Trockenheits-Monitoring für die österreichische Landwirtschaft

Auch im Sommer 2015 kam es infolge der langen Hitze- und Trockenheitsperioden v.a. in den niederschlagsarmen Regionen Österreichs zu geringeren Erträgen und Dürreschäden in der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion. Im September 2015 wurde vom Ministerrat ein zusätzliches Maßnahmenpaket zur Abfederung der Dürreschäden beschlossen.

Das vom Klima- und Energiefonds geförderte Forschungsprojekt AgroDroughtAustria (ADA) widmet sich den Herausforderungen die Trockenheit auf die landwirtschaftliche Pflanzenproduktion stellt. Ziel des Projektes war es ein hoch aufgelöstes Trockenheits-Monitoringssystem zu entwickeln. Die Projektergebnisse geben einen genauen Überblick über die aktuelle Situation auf Tagesbasis sowie auf die Vergangenheit. Zusätzlich wird eine Vorhersage für regionale Trockenheit über die nächsten zehn Tage sowie eine saisonale Vorausschau über die wahrscheinliche weitere Entwicklung geboten.

Trockenstress und Klimawandel

In der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion ist die Wasserversorgung ein wesentlicher Faktor für die Ertragssicherheit. Wasser ist eine wichtige Grundlage für das pflanzliche Wachstum und ist v.a. während der Wachstumsperioden der Nutzpflanzen von hoher Bedeutung. Der Wasserverbrauch ist je nach Pflanzenart oder Sorte unterschiedlich. Darüber hinaus hängt er von weiteren Faktoren, wie der Biomasse (und dem damit verbundenen Ertrag) pro Fläche, der Bestandsstruktur, von der Wasserspeicherkapazität des Bodens oder der Bodenbearbeitung ab.

Wesentlich ist jedoch auch der Witterungsverlauf. Bei hohen Temperaturen benötigen (die meisten) Pflanzen besonders viel Wasser, um ihre Blätter durch Transpiration zu kühlen. Darum geht Trockenstress oft mit Hitzestress einher. Wenn es also zu langen Hitze- und Trockenheitsperioden – wie z.B. im vergangen Sommer – kommt, sind Dürre- und Hitzeschäden in der Landwirtschaft häufig die Folge.

Der Klimawandel führt zu einem ganzjährigen Erwärmungstrend und damit nimmt auch das Verdunstungspotenzial zu, was ebenfalls zu schnelleren Wasserverlusten bei Pflanzenbeständen beiträgt. Klimaszenarien lassen darüber hinaus in den nächsten Jahrzehnten in Mitteleuropa zunehmende Winter- und abnehmende Sommerniederschläge erwarten. Hier gibt es allerdings regionale Unterschiede, deren Vorhersagen mit Unsicherheiten verbunden sind.

Grundsätzlich ist jedoch v.a. in schon jetzt niederschlagsarmen Regionen zu erwarten, dass der Wasserbedarf des Pflanzenanbaus im Sommer steigt. Dadurch nimmt die Bedeutung von Bewässerung (und v.a. von sparsamen Bewässerungsmethoden) in manchen Regionen auch in Österreich zu. Wichtig ist in potenziell gefährdeten Regionen ebenso die Entwicklung des Grundwasserstandes zu beobachten. Für einige LandwirtInnen und Versicherungen werden Dürreschäden bzw. deren Vermeidung zukünftig vermehrt eine Herausforderung darstellen. Eine wichtige Voraussetzung für eine effizientere Wassernutzung und Vermeidung von Dürreschäden ist gut und zeitnah über den Stand sowie den weiteren wahrscheinlichen Verlauf von Trockenheit informiert zu sein.

Das in AgroDroughtAustria (ADA) gewonnene Wissen kann LandwirtInnen, Versicherungen und anderen NutzerInnen im Bereich Landwirtschaft (wie z.B. Landwirtschaftskammern, BMFLUW) in Form des „ADA Trockenheits-Monitoringsystems“ zur Verfügung gestellt werden.

Ein Werkzeug für LandwirtInnen und andere AkteurInnen in der Landwirtschaft

Das ADA Monitoring und die Vorhersage basieren auf einem Geographischen Informationssystem (GIS), das in einem Vorprojekt (ClimSoil) entwickelt wurde. So können die Informationen als Karten mit einer räumlich hohen Auflösung (500x500m) abgerufen werden. Die Datengrundlage für das System bilden Bewirtschaftungsdaten (INVEKOS), Bodendaten (Digitale Bodenkarte) sowie aktuelle und Vorhersagewetterdaten (INCA Modell der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Wien). Zur Kalibrierung des ADA Modellsystems wurden Daten von Feldexperimenten (wie Bodenwassergehalte) und statistische Ertragsdaten von Nutzpflanzen aus vergangenen Jahren herangezogen.

Mithilfe einer Fragebogenumfrage wurden für das Jahr 2015 Abschätzungen von ca. 60 Landwirten aus Niederösterreich, Burgenland und Steiermark zu den erlittenen Ertragsdepressionen der jeweiligen Nutzpflanzen an ihrem jeweiligen Standort erhoben und mit dem Ergebnis des ADA Monitoringsystems verglichen. Dabei zeigte sich großteils eine sehr gute Übereinstimmung, allerdings vereinzelt auch größere Abweichungen die meist auf kleinräumige Abweichungen in den Bodenverhältnissen (im Vergleich zur ADA Bodenkarte) zurückgeführt werden konnten. Eine weitere Validierung wird mit Daten der Hagelversicherung erfolgen.

Das ADA Monitoring könnte zukünftig über eine Internetseite den NutzerInnen interaktiv zur Verfügung gestellt werden (siehe Abb.). Es ist dabei aber anzumerken, dass der operationelle, dauerhafte Betrieb noch nicht umgesetzt wurde. Dies könnte, insbesondere aufgrund des dauerhaften Betreuungsaufwands, nur auf institutioneller Ebene sichergestellt werden. Das derzeitige ADA Monitoringsystem wird nun jedenfalls in einem Folgeprojekt des ACRP (COMBIRISK) für weitere Wetterrisiken im Pflanzenbau ausgebaut und weiter verbessert.

Zur besseren Berücksichtigung kleinräumiger Besonderheiten (Boden, Grundwasser, usw.), wird im Folgeprojekt eine interaktive Anpassung durch die NutzerInnen möglich gemacht werden. (März 2016)

Weiterführende Informationen:

Projektleitung:
Prof. Dipl.Ing. Dr. Josef Eitzinger
Universität für Bodenkultur, Institut für Meteorologie (BOKU-Met)
Mail: josef.eitzinger@boku.ac.at 

Projektpartner:

• LFZRG – Landwirtschaftliches Forschungszentrum Raumberg-Gumpenstein
• BAW – Bundesanstalt für Wasserwirtschaft, Petzenkirchen
• ZAMG – Zentralanstalt für Meteorologie, Wien
• Global Change Research Centre (AS CR v.v.i.), CZ
• NDMC – National Drought Mitigation Center, USA

Projektlaufzeit: 03.2013 - 02.2016