Sichtbarer Bereich

Klimawandel

Teil 1: Klima, Atmosphäre, Treibhauseffekt

Eine Zusammenstellung von Stefan Smidt

Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft

Klima und Atmosphäre Treibhauseffekt

Kohlenstoff-Zyklus

Global Change

Klimasystem

Berner U., Streif H.J. 2000: Klimafakten. Schweizerbart‘sche Verlagsbuchhandlung Stuttgart.

Kasang 2002, in ftp://ftp.ipn.uni-kiel.de/pub/SystemErde/02_Begleittext_oL.pdf

Externe Antriebsfaktoren und

interne Variabilität von Klimaänderungen

Klimasystem mit Subsystemen sowie Angabe der Reaktionszeiten auf Störungen, nach Hupfer/Kuttler 2006.

In: http://www.bibliothek-digital.de/static/content/utb/20081119/978-3-8252-3099-9/v978-3-8252-3099-9.pdf

Klimasystem der Erde

Schichtung der Atmosphäre

Standard-Atmosphäre (nach Gassmann 1994): Schematische Darstellung der Atmosphärenstockwerke, die anhand der mittleren vertikalen Temperaturverteilung unterschieden werden.

ftp://ftp.ipn.uni-kiel.de/pub/SystemErde/02_Begleittext_oL.pdf

Die Sonne strahlt mit ihrer hohen Oberflächentemperatur ihre Hauptenergie im kurzwelligen Bereich ab.

Die Erde emittiert hingegen eher Strahlung im langwelligen Bereich. Nach Riedel 1989.

ftp://ftp.ipn.uni-kiel.de/pub/SystemErde/02_Begleittext_oL.pdf

Das Spektrum elektromagnetischer Wellen

Globale Strahlungsbilanz (W/m ² )

http://de.wikipedia.org/wiki/Treibhauseffekt

Globale Energiebilanz (Prozentanteile)

http://de.wikipedia.org/wiki/Treibhauseffekt

Global Change

Global Change: Globale Änderung des Klimas und der Lebensbedingungen durch menschliche Aktivitäten.

Global Change ist ein natürliches Phänomen mit anthropogener Schubkraft.

http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/faq-1-2.html

Die atmosphärischen Problemkreise

Treibhauseffekt

Deutscher Bundesrat 1988; Folie: H. Kolb, 2009.

Modifikation der troposphärischen

Luftchemie Stratosphärischer

Ozonabbau

Emissionen

Global Change – Hauptursache: Mensch

• Zunehmender Düngereinsatz

• Zunehmende Treibhausgas-Emissionen

• Zunehmende Emissionen saurer Gase

• Zunehmende Emission von Ozonvorläufern

• Zunehmende Emissionen weiterer toxischer Stoffe

• Waldrodungen

Folgen

• Globaler Anstieg der Temperatur

• Anstieg des Meeresspiegels

• Anstieg der Konzentrationen der Treibhausgase

• Änderung des Klimas seit dem letzten Jahrhundert

C-Vorräte und -Flüsse (Pg p.a.)

Bresinsky A., Körner C., Kadereit J.W., Neuhaus G., Sonnewald U. 2008: Strasburger Lehrbuch der Botanik.

36. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg. (1 Pg = 1 Gt = 1 Mrd. Tonnen)

C-Vorräte und -Flüsse (Pg p.a.)

Quelle: IPCC 2007. (1 Pg = 1 Gt = 1 Mrd. Tonnen)

Treibhauseffekt

Die Erde nimmt kurzwellige Strahlung auf und reflektiert längerwellige und energieärmere Wärmestrahlung in den Weltraum. Durch IR-absorbierende Gase („Treibhausgase“) wird ein Teil der Wärmestrahlung absorbiert bzw. zur die Erdoberfläche reflektiert.

Erdoberfläche

längerwellige Wärmestrahlung

kurzwellige Strahlung

-18°C

Erdoberfläche

Rückreflexion der längerwellige Wärmestrahlung kurzwellige

Strahlung

+15°C

Treibhausgase

Ohne Treibhausgase mit Treibhausgasen

Strahlungsabsorption (stark vereinfacht)

Treibhausgase absorbieren in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen. Ozon absorbiert auch im UV-Bereich.

