Klimawandel & Klimafolgen
Der fortschreitende Klimawandel erfordert kontinuierlich aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse darüber, wie sich Landwirtschaft und Forstwirtschaft an die sich ändernden Bedingungen anpassen und der Mensch der globalen Erwärmung entgegenwirken kann. Ansteigende Jahresmitteltemperaturen und Extremwetterereignisse wirken sich stark auf Ackerbau, Wälder und Nutztierhaltung aus. Daher ist Smart Farming und eine energieeffiziente Betriebsführung essenziell, um zukünftig die Ernährung zu sichern. Des Weiteren ist es notwendig sich mit innovativen Anbaustrategien, Landnutzungssystemen und Klimaschutzkonzepten auseinanderzusetzen, um die Agrar- und Forstlandschaft nachhaltig weiterzuentwickeln.
Projekte zum Thema Klimawandel am Hans Eisenmann-Forum:
Strom aus erneuerbaren Energiequellen gehört zu den wesentlichen Faktoren, um Treibhausgasemissionen zu verringern und den Klimawandel einzudämmen. Agri-PV-Anlagen ermöglichen es, fruchtbares Ackerland doppelt zu nutzen – für die Landwirtschaft und zur Energiegewinnung. Nur ein kleiner Teil des Geländes wird für die Installation einer Anlage verwendet. Der größte Teil steht für die Landwirtschaft zur Verfügung. Für den Einsatz gibt es verschiedene Verfahren: Während eine aufgeständerte Anlage über der Kulturpflanze installiert wird, wird eine bifaziale Anlage (= mit doppelseitigen Solarzellen) als Reihenanlage zwischen den Kulturen errichtet.
In den letzten Jahren hat sich die Forschung vor allem auf den Obstbau und Tierhaltung in Kombination mit Photovoltaik konzentriert. Inzwischen besteht jedoch weiteres wissenschaftliches und öffentliches Interesse an der Nutzung von Agrar-Photovoltaik in Kombination mit Getreideanbau. TUM-Forschende haben sich bereits in der Vergangenheit engagiert, um die innerbetriebliche Energieversorgung zu optimieren und Smart Farming voranzutreiben. Sie sind bestrebt, das Wissen über die Auswirkungen von Agri-PV auf Bewirtschaftung, Pflanzenwachstum und das Ökosystem auszubauen.
Die Computermodellierung nutzt umfangreiche Daten zur Vorhersage künftiger Szenarien, indem sie verschiedene Faktoren moduliert, die beispielsweise die landwirtschaftliche Produktivität oder die Verfügbarkeit von Wasser in der Zukunft beeinflussen könnten. Diese Daten verwendet das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), um politische Entscheidungsträger zu beraten und über potenzielle künftige Risiken und Möglichkeiten zur Abschwächung zu berichten. Die Aussagekraft der Modelle hängt von den Eingabedaten ab. Ihre Ergebnisse sind mit einem gewissen Grad an Unsicherheit behaftet.
Im Jahr 2010 wurde das globale Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project (AgMIP) ins Leben gerufen. Ziel ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Forschenden, Modellierenden und Interessenvertretenden, um durch die Kombination verschiedener Modelle die Validität und Aussagekraft der Modellergebnisse zu verbessern. Auf der Grundlage des AgMIP-Ansatzes und mit dem Ziel, eine fruchtbare und interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Modellierungsexperten in Bayern zu schaffen, bringt die HEF Forscher aus verschiedenen bayerischen Institutionen und mit unterschiedlichem Hintergrund an einen Tisch, um ein neuartiges Forschungsvorhaben zu schaffen, das diesen Wissenschaftsbereich voranbringt.
Projekte der Mitgliedslehrstühle zum Thema Klimawandel:
Derzeit erfolgt der Transport landwirtschaftlicher Güter zu Verarbeitungsbetrieben wie Molkereien oder Zuckerfabriken größtenteils mithilfe herkömmlicher Verbrennungsmotoren. Um einen Beitrag zur Verringerung der CO2-Emissionen in diesem Sektor zu leisten, sind alternative Antriebslösungen erforderlich. Der Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik erforscht daher in einem Projekt alternative Antriebstechnologien. Dazu gehören Untersuchungen zu Wasserstoff (sowohl Direktverbrennung als auch Brennstoffzelle für elektrische Antriebe), Biomethan, Pflanzenölen, sowie batterieelektrischen Antrieben. Diese verschiedenen Ansätze werden daraufhin geprüft, wie sie in die Logistikprozesse für den Transport von Milch und Zuckerrüben integriert werden können, um so eine nachhaltigere und emissionsärmere Lösung zu schaffen.
