Auswirkungen des Klimawandels auf Biotope Baden-Württembergs (KLIBB)

Ziel der Studie

Ziel der Untersuchungen war es, Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt ausgewählter Standorte in geschützten Biotopen Baden-Württembergs zu quantifizieren und Tendenzen der Bodenentwicklung unter dem Klimawandel aufzuzeigen. Hieraus werden Projektionen für die Vegetationsentwicklung und den Naturschutzwert der untersuchten Biotope abgeleitet.

Erscheinungsjahr

Untersuchungsregion/-raum

Bundesland Baden-Württemberg
Untersuchungsraum Baden-Württemberg
Räumliche Auflösung 

Naturschutzgebiete

Verwendete Klimamodelle / Ensembles

Emissionsszenarien B2
Klimamodelle ECHAM4
Ensembles nein
Anzahl der Modellläufe nicht dokumentiert
Regionales Klimamodell 

nicht dokumentiert

Weitere Parameter 

Temperatur, Niederschlag, Globalstrahlung, Sonnenscheindauer, relative Luftfeuchte

Zeitraum 

2050

Klimawirkungen

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Biologische Vielfalt
    • Arten und Populationen

"Während zur Zeit Prognosen über die Wirkung des Klimawandels auf die Biodiversität eher von einem allgemeinen Artenrückgang ausgehen, soll die allgemeine Klimaerwärmung langfristig zu einer Zunahme der Bandbreite von ökologischen Nischen führen und damit potentiell die Artendiversität erhöhen (EULENSTEIN & GLEMNITZ 2008). Auch ein saisonal verändertes Niederschlagsregime würde hieran prinzipiell nichts ändern, wie beispielsweise die aktuell im Mittelmeerraum herrschenden von Sommertrockenheit geprägten Verhältnisse zeigen könnten." (S.144)

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Boden
    • Bodenwasserhaushalt
    • Bodenstoffhaushalt
    • Bodenstruktur
    • Bodenbiologie
    • Bodenfunktionen

"Ein Vergleich der Klimawandelszenarien der beiden Standorte am Schönbuch legt den Schluss nahe, dass
• beim Boden mit hoher Wasserspeicherkapazität in praktisch allen Jahren während der Sommermonate deutlich niedrigere Bodenwassergehalte zu erwarten sind (siehe auch die Ganglinie im Anhang) und
• beim Boden mit geringem Wasserspeicher die deutlichsten Veränderungen in durchschnittlichen, weniger trockenen Jahren und ebenfalls überwiegend in den Sommermonaten als niedrigere Wassergehalte zu erkennen sind." (S.77)

"Aus zwei Gründen könnte sich die Auswaschung von Nährstoffen, vor allem von Nitrat, auch in den betrachteten Naturschutzgebieten erhöhen:
• Die Absickerung außerhalb der Vegetationsperiode steigt aufgrund zukünftig vermehrter Winterniederschläge an. Dies betrifft besonders die flachgründigen Standorte, weil schon bei relativ geringen Niederschlagsmengen der Bodenwasserspeicher gefüllt ist und Absickerung auftritt.
• Aufgrund milderer Temperaturen im Winter wird vermehrt organische Substanz umgesetzt. Zwar wird sich auch die Aktivitätszeit der Vegetation ausdehnen, es ist aber fraglich, ob dies im gleichen Umfang erfolgt, da hierbei auch anderen Faktoren (Licht, Frostgefahr, Krankheiten) eine Rolle spielen. Außerhalb der Vegetationszeit freigesetzte Nährstoffe werden weniger von den Pflanzen aufgenommen. Dadurch steigt die Gefahr für die im Bodenwasser Auswirkungen des Klimawandels auf Biotope Baden-Württembergs 119 gelösten Stoffe, vor allem Stickstoffverbindungen, mit dem Sickerwasser aus dem Bereich der Wurzeln verlagert zu werden." (S.117f.)

"Die Zunahme von Niederschlagsereignissen hoher Intensität (KLIWA 2006a) und eine geringere Bodenbedeckung aufgrund von Sommertrockenheit könnten zu höheren Erosionsraten führen. Im Grünland und Wald, wie in unseren Untersuchungsgebieten, verhindert die permanente Vegetationsdecke Erosion weitgehend. Allerdings kann bei einem Ausfall der Vegetation aufgrund von Trockenheit oder – unwahrscheinlicher - Verbiss und Tritt von Weidetieren bei der gegebenen meist steilen Hangneigung Erosion in erheblichem Ausmaß auftreten." (S.117)

