StartClim2008: Anpassung an den Klimawandel in Österreich

Die Anpassung an den Klimawandel gewinnt neben dem Klimaschutz immer mehr an Bedeutung. Die Auswirkungen des Klimawandels sind, wie auch im vierten Bericht des IPCC dargelegt wurde, deutlich spürbar und werden in Zukunft zunehmen, da selbst bei tiefgreifenden Klimaschutzmaßnahmen ein gewisses Maß an Klimaänderung nicht mehr verhindert werden kann. StartClim befasst sich daher erstmals mit dem Thema Anpassung an den Klimawandel und leistet damit einen Beitrag zur Entwicklung einer österreichischen Anpassungsstrategie an den Klimawandel.

Die Projekte in StartClim2008 befassen sich mit der Rolle von Waldböden im Klimawandel, mit Methoden zur Verringerung der Verdunstung, der Erosion und des Schädlingsbefalls in der Landwirtschaft, mit Anpassung in der Bio-Berglandwirtschaft und dem Rückgang der Permafrostgebiete in Tirol, sowie mit dem Einfluss von Adaptationsmaßnahmen auf das akute Sterberisiko in Wien.

Endberichte der einzelnen StartClim2008-Teilprojekte:

StartClim2008.A: Einfluss von Adaptationsmaßnahmen auf das akute Sterberisiko in Wien durch Temperaturextreme

Institut für Umwelthygiene, MUW: Hanns Moshammer, Hans-Peter Hutter
Institut für Meteorologie, BOKU: Thomas Gerersdorfer

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Kurzfassung

Eine vertiefte Analyse Wiener Sterbedaten von 1990 bis 2007 ergab ab moderaten Temperaturen am gleichen Tag mit zunehmender Temperatur eine lineare Zunahme der Sterbefälle. Die Durchschnittstemperatur der jeweils vergangenen zwei Wochen weist bis zu hohen Temperaturen einen ebenfalls angenähert linearen Verlauf auf, allerdings gegenläufig: mit abnehmender Temperatur steigen die Sterbefälle. Dies könnte allerdings eine Folge des allgemeinen saisonalen Sterberisikos sein, d.h. Ausdruck der Tatsache, dass im Winter generell mehr Menschen sterben als im Sommer.

Um Anpassungsmaßnahmen gezielt setzen zu können, wurde versucht, die Zielgruppen besser zu definieren. Von der Hitzesterblichkeit besonders betroffen sind Frauen, ältere Menschen und Personen in „ärmeren“ Bezirken. Bei der Kälte- bzw. Winter-Sterblichkeit fanden sich hingegen keine Bezirksunterschiede. Interessant ist, dass das Sterberisiko unter Hitzeeinwirkung für Krankenhauspatienten und für HeimbewohnerInnen gleich hoch ist, wie für andere Personen. Hier dürften sich zwei Effekte überlagern: Zum einen sind Menschen, die sich in Krankenhäusern und Heimen befinden großteils a priori geschwächt und daher für Zusatzbelastungen anfälliger, andererseits trägt das geschulte Personal in Krankenhäusern und Heimen zur Minderung des Risikos bei.

Eine klare Schwelle, ab welcher die Sterblichkeit stärker ansteigt, und daher Maßnahmen zu setzen wären, konnte nicht gefunden werden. Als praktikable Regelung erscheint das Setzen von Akutmaßnahmen in Form von Warnhinweisen und Verhaltensempfehlungen ab einer prognostizierten nächtlichen Abkühlung auf nicht weniger als 19°C.

StartClim2008.B: Welche Anpassungen der derzeitigen Erosionsschutzmaßnahmen sind unter den Bedingungen des Klimawandels zu empfehlen?

Institut für Hydraulik und landeskulturelle Wasserwirtschaft, BOKU:
Andreas Klik, Warakorn Rattanaareekul
Institut für Meteorologie, BOKU: Josef Eitzinger
Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung, BOKU: Peter Liebhard

Download Enbericht StartClim2008.B (pdf, ca. 1,4 MB)

Kurzfassung

Für ein 1,44 km² großes, landwirtschaftlich genutztes Einzugsgebiet im Nordosten Österreichs wurde die Wirkung ausgewählter Bodenschutzmaßnahmen hinsichtlich Verringerung der Bodenerosion und Rückhalt des Niederschlagswassers in der Landschaft für den Zeitraum 1961-1990 als Referenz modelliert.