Leitung: Prof. Heinz Bernhardt, Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik
Laufzeit: 10/2023 - 10/2026
Partner: Verband bayerischer Zuckerrübenanbauer e.V., milch.bayern e.V., Südzucker AG
The interdisciplinary joint project Landscapes under Climate Change - Influence of management and climate change on interactions of terrestrial and aquatic ecosystems is headed by Prof. Dr. Jörg Völkel (Coordinator), PD Dr. Michael Dannenmann (Karlsruhe Institute of Technology), Prof. Dr. Jürgen Geist, Prof. Dr. Dr.h.c. Ingrid Kögel-Knabner and Prof. Dr. Michael Schloter.
Climate change influences the (nutrient) matter balance in the near subsurface, and therefore the interaction patterns between terrestrial and aquatic ecosystems in cultural and natural landscapes will change and put ecological and economic soil functions and ecosystem services at risk. C, N, P compounds play a prominent role in the search for mitigation and adaptation strategies. Changes in the metabolic balance of soils and soil-borne sediments are closely linked to changes in the microbiome. In search of suitable mitigation strategies, the project investigates these changes in the sink and source function of the C, N, P reservoirs along a climatic gradient in the Bavarian Forest near Regensburg from the montane to the colline stage within the same natural unit. Interactions between landscape and climate will be illuminated and management strategies will be developed with the aim of maintaining soil functions under climate change conditions and reducing undesirable inputs from terrestrial to aquatic systems. This interdisciplinary project combines the competences of geomorphology, soil science, microbiology, stable isotope biogeochemistry, hydrology and aquatic systems biology.
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Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen für die Menschheit – ein globales Problem mit regionalen Auswirkungen. Erfolgreiche und nachhaltige Klimapolitik basiert auf den wissenschaftlichen Erkenntnissen einer aktuellen und anwendungsbezogenen Klimaforschung. Mit umfangreichen Maßnahmen des Klimaschutzes und der Klimaanpassung strebt der Freistaat Bayern an, dem Klimawandel in den betroffenen Regionen entgegenzuwirken.
Bereits von 2016 bis 2019 wurde intensiv an den Fragestellungen zur Anpassung von bayerischen Kulturpflanzen an den Klimawandel im Rahmen des Projektverbunds BayKlimaFit 1 gearbeitet. Die Pflanzenzüchtung mit einer verbesserten Toleranz gegen wechselnde Umweltbedingungen stand dabei im Vordergrund. Zur Weiterentwicklung von Lösungsansätzen werden Forschungen im Projektverbund BayKlimaFit 2 nun fortgesetzt.
Der Projektverbund „BayKlimaFit 2 – Starke Pflanzen im Klimawandel“ forscht in 10 Fachprojekten zu den Themenschwerpunkten:
- Hochwertige und klimaresiliente Pflanzen
- Gesunde Pflanzen im Klimawandel
- Effiziente Pflanzenversorgung trotz Klimastress
Finanziert wird das auf drei Jahre ausgelegte Forschungsvorhaben vom Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz.
Weitere Informationen auf der Projektwebsite von BayKlimaFit.
Abgeschlossene Projekte:
Im Rahmen des bundesweiten Forschungsvorhabens KlimAgrar ist der Lehrstuhl für Pflanzenernährung unter der Leitung von Prof. U. Schmidhalter mit dem Projekt GreenWindows 4.0 beteiligt. In diesem Projekt sollen Managementmaßnahmen zur Optimierung der N-Düngung, insbesondere von Winterweizen und Mais, entwickelt werten und hinsichtlich ihres Beitrags zur Minderung von THG-Emissionen bewertet werden
Mehr Information: https://unter-2-grad.de/greenwindows.html
Im Auftrag des Bayerischen Staatsministeriums für Umwelt und Verbraucherschutz hat der Lehrstuhl für Pflanzenzüchtung (Frau Prof. C.C. Schön) den Projektverbund BayKlimaFit konzipiert. Der Forschungsverbund mit einer Laufzeit von 2016 - 2019 soll Erkenntnisse zur Anpassung von Kulturpflanzen an den Klimawandel liefern. Diese Erkenntnisse werden eine wichtige Grundlage für die Klima-Anpassungsstrategie Bayerns sein. Die Regierung unterstützt den Verbund mit 2,4 Millionen Euro, bereitgestellt durch das Umweltministerium.
