Zukünftiger Bewässerungsbedarf in Nordrhein-Westfalen

Projekt

Entstehen eines Regenbogens durch das herabfallende Wasser aus einer Bewässerungskanone über einem Zuckerrübenfeld (c) Thünen-Institut/Tania Runge
Beregnung eines Zuckerrübenfeldes (© Thünen-Institut/Tania Runge)

Ermittlung des regionalen Bewässerungsbedarfs für die Landwirtschaft in NRW (ERB-NRW)

Das Produktionsrisiko in der Landwirtschaft nimmt zu, denn der Klimawandel geht mit Ertragsausfällen durch Trockenheit und stark schwankenden Agrarpreisen einher. Die Landwirtschaft reagiert, indem sie intensiver bewässert. Löst das künftig Konflikte in der Wassernutzung aus?

Hintergrund und Zielsetzung

Der erwartete Klimawandel lässt mittel- bis langfristig eine deutliche Veränderung der natürlichen und ökonomischen Rahmenbedingungen erwarten, von denen der Agrarsektor in besonderem Maße betroffen ist.

So zeichnet sich derzeit schon für NRW ab, dass die Durchschnittstemperaturen steigen und sich die Niederschlagshöhe ändert, außerdem verschieben sich Niederschläge vom Sommer- ins Winterhalbjahr. Damit hat sich beispielsweise der Beginn der Grundwasserzehrung nach dem Winter vom Mai in den April verlagert. Wasser erweist sich zunehmend als begrenzender Produktionsfaktor. Dieser Trend nimmt nach den Klimaprognosen, in denen von einem Rückgang der Niederschläge in der Wachstumsperiode ausgegangen wird, zu. Infolgedessen ist häufiger mit Ertragsausfällen zu rechnen, was nicht zuletzt aufgrund steigender Agrarpreise ein höheres Produktionsrisiko bedeutet. Die Landwirtschaft wird sich an die geänderten Rahmenbedingungen anpassen und nach produktionstechnischen Lösungen suchen, um den Pflanzenertrag auf hohem Niveau zu stabilisieren: Sie wird Kulturen ausgedehnt beregnen. Da zunehmender Wasserverbrauch die regional bereits bestehenden Nutzungskonflikte verstärken kann, bedarf es in diesem Bereich genauer Informationen. Diese sollen mit einer regional differenzierten Analyse gewonnen werden.

Das Hauptziel des Projektes ist, einen Ansatz zu finden, mit dem sich der zukünftige Wasserbedarf unter Klimawandel realitätsnah abschätzen lässt, wenn Intensivkulturen beregnet werden – und zwar auf Gemeindeebene und flächendeckend für ganz Nordrhein-Westfalen. Dieser Ansatz sollte sich möglichst auf andere Regionen Deutschlands übertragen lassen.

Zielgruppe

politische Entscheidungsträger, landwirtschaftliche Betriebsleiter

Vorgehensweise

In einem ersten Schritt haben wir für den Status quo einen Modellansatz entwickelt, der den landwirtschaftlichen Beregnungsbedarf auf der Gemeindeebene realitätsnah abbildet. Er berücksichtigt u. a. die landwirtschaftliche Produktionsstruktur, die örtlichen Bedingungen sowie das regionale Klima der Vergangenheit. In einem zweiten Schritt zogen wir Ergebnisse des Klimamodells WETTREG heran, um den erwartbaren Klimawandel abzubilden.

Unter Berücksichtigung der Parameter Niederschlag, Verdunstung durch Pflanzen, Verdunstung durch den Boden und die pflanzenverfügbare Wassermenge in der durchwurzelten Bodenschicht ermittelten wir den Bedarf der bedeutendsten vier landwirtschaftlichen Beregnungskulturen: Zuckerrüben, Kartoffeln, Mais und Weizen. Für dreizehn der bedeutendsten gartenbaulichen Kulturen, darunter Blumenkohl, Buschbohnen, Erbsen, Erdbeeren, Möhren und Zwiebeln ermittelten wir ebenfalls den Bedarf. Für die nicht explizit abgebildeten gartenbaulichen Verfahren nahmen wir die Durchschnittswerte der abgebildeten Kulturen an, um in den jeweiligen Regionen auf diese Weise dennoch den Gesamtbedarf abschätzen zu können.

Daten und Methoden

Wir haben ein breites Spektrum an unterschiedlichen Informationen für die Untersuchungsregion NRW regional differenziert auf der Gemeindeebene zusammengetragen und analysiert, um den potenziellen regionalen Beregnungsbedarf zu ermitteln. So basieren die Berechnungen auf statistischen landwirtschaftlichen Landnutzungsdaten, pflanzenbaulichen und bodenkundlichen Berechnungsmodellen des Wasserbedarfs, hydrologischen Informationen zur Wasserverfügbarkeit und dem Wasserhaushalt aus dem Modell GROWA sowie unterschiedlichen Klimadatensätzen vom Deutschen Wetterdienst und – bezüglich des erwartbaren Klimawandels – vom Klimamodell WETTREG.

Ergebnisse

Im Rahmen des Projektes berechneten wir den regionalen Bewässerungsbedarf in der Landwirtschaft für den Status quo. Anschließend analysierten wir die Veränderung des Bewässerungsbedarfs aufgrund des Klimawandels, um diese Ergebnisse schließlich für einen Vergleich des künftigen Bewässerungsbedarfs mit der Neubildungsrate des Grundwassers nutzen zu können.

Thünen-Ansprechpartner


Beteiligte Thünen-Partner


Geldgeber

  • Bundesland Nordrhein-Westfalen (NRW)
    (national, öffentlich)

Zeitraum

9.2010 - 3.2013

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektstatus: abgeschlossen

Publikationen

Anzahl der Datensätze: 3

  1. Schimmelpfennig S, Anter J, Heidecke C, Lange S, Röttcher K, Bittner F (eds) (2018) Bewässerung in der Landwirtschaft - Tagungsband zur Fachtagung am 11./12.09.2017 in Suderburg. Braunschweig: Johann Heinrich von Thünen-Institut, 161 p, Thünen Working Paper 85, DOI:10.3220/WP1515755414000
    PDF Dokument (nicht barrierefrei) 7640 KB
  2. Anter J, Kreins P, Heidecke C, Gömann H (2018) Entwicklung des regionalen Bewässerungsbedarfs - Engpässe in der Zukunft? Thünen Working Paper 85:125-136
    PDF Dokument (nicht barrierefrei) 1955 KB
  3. Kreins P, Henseler M, Anter J, Herrmann F, Wendland F (2015) Quantification of climate change impact on regional agricultural irrigation and groundwater demand. Water Resources Manag 29(10):3585-3600, DOI:10.1007/s11269-015-1017-8