Effekte des Klimawandels auf die Landwirtschaft

Die Global Change Experimental Facility (GCEF) ist eine Freilandversuchsanlage auf dem Gelände des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) in Bad Lauchstädt bei Halle/Saale. Hier werden auf großen Feldparzellen klimatische Bedingungen, die für die Zukunft erwartet werden, simuliert. Dabei werden erhöhte Temperaturen und jahreszeitlich (vor allem im Sommer) reduzierte Niederschläge für unsere Regionen angenommen. Die Freilandparzellen sind mit einer 16 x 24 m (Grundfläche) und 5 m hohen Konstruktion überbaut. Durch das zeitweise Schließen mobiler Dächer bzw. Seitenteile kann sowohl die Temperatur auf den Flächen erhöht (nachts) als auch Niederschlag gezielt abgefangen werden. Über Beregnungsanlagen kann dieses Wasser bei Bedarf wieder zurückverregnet werden und so jedes erwünschte Niederschlagsszenario erzeugt werden.

Es ist bekannt, dass diese klimatischen Veränderungen das Funktionieren von Ökosystemen beeinflussen können. Hierzu zählen auch durch den Menschen genutzte Systeme wie die Landwirtschaft. Vergleichende und systematische Untersuchungen zur Beeinflussung unterschiedlich genutzter Systeme liegen bisher nicht vor, weshalb die GCEF die Effekte des Klimawandels auf verschiedene Landnutzungstypen in einem neuen wissenschaftlichen Ansatz simultan und interdisziplinär untersuchen wird. Die Interdisziplinarität umfasst alle Bereiche der Umweltforschung, von der Bodenkunde, Ökophysiologie und Ökologie bis hin zur Erfassung von Stoffkreisläufen. Während bei den bisherigen Experimenten einzelne Ökosysteme untersucht wurden, liefert der Ansatz der GCEF Aussagen über die Allgemeingültigkeit der gefundenen Ergebnisse in verschiedenen Systemen. Zudem werden für die verschiedenen Landnutzungsvarianten angepasste Prognosen bzw. Handlungsempfehlungen geliefert.

Neue Erkenntnisse über Veränderungen von Ökosystemen

Schwachpunkte bisheriger Studien waren die Vernachlässigung wichtiger Prozesse wie Interaktionen zwischen den Arten, Prozesse im Boden und mikroevolutive Prozesse. Da die jetzt durchgeführten Versuche eine wesentlich größere zeitliche und räumliche Dimension haben, erwarten sich die Forscher zu oben genannten Aspekten neue, wichtige Erkenntnisse. Sie sind essenziell für das Verständnis über die Veränderung von Ökosystemen durch Klimaänderungen. Darüber hinaus wird versucht, technische und experimentelle Defizite bisheriger Experimente zu vermeiden. So erhalten auch die Parzellen, auf denen nicht Regen und Temperatur beeinflusst wird, die identischen Konstruktionen, um Mikroklima-Artefakte zu verhindern.

Das Projekt hat eine gesellschaftliche Relevanz, da es die Vorhersagemöglichkeiten von Konsequenzen des Klimawandels für die Funktionsfähigkeit (z.B. Stabilität, Produktivität, Nährstoffzyklen etc.) von Ökosystemen in verschiedenen Landnutzungstypen verfeinert. Die Erkenntnisse dienen damit auch als Wissens- und Argumentationsgrundlage für Entscheidungsträger. Da es sich bei den meisten der untersuchten Landnutzungen um mehr oder minder intensiv durch den Menschen genutzte Systeme handelt (Landwirtschaft, Grünland), lassen sich konkrete Bewirtschaftungsempfehlungen erstellen und auch ökonomische Konsequenzen quantifizieren. Darüber hinaus steht die GCEF als Informations- und Bildungsplattform zur Verfügung.