Culterra 57

Auswirkungen des Klimawandels auf geschützte Biotope in Baden-Württemberg

WATTENDORF, P., EHRMANN, O. & KONOLD, W. (2010)

unter Mitarbeit von Jörg Niederberger und Rainer Wendt

ISBN 3-9333390-44-3

226 S.

Zusammenfassung

Ziel der Untersuchungen war es, Auswirkungen des Klimawandels auf den Wasserhaushalt ausgewählter Standorte in geschützten Biotopen Baden-Württembergs zu quantifizieren und Tendenzen der Bodenentwicklung unter dem Klimawandel aufzuzeigen. Hieraus werden Projektionen für die Vegetationsent­wicklung und den Naturschutzwert der untersuchten Biotope abgeleitet.

Am Beispiel von zehn grundwasserfernen und zwei grundwasserbeeinflussten Bio­topen werden der derzeitige und der zukünftige Was­ser­haushalt miteinander ver­glichen. Als Unter­suchungs­gebiete wur­den vegetationsökologisch gut doku­mentierte Natur­schutzgebiete ausgewählt, die für den Biotoptyp, die jeweilige Region und das Land Baden-Württemberg typisch und repräsen­tativ sind und nach den regiona­lisierten Klimaszenarien für Baden-Württem­berg in unter­schiedlichem Ausmaß vom Klima­wandel betroffen sein sollen. Zusätzlich werden mögliche Auswirkungen des Klimawandels auf die Ufervegetation des Bodensees betrachtet.

Der rezente Wasserhaushalt (Ist-Szenario, Sz0), wurde für die jeweiligen Unter­such­ungs­standorte mit realen Boden- und Wetterdaten (Tageswerte von DWD-Stationen) für den Zeitraum 1980 bis 2005 modelliert. Zur Berechnung des Zukunfts­szenarios (Sz1) wurden die realen Wetterdaten um den Betrag der in den regionalen Klima­projektionen für Baden-Württem­berg für den Zeithorizont 2050 berechneten Änder­ungen angepasst. Der Bodenwasserhaushalt der zehn grund­wasserfernen Bio­tope wurde mit dem Wasserhaushaltsmodell HELP berechnet, wobei in diesen Gebieten oft mehrere unterschiedlich tiefgründige Standorte bearbeitet wurden. Der Gebiets­wasserhaushalt der beiden grundwasser­beeinflussten Naturschutzgebiete und ihrer Einzugsgebiete wurde mit dem Modell WASim-ETH berechnet. Mit dieser Vor­gehens­weise sind quantitative Vergleiche zwischen dem rezenten Boden­wasser­haus­halt und einem Boden­wasser­haus­halt unter veränderten Klimabedingungen möglich.

Die wesentlichen Ergebnisse der Modellrechnungen und des Vergleichs sind:

• Alle Standorte und Gebiete werden im Zukunftsszenario bedingt durch zuneh­mende Verdunstung sowie die saisonale Verlager­ung der Niederschläge ins Winter­halbjahr im Sommer trockener.
• Die Unterschiede zwischen Ist-Zustand und Zukunftsszenario werden nicht nur durch die regional differenzierten Klimaveränderungen bestimmt, sondern auch lokal durch unterschiedliche Bodeneigenschaften einzelner Standorte innerhalb eines Gebietes:

• Sehr flachgründige Standorte mit geringer Wasserspeicherkapazität, die bereits unter dem derzeