Aqua Stress

Klimatische Veränderungen führen zu Anpassungen der landwirtschaftlichen Produktion vor allem in Bezug auf die Bodenbearbeitung, die Kultur- und Sortenwahl, die Düngungsintensität, den Viehbestand und die Beregnungsintensität. Diese Anpassungen beeinflussen meist auch die emittierten Nährstoffmengen und damit sowohl die Qualität des Grundwassers als auch den ökologischen Zustand von Oberflächengewässern.

 Im Fokus der Untersuchungen standen folgende Fragestellungen: 

• Wie wirkt sich der Klimawandel auf die Landwirtschaft und in weiterer Folge indirekt auf die Qualität und Quantität österreichischer Oberflächengewässer und Grundwasserkörper aus?
• Welche Auswirkungen entstehen dadurch auf chemische oder biologische Prozesse in Oberflächengewässern?
• Welche Anpassungsmaßnahmen können nachteiligen Auswirkungen des Klimawandels auf Landwirtschaft und Wasserwirtschaft entgegenwirkten?
• Wie groß sind die mit den Auswirkungen verbundenen Unsicherheiten?

Methode

 Mit Hilfe eines integrativem Modellverbundes (IIMF- Integrated Impact Modeling Framework) wurden mögliche Einflüsse unterschiedlicher potentieller Entwicklungen auf Wasserverfügbarkeit und Gewässergüte für 367 (Teil-) Einzugsgebiete in Österreich untersucht und bewertet. Darüber hinaus wurde spezifischen Fragen im Rahmen von zwei Fallstudien nachgegangen.

 Der Modellverbund besteht aus folgenden Modellen:

• TUW-Modell zur Abbildung des Niederschlagsabflussgeschehens,
• EPIC, PASMA und CropRota zur Landnutzungsmodellierung und -optimierung sowie
• USLE (allg. Bodenabtragsgleichung) in Kombination mit
• MONERIS, dem Nährstoffemissionsmodell.

Dazu wurden gemeinsam mit verschiedenen Stakeholdern Politik- und Klimaszenarien entwickelt und anhand von ökonomischen und ökologischen Indikatoren (z.B. Erträge/Kosten bzw. Umweltqualitätsnormen für Nährstoffe) bewertet.

 Die Klimaszenarien schreiben einen beobachteten Temperaturtrend von rund +1,5 °C bis 2040 fort. Aufgrund großer Unsicherheiten bei den zukünftigen Niederschlagsmengen und -verteilungen wurden drei Niederschlagsszenarien gewählt, die eine große Spannweite an möglichen zukünftigen Entwicklungen abdecken:

• heutige Niederschlagsbedingungen (Similar),
• trockenere Bedingungen, mit Annahme einer Reduktion der Niederschläge um 20 % (Dry) und
• feuchtere Bedingungen, mit einer Zunahme der Niederschläge um 20 % (Wet).

Die Politikszenarien beschreiben die allgemeine landwirtschaftliche und wirtschaftspolitische Situation aber auch spezielle Instrumente zur Beeinflussung der Wasserqualität.

 Ergebnisse

 Klimaszenarien mit zunehmenden Temperaturen und abnehmendem Niederschlag erhöhen die Vulnerabilität von Gewässern bei Trockenheit vor allem dann, wenn sie durch Sommerniedrigwässer geprägt sind. Dies trifft in Österreich vor allem auf Regionen im Voralpenbereich von Nord-, Ost- und Südösterreich zu, die auch am stärksten durch landwirtschaftliche Nutzung geprägt sind. (harte Aussage)

 Auf Nährstoffbelastung reagieren vor allem jene Gewässer sensibel, bei denen Einträge aus der Landwirtschaft dominieren. Annahmen zum Niederschlag und der damit verbundenen Abflusssituation wirken sich stark auf die Nährstoffbelastung der Gewässer aus. Ein Trockenszenario erhöht die Sensitivität lokaler Gewässer, während ein Feuchtszenario den Ferntransport in Richtung Schwarzes Meer erhöht. (harte Aussage)

 In Bezug auf die Landnutzung zeigt die Ertragsmodellierung, dass Erträge aufgrund verlängerter Vegetationsperioden und erhöhter CO2-Gehalte der Luft erhöht werden können, jedoch können sie in den semi-ariden, östlichen Teilen Österreichs durch Wassermangel und in den humiden, westlichen Teilen Österreichs durch zunehmende Erosion auch negativ beeinflusst werden. (harte Aussage)

 Eine Klima-induzierte Anpassung der Landwirtschaft (ohne gezielten zusätzlichen Gewässerschutz) beeinflusst die Nährstoffemissionen in die Gewässer wesentlich weniger stark als der direkte Einfluss von geänderten Niederschlags-/Abflussbedingungen. Bei Phosphat‐Phosphor-Konzentrationen in den Fließgewässern übersteigt die mögliche Beeinflussung durch zusätzlich gesetzte Gewässerschutzpolitiken vielfach den Einfluss der Niederschlagsszenarien. (weiche bis mittelharte Aussage)

 Maßnahmen für eine gewässerschonende Landwirtschaft können die gewählte Landnutzung beeinflussen, müssen jedoch mit entsprechend hoher Prämie ausgestattet sein, damit reduzierte Düngergaben oder gewässerschonende Bewirtschaftung angewandt werden. (harte Aussage)

 Klimasituationen mit zunehmenden Temperaturen und abnehmendem Niederschlag treibt die Teilnahme an Agrarförderprogrammen (ÖPUL) an. Gezielte Gewässerschutzmaßnahmen für die Phosphat-Phosphor-Konzentrationen in den Fließgewässern übersteigen die Beeinflussung durch die Niederschlagsszenarien vielfach. (mittelharte Aussage)

 Auch umfassende Maßnahmenumsetzungen können die Verfehlung der Qualitätsziele für Phosphat-Phosphor auch im günstigen Feucht-Szenario in einigen Gebieten nicht gänzlich vermeiden. Für Trockenszenarios wird es in einer Reihe von Gewässern, vor allem im Norden aber auch im Osten und Süden Österreichs, nicht möglich sein, die derzeitigen Qualitätsziele für Phosphat-Phosphor einzuhalten. (harte Aussage)

 Unsicherheiten treten vor allem in Bezug auf die Abschätzung künftiger Rahmenbedingungen auf, wie z.B. wirtschaftliche und politische Verhältnisse sowie Klimaveränderungen – vor allem im Hinblick auf den Niederschlag. Um Unsicherheiten bei den Berechnungen im Modellverbund zu berücksichtigen wurden Modellergebnisse zusätzlich qualitativ beurteilt. (Juni 2017)