UV-C UV-B UV-A Infrarot

0,1 0,4 0,8 2,5 10 25µm

Ozon

CH ₄ , N ₂ O O ₃

CO ₂ CO ₂

Wasserdampf

Sichtbarer Bereich

nahes IR mittleres IR (Wärme)

Treibhausgase

Wasserdampf

Absorptionskoeffizienten von THG

Absorption der Wärmerückstrahlung der Erdoberfläche durch atmosphärische Gase (nach Schönwiese und Diekmann 1989, in: ftp://ftp.ipn.uni-kiel.de/pub/SystemErde/02_Begleittext_oL.pdf

Stratosphärische Ozonsäule

1964-1980

Kromp- Kolb H. 2009, Österreichische Akademie der Wissenschaften / SROC 2005)

Strahlungsantrieb

Änderung der vertikalen Nettoeinstrahlung an der Tropopause durch

interne und externe Veränderungen im Klimasystem, ausgedrückt in Watt pro Quadratmeter.

Zum Strahlungsantrieb tragen z.B. die Sonnenaktivitäten,

Vulkanausbrüche und erhöhte Treibhausgaskonzentrationen bei.

Der Strahlungsantrieb ist ein Maßstab für den Einfluss, den ein einzelner Faktor auf die Veränderung des Strahlungshaushalts der Atmosphäre hat.

Er ist ein Index für die Bedeutung dieses Faktors für eine Klimaänderung.

Ein positiver Strahlungsantrieb führt zu einer Erwärmung, ein negativer

Strahlungsantrieb zu einer Abkühlung der bodennahen Luftschicht.

©kaser

Komponenten des Strahlungsantriebs (2005)

IPCC 2007: Mittlerer globaler Strahlungsantrieb bezogen auf 1750 für wichtige Spurenstoffe und Mechanismen sowie im Hinblick auf die Ausdehnung und die wissenschaftliche Verständnis (LOSU).

Treibhausgase

Treibhausgas-Trends

Treibhausgase

H ₂ O

CO ₂

O₃ bodennah

O₃stratosphärisch Aerosole

Lachgas Methan FCKWs Felder:

grün: nicht phytotoxisch blau: u.U. phytotoxisch rot: phytotoxisch

Treibhausgase

Anti-

Treibhausgase

SF

NCl

Indirekte

Treibhausgase

H ₂ O

CO ₂

O₃ bodennah

O₃stratosphärisch NH₄NO₃

Sulfat

Lachgas Methan FCKWs

NH ₃ NOx

SO ₂

Treibhausgase

Anti-

Treibhausgase SF

NCl

CO VOC

NOx H ₂

Felder:

grün: nicht phytotoxisch blau: u.U. phytotoxisch rot: phytotoxisch

rosa: +- phytotoxisch

Treibhauspotentiale und Anteile an Erwärmung

CO ₂ 1 50%

Methan 10-32 19%

FCKW 410-22.000 17%

Ozon (trop.) 2000 8%

Lachgas 180-240 4%

Treibhauspotential: Auf CO

(Masse) bezogenes Vielfaches von dessen Erwärmungsfähigkeit. Einfluss auf die Erwärmung haben das IR-

Absorptionsvermögen, die Verweilzeit und die Konzentration des betreffenden Treibhausgases.

Lesch K.H., Cerveny M., Leitner A., Berger B. 1990: Treibhauseffekt. Umweltbundesamt, Monographien Nr. 23.

(ohne Wasserdampf)

Indirekt klimarelevante Gase

Den Treibhauseffekt fördernd

• Kohlenmonoxid (Ozonvorstufe)

• Stickstoffoxide (Ozonvorstufe)

• Flüchtige Kohlenwasserstoffe (Ozonvorstufe)

• Wasserstoff (OH*-Reduktion > Methanerhöhung) Den Treibhauseffekt mindernd

• Ammoniak (Aerosolbildung)

• Stickstoffoxide (Aerosolbildung)

• Schwefeldioxid (Aerosolbildung)

Anti-Treibhaus“gase“

Vulkan-Exhalate

Sulfat- u.a. Aerosole Feinstaub

stratosphärisches Ozon

Antitreibhausgase wirken durch Absorption der einfallenden Strahlung einer Klimaerwärmung entgegen.

