Auswirkungen des regionalen Klimawandels auf die Entwicklung der Biomasseerträge ausgewählter landwirtschaftlicher Nutzpflanzen in Niedersachsen

Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Betrachtung der regionalen Klimawandelfolgen auf die landwirtschaftlichen Erträge des agrarintensiven Landes Niedersachsen. Zu diesem Zweck wurde das neuentwickelte robuste Pflanzenmodell BioStar herangezogen um mittels hochaufgelösten (100 × 100 m) Wettreg Klimadaten des 21. Jahrhunderts die Entwicklung der Biomasseerträge von vier Wintergetreiden (Weizen, Gerste, Roggen & Triticale), drei Maissorten (differenziert nach Reifezeitpunkt) und drei weiterer Feldfrüchte (Sonnenblume, Sorghum & Sommerweizen) zu modellieren. Bei dem Pflanzenmodell BioStar handelt es sich um ein kohlenstoffbasiertes Pflanzenmodell, mit dem anhand von Eingangsklimadaten (Niederschlagshöhe, Temperatur, Globalstrahlung, Luftfeuchte und Windgeschwindigkeit) und dem verfügbaren Bodenwasser (Feldkapazität) der Ertragszuwachs im Verlauf der Vegetationsperiode simuliert wird. Das Modell eignet sich für die Thematik insbesondere auch deshalb, da es an der Universität Göttingen entwickelt und auf Niedersächsischen Standorten validiert wurde. Die zur Modellierung benötigten Bodenparameter wurden der Niedersächsischen BÜK50n entnommen. Dabei kamen nur Flächen zur Anwendung, die nach der Corine Landbedeckungserhebung von 2005 zu den landwirtschaftlich genutzten Flächen in Niedersachsen zählen. Die mittlere Größe dieser gut 90.000 Flächen liegt damit um 33 ha. Die Entwicklung wird unter Berücksichtigung des IPCC Szenarios A1B sowie des CO2-Düngeeffekts bis zum Ende des Jahrhunderts pflanzenabhängig stagnierend bis deutlich positiv verlaufen, wovon allerdings nicht alle Regionen in gleicher Weise profitieren können. Insgesamt verschieben sich die landwirtschaftlichen Gunstgebiete weiter nach Westen — was aber durch die bessere Entwicklung des Westens und nicht in einer negativen Entwicklung der östlichen Flächen begründet ist. Das Ostbraunschweigische Hügelland ist meist unter den Regionen mit der besten Entwicklung, kann im absoluten Vergleich aber nie zu den guten landwirtschaftlichen Standorten aufschließen. Größter Verlierer wird den Ergebnissen nach das südliche Hügelland sein, das über die kommenden Jahrzehnte zusehends schlechtere Voraussetzungen für den Pflanzenanbau bietet. Die gesamte Entwicklung wird dabei aber erst ab etwa der Jahrhunderthälfte einsetzen, vorher lassen sich für den Großteil der Pflanzen kaum Veränderungen konstatieren. In den kommenden 20 Jahren zeigt nur die Gerste deutliche Anzeichen eines Ertragszuwachses und mittelreifender Mais eines Ertragsrückgangs. Bis 2099 kehrt sich dieser Trend dann wieder um. Eigentlich alle Feldfrüchte zeigen spätestens zum Jahrhundertende eine positive Entwicklungstendenz, wenn Winterweizen, Winterroggen und Wintertriticale auch nur vergleichsweise schwach. Die beiden hauptausschlaggebenden Entwicklungsfaktoren werden in Zukunft zum einen die atmosphärische CO2-Konzentration sein, über deren Düngeeffekt die Erträge positiv beeinfluss werden. Ihr stehen die abnehmenden Sommerniederschläge gegenüber, die sich deutlich negativ auf die Erträge auswirken. Vieles wird in Zukunft davon abhängen, inwieweit diese Niederschläge tatsächlich zurückgehen werden und wie stark der CO2-Düngeeffekt tatsächlich ausfallen wird. Ungeachtet dessen werden sich aber die Wintergerste und der Sommerweizen dennoch tendenziell positiv entwickeln können, da beider Entwicklung relativ unabhängig von den CO2- Konzentrationen verläuft, wobei die Gerste zusätzlich weniger anfällig auf sinkende Sommerniederschläge reagiert. Interessant wird auch die Entwicklung des Maises werden. Im Gegensatz zu anderen Studien die nur mit „Mais“ modellieren, wurde hier auf früh-, mittel- und spätreifende Sorten zurückgegriffen. Die unterschiedlichen Sorten besitzen über das Jahrhundert deutlich größere Unterschiede als etwa die Arten Weizen, Roggen und Triticale. Während mittelreifender Mais die schlechtesten Aussichten, eigentlich unter allen behandelten Pflanzen, besitzt, wird spätreifender Mais mit den deutlichsten Ertragszuwächsen im kommenden Jahrhundert rechnen können.