Claudia Heidecke

Global Change Impacts on Agricultural Land Use in the German Baltic Sea Catchment Area

Global and Climate Change influence agricultural land use and production and, therefore, nutrient emissions into the Baltic Sea. The past development of agricultural land use and nutrient balances in German counties of the German Baltic Sea catchment are discussed. Crop yield estimations for winter wheat are made depending on historical data and on climatic parameters of Climate Change projections. Simulations with the agricultural sector model RAUMIS (Regional Agricultural and Environmental Information System for Germany) are conducted for the year 2020 to estimate the effects of differences in crop yields, as well as effects of the European Common Agricultural Policy and national regulations on agricultural land use. Results show that crop yields will increase on average until 2020, whereas under Climate Change yields increase less strongly with the exception of maize yields. Energy crops will be increasingly cultivated due to the current promotion of renewable energies. Altogether, decreasing nitrogen surpluses from agriculture can be expected. However, Climate Change and the cultivation of energy crops will lead to a less strong decline of nitrogen surpluses in the German Baltic Sea catchment area.

Bewässerung in der Landwirtschaft - Tagungsband zur Fachtagung am 11./12.09.2017 in Suderburg

Der landwirtschaftliche Sektor stellt weltweit betrachtet den bedeutendsten Wassernutzer dar. Global gesehen werden etwa 70 % der Wasserentnahmen für die landwirtschaftliche Produktion genutzt (Siebert et al, 2013). Dies ist jedoch aufgrund der standörtlichen und wirtschaftlichen Gegebenheiten regional sehr unterschiedlich. In Deutschland werden derzeit unter einem Prozent der Wasserentnahmen für die landwirtschaftliche Produktion gebraucht. Der überwiegende Anteil der Wasserentnahmen wird für die Industrie und für Haushalte verwendet (Aquastat, 2016).

Klimaanpassung in Land- und Forstwirtschaft: Ergebnisse eines Workshops der Ressortforschungsinstitute FLI, JKI und Thünen-Institut

Das Working Paper stellt die Ergebnisse einer Umfrage und eines Workshops zusammen, die von Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen der Ressortforschungsinstitute Thunen-Institut, Julius Kuhn-Institut (JKI) und Friedrich-Loeffler-Institut (FLI) im Herbst 2016 zusammengetragen und diskutiert worden sind. Ziel des Workshops und der Umfrage war, den Stand des Wissens zu Klimaanpassungsthemen in der Ressortforschung des BMEL und die zukunftigen Herausforderungen einer Anpassung an den Klimawandel in der deutschen Land- und Forstwirtschaft zu analysieren. Die deutsche Land- und Forstwirtschaft ist von primaren Klimafolgen wie stetig steigenden Durchschnittstemperaturen, veranderten Niederschlagsmustern und immer haufiger auftretenden, regional und saisonal sehr unterschiedlich ausgepragten Extremwetterereignissen betroffen. Zudem fuhren sekundare Klimafolgen wie ein erhohter Schaderreger- und Infektionsdruck, Probleme bei der Bekampfung von Schadnagern in Land- und Forstwirtschaft, eine Verschiebung der Vegetationsphasen oder eine Anderung der Produktqualitat zu hoheren Anbau- und Produktionsrisiken. Viele ertragswirksame Faktoren wie z. B. steigende Ozon-Konzentrationen und deren Interaktion mit Schadlingsbefall und Extremwetterereignissen sind noch weitgehend ungeklart. Der CO2-Dungeeffekt, hohere Temperaturen und die Verlangerung der Vegetationsperiode bieten aber auch Chancen fur die deutsche Landwirtschaft, vor allem fur den Pflanzenbau. Im Vergleich zu anderen Regionen der Welt werden die Produktionsbedingungen in Mitteleuropa voraussichtlich auch kunftig stabil und gunstig fur den Pflanzenbau bleiben. Damit verbunden sind Moglichkeiten, stabil hohe und ggf. hohere pflanzenbauliche Ertrage zu erzielen und die Wettbewerbsfahigkeit der deutschen Landwirtschaft an den Weltagrarmarkten zu verbessern. Zum Teil kann durch eine Anpassung der Produktionssysteme von Kulturpflanzen und in der Tierhaltung mit relativ einfachen Masnahmen auf Klimaanderungen reagiert werden. Es werden jedoch weitere Masnahmen und vor allem auch Strategien fur den Umgang mit Klimafolgen und Extremwetterereignissen benotigt. Insgesamt wird eine regionalspezifische Ausrichtung der Produktionssysteme immer wichtiger. Im Forst ist es von essentieller Bedeutung, die am besten an die zukunftigen Klimabedingungen einzelner Standorte angepassten Baumarten und Herkunfte zu identifizieren und in die Bestande zu integrieren. Parallel dazu sollte die Identifizierung der genetischen Grundlagen einzelner Resistenz- und Toleranzmerkmale gegenuber abiotischen und biotischen Schadfaktoren verstarkt erforscht und die Ergebnisse fur die gezielte Zuchtung resistenter Baume genutzt werden.Fur den Ackerbau werden angepasste und tolerante Sorten sowie Ertragsmodelle benotigt, die sowohl Schaden durch Extremwetterereignisse als auch durch Schaderreger vorbeugen, aber auch positive Faktoren und Interaktionen nutzen konnen. Die Modelle werden auch als Grundlage der Bewertung von Risikomanagementsystemen benotigt. Zudem besteht Bedarf an der Entwicklung von (digitalen) Entscheidungshilfen fur den bestmoglichen und effektivsten Dungezeitpunkt, eine gezielte Bewasserung oder auch die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln. Anpassungsmasnahmen sollten anhand ihrer Kosten und Nutzen aus okonomischer, okologischer und gesellschaftlicher Sicht bewertet werden. Um Handlungsempfehlungen zum Anbau einzelner Kulturen an verschiedenen Standorten erarbeiten zu konnen, ist neben der wissenschaftlichen Analyse der Risiken ebenso die weitere Erforschung der Chancen, die sich durch die erwarteten Klimaanderungen ergeben konnten, erforderlich. [...]