Ozon absorbiert UV-B-Strahlung und erwärmt die Stratosphäre

Ein Ozonabbau in der Stratosphäre wirkt dem Treibhauseffekt entgegen

Einerseits absorbiert Ozon UV-B-Strahlen in der Stratosphäre, was zu einer Erwärmung der Stratosphäre führt.

Andererseits absorbiert hauptsächlich bodennahes Ozon jene Infrarotstrahlung, die von der Erde emittiert wird.

Daher trägt der Abbau des stratosphärischen Ozons zu einer Abkühlung der Erdoberfläche

bei, während die erhöhten Ozonkonzentrationen in der Troposphäre zur Erwärmung der

Erdoberfläche beitragen.

Lebensdauer von Spurengasen

Fabian 1992, in Guderian R. 2000: Atmosphäre. Springer (verändert).

Globale anthropogene THG-Emissionen

(a) Globale jährliche Emissionen anthropogener Treibhausgase 1970-2004.

(b) Anteil der verschiedenen anthropogenen Treibhausgase 2004, angegeben als CO₂-Äquivalenten

(c) Anteile verschiedener Sektoren an anthropogene THG-Emissionen 2004, angegeben als CO₂-Äquivalenten IPCC 2007

Forestry inkludiert Entwaldung

Globaler Verlauf der CO ₂ -Konzentration

Bresinsky A., Körner C., Kadereit J.W., Neuhaus G., Sonnewald U. 2008: Strasburger Lehrbuch der Botanik.

36. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg.

Entwicklung der THG- Konzentrationen

Eisbohrkerne als Schlüssel zur Paläoklimatologie. IPCC 2007 (Working Group 1).

1000 Jahre vor 2005

CO ₂ -Ausstoß und -Konzentration

Die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre ist seit 1850 nicht in gleichem Maße wie der Ausstoß von CO₂ gestiegen, da Senken wie der Ozean und Wälder einen Großteil des CO₂aufnehmen und speichern.

Berner U., Streif H.J. 2000: Klimafakten. E. Schweizerbartsche Verlagsbuchhandlung.

Jahr

CO ₂ -Anstieg (Mauna Loa / Hawaii)

http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/#mlo_full

Schär C. 2005: Vorlesungsfolien Erd- und Produktionssysteme, Wintersemester 2004/2005, Institut für Atmosphäre und Klima, ETH Zürich. Teil 4: Anthropogene Effekte. http://ethz.planetmages.ch/Erd-Prod- Sys/Schaer/Anthropogen.pdf

CO ₂ -Konzentration 1960 - 2000

Anstieg der THG-Konzentrationen

IPCC (2007), Working Group 1.

IPCC 2007.

CO ₂ , CH ₄ und N ₂ O Konzentrationen

~6%

310 114 +11%

319ppb

N

O

21 1

Relatives

Treibhausgaspotential

~19%

~50%

% Beteiligung

12 50-200

Lebensdauer (Jahre)

- +13%

Anstieg seit 1998

1.774 ppb 379 ppm

Konzentration (2005)

CH

CO

Entwicklung der HFC-/PFC-/SF ₆ - Konzentrationen

IPCC 2007 (Working Group 1).

Jahr

Zunahme der CO ₂ -Emissionen durch geänderte Landnutzung und Brandrodung

Berner U., Streif H.J. 2000: Klimafakten. E. Schweizerbartsche Verlagsbuchhandlung.

Temperaturanstieg

Niederschlagsverhältnisse

Verlauf von CO ₂ und Temperatur

Rekonstruktion des Temperaturverlaufes der vergangenen ca. 750.000 Jahre aus Eisbohrkernen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Treibhauseffekt

CO ₂ - und Temperaturverlauf

Temperaturen und CO₂-Gehalte während der vergangenen 550 Mio. Jahre. Beide verliefen nicht immer im

Gleichschritt. Vielfach vergingen mehrere zig Mio. Jahre, bevor das CO₂ die Temperaturentwicklung einholte oder die Temperatur dem CO₂folgte. Berner U., Streif H.J. 2000: Klimafakten. E. Schweizerbartsche Verlagsbuchh.

http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Klimadiagramm_hadley_1850_2009.svg&filetimestamp=20091220102043