"Bodenorganismen kommen auch in sehr kalten und in sehr heißen Klimaten der Erde vor. So finden sich Regenwürmer in den Subtropen und Tropen (LEE 1985) und auch noch vereinzelt auf Novaya Zemlya nördlich des 70. Breitengrades (TIUNOV et al. 2006). Die prognostizierten Änderungen im Zuge des Klimawandels sind im Vergleich dazu moderat. " (S.122)

"Im Fall von Standorten mit sehr unterschiedlichen Bodeneigenschaften könnte sich ein weniger trockener Standort mit größerem nutzbaren Wasserspeicher durch den Klimawandel dem trockeneren Standort so annähern, dass sein Wasserhaushalt zukünftig dem heutigen Wasserregime des trockeneren Standortes entspräche." (S.91)

Klimawirkungen in Handlungsfeld
  • Landwirtschaft
    • Agrophänologie
    • Pflanzengesundheit

"Die Verlängerung der Vegetationszeit [...] kann unterschiedlich von den Pflanzen „wahrgenommen“ werden. Inwieweit diese klimatische Veränderung nur eine Verschiebung innerhalb des Jahres oder aber eine tatsächliche Verlängerung der Vegetationszeit bedeutet hängt von weiteren Faktoren ab. Manche Arten wie Geophyten werden nur die Vegetationszeit vorverlegen, andere möglicherweise durch die längere Vegetationszeit neue Habitate erschließen. Auch Wasserhaushalt und Physiologie spielen eine wichtige Rolle." (S.143)

"Die Klimaprojektionen mit höherer Lufttemperatur und Evapotranspiration sowie der saisonalen Verlagerung der Niederschläge in den Winter lassen tendenziell trockenere Bedingungen in den Sommermonaten, sowie zeitweise auch im Herbst und Frühling erwarten. [...] Außerdem nimmt der Bodenwasserhaushalt der Wintermonate naturgemäß weniger Einfluss auf die Entwicklung der Pflanzen als während der Vegetationszeit." (S.67)

Methodischer Ansatz

Kurzbeschreibung des methodischen Ansatzes 

Am Beispiel von zehn grundwasserfernen und zwei grundwasserbeeinflussten Biotopen werden der derzeitige und der zukünftige Wasserhaushalt miteinander verglichen. Als Untersuchungsgebiete wurden vegetationsökologisch gut dokumentierte Naturschutzgebiete ausgewählt, die für den Biotoptyp, die jeweilige Region und das Land Baden-Württemberg typisch und repräsentativ sind und nach den regionalisierten Klimaszenarien für Baden-Württemberg in unterschiedlichem Ausmaß vom Klimawandel betroffen sein sollen. Zusätzlich werden mögliche Auswirkungen des Klimawandels auf die Ufervegetation des Bodensees betrachtet.

Der rezente Wasserhaushalt (Ist-Szenario, Sz0), wurde für die jeweiligen Untersuchungsstandorte mit realen Boden- und Wetterdaten (Tageswerte von DWD-Stationen) für den Zeitraum 1980 bis 2005 modelliert. Zur Berechnung des Zukunftsszenarios (Sz1) wurden die realen Wetterdaten um den Betrag der in den regionalen Klimaprojektionen für Baden-Württemberg für den Zeithorizont 2050 berechneten Änderungen angepasst. Der Bodenwasserhaushalt der zehn grundwasserfernen Biotope wurde mit dem Wasserhaushaltsmodell HELP berechnet, wobei in diesen Gebieten oft mehrere unterschiedlich tiefgründige Standorte bearbeitet wurden. Der Gebietswasserhaushalt der beiden grundwasserbeeinflussten Naturschutzgebiete und ihrer Einzugsgebiete wurde mit dem Modell WASim-ETH berechnet. Mit dieser Vorgehensweise sind quantitative Vergleiche zwischen dem rezenten Bodenwasserhaushalt und einem Bodenwasserhaushalt unter veränderten Klimabedingungen möglich.

Analysekonzeptansatz Eigener Ansatz
Komponenten im Analysekonzept  Klimatischer Einfluss, Sensitivität, Klimawirkung
Methodik zur Operationalisierung Quantitative Wirkmodelle (z.B. Abflussmodelle)

Wer war oder ist beteiligt?

Kontakt 

Auftraggeber: Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, Stuttgart
Auftragnehmer: Otto Ehrmann, Werner Konold, Jörg Niederberger, Peter Wattendorf (Institut für Landespflege Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Freiburg)

Bibliographische Angaben 

Ehrmann, Otto; Konold, Werner; Niederberger, Jörg; Wattendorf, Peter 2009: Auswirkungen des Klimawandels auf Biotope Baden-Württembergs (KLIBB). Freiburg

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Handlungsfelder:
 Biologische Vielfalt  Boden  Landwirtschaft