Unter derzeitigen Klimabedingungen bewirken Direktsaat und Grünlandnutzung eine Ver-minderung des Oberflächenabflusses um 38 bzw. 75%. Bei zukünftigen Klimabedingungen (2040 – 2060) ist anzunehmen, dass die  Wirkung der beiden Bodenschutzmaßnahmen je nach Szenario ähnlich hoch bleibt oder auf 16-53% reduziert wird.

Die Berechnungen des mittleren Bodenabtrages im Einzugsgebiet ergeben derzeit Werte zwischen 2,57 für konventionelle Bodenbearbeitung und 0,01 t/ha/a bei Grünland. Dies entspricht etwa einem mittleren, jährlichen Bodenverlust von maximal 0,2 mm. Un-ter der Annahme einer Bodenneubildungsrate von 0,2 mm pro Jahr übersteigt der mittlere Bodenabtrag daher unter heutigen Verhältnissen nicht den tolerierbaren Wert. Der Großteil der Erosion entsteht im Frühjahr. Je nach Klimaszenario zeigen sich bei konventioneller Be-wirtschaftung Veränderungen im Bodenabtrag zwischen -55 bis +22% (bei gemäßigten Treibhausgasemissionen) bzw. -17 bis +56% (bei extremen Treibhausgasemissionen), womit auch ein Anstieg der Erosion über die Toleranzgrenze möglich scheint. Bei Verwendung von Direktsaat im gesamten Gebiet zeigen die Berechnungen zukünftige Erosionsraten zwischen 0,16 und 1,42 t/ha/a, welche ähnlich hoch bzw. höher sind als unter derzeitigen Bedingungen. Unter Grünlandnutzung kommt es nur zu marginalen Sedimentausträgen (>0,03 t/ha/a) aus dem Einzugsgebiet. Da das tolerierbare Maß nicht überschritten wird sind beide Bodenschutzmaßnahmen mit geringfügigen Adaptierungen auch unter zukünftigen Klimabedingungen als für die Bodenfruchtbarkeit nachhaltig anzusehen.

Allerdings muss beachtet werden, dass es auf der Basis der verfügbaren Klimaszenarien nur bedingt möglich war, Änderungen in Häufigkeit und Intensität von Extremniederschlägen zu simulieren. Da der generelle Trend in den Sommermonaten eher auf eine Zunahme extremer Niederschläge hindeutet, könnten die vorsichtig optimistischen Aussagen der Untersuchung relativiert werden.

StartClim2008.C: Praxiserprobung d. Monitoringkonzepts “Anpassungen d. Schadinsektenfauna an d. Klimawandel“ anhand Erhebung von aktuellen Erdraupenschäden (Agrotis segetum, Schiff.; Fam. Noctuidae) unter Berücksichtigung von Standortfaktoren und Klima

Bio Forschung Austria: Patrick Hann, Claus Trska, Eva Maria Frauenschuh, Bernhard Kromp
Institut für Meteorologie, BOKU: Herbert Formayer

Download Endbericht StartCLim2008.C (pdf, ca. 1,3 MB)

Kurzfassung

In Vorgängerprojekten wurden seit dem Jahr 2000 beobachtete Veränderungen des Schäd-lingsauftretens im ostösterreichischen Ackerbau beschrieben und ein Konzept für ein Schädlings-Langzeit-Monitoringsystem zur Verifizierung der Zusammenhänge mit der Klimaverän-derung erstellt. Zur praktischen Erprobung des Monitoringkonzepts wurden in einem Kartoffelfeld zunächst Probegrabungen nach Erdraupen bzw. Fraßschäden an Kartoffeln an ras-terartig verteilten Beprobungspunkten von ¼ m2 durchgeführt. Aus den erhobenen Daten wurde ein „Sequential Sampling System“ zur zuverlässigen Einschätzung von Erdraupendichte und Erdraupenschäden bei möglichst geringen Probenzahlen berechnet. Dabei sind für die Einschätzung der Erdraupendichte maximal 20 Proben/Probenfläche, für die Einschätzung des Schadens maximal 30 Proben/Probefläche vorgesehen. Dies bedeutet einen maximalen Arbeitsaufwand von etwa 10 (Erdraupendichte) bzw 1,5 Personenstunden (Fraßschäden an Kartoffeln) pro Aufnahme.