Globaler Temperaturanstieg 1850-2009

http://www.blikk.it/angebote/modellmathe/ma0555a.htm

Globaler Temperaturanstieg

http://www.hamburger-bildungsserver.de/welcome.phtml?unten=/klima/klimawandel/klimaaenderung/temp20jh.html

Globaler Temperaturanstieg

Globaler Temperaturanstieg

IPCC 2001, in Schär C. 2005: Vorlesungsfolien Erd- und Produktionssysteme, Wintersemester 2004/2005, Institut für Atmosphäre und Klima, ETH Zürich. Teil 4: Anthropogene Effekte.

http://ethz.planetmages.ch/Erd-Prod-Sys/Schaer/Anthropogen.pdf

Temperaturverlauf 200-2000

0,8°C

Vorindustrieller Wert

Temperaturverlauf:

200 – 2000 rekonstruiert

2000 – 2100 Modellberechnung

+3,8°C

+1,8°C

IPCC Szenarien

Kromp-Kolb H. (2009), Österreichische Akademie der Wissenschaften.

Temperaturanstieg nach unterschiedlichen

Szenarien

Temperaturanstieg global und in den Alpen

In Österreich bzw. im Alpenraum ist der Temperaturanstieg deutlich höher als der globale Temperaturanstieg.

Kromp-Kolb H., Formayer H. 2005: Schwarzbuch Klimawandel. Ecowin.

Temperaturanomalie (°C)

Temperaturanstieg in Österreich

Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik Wien.

Klima-Einflüsse

Sonne (äußerer Faktor)

• Kontinentalverschiebungen

• Treibhausgase

• Vegetation

• Meteoriteneinschläge

• Rückkopplungsvorgänge

Interne Faktoren

Informationsquellen

• Wetterdaten (250 Jahre zurück)

• Gesteins-Serien

• Eisbohrkerne

Temperatur

Meeresspiegel

Schneedecke

(nördliche Hemisphäre)

IPCC 2007.

Anstieg von Temperatur, Meeresspiegel und Schneedecke

Bildung / Abbau von CO ₂ , CH ₄ , N ₂ O und NO im Boden

IPCC 2001.

N ₂ O NO

u.a. Bildung durch Nitrifikation, Denitrifikation in Böden

20-55%

11-30%

CH ₄ Aufnahme im Boden

Emission in Feuchtgebieten, Reisanbau

CO ₂ Bodenatmung

(Mikroorganismen, Wurzeln)

-15%

40-60%

6-7 %

Beitrag

IPCC 2007: Projektierte Änderungen der Oberflächentemperatur für das späte 21. Jahrhundert (Multi-AOGCM für das A1B SRES Szenario. Alle Temperaturen relativ zur Periode 1980-1999.

Verteilung der Oberflächenerwärmung (°C)

0 1 2 3 4 5 6 7 °C

IPCC 2007.

Globale und kontinentale Temperaturänderungen

Klimamodelle, die nur natürliche Antriebskräfte berücksichtigen

Klimamodelle, die nur natürliche und menschliche Antriebskräfte berücksichtigen

Beobachtungen

Temperaturänderung 2020/50 vs. 1961/90

Analogszenario der Änderung der Jahresmitteltemperatur (2020-2050 vs. 1961-1990) in Österreich (Basis: ECHAM4) H. Kolb 2009, Vortragsfolie.

Globale Veränderung der Jahresniederschläge

Generell wird eine Zunahme der Niederschlagsmenge in höheren Breiten und eine Reduktion in den Tropen beobachtet. Kromp-Kolb H., Formayer H. 2005: Schwarzbuch Klimawandel. Ecowin.

Klimawandel

Teil 2: Auswirkungen auf Ökosysteme, Forstwirtschaftliche Gegenmaßnahmen

Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft

Besondere Auswirkungen des Klimawandels

IPCC 2007.

Besondere Auswirkungen des Klimawandels

• Waldökosysteme in Grenzlagen

• Systeme mit eingeengter Diversität

• Stark spezialisierte Arten

• Selten fruchtende Arten

• Montane und alpine Arten Erhöhung

• Feuerfrequenz

• Produktion

• Nährstoffumläufe und Verwitterungsprozesse

• Stress

• Mortalität

Ökogramme (schematisch)

Jahresmitteltemperatur

Niederschlag-Verdunstung

Kiefer Buche

Fichte Eiche

Baumarten haben unterschiedliche Ansprüche an Niederschläge und Temperatur.

