der beitrag der modellierung königsdisziplin oder spielerei? · 2011-11-29 · königsdisziplin...
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IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
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Der Beitrag der Modellierung – Königsdisziplin oder Spielerei?
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ich
Katrin Vohland, Judith Stagl, Fred Hattermann
Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK)
&
Museum für Naturkunde, Leibniz-Institut für Evolutions- und
Biodiversitätsforschung an der Humboldt-Universität zu Berlin (MfN)
IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
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Welche Auswirkungen des Klimawandels sind für Schutzgebiete signifikant und sollten modelliert werden?
Der Beitrag der Modellierung – Königsdisziplin oder Spielerei?
IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
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Klimamodelle
Klimawandel in Schutzgebieten
Wasser!
Pflanzen und Tiere
So what? Die Brücke zum Management
Der Beitrag der Modellierung – Königsdisziplin oder Spielerei?
IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
4 Klimaprojektion
Treibhausgasemissionen
IPCC 2007
IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
5 Klimaprojektion
Emissionsszenarien
IPCC 2007
Globale Zirkulations-
(Klima) Modelle
(GCMs)
IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
6 Klimaprojektion
Flusslandschaft Elbe
Temperatur
Niederschlag
Klimatische
Wasserbilanz
2011-2040 2041-2070 2071-2100
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7 Klimaprojektion
Emissionsszenarien
IPCC 2007
Globale Zirkulations-
(Klima) Modelle
(GCMs)
Regionale
Klima-Modelle
(RCMs)
•WettReg
•STAR
•ReMo
IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
8 Klimaprojektion
IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
9 Klimaprojektion mit dem regionalen Modell STAR
IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
10 Klimaprojektion mit dem regionalen Modell STAR
http://www.pik-potsdam.de/infothek
IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
11 Klimaprojektion mit dem regionalen Modell STAR
http://www.pik-potsdam.de/infothek
IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
12 Klimaprojektion mit dem regionalen Modell STAR
http://www.pik-potsdam.de/infothek
IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
13 Klimaprojektion mit dem regionalen Modell STAR
http://www.pik-potsdam.de/infothek
IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
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Die Klimatische Wasserbilanz ist ein wichtiger
integrativer Indikator für den Einfluss des
Klimawandels
aber
Bodeneigenschaften, Landnutzung, Vegetation und
Lage im Einzugsgebiet beeinflussen den
Bodenwasserhaushalt stark
IALE-D - Jahrestagung 12.-14.10.2011, Berlin
15 Projektionen mit dem Wasserhaushaltsmodell SWIM
Holsten et al. 2009
Der Einfluss des
Klimawandels
auf die Bodenfeuchte
in Brandenburg
(Simulationsergebnissse
SWIM)
2003
Feucht Trocken
1961-1990
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16 Projektionen mit dem Wasserhaushaltsmodell SWIM
Holsten et al. 2009
wetland forested on soil type 6
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
1951 1971 1991 2011 2031 2051
years
avail
ab
le s
oil
wate
r (m
m)
reference (p = 0.13) dry (p = 0)
wet (p = 0.39) linear (reference 1955-2003)linear (dry 2008-2055) linear (wet 2008-2055)
heather on soil type 31
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
1951 1971 1991 2011 2031 2051
years
avail
ab
le s
oil
wate
r (m
m)
reference (p = 0.05) dry (p = 0.01)
wet (p = 0.09) linear (reference 1955-2003)
linear (dry 2008-2055) linear (wet 2008-2055)
Roletschek
Schönower Heide, LUGV
Wald auf Niedermoorboden
Heide auf Sandboden
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17 Projektionen mit dem Wasserhaushaltsmodell SWIM
Pre-Impact Flows (1961-2010)Post-Impact Flows (2011-2050)75th percentileMedian25th percentile
Climate Change Impacts for the Zala Catchment
1-Day Maximum
1961 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Flo
w R
ate
(cm
s)
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
• Geringere Flussspitzen
• Veränderte physikalische Eigenschaften (Sedimentablagerung, Sauerstoffgehalt) beeinflussen bestimmte Arten
(Scott Thacker 2011)
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18 Projektionen mit dem Wasserhaushaltsmodell SWIM
Hydrologische Parameter -> Ökosystemare Einflüsse
(Richter et al.)