Wegen des schwachen Befalls im Erprobungsjahr 2008 wurden neun Betriebe im Weinviertel mit starken Schäden in den Jahren 2006 und 2007 besucht und mittels Fragebogen Standorts- und Bewirtschaftungsfaktoren sowie Praxiserfahrungen zur Bekämpfung erhoben. Weiters wurden die Zusammenhänge zwischen Erdraupenschäden aus 40 Kartoffelschlägen in 2007 und 2008 und Klima-, Boden- und Landschaftsparametern analysiert. Der in der Literatur beschriebene Zusammenhang von Erdraupenschäden und trocken-warmer Witterung wurde sowohl aus der Praxis bestätigt als auch aus der Korrelation der Kartoffel-Boniturdaten mit Niederschlagsdaten. Positiv korreliert sind Erdraupenschäden auch mit dem Ackerflächenanteil aus der Feldumgebung. Beide Faktoren sollten daher bei der Verteilung zukünftiger Monitoringstandorte berücksichtigt werden. Als Anpassungsmaßnahmen für die Praxis kommen Anpassungen der Fruchtfolge (z.B. Verzicht auf Begrünungen nach heißen/trockenen Sommern, Anbau weniger empfindlicher Kulturen im Folgejahr) in Frage so-wie die Beregnung befallener Felder, sofern möglich.

StartClim2008.D: Bio-Berglandwirtschaft in Tirol – Beitrag zur „Klimaentlastung“ und Anpassungsstrategien

Institut für Ökologischen Landbau, BOKU: Dorninger Michael, Bernhard Freyer

Download Endbericht StartClim20008.D (pdf, ca. 500 KB)

Kurzfassung

Im Kontext der Tiroler Biolandwirtschaft und des Tourismus wurde untersucht, welche konkreten Möglichkeiten innerhalb eines Wirtschaftssektors und ausgewählten, mit ihr in Verbin-dung stehenden gesellschaftlichen Teilsystemen gegeben bzw. zu entwickeln sind, um sich auf klimatische Veränderungen einzustellen bzw. einen Beitrag zur Minderung der Treibhausgasemissionen zu leisten. Regionalspezifische Informationen für die Arbeit wurden aus 20 qualitativen Experteninterviews gewonnen.

Zwar wird der Klimawandel von allen Akteuren wahrgenommen, eine wirklich griffige Vorstel-lung darüber existiert nicht, vielmehr eher Sorge als konkrete Bedrohung. Eine gewisse Ohnmacht in Anbetracht der Komplexität der Thematik macht sich bemerkbar, welche mit einer „verdrängenden Gedankenlosigkeit“ verbunden zu sein scheint. In annähernd allen Interviews kommt die Sorge zum Ausdruck, dass die  wahrscheinliche Entwicklung sich im-mer weiter von der wünschenswerten entfernt, d.h., die Kluft zwischen regionalem ressour-censchonendem Biolandbau ohne Gentechnik, in Harmonie mit bäuerlichen Traditionen und touristischen Innovationen, und der Fortsetzung des bisherigen Strukturwandels, einschließ-lich des Einsatzes von Gentechnik immer größer wird. Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel orientieren sich an Bekanntem (z.B. Schneekanonen) und  Altbewährtem (z.B. Biolandbau).

Das Minderungspotential einer flächendeckenden Umstellung der ökologischen Landwirt-schaft in Tirol beträgt ca. 0,5 % der gesamten österreichischen, aus der Landwirtschaft stammenden Emissionen: Durch eine Vollumstellung der Landwirtschaft auf Biolandbau könnten flächenbezogen in Tirol rund  40.000 t CO2e/a gegenüber insgesamt rund 1,2 Mio. t CO2e/a österreichweit vermieden werden. Grünlandgebiete können aufgrund des geringen Einsatzes von Stickstoff-Mineraldünger, eine günstigere Klimabilanz aufweisen als Ackerbaugebiete, wobei in letzteren vermutlich größere Minderungspotentiale zu finden sein werden.

StartClim2008.E: Entwicklung und ökonomische Abschätzung unterschiedlicher Landschaftsstrukturen auf Ackerflächen zur Verringerung der Evapotranspiration vor dem Hintergrund eines Klimawandels unter besonderer Berücksichtigung einer Biomasseproduktion (co

Institut für Landschaftsentwicklung, Erholungs- u. Naturschutzplanung, BOKU: Christiane Brandenburg, Sonja Völler, Brigitte Allex, Bernhard Ferner
Institut für Meteorologie, BOKU: Josef Eitzinger, Thomas Gerersdorfer
Institut für Ökologischen Landbau, BOKU: Bernhard Freyer, Andreas Surböck, Agnes Schweinzer, Markus Heinzinger
Institut für Agrar- und Forstökonomie, BOKU: Enno Bahrs

Download Enbericht StartClim20008.E (pdf, ca. 550 KB) , Anhang (pdf, ca. 250 KB)

Kurzfassung

Der Ackerbau im Osten Österreichs wird aufgrund der Folgen des Klimawandels und der damit verbundenen begrenzten natürlichen Wasserversorgung der Agrarflächen zunehmend schwieriger und möglicherweise ohne entsprechende Anpassungsmaßnahmen partiell un-möglich werden. Landschaftsstrukturen, wie zum Beispiel Windschutzhecken, können das Mikroklima verändern und die Wassernutzungseffizienz der angebauten Kulturen verbessern, indem sie den Wind bremsen, die Taubildung fördern, die potentielle Verdunstung reduzieren und auch die Winderosion verringern.