Details: http://www.waldundklima.net/klima/klima_docs/koelling_afz_2007_klimahuellen.pdf

Temperatur-Rückkoppelungseffekte

• Verstärkung der Bodenatmung und Mehrproduktion an CO ₂ und N ₂ O (+)

• Auftauen von Dauerfrostböden und CH ₄ -/CO ₂ -Bildung (+)

• Vermehrte Bildung von Wasserdampf (+) und Wolken (+/-)

• Vermehrte Ozonbildung (+)

• Verringerte Rückstrahlung (Albedo) nach dem Schmelzen von Eisoberflächen (+)

• Geringere CO ₂ -Absorptionsfähigkeit der Ozeane (+)

• Mögliche Mehrzuwächse (auch durch CO ₂ -Erhöhung) (-)

• Vermehrte Waldbrände mit CO ₂ -Bildung (+) bzw.

Aerosolbildung (-)

+: positive Rückkoppelung (Verstärkung des Treibhauseffektes)

-: negative Rückkoppelung (Abschwächung des Treibhauseffektes)

http://www.upi-institut.de/klima-bericht_des_ipcc.htm

Extremereignisse

• Spätfroste

• Sommerliche Dürren

• Stürme

• Starkregen

• Nass-Schnee

• Waldbrand

• Insektenkalamitäten

Globale Auswirkungen eines Klimawandels

• Häufung von Extremereignissen

• Änderung der atmosphärischen und ozeanischen Zirkulation

• Ansteigen des Meeresspiegels

• Rückgang der Agrarproduktion

• Zunahme der Klimaflüchtlinge

• Hungerkatastrophen

IPCC 2007.

Globale Wirkungen einer Klimaerwärmung auf das Schädlingsauftreten

• Immigration wärmeliebender Arten

• Zustandekommen zusätzlicher Generationen

• Geringere Mortalität während der Winterperiode

• Anstieg von Kalamitäten

• Zunahme der bestehenden Risikozonen

• Gesteigerte Instabilität der Waldgesellschaften

• Erhöhte Aufwendungen für den Forstschutz

IPCC 2007.

Treibhausgas Temperatur Wind

Strahlungsbilanz Luftfeuchte Wolkenbildung Niederschläge

Bodenfeuchte

Nährstoffverfügbarkeit Bodenatmung

Vegetation

Konkurrenz / Schädlinge C-Allokation

Gesamtbiomassebildung Ertrag

Treibhausgaswirkungen und Wechselwirkungen

Wald als C-Senke Wirkungen von

Klimaänderungen auf Wälder

Der Wald als C-Senke

• Wälder sind global die größte Biomasse-Senke am Land für Kohlenstoff (Ozeane sind der insg. größte Speicher)

• Böden sind langfristig eine stärkere Senke als Pflanzen. Der Erhalt der Speicherfähigkeit für

Kohlenstoff ist daher wichtig für den Klimaschutz.

Natur- und Urwälder speichern besonders viel C

• Bei Nutzungsänderungen von Wald in Landwirtschaft (für Agrotreibstoff-Produktion) tritt ein potentieller C- Verlust beim Vorrat ein (aber: Substitution von

fossilen Energieträgern ist möglich)

Der Wald als C-Senke

• Der Wald der Nordhemisphäre ist eine C-Senke, auf der Südhemisphäre (wegen der Entwaldungen) eine C-

Quelle

• Der Wald ist über die gesamte Bestandesentwicklung CO ₂ -neutral

• CO ₂ wird v.a. in stark wachsenden Beständen festgelegt

• Trockene und heisse Sommer beeinträchtigen die Senkenstärke

• Der Wald kann das Klima weder regulieren noch retten;

Die Waldbehandlung hat einen moderaten Einfluss, die mitteleuropäische Forstwirtschaft spielt global gesehen eine Nebenrolle.

Mann & Kump 2008.

Österreichischer Forstverein 1997.

Der Wald als C-Senke

• Die gemäßigten Wälder Europas, Nordamerikas und Asiens sind starke C-Senken, boreale Wälder sind schwache Senken

• Ab 2050 wird der Waldboden global wahrscheinlich zu einer C-Quelle (IPCC 2007)

• 50 % des assimilierten CO ₂ geht in die Biomasse. In

einem Fichtenbestand werden 30 % des assimilierten C durch die Nadeln veratmet, 20 % vom Stamm

Mann & Kump 2008.