Schwerpunktthemen und Teilprojekte des Verbundes:
- Staunässe und Kälte - Anpassungsstrategien für Jungpflanzen an die Folgen des Klimawandels
- Klimabedingte Hitzeereignisse und Trockenheit - Stressbewältigung durch Stoffwechselanpassung
- Sympionten und Schaderreger - Toleranz gegenüber Umweltstress in Zeiten des Klimawandels
Mehr Informationen unter www.bayklimafit.de
TUM Pressemitteilung zur Auftaktveranstaltung am 14.4.2016
Unterschiedliche Landschaften wie das Voralpenland, das Ammer-Einzugsgebiet oder der Bayerische Wald prägen das Gesicht Bayerns. Diese Landschaftsökosysteme sind einzigartig , auch hinsichtlich ihrer Belastungsfähigkeit durch Klimaveränderungen.
Bodenerosion ist ein wesentlicher Teilprozess des vom Menschen gesteuerten Erdsystems. Böden sind hervorragende Kohlenstoffspeicher und damit auch Senken für das „Klimagas“ Kohlendioxid (CO2). Die Vegetation auf diesen Böden ist der „Motor“ für den Austausch von Kohlenstoff mit der Atmosphäre: von der Atmosphäre zum Ökosystem (Vegetation und Böden) durch Photosynthese; vom Ökosystem zurück zur Atmosphäre durch Abbau- und Veratmungsprozesse. Die Effizienz der Ökosysteme als „Motor“ für diesen Austausch (und somit für die Funktion der Böden als Kohlenstoffspeicher) ist wesentlich gesteuert durch die Verfügbarkeit von Stickstoff, als wichtigster Nährstoffbestandteil. Für die Böden der bayerischen Kultur- und Agrarlandschaft gilt das in besonderem Maße.
Über 8.000 Jahre Landnutzungsgeschichte haben zu einer besonders hohen Anreicherung von Kohlenstoff und Stickstoff in Böden und verlagertem Bodenmaterial geführt. Die Transportpfade und Zwischenspeicher reichen von Bodensedimenten am Fuße eines Abhangs (sog. Hangkolluvien), entstanden durch Bodenerosion im Acker- und Grünland bis zu Bodensedimenten in den Talauen der Flüsse (sog. Alluvien). In allen Flusseinzugsgebieten Bayerns sind solche Alluvien zu finden, die u.a. als Auenlehme teils mehrere Meter mächtig sind. Sie speichern große Mengen an Kohlenstoff und sind leicht erodier- und verlagerbar.
Auenlandschaften spielen zudem eine entscheidende und zukünftig steigende Rolle im Hochwasserschutz. Die Entwicklungsgeschichte der bayerischen Flussauen und der Erhalt ihrer Sedimente und Böden als Kohlenstoffsenke sind auch heute und zukünftig mit dem Kultur- und Agrarlandschaftsmanagement im jeweiligen Einzugsgebiet verbunden. Daher ist die regionale Maßstabsebene zur Ausarbeitung von Anpassungsstrategien an Klima- und Landschaftswandel von besonderer Bedeutung. Diese Anpassungsstrategien werden über das moderne Landschaftsmanagement ausgeführt und berücksichtigen nicht zuletzt auch die Nachhaltigkeitsproblematik als eines der Zukunftsthemen im Rahmen der Global Change-Forschung.
Ziel des Projektverbunds
Die Ermittlung von Kohlenstoff- und Stickstoffmobilität in Landschaften im Umbruch.
Mitglieder des Projektverbund :
- Professor Dr. Jörg Völkel, Professur für Geomorphologie und Bodenkunde, Leitung des Verbundprojekts
- Professor Dr. Ingrid Kögel-Knabner, Lehrstuhl für Bodenkunde
- Professor Dr. Hans Peter Schmid, Lehrstuhl für Atmosphärische Umweltforschung
Weitere Informationen: https://www.stmuv.bayern.de/themen/klimaschutz/forschung/projektverbund_landschaften.htm