 Die Abschätzung der ökonomischen Grenzen und Chancen einer Landschaftsstrukturierung ergab, dass nicht unbedingt sehr hohe Ertragssteigerungen der Feldfrüchte erforderlich sind, um aus einer Strukturierung der Landschaft einen ökonomischen betriebswirtschaftlichen Nutzen zu ziehen. Für eine 5m hohe und 6m breite Landschaftsstruktur kann sich bei einer durchschnittlichen Windschutzwirkung der 10fachen Höhe der Struktur bereits bei einer angenommen 10%igen Ertragssteigerung (ausschließlich bezogen auf die Feldfruchternte) ein ökonomischer Vorteil für den Betrieb ergeben. Werden darüber hinaus auch noch die zu erwartenden positiven externen Effekte der Landschaftsstrukturierung ins Kalkül gezogen, wie z.B. eine Förderung der Biodiversität, die Wirkung auf das Landschaftsbild, die Erholungsnutzung sowie eine betriebsübergreifende Vermeidung der Bodenerosion, kann aus ge-samtwirtschaftlicher Perspektive ein ökonomischer Nutzen gegeben sein.

Die Gliederung einer agrarisch genutzten Landschaft mit Landschaftsstrukturen stellt somit eine klimatisch, ökologisch und ökonomisch sinnvolle Anpassungsmaßnahme an die sich ändernden klimatischen Verhältnisse in Ostösterreich dar.

StartClim2008.F: Wahrnehmung und Bewertung von Naturgefahren als Folge von Gletscherschwund und Permafrostdegradation in Tourismus-Destinationen am Beispiel des Tuxer Tals (Zillertaler Alpen/Österreich)

Institut für Landschaftsentwicklung, Erholungs- u. Naturschutzplanung, BOKU: Ulrike Pröbstl
Universität Regensburg, Universität Eichstätt-Ingolstadt: Bodo Damm

Download Endbericht StartClim2008.F (pdf, ca. 1MB)

Kurzfassung

Anpassung an den Klimawandel kann im Hochgebirge von besonderer Bedeutung sein. Mit-tels eines vereinfachenden Modells kann gezeigt werden, mit welcher Art von Schadereignissen in welchen Abschnitten einer Hochgebirgsregion in Folge von Gletscherrückgang oder Auftauen des Permafrostes gerechnet werden muss. Darauf aufbauend können, wie am Beispiel Hintertux gezeigt, Anpassungsmaßnahmen diskutiert werden. Wie wichtig vorausschauende Abschätzungen von Sicherheitsaspekten und die frühzeitige Entwicklung von Maßnahmen sind, zeigt eine Befragung von über 300 Bergtouristen und Erh-lungssuchenden im Hochgebirge. Etwa die Hälfte der Befragten ist den bequemen Bergwan-derern zuzuordnen, die auch den Ausblick in die Landschaft besonders schätzt. Diese Grup-pe erweist sich im Hinblick auf Gefahrensituationen als sehr unerfahren und unsicher. Sie reagieren stark auf eine Veränderung der Bedingungen und zeigen eine hohe Bereitschaft in ungünstigen Fällen das Gebiet ganz zu verlassen. Daraus ergeben sich mögliche negative Auswirkungen auf die regionale Wertschöpfung. Bezogen auf die erforderlichen Anpassungsmaßnahmen wird die Nachführung der Karten primär als Aufgabe des Landes und des Bundes gesehen. Im Gegensatz dazu werden Verbesserungen bei Markierungen und Hin-weisschildern eher als Aufgabe der alpinen Vereine betrachtet. Das gilt in gleicher Weise auch für Führungen, Schulungen und Wartungsarbeiten. Eine wichtige Rolle wird hier auch den Gemeinden zugeschrieben. Die Investitionen zum Schutz und zur Erhaltung von Anla-gen und Wegen, wie etwa eine bautechnische Sanierung, werden als Aufgabe der Länder (32%), der Gemeinden (22%), der Tourismuswirtschaft (21%) und der Republik (18%) gesehen. Hohe Unsicherheiten in Bezug auf Gefahren bei der Hälfte der Besucher unterstreichen die Bedeutung von Information.