Österreichischer Forstverein 1997.

Österreichs Wald als C-Senke

• Der österreichische Wald ist wegen des

Flächenzuwachses derzeit eine C-Senke. Zur

Kompensation der in Österreich frei werdenden CO ₂ - Mengen müssten jährlich 1600 ha mit reifem Wald besetzt werden (ÖAW 1992)

• Dem Nutzholzeinschlag 12 Mio fm (2,3 Mio t C) entspricht 1/7 des jährlichen Energiebedarfes (ÖAW 1992).

Holzeinschlag 2008: 21,8 Mio. fm

Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW) 1992.

Weiss et al. (2000).

Österreichs Wald als C-Senke und -quelle

• Der österreichische Wald war 1961-1996 eine Netto-C-

Senke; die mittlere jährliche Netto-C-Bindung 2.527 kt C. In diesem Zeitraum entspricht die Netto-C-Bindung etwa 14%

der gesamten österr. Brutto-CO ₂ -Äquivalentemissionen der Treibhausgase CO ₂ , CH ₄ und N ₂ O (Weiss et al. 2000)

• Waldboden emittiert 1,3 Tonnen CO ₂ -C /ha.a = 4,8 Tonnen CO ₂ /ha.a (Fichten-Altbestand, Achenkirch/Tirol), im Winter davon 12 % (Kitzler et al. 2006; Schindlbacher et al. 2007)

Kitzler B., Zechmeister-Boltenstern S., Holtermann C. et al. (2006). Biogeosciences 3, 383-395.

Schindlbacher A., Zechmeister-Boltenstern S., Glatzel G., Jandl R. (2007): Agr. & Forest Meteorol. 146 (3-4), 205-215.- Weiss et al. (2000).

C-Vorrat in Österreichs Wald (1990)

Weiss et al. (2000).

783 ± 190 463 ± 185

320 ± 42 3893 ± 46

Gg C Gg C

Gg C

Summe Biomasse und

Waldboden Waldboden

(Auflagehumus und

Mineralboden 0 - 50 cm) Waldbiomasse

(ober- und unterirdisch) Waldfläche

(1000 ha)

Wirkungen erhöhter CO ₂ -Konzentrationen

• Verbesserte Versorgung mit Kohlenstoff

• (zumindest vorübergehende) Stimulierung der Photosyntheserate bei guter Nährstoffversorgung

• U.U. leichte Steigerung des Boden-C-Gehaltes

• Steigerung der Wuchsleistung (Höhen- und

Dickenzuwachs); diese kann mit kürzeren Verweilzeiten des C in der Biomasse verknüpft sein; Umsatz ≠ Kapital

• (kurzfristige) Erhöhung der Nettoprimärproduktion

• Steigerung des Blattflächenindex

• Steigerung des Verhältnisses Blattgewicht / Blattfläche

Brunold et al. 2001; Ulrich B. 1993: Prozesshierarchie in Waldökosystemen – ein integrierender ökosystemtheoretischer Ansatz. Biologie in unserer Zeit- VCH-Verlag Weinheim, in Schmidt 1994.

Wirkungen erhöhter CO ₂ -Konzentrationen

Brunold et al. 2001; Ulrich B. 1993: Prozesshierarchie in Waldökosystemen – ein integrierender ökosystemtheoretischer Ansatz. Biologie in unserer Zeit- VCH-Verlag Weinheim, in Schmidt 1994.

Eitzinger J., Kersebaum K.C., Formayer H. 2009: Landwirtschaft im Klimawandel. Auswirkungen und Anpassungsstrategien für die Land- und Forstwirtschaft in Mitteleuropa. AgriMedia.