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Risikoabschätzung für Pflanzen und Tiere
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Modellkalibrierung Risikoanalyse
für
Schutzgebiete
Modellierung mit
regionalen
Klimaszenarien
Validierung Hanspach et al. 2007
Risikoabschätzung für Pflanzen
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21 Risikoabschätzung für Pflanzen
Zunahme des potentiellen
Areals:
Foto: www.floraweb.de
Hanspach et al. in prep.
Stinkende Nießwurz
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22 Risikoabschätzung für Pflanzen
Foto: www.floraweb.de
Sumpfblutauge
Abnahme des potentiellen
Areals:
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23 Risikoabschätzung für Vögel
Trautmann, Böhning-Gaese et al. in press
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So what? •Die Verfügbarkeit von Wasser ist eine wichtige Größe zur Abschätzung des Risikos für Schutzgebiete.
Dabei ist die Klimatische Wasserbilanz der integrativste Klimaparameter. Die öko-hydrologische
Modellierung kann weitere Faktoren wie z.B. Landnutzung, Hanglage oder Bodeneigenschaften
berücksichtigen, ist aber aufwendiger.
•Für viele Arten wird eine Veränderung der Vorkommenswahrscheinlichkeit unter Klimawandel
projiziert – eine Verringerung bedeutet ein Risiko für Zielarten
•Modellverbesserungen sollten vor allem auf die Einbeziehung von Verbreitungsstrategien, der
Veränderung von Konkurrenzbeziehungen und der Anpassungskapazität zielen.
•Allerdings gibt es eine Diskrepanz zwischen den Skalen der Modellierung und den Anforderungen aus
der Praxis.
•Räumlich: Während sich Managementpläne auf explizite kleinteilige Gebiete beziehen, geben
Modellergebnisse Wahrscheinlichkeiten für größere Raumeinheiten an.
•Zeitlich: Während es zum guten Ton der Klima(folgen)modellierer gehört, nicht unter einer
Dekade, besser drei, zu mitteln, werden Managementpläne für die nächsten 3-5 Jahre aufgestellt.
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So what? Die Brücke zum Management
Es besteht eine große Notwendigkeit, Daten und Modelle räumlich
explizit anzuwenden – und die Ergebnisse im lokalen Kontext zu
besprechen.
Es gibt eine Reihe von generellen Handlungsoptionen (große Gebiete,
Vernetzung, Verringerung sonstiger negativer Einflüsse), die z.B. im
Rahmen von HabitChange um spezifischere Guidelines ergänzt
werden.
Der Dialog vor Ort und eine partizipative Anpassung der
Managementpläne bleiben der – mühsame – Weg, um die Funktionen
von Schutzgebieten auch unter Klimawandel zu erhalten.
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Welche Auswirkungen des Klimawandels sind für Schutzgebiete signifikant und sollten modelliert werden?
Der Beitrag der Modellierung – Königsdisziplin oder Spielerei?
•Klima (Kenntage, Maxima, Klimatische Wasserbilanz)
•Wasser (Verfügbares Bodenwasser, Abflüsse, See + Grundwasserspiegel)
-> Nährstoffkreislauf, Sedimentation
•Organismen (Tiere, Pflanzen, Pilze)
-> Risiko verringerter / erhöhter Vorkommenwahrscheinlichkeiten
-> stärker funktional als bisher (Ausbreitungskapazität, Anpassungskapazität,.)
•Szenarienentwicklung KW und Management
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Thank you for your Attention!
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