ExtremeGrass und ClimGrassC - Folgen des Klimawandels für das Grünland

Wie wirken sich zukünftig veränderte Klimabedingungen auf Grünlandstandorte in europäischen Bergregionen aus? Erstmalig liefern Simulationen unter Freilandbedingungen Daten zum Bodenwasserhaushalt, Bodennährstoffgehalt sowie zu Kohlenstoff- und Stickstoffdynamiken, um daraus klimaschonende Anpassungsstrategien ableiten zu können.

Der Klimawandel bringt viele Herausforderungen auch für den Agrarsektor mit sich. Jährlich variierende Witterungsbedingungen wirken sich auf Ertrag und Qualität der landwirtschaftlichen Produkte aus. Ein sich änderndes Klima beeinflusst generell die Verbreitung und das Wachstum von Kulturpflanzen. Arten und Sorten, die sich heute gut für einen bestimmten Standort eignen, erweisen sich möglichweise in einem sich veränderten Klima als unpassend.

Gemäß den neuesten Klimaszenarien für Österreich (ÖKS15) wurde in den letzten 25 Jahren ein starker und signifikanter Anstieg der Mitteltemperatur um 1 °C auf 7 °C in ganz Österreich verzeichnet. Bis 2050 wird ein weiterer Temperaturanstieg um weitere 1,3 bis 1,4 °C erwartet. Je nachdem in wie weit wir unsere Wirtschafts- und Lebensweise verändern, wird die Temperatur bis 2100 im Durchschnitt um zusätzliche 2,3 °C (bei ambitionierten Klimaschutzbestrebungen) bzw. 4,0 °C (wenn wir unsere bisherige Wirtschaftsweise beibehalten) steigen. Verursacht werden diese Temperaturerhöhungen durch den immer massiveren Ausstoß von CO₂ und anderen Treibhausgasen. Bereits 2015 wurde am Sonnblick in Salzburg erstmals eine CO₂-Konzentration > 400 ppm gemessen. Der Trend geht weiter aufwärts.

Pflanzen benötigen für die Photosynthese CO₂. Man könnte daher annehmen, dass sich ein erhöhter CO₂-Gehalt in der Atmosphäre positiv auf das Pflanzenwachstum auswirkt. Und tatsächlich erzielt man beachtliche Ertragszuwächse bei erhöhten CO₂-Konzentrationen, aber nur, wenn andere Faktoren wie Wasser, Temperatur und Nährstoffe nicht limitiert wirken.

Die beiden Forschungsprojekte ExtremeGrass (gefördert durch den Klima- und Energiefonds) und ClimGrassC (gefördert durch den FWF) widmen sich erstmals genau diesen Fragestellungen: Wie wirkt sich eine erhöhte Umgebungstemperatur in Kombination mit einem erhöhten CO₂-Gehalt auf ein typisches Grünland europäischer Bergregionen aus? Welche Auswirkungen auf Produktivität, Futterqualität, Bodenwasserhaushalt, Bodennährstoffgehalt, Bestandeszusammensetzung, etc. sind zu erwarten? Aber auch: Wie wirken sich die veränderten Umgebungsbedingungen auf die Emissionen von CO₂, Methan und Lachgas aus dem Boden aus? D.h. inwiefern ändert sich der Stellenwert des Bodens als Treibhausgasemittent?

Um diese und weitere Fragen zu beantworten, wurde 2014 in der HBLFA Raumberg-Gumpenstein, unter der wissenschaftlichen Leitung von Dr. Michael Bahn der Universität Innsbruck, eine neue Versuchsanlage mit 54 Parzellen geschaffen. Bisher konnten die Effekte von erhöhter Umgebungstemperatur und veränderten CO₂-Konzentrationen nur in Klimakammern untersucht werden. Diese Anlage ermöglicht nun erstmalig Versuchsanordnungen unter Freilandbedingungen und simuliert zukünftige klimatische Bedingungen durch die Kombination von vier unterschiedlichen technischen Systemen:

Infrarot-Heizungssysteme zur Regulierung der Umgebungstemperatur
miniFACE-Systeme zur gezielten Einbringung von CO₂
rainout-shelter ermöglichen eine Überdachung bei Regen und simulieren so Dürreereignisse
Lysiometerhexagone ermitteln Bodenwasserhaushaltsgrößen

Die Ergebnisse dieser Simulationen sollen zukünftig dabei helfen, geeignete klimaschonende Anpassungsstrategien für Grünlandflächen unter geänderten Herausforderungen durch den Klimawandel abzuleiten. (April 2017)