• Steigerung der Blühhäufigkeit

• Veränderung des Wurzel-/Spross-Verhältnisses

• Wachstumsbeeinflussung je nach Nährstoffversorgung

• Erweiterung des C/N-Verhältnisses in der Blattstreu

• Verminderung der stomatären Leitfähigkeit und der Transpiration, verbesserte Wasserökonomie

• Veränderung der Gewebequalität zugunsten der Kohlenhydrate und zu-ungunsten der Proteine

• Veränderung der Konkurrenzsituation

• Komplexe Interaktion zwischen der Nahrungsqualität

von Wirtsbäumen und der Insektenentwicklung

Wirkungen erhöhter Temperaturen (1)

Eitzinger J., Kersebaum K.C., Formayer H. 2009: Landwirtschaft im Klimawandel. Auswirkungen und Anpassungsstrategien für die Land- und Forstwirtschaft in Mitteleuropa. AgriMedia.

• Besseres Wachstum durch die verlängerte

Vegetationsperiode, wo die Temperatur heute der limitierende Faktor ist (z.B. Gebirge, nördliches Europa)

• Verringertes Wachstum durch direkte Hitzeschäden und Trockenstress aufgrund einer ungünstigen

Wasserbilanz durch den erhöhten

Verdunstungsbedarf (z.B. nordöstliches Europa, inneralpine Täler und Becken)

• Bessere Entwicklungsmöglichkeiten und erhöhtes

Reproduktionspotential für Insekten

Wirkungen erhöhter Temperaturen (2)

Eitzinger J., Kersebaum K.C., Formayer H. 2009: Landwirtschaft im Klimawandel. Auswirkungen und Anpassungsstrategien für die Land- und Forstwirtschaft in Mitteleuropa. AgriMedia.

• Verschiebung der Arealgrenzen von Insekten nach Norden bzw. in höhere Gebirgsregionen

• Verringerte Entwicklungs- und Überlebensraten für Insektenarten, wenn die Temperaturoptima

überschritten werden

• Verringerte Entwicklungs- und Überlebensraten für Insektenarten, wenn die Temperaturoptima

überschritten werden

• Erhöhte Mortalität durch biotische Störungen (z.B. an der Fichte durch Borkenkäfer)

• Erhöhte Waldbrandgefahr

Eitzinger J., Kersebaum K.C., Formayer H. 2009: Landwirtschaft im Klimawandel. Auswirkungen und Anpassungsstrategien für die Land- und Forstwirtschaft in Mitteleuropa. AgriMedia.

Wirkung verringerter Niederschläge

• Verringertes Wachstum durch Trockenstress, insbesondere bei Baumarten, die sensitiv auf sommerliche Trockenperioden reagieren

• Verbesserte Habitatbedingungen (Brutmaterial) für einzelne Insektenarten durch die

physiologische Schwächung von Wirtsbäumen aufgrund von Trockenstress

• Verringerte Gefährdung durch

Schneeschimmel aufgrund der kürzeren

Schneedeckendauer

Wirkungen einer Temperaturerhöhung auf die Waldgesellschaften in Österreich

• Hochsubalpiner Lärchen-Zirben-Wald: Verdrängung der Zirbe durch Fichte

• Tiefsubalpiner Fichten-Wald: Zusätzliche Buche,

Tanne, Bergahorn, erhöhte Wuchsleistung der Fichte

• Montaner Fichten-Wald: Erhöhte Anfälligkeit der Fichte

• Sub-tiefmontaner Buchen-Wald: Absterben von Fichten-Reinbeständen

• Kolliner Eichen-Weißbuchen-Wald: Rückzug der Traubeneiche, Weißbuche, Zunahme der Zerreiche und Flaumeiche

Österreichischer Forstverein 1997.

Schmidt 1994.

Eitzinger J., Kersebaum K.C., Formayer H. 2009: Landwirtschaft im Klimawandel. Auswirkungen und Anpassungsstrategien für die Land- und Forstwirtschaft in Mitteleuropa. AgriMedia.

Wirkung erhöhter Niederschläge

• Verbessertes Wachstum durch die günstigere Wasserbilanz, wenn der Standort heute wasserlimitiert ist

• Höhere Infektionsgefahr durch

Pilzsporen

Forstwirtschaftliche Maßnahmen

• Ausweitung der Waldfläche durch Neuaufforstungen;

Aufforstung mit besser angepassten Baumarten

• Förderung der natürlichen Verjüngung

• Einsatz anpassungsfähigen Vermehrungsgutes

• Veränderung der Bewirtschaftungsmethoden zur Erhöhung der Waldbiomasse

• Vergrößerung des in Holzprodukten gespeicherten Kohlenstoffpools

• Strukturierung der Bestände, Bestandespflege und – erziehung z.B. zur Erhöhung der Sturmsicherheit

Schmidt 1994.

