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Wasser- und Stoffhaushalt - Ergebnisse

Ergebnisse landwirtschaftliche Landnutzung

Deutschlandweite SWIM-Simulationen zur quantitativen Abschätzung verschiedener Landnutzungsszenarien in Kombination mit Klimaszenarien wurden auf Grundlage eines Deutschlandweit einheitlichen Datensatzes durchgeführt. Die Modell-Eingangsdaten setzen sich aus den Bodendaten der BÜK 1000, der Landnutzungskarte CORINE, einer Flusseinzugsgebietskarte, einem digitalen Höhenmodel und Klimadaten zusammen. Details können in Huang et al. (2010) eingesehen werden.

Im ersten Schritt wurden sogenannte historische Simulationen (1951-2010) durchgeführt, um die konkrete Anwendbarkeit des Modells zur Simulation von Wasser- und Stoffflüssen unter Landnutzungsszenarien zu prüfen. Für das Modell SWIM wurde  zunächst ein Focus auf die Simulation von landwirtschaftlichen Erträgen gelegt, weil diese die Schlüsselgröße für Wasser-, Kohlenstoff- und Stickstoffflüsse in der Landschaft und am Abfluss von Flüssen darstellen. Simulierte Erträge von Winterweizen und Silomais wurden anhand von statistischen Ertragsdaten auf Landkreisebene für Gesamtdeutschland evaluiert (siehe Abbildung).

Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse, dass das Modell im Durchschnitt 66% der interannuellen Ertragsschwankungen für die Jahre 1991-2010 für Silomais auf Bundeslandebene erklären kann. Dieser Wert schwankt zwischen 37% in Schleswig-Holstein und 92% in Brandenburg. Hier wird ein deutlicher Trend sichtbar, dass die Simulationsergebnisse insgesamt für die trockeneren Regionen im Osten Deutschlands besser sind als für feuchtere Regionen im Westen Deutschlands. Die Ergebnisse für Winterweizen zeigen eine geringere Güte, weil die Simulation einer Winterfrucht einen höheren Anspruch an die Verfügbarkeit von Eingangsdaten als auch an die Prozessauflösung in einem Modell stellt. Grundsätzlich liegen die erzielten Ergebnisse innerhalb international publizierter und vergleichbarer Modellergebnisse für die Ertragsmodellierung in der Fläche.

Referenz:

Huang, S., Krysanova, V., Österle, H., Hattermann, F.F., 2010. Simulation of spatiotemporal dynamics of water fluxes in Germany under climate change. Hydrological Processes 24, 3289-3306.

Ergebnisse forstliche Landnutzung

Zuerst wurde überprüft, ob die beschriebene Methodik hinreichend genau ist, um in der Aggregation die durch die BWI ermittelten Ergebnisse abzubilden. Das Modell 4C überschätzt leicht  den Holzvorrat und die Flächenanteile der Baumarten. Das liegt vor allem daran, dass andere Baumartengruppen als die oben genannten nicht berücksichtigt werden konnten. Insgesamt wird aber das Verhältnis unter den Baumartengruppen sehr gut abgebildet. Das gilt für die Gesamtwaldfläche in Deutschland (siehe Abbildung) und auch für die einzelnen Bundesländer.

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