Ermittlung des Bewässerungsbedarfs für die Landwirtschaft in Bayern

Hintergrund und Zielsetzung

Durch den Klimawandel zeichnen sich schon heute neben einem Anstieg der Durchschnittstemperaturen insbesondere Veränderungen des Niederschlags ab. Dies führt häufiger zu anhaltenden Dürren in Deutschland. Die Klimaprognosen gehen von einem Trend aus, der dazu führt, dass den Pflanzen während der Wachstumsperiode weniger Wasser zur Verfügung stehen wird. Dadurch wird Wasser zum knappen Gut und zunehmend ein begrenzender Produktionsfaktor für die landwirtschaftliche Erzeugung.

Für Deutschland gibt es bislang nur wenige räumlich differenzierte, flächendeckende Analysen der zukünftigen Entwicklung der Bewässerungsbedürftigkeit. Die Bewässerungsbedürftigkeit beschreibt die Wassermenge, die zusätzlich zu den Niederschlägen notwendig ist, um die landwirtschaftlichen Kulturen ausreichend mit Wasser zu versorgen.

Ziel des Projektes ist es, den Bewässerungsbedarfs auf regionaler Ebene flächendeckend für Bayern auf Gemeindeebene abzuschätzen. Neben typischen acker- und gartenbaulichen Kulturen werden dabei auch Sonderkulturen und insbesondere Hopfen und Wein berücksichtigt.

Zielgruppe

Politik, Landwirte, Beratung, Wasserverbände, Landwirtschaftskammer, interessierte Fachöffentlichkeit, Wissenschaft

Vorgehensweise

Das Projekt baut auf bestehenden Arbeiten des Thünen-Instituts für Lebensverhältnisse in Ländlichen Räumen (ehemals: Thünen-Institut für Ländliche Räume) auf und gewährleistet eine mögliche Übertragbarkeit auf andere Regionen in Deutschland.

Das Projekt ist in drei Arbeitspakete gegliedert:

1. Entwicklung eines Modells zur Ermittlung des regionalen Bewässerungsbedarfs in Bayern – Weiterentwicklung eines Ansatzes, der in einer früheren Untersuchung des zukünftigen Bewässerungsbedarfs in Nordrhein-Westfalen entwickelt wurde.
2. Diskussion der Methodik und der Modellergebnisse mit Expert*innen in Bayern und darauf basierend Validierung und Anpassung der Modellparameter.
3. Berechnung des regionalen Bewässerungsbedarfs für die Ex-post-Periode (1991-2020) und unter Einbezug regionaler Klimaprojektionen für die Ex-ante-Periode (2021-2050).

Daten und Methoden

Der entwickelte Modellansatz basiert auf räumlichen Daten mit einer täglichen zeitlichen Auflösung. Dazu zählen: gemessene Klimadaten (potenzielle Verdunstung und Niederschlag), Informationen zur Bodenart bzw. Wasserspeicherfähigkeit eines Standorts sowie Landnutzungsdaten. Um die Klimabedingungen der Zukunft modellieren zu können, werden regionalisierte Klimaprojektionsdaten des Kernensembles des Deutschen Wetterdienstes für das RCP 8.5-Szenario verwendet. Die Landnutzungsinformationen werden mit kulturspezifischen Daten verknüpft. Diese umfassen den Pflanzenkoeffizienten als Kennwert zur Abbildung des kulturspezifischen Wasserbedarfs, die Wachstumsstadien der Kulturen im Jahresverlauf sowie das jeweilige Bodenfeuchteoptimum.

Die regionalen Anbauumfänge der landwirtschaftlichen Kulturen werden aus Landnutzungsinformationen der InVeKoS-Datenbank (Integriertes Verwaltungs- und Kontrollsystem) abgeleitet. Insgesamt werden 21 Kulturen aus dem Acker-, Gemüse- und Sonderkulturanbau untersucht.

Unsere Forschungsfragen

Unsere Forschungsfragen sind:

• Wie hoch war der regionale Bewässerungsbedarf der Landwirtschaft in Bayern für die Ex-post-Periode von 1991-2020?
• Wie wird sich der regionale Bewässerungsbedarf unter Einbeziehung klimatischer Änderungen bis 2050 entwickeln?

Ergebnisse

Im Projekt wird der Bewässerungsbedarf der bayerischen Landwirtschaft für die Perioden 1991 – 2020 und 2021 – 2050 simuliert. Die mittlere Bewässerungsbedürftigkeit aller betrachteten Kulturen nimmt im bayernweiten Vergleich der beiden Beobachtungszeiträume zu. Bis 2050 sind Steigerungen des mittleren jährlichen Bewässerungsbedarfs von 19 % zu erwarten. Differenziert nach den Landnutzungsklassen nimmt der Beregnungsbedarf Bayerns im Ackerbau um 19 %, im Gemüsebau um 23 % und im Anbau von Sonderkulturen um 10 % zu. Jährliche Schwankungen der klimatischen Bedingungen können allerdings zu deutlichen Abweichungen vom mittleren Trend führen.

Das in dieser Studie entwickelte Modell bildet den Bewässerungsbedarf realitätsnah ab und stellt bestehende Bewässerungsregionen heraus. Das Modell und die zugrunde liegende Methodik zur Ermittlung des regionalen Bewässerungsbedarfs werden in einem anderen Projekt des Instituts (LAWAMAD – Landwirtschaftliches Wassermanagement Deutschland) für eine deutschlandweite Betrachtung genutzt und weiterentwickelt.