Entwicklung des regionalen Bewässerungsbedarfs - Engpässe in der Zukunft?

Der landwirtschaftliche Sektor stellt weltweit betrachtet den bedeutendsten Wassernutzer dar. Global gesehen werden etwa 70 % der Wasserentnahmen für die landwirtschaftliche Produktion genutzt (Siebert et al, 2013). Dies ist jedoch aufgrund der standörtlichen und wirtschaftlichen Gegebenheiten regional sehr unterschiedlich. In Deutschland werden derzeit unter einem Prozent der Wasserentnahmen für die landwirtschaftliche Produktion gebraucht. Der überwiegende Anteil der Wasserentnahmen wird für die Industrie und für Haushalte verwendet (Aquastat, 2016).

Herausforderungen für die Bewässerung landwirtschaftlicher Nutzflächen in Deutschland

Der landwirtschaftliche Sektor stellt weltweit betrachtet den bedeutendsten Wassernutzer dar. Global gesehen werden etwa 70 % der Wasserentnahmen für die landwirtschaftliche Produktion genutzt (Siebert et al, 2013). Dies ist jedoch aufgrund der standörtlichen und wirtschaftlichen Gegebenheiten regional sehr unterschiedlich. In Deutschland werden derzeit unter einem Prozent der Wasserentnahmen für die landwirtschaftliche Produktion gebraucht. Der überwiegende Anteil der Wasserentnahmen wird für die Industrie und für Haushalte verwendet (Aquastat, 2016).

Reducing agricultural nitrogen inputs in the German Baltic Sea catchment – trends and policy options

We depict recent agricultural nitrogen input and future loads to be expected in 2021 in the German Baltic Sea catchment to assess the feasibility of reaching water quality targets defined by the Marine Strategy Framework Directive (MSFD). We calculate recent and future nitrogen balances from agriculture by applying an interdisciplinary modelling system, also considering the effects of the Nitrate Directive. The nitrogen surpluses are transferred to a nutrient emission model to simulate nitrogen emissions, in-stream retention and resulting riverine loads to the sea until 2021. Finally, we analyse input reduction demands and agri-environmental measures necessary to attain water quality targets of the MSFD. The results are target-oriented mitigation options relevant for implementation, based on regional land use and nitrogen reduction demands. Furthermore, this paper discusses the effects of policies and measures implemented to reduce nitrogen loads.

Der Modellverbund AGRUM als Instrument zum landesweiten Nährstoffmanagement in Niedersachsen

Seit dem Jahr 2000 bestehen in der Europaischen Union durch die Wasserrahmenrichtlinie Wasserqualitatsziele fur Grundwasser sowie Oberflachen- und Kustengewasser. Fur Niedersachsen wurden alle relevanten diffusen und punktuellen Nahrstoffeintrage, -frachten und der erforderliche Reduktionsbedarf mit dem AGRUM-Modellverbund, bestehend aus dem Agrarsektormodell RAUMIS, dem Modellsystem GROWA/WEKU/DENUZ/MEPHOS sowie dem Nahrstofftransportmodell MONERIS, abgebildet. Aufbauend auf dem Basisjahr 2007 wurde die Eintragssituation 2021 simuliert. Berucksichtigt wurden unter anderem die Dungevorordnung (DuV 2006) sowie die Agrarumweltprogramme 2007 bis 2013, die weitere Entwicklung der Agrarmarkte und der Agrarpolitik. Die Ergebnisse zeigen, dass unter Berucksichtigung der bisherigen Masnahmen die Wasserqualitatsziele in Niedersachsen bis 2021 nicht flachendeckend erreicht werden. Als erganzende Masnahmen zeigen Agrarumweltmasnahmen, die auf eine Reduktion der Stickstoffbilanzuberschusse zur Verbesserung der Wasserqualitat abzielen, in einigen Regionen gute Reduktionspotenziale. In anderen Regionen ware eine Ausweitung auf die gesamte landwirtschaftliche Flache jedoch nicht ausreichend, um die Qualitatsziele zu erreichen. Insbesondere in diesen Regionen ist aufgrund einer intensiven landwirtschaftlichen Produktion, hoher Produktionserlose und des Flachennutzungsdrucks eine Zunahme der bisherigen Forderflachen nicht realistisch. Es mussen daher weitere Handlungsoptionen in Betracht gezogen werden, um die gesetzten Ziele zu erreichen.