Forstwirtschaftliche Maßnahmen

Vorwegnahme der künftigen Entwicklung

• Aufforstung mit besser wärmeangpassten Baumarten Nutzung & Förderung vorhandener Anpassungspotentiale

• Forcierung der Naturverjüngung, Belassung der Pioniervegetation

• Umwandlung standortswidriger Sekundärforste

• Reichliche Strukturierung

• Verwendung von Vermehrungsgut mit erhöhter Anpassungsfähigkeit

• Wahl geeigneter Bestandeserziehungsverfahren

Müller F. 1997 in Forstverein 1997.

Schlüsseltechnologien zur Emissionsminderung

Energieversorgung Verkehr

Gebäude Industrie

Landwirtschaft Forstwirtschaft Abfall

IPCC 2007.

Schlüsseltechnologie Forstwirtschaft

• Wiederaufforstung

• Forstmanagement

• Reduzierte Entwaldung

• Regulierung von Produktionen aus geschlagenem Holz

• Nutzung von Forstprodukten für Bioenergie als Ersatz fossiler Brennstoffe

IPCC 2007.

*) Praktiken zur Emissionsminderung, die bis 2030 auf den Markt kommen

• Weiterentwicklung der Baumarten zur Steigerung der Biomasseproduktivität und CO ₂ -Aufnahme *)

• Verbesserte Fernerkundungstechnologien für die

Analyse des Potentials zur CO ₂ -Aufnahme durch

Vegetation / Boden und für die Kartierung von

Landnutzungsänderungen *)

Links

• FAO: http://www.fao.org/forestry/site/32038/en/

• Forests & Climate Change: http://www.forestry.gov.uk/climatechange

• IPCC 2007: http://www.ipcc.ch/

• Potsdam Inst. Climate Impact Research: http://www.pik-potsdam.de/

• Umweltbundesamt (AUT): http:www.umweltbundesamt.at

• Umweltbundesamt (DE): http:www.umweltbundesamt.de

• UNEP: http://www.grida.no/

• WHO: www.who.int/en

• WMO: http://www.wmo.int/pages/index_en.html

• Weitere Links unter http://www.luftschadstoffe.at

Literatur

• Berner U., Streif H.J. (Hrsg.) 2000: Klimafakten. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe. ISBN 3-510-95876-4.

• Brunold C., Balsiger P.W., Bucher J.B., Körner C. 2001: Wald und CO

. Ergebnisse eines ökologischen Modellversuchs. Verlag Paul Haupt Bern, Stuttgart, Wien.

• Eitzinger J., Kersebaum K.C., Formayer H. 2009: Landwirtschaft im Klimawandel.

Auswirkungen und Anpassungsstrategien für die Land- und Forstwirtschaft in Mitteleuropa.

AgriMedia.

• Mann M.E., Kump L.R. 2008: Dire predictions. Understanding Global Warming. The illustrated guide to the findings of the IPCC. Dorling Kindersley Ltd., ISBN 978-0-7566- 3995-2.

• Müller M., Fuentes U., Kohl H. 2007: Der UN-Weltklimareport. KiWi Paperback.

• Österreichische Akademie der Wissenschaften (Kommission Reinhaltung der Luft) 1992:

Bestandsaufnahme anthropogene Klimaänderungen.

• Österreichischer Forstverein 1997: Klimaänderung. Mögliche Einflüsse auf den Wald und waldbauliche Anpassungsstrategien. Zentrum für Umweltschutz, Universität für Bodenkultur, Wien.

• Schmidt R. 1994: Die Bedeutung der Wälder und der Waldwirtschaft für die globale Klimapolitik. In: Waldökosysteme im globalen Klimawandel. Hintergründe und Handlungsbedarf, 19-40. Economica Bonn.

• Weiss P., Schieler K., Schadauer K., Radunsky K., Englisch M. 2000: Die C-Bilanz des österreichischen Waldes und Betrachtungen zum Kyoto-Protokoll. Umweltbundesamt Monographien Bd. 106.

• Weitere Informationen siehe http://luftschadstoffe.at (Tabellen)