StartClim2008.G: Anpassung von Waldböden an sich ändernde Klimabedingungen

Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft: Barbara Kitzler, Verena Stingl, Sophie Zechmeister-Boltenstern
Institut für Meteorologie und Klimaforschung – Atmosphärische Umweltfor-schung, Garmisch-Partenkirchen: Arjan De Brujin, Ralf Kiese,
Klaus Butterbach-Bahl

Download Endbericht StartClim2008.G (pdf, ca. 1,1MB)

Kurzfassung

Der Rolle der Böden im Klimawandel wurde bislang noch zu wenig Beachtung geschenkt, obwohl Böden wesentliche Kohlenstoffspeicher und aerobe Böden die einzige bekannte biologische Senke für Methan sind. Böden gelten aber auch als Hauptquelle von Lachgas (55-65%) und Methan (15-45%, in Feuchtgebieten). Aufgrund der Komplexität der beteiligten Prozesse wie Mineralisation der organischen Substanz, Nitrifizierung, Denitrifizierung, Methanaufnahme, -bildung etc., sind regionale und globale Schätzungen der Quell- bzw. der Senkstärke von Böden für die Treibhausgase Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O) noch immer sehr unsicher.

Da die mikrobielle Aktivität u.a. temperatur- und feuchtigkeitsabhängig ist, können Böden durch Temperaturerhöhung oder Änderungen der Niederschlagsmuster zu Kohlenstoff- und Stickstoffquellen werden. Aber auch erhöhte Stickstoffeinträge oder Änderungen der Landnutzungsform können zu Änderungen der Raten von Bodenprozessen, der mikrobiellen Aktivitäten und dadurch auch zu einer Änderung der Quellen- bzw. der Senkenstärke von Böden für Treibhausgase führen. Aufgrund der hohen räumlichen und zeitlichen Variabilität mikrobieller Prozesse („hot spots“ und „hot moments“) ist eine mögliche Strategie, Freiland- oder Labormessungen durch das mechanistische Verständnis von Bodenprozessen in Simulati-onsmodellen zu ergänzen, will man diese Veränderungen abschätzen.

Mit Hilfe von mehr als 10-jährigen Daten von 3 Waldstandorten aus früheren Forschungsvor-haben (Achenkirch (Tirol), Schottenwald und Klausenleopoldsdorf (Wienerwald)) konnte das prozessorientierte Ökosystemmodell MOBILE-DNDC2 zur Simulation der N- und C-Kreisläufe in Wäldern der gemäßigten Klimazone an Besonderheiten dieser Standorte angepasst und hinsichtlich Temperatur- und Feuchtigkeitsabhängigkeit verbessert werden. Die Validierung des Modells erfolgte mit den Daten beheizter Bodenplots.

Gegenüber den vorindustriellen Werten hat die Temperatur in Österreich bereits jetzt um etwa 2°C zugenommen, bis Mitte des Jahrhunderts ist mit einer weiteren Zunahme um ca. 1-2°C je nach Region zu rechnen. Die Modellberechnungen zeigten, dass in österreichischen Waldböden bei einer Temperaturzunahme um 1°C etwa 10% mehr CO2 durch Bodenatmung freigesetzt wird. Bei einer Temperaturzunahme von 2°C, - die aktuelle politisch vereinbarte Zielgröße der Maßnahmen zum Klimaschutz - werden etwa 20% mehr CO2 und N2O emittiert. Ursache dafür ist der beschleunigte mikrobielle Abbau von im Boden gespeichertem Kohlenstoff und Stickstoff.

Der selbstverstärkende Prozess, dass die durch den Klimawandel verursachte Erwärmung der Böden zur Erhöhung der Treibhausgasemissionen aus den Böden und damit zu einer Verstärkung des Klimawandels führt, konnte im Rahmen des Projektes belegt werden. Eine Wiederbefeuchtung des Bodens nach längeren Trockenperioden regte besonders die N2O Produktion an. Simulationsergebnisse zeigten, dass durch eine Erhöhung der Temperatur dieser Effekt wahrscheinlich noch verstärkt wird.

Nähere Informationen:

Nikolaus Becsi und Univ.Prof. Dr. Helga Kromp-Kolb
BOKU, Department Wasser-Atmosphäre-Umwelt
Institut für Meteorologie, Peter Jordan-Straße 82, A-1190 Wien
Tel.: 01/476 54/81418

startclim@boku.ac.at
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