VEGDYN - Räumliche Modellierung der Vegetationsentwicklung unter Einbeziehung der Nutzung für das Grünland in Österreich

Grünland ist mit über der Hälfte der landwirtschaftlichen Nutzfläche eine der wichtigsten Kulturen. Der Klimawandel kann durch Änderungen in Dauer und Verlauf der Vegetationsperiode massive Auswirkungen auf das Grünland mit sich bringen. Das Projekt VEGDYN befasst sich mit der Erforschung der Abhängigkeiten zwischen den Wachstumsphasen, Beobachtungen meteorologischer Größen und Fernerkundungsdaten.

Grünland stellt mit seinen unterschiedlichen Ausprägungen, Nutzungstypen und Pflanzengesellschaften die wichtigste Kulturart im Berggebiet (Hauptproduktionsgebiete Hochalpen, Voralpen und Alpenvorland) dar und erstreckt sich dabei über einen weiten Höhenstufen- und Hangneigungsgradienten. Auf Grund des hohen Flächenanteiles von 1.7 Mio. ha besitzt das Dauergrünland in Österreich eine hohe ökologische und ökonomische Bedeutung.

Der Witterungsverlauf in der Vegetationsperiode beeinflusst entscheidend die Erträge. Die während der letzten Jahrzehnte steigenden Temperaturen haben zu nachweislich längeren Vegetationsperioden geführt, die sich auch auf die landwirtschaftlichen Bereiche in Österreich auswirken. Höhere Temperaturen im Sommer sind wahrscheinlich mit häufigeren Trockenperioden in südlichen und östlichen Landesteilen verbunden. In den letzten Jahren gab es vermehrt Meldungen über Dürreschäden auch in vielen Grünlandregionen Österreichs ein. Weiters führt die Veränderung des Klimas zur Verschiebung der einzelnen Vegetationsphasen und somit zu einer Modifikation des Wachstumsverlaufes.

Die gefährdetsten Regionen für die Grünlandproduktion dürften bei 600 mm Jahresniederschlag liegen. Für höhere Lagen mit über 800 mm Niederschlag wird davon ausgegangen, dass das Produktionspotenzial eventuell zunehmen wird. Durch die steigende Klimavariabilität und eine mögliche Häufung von Extremereignissen nimmt jedoch die Ertragsunsicherheit zu. Darüber hinaus sind Änderungen in der Artenzusammensetzung zu erwarten, was insbesondere Auswirkungen auf die Futterqualität haben kann. Eine Umstellung in der Grünlandartenzusammensetzung ist ein langfristiger Prozess, der mit hohen Investitionskosten verbunden ist. (BMLFUW 2010)

Für das Grünland bedeutende Schädlinge wie Engerlinge könnten verstärkt auftreten und großflächige Schäden verursachen. Trockenheit und höhere Bodentemperaturen begünstigen eine optimale Entwicklung von Engerlingspopulationen und nachfolgenden Fraßschäden. So kam es im Hitzesommer 2003 zu einem massiven Auftreten von Engerlingen im Grünland entlang des Alpenhauptkamms von Vorarlberg bis in die Steiermark. (KROMP, 2007)

Das vom Klima- und Energiefonds geförderte Projekt VegDyn hat zum Ziel die Vegetationsperiode und die dazu gehörigen Entwicklungsstufen mit klimatologischen Komponenten (Temperatur, Niederschlag) und geografischen Elementen (Länge, Breite, Seehöhe) in Zusammenhang zu bringen. Dies ermöglicht einerseits eine Analyse der Entwicklung der Vegetationsphasen und eine Abschätzung der Erträge anhand der Daten von Klimamodellen und bildet andererseits eine Basis für künftige Anpassungsstrategien im Zuge des Klimawandels.

Um Modelle und Methoden entwickeln zu können, wurden räumlich aufbereitete Klimadaten, langjährige landwirtschaftliche Versuchsdaten, phänologische Beobachtungsdaten sowie Fernerkundungs- und Geobasisdaten herangezogen. Ein Modul widmete sich der Integration phänologischer Beobachtungsdaten in ein detailliertes räumliches Bild der Vegetationsentwicklung. Auf Basis von Beobachtungsdaten und einem digitalen Geländemodell wurden Zeitreihen von phänologischen Karten ausgewählter Entwicklungsphasen erstellt. Ein weiteres Modul befasste sich mit der Integration phänologischer Beobachtungen und Satellitenbeobachtungen in ein flächendeckendes, räumlich detailliertes Bild der Vegetationsentwicklung des Grünlands in Österreich.

Die dabei erstellten Modelle stellen ein Instrumentarium dar, um zukünftige Entwicklungen hinsichtlich Beginn und Ende der Vegetationsperiode sowie des Wachstumsverlaufes im Grünland ermitteln zu können. Ein besonderes Augenmerk wurde auf eine räumlich hoch aufgelöste Umsetzung in einem Geographischen Informationssystem (GIS) gelegt, damit die Ergebnisse auf lokaler Ebene verwendet werden können.

Die Ergebnisse bilden eine wesentliche Grundlage für weiterführende Forschungsarbeiten. Für die Klimafolgenforschung werden damit Modelle bereitgestellt, die auf Basis einer Kombination von Phänologie, Fernerkundung und GIS den Zusammenhang von Klimadaten und den Verlauf des Wachstums im Grünland beschreiben.

Darüber hinaus stellen die Modelle eine wichtige Voraussetzung für die Berechnung von Erträgen bzw. Ertragsveränderungen dar und können unter anderem für Ertragsmodellierungen, Agrarstatistiken, Ressourcenplanung für erneuerbare Energien sowie die Entwicklung von klimawandelbedingten Anpassungsstrategien eingesetzt werden. Auf Anforderung können die Ergebnisse für EntscheidungsträgerInnen aufbereitet werden. (Dezember, 2011)