Klimawandel und landwirtschaftliche Folgen - Höhere ...

Klimawandel und landwirtschaftliche FolgenTop-Klima-Science - Wissenschaft und Schule forschenSchülerInnen der hlfs Kematenforschen mit Wissenschaftern.Ändert sich das Klima, so ändert sich der Wasserhaushaltund in Folge die Landwirtschaft. OhneWasser besteht kein Leben und ist damit eine derwichtigsten Einflussgrößen auf die Vegetation. Esentstehen Fragen, die besonders Landwirte undLandwirtinnen interessieren: Wie wird dieZukunft? Kann ich mich auf den Klimawandeleinstellen? Welche Auswirkungen haben dieseÄnderungen auf meinen Betrieb? Im Projekt Top-Klima-Science werden der Wasserhaushalt unddie Zukunftsperspektiven im Berggebiet angesichtsder Veränderungen in Klima und Landnutzunguntersucht. Die Erhebung und Auswertungder Daten sowie das Verfassen dieses Artikelserfolgte durch die Klasse 2A der hlfs Kematen(Höhere land- und forstwirtschaftliche Schule fürLand- und Ernährungswirtschaft).Fotos: hlfs KematenEin Schülerartikel der Klasse 2A der hlfs KematenWichtige Entwicklungen in derGeschichte der Menschheit (u.a. Entwicklungder Landwirtschaft in derJungsteinzeit ab ca. 8000 v. Chr., IndustrielleRevolution ab dem 18. Jh. n. Chr.)stehen in Zusammenhang mit Klimaveränderungen.Die Menschen nutz -ten das günstiger werdende Klima zurSesshaftwerdung, zum Ackerbauoder zur Domestizierungvon Tieren. Es entwickeltensich dörfliche und städtischeKulturen. Auf der anderenSeite waren Missernten undHun gersnöte Folgen vonKlimaverschlech terungen. Dieverschiedenen Bereiche derWirtschaft - auch die Landwirtschaft- veränderten sich(Intensivierung, Technisierung,Spezialisierung).Die UntersuchungenIm Stubaital (Nordtirol)wurde auf 25 Messflächen(Abb. 1) in Höhenlagen zwi -schen 960 m und 2309 m sowie unterschiedlichenExpositionen (Norden,Süden, Osten, Westen) wissenschaft -lich geforscht. Auf jeder Messflächewurden eine Klimastation und 24Lysimeter zur Messung der Verdunstungunterschiedlicher Pflanzenbe -stände installiert. Als Lysimeter dientenPlastikkübel mit 20 cm Durchmesserund 20 cm Tiefe, in die die jeweiligenPflanzenbestände (Vegetation mit Boden)eingebaut wurden (s. Foto oben).Diese wurden in den Boden eingegrabenwo wir im Laufe der Sommermonate2009 und 2010 an mehrerenTagen auf allen Messflächen gleichzeitigdie Verduns tung maßen. Dazumussten die Lysimeter alle zwei Stundenherausgehoben und mit einer Präzisionswaageabgewogen werden. Auchdie Messungen der Klimastationenwurden gesammelt und mit Hilfe vonDiagrammen anschaulich dargestellt.Abb. 1: Lage der Messflächen im Stubaital. Rote Markierungen:Ergebnisse, die im Artikel vergleichend dargestelltwerden.8 10/10 Der Alm- und Bergbauer

Weiters sortierten wir abgeschnittenePflanzenproben der Lysimeter in funktionelleGruppen (Gräser, Kräuter,Leguminosen, Zwerg sträucher, Moose,Flechten, Streu, ...), trockneten diesebei 80°C und wogen sie ab. Damit kanndie Verdunstung (gemes sen in mm, alsoLiter pro m²) pro Gramm Pflanzenmasseangegeben werden. Die Pflan -zenbestände werden damit untereinan -der vergleichbar.In diesem Beitrag werden die Er -gebnisse der Pflanzenbestände „AlpinerRasen“ (Entnahme bei Tran -sektpunkt 8c, 2309 m) und „Talfett -wiese“ (Dauerwiesenmischung für mittelintensiveBewirtschaftung mittlererLagen, Typ A 8 SR 036/003) gezeigt.Die Lysimeter mit den Pflanzenbeständen„Alpiner Rasen“ und „Talfett -wiese“ wurden auf allen Messflächeneingebaut, um ein sogenanntes Ver -pflanzungs- oder Transplantationsexperimentdurchzuführen. Die Verpflan -zung des „Alpinen Rasen“ in tiefereLagen entspricht dabei einer Temperaturerhöhung(ca. 0,6°C pro 100 Höhenmeter),wogegen die Verpflanzung der„Talfettwiese“ in höhere Lagen einerIntensivierung der Nutzung entspricht.ErgebnisseDie