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
3Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
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?
4Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
A. Holzkämper
Hintergrund
Das Berner Seeland
5Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
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
6Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
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)
7Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
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
8Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
A. Holzkämper
Klimaszenarien CH2018
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* [°
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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)
9Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
A. Holzkämper
Klimaauswirkungen auf Erträge
RCP 2.6
RCP 8.5
Mais Kartoffel Winterweizenunbewässert bewässert unbewässert bewässert
Ert
rag
sänderu
ng [%
]E
rtra
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ng [%
]
2075-2099 vs. 1981-2005
mit
Klimaschutz
ohne
Klimaschutz
Annahme: Unter Klimawandel werden die Sorten angebaut, für die Modelle kalibriert wurden!
10Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
A. Holzkämper
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irri
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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
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ngsbedarf
[%
]
2075-2099 vs. 1981-2005
11Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
A. Holzkämper
Reifedaten (Kartoffel, RCP 8.5)
Klimaauswirkungen auf Phänologie
180
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1980 2010 2040 2070 2100
years
X1 colour
RCP85
Tag d
es J
ahre
s
14 Aug
21 Juli
Verschiebung um 24 TageJahre
«phenological escape» oder schlechte Ausnutzung der Vegetationsperiode?
12Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
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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
13Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
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)
14Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
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
15Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
A. Holzkämper
Auswirkungen von Klima- und Nutzungsänderungen auf Grundwasser
Auswirkungen von Bewässerung auf Grundwasservorkommen sind
potentiell gross!
Mittlere jährliche Grundwasserstände PZ G107
Universität Neuchâtel
16Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
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)
17Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
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)
18Klimawandel und Landwirtschaft – Neue Nutzungskonflikte um das Wasser?
A. Holzkämper
Danke für Ihre Aufmerksamkeit
Annelie Holzkä[email protected]
Agroscope gutes Essen, gesunde Umwelt
www.agroscope.admin.ch