten Atmosphärischer CO2 Austausch
(Beispiel aus Gebesee /
Thüringen):
Abgabe
Auf längere Sicht CO2 –
Abgabe (= Humusverlust)
infolge derjenigen Jahre in
der Fruchtfolge mit langen
Brachezeiten (hellgraue
Flächen)
Aufnahme
19CO2 Emissionen reduzieren:
• Humusaufbau: Anbau von Zwischenfrüchten und
Untersaaten, Vermeidung von Brachezeiten,
Verdichtung der Anbaufolgen (sofern genug
Wasser verfügbar), Erhalt von Dauergrünland,
Einsatz organischer Dünger
• Bewässerung zur Steigerung der C-Aufnahme
und der Nährstoffeffizienz
• Wiedervernässung von organischen Böden
(Anhebung des Wasserspiegels möglichst ohne
Überstau, am besten auf ca. 10 cm unter Flur)
• Ausweitung von Agroforst-Flächen (und ggf.
Aufforstung nicht mehr benötigter Flächen)
Entwicklung eines Zwischenfruchtbestandes (Ölrettich)
von September bis Dezember 2016 am ZAMF
20CO2 Emissionen reduzieren:
21CH4 Emissionen reduzieren:
• Reduzierung der Fleischproduktion durch
Änderung des Konsumverhaltens (80% der
Emissionen kommen aus den Mägen der
Wiederkäuer), aber auch Optimierung von
Fütterung und Züchtung.
• Keine lange Lagerung von Gülle, sondern
Nutzung für die Biogasproduktion (dadurch
werden gleichzeitig fossile Energieträger
mit Überstau
eingespart).
CH4 Emission [mg m-2d-1]
ohne Überstau
• Bei Wiedervernässungsmaßnahmen
Flächen nicht überstauen.
CH4 Emission eines wiedervernässten Grünlands
(Herbst et al., AFM 151 (2011), 841-853)
Bodentemperatur [°C]
22CH4 Emissionen reduzieren:
Auswirkung der Wasserstandsregulierung auf die THG-Emissionen
Quelle: Drösler et al. 2008 (Ecol. Studies)
23N2O Emissionen reduzieren:
Im biologischen Stickstoff-
Kreislauf wird N2O sowohl bei
der Nitrifikation als auch bei
der Denitrifikation freigesetzt.
Überschüssiges Nitrat und
Ammonium im Boden fördern
daher die N2O-Emissionen
24N2O Emissionen reduzieren:
Zusammenhang zwischen Stickstoffüberschüssen und Viehbesatzdichte
25N2O Emissionen reduzieren:
• Reduzierung der Einsatzes von Mineraldüngern
zur Verringerung des Stickstoffüberschusses im
Boden, Beregnung zur besseren Ausnutzung,
Einsatz organischer Dünger, „precision farming“.
• Bedarfs- und standortgerechte Düngung
(Düngeverordnung), da Überdüngung N2O –
Emissionen und Nitratauswaschung verursacht
(Trinkwasserschutz; Kosten).
• Ausbau des Ökolandbaus mit
ressourcenschonender Kreislaufwirtschaft (von
derzeit 6 auf 20% Flächenanteil gemäß
Klimaschutzplan der Bundesregierung).
Korrelation zwischen Mineraldüngereinsatz und N2O Emission
(Schulze et al., GCB 16 (2010), 1451-1469)
26Ausblick
• Trend zu höherem Wasserbedarf durch steigende Temperaturen, bei
gleichbleibenden Sommer- und steigenden Winterniederschlägen.
• Trend zu stabileren Wetterlagen führt zu häufigeren Dürre- und Nässe-
Situationen, vgl. 2017 und 2018!
• Landwirtschaft: Täter – Opfer – Retter? Von allem etwas, aber:
Landwirtschaftliche Klimaschutzmaßnahmen können verstärkt werden:
• CO2: Greening, Wiedervernässung, Agroforst, …
• CH4: Viehbestandsdichte (Wiederkäuer) / Verbraucherverhalten, …
• N2O: Bedarfsgerechte Düngung, ggf. Bewässerung, …
→ Klimaanpassung und Klimaschutz können Hand in Hand gehen.
27Sie können auch lesen