Verdunstung der Pflanze wirdwesentlich durch das Dampfdruckdefizitbeeinflusst, welches aus Lufttemperaturund der relativen Luftfeuchteerrechnet wird. Das Dampfdruckdefizitder Luft wird als die treibende Kraft derVerdunstung bezeichnet - je höher dasDampfdruckdefizit, umso höher dieVerdunstung. Unser Ergebnis - beispiel -haft für den 16. Juli 2009 - zeigt, dassdas Dampfdruckdefizit mit der Meeres -höhe abnimmt, unter anderem dadurch,dass kühlere Luft weniger Feuchtigkeitaufnehmen kann. Dadurch sollte auchdie Verdunstung mit zunehmenderMeeres höhe abnehmen (Abb. 2).Die Tagessummen der Verdunstungfür den 1. Juli 2009 in mm (Liter prom²) des „Alpinen Rasen“, der „Talfett -wiese gemäht“, und der „Talfettwieseungemäht“ sind in dieser Abb. 3 darge -stellt. Die Annahme, dass mit zuneh -mender Meeres höhe die Verduns tungabnimmt gilt hier nur teilweise. Es istdeutlich, dass auf der „niedrigsten“Messfläche (1a, 960 m) beide Talfett -wiesen (die gemähte und die unge -mähte) weniger verdunstenals auf den übrigen Messflächen.Grund dafür könn teein Wasserstress der Pflanzensein. Der Alpine Rasen hingegenist aufgrund seinerprinzipiell geringeren Verdunstungdiesem Stressweniger ausgesetzt. Bei ge -nügend Wasserversorgungdes Bodens verdunstet dieTalfettwiese aber we sentlichmehr Wasser als der AlpineRasen. Deutlich auch der Unterschiedzwi schen einemgemähten und einem unge -mähten Bestand: die Verduns -tung sinkt deutlich (Abb. 3).SchlussfolgerungDas Experiment zeigt uns,dass bei genügend Was -serversorgung Talfettwiesendeutlich mehr verdunsten alsAlpine Rasen. Kommt esallerdings zu Wasserstresswird dieser Unterschied klei -ner. Auch die Abnahme derVerdunstung mit der Mee -reshöhe trifft Talfett wiesenstärker als Alpine Rasen.In einem zukünftigen Klima ist alsoentscheidend, ob die Erwärmung zuvermehrtem Wasserstress für diePflanzen führt. Tritt dies ein so könnenheutige Er träge nurdurch künstlicheBewässe rung erreichtwerden. DieBewirt schaftunghöher gelegenerFlächen könntesich dann wiederauszahlen, da aufgrundder etwasgeringeren Temperaturdas vor -handene Wasseroptimal genutztwerden kann. Daherist aus unsererSicht der schlei -chende Verlust derBergmähder undDampfdruckdefizit (kPa)Verdunstung in mm pro gTrockengewicht (Pflanzenmasse)2,01,51,00,50,008:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00Uhrzeit (MEZ)0,070,060,050,040,030,020,010,00Fläche 1a (960 m)Fläche 3a (1029 m)Fläche 8a (1641 m)Fläche 8b (1930 m)Fläche 8c (2309 m)MessflächenAlpiner RasenTalfettwiese ungemähtTalfettwiese gemäht1a (960 m) 3a (1029 m) 8a (1641 m) 8b (1930 m) 8c (2309 m)Abb. 2 (oben): Das Dampfdruckdefizit sinkt mitder Meereshöhe. Abb. 3 (unten): Tagessummender Verdunstung.Almweiden kritischzu sehen.Man sollte sich bemühen,sie in ihrerFunktion zu erhaltenund nicht durch Brachlegung anden Wald zu verlieren. Denn sie könntendas zukünftige Kapital der Landwirtschaftsein. \\\SchülerInnen aktiv in den Forschungsprozess einbeziehen und Barrierenzwischen Bildungs- und Wissenschaftssystem abzubauen - das ist die Visionder Initiative des Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung(BMWF). Das Institut für Ökologie, das Institut für Botanik (beideUniversität Innsbruck) und das Institut für Alpine Umwelt (EURAC Bozen)arbeiten mit der Partnerschule hlfs Kematen (Höhere land- und forstwirtschaftlicheSchule für Land- und Ernährungswirtschaft) zusammen. DasProjekt Top-Klima-Science wird im Rahmen des Programms SparklingScience durch das BMWF gefördert.Weitere Informationen: www.uibk.ac.at/ecology/forschung/klimawandel.html.Die am Projekt beteiligten SchülerInnen der Klasse 2Ader hlfs Kematen mit den verantwortlichen Lehrkräftenund den WissenschaftlerInnen.Der Alm- und Bergbauer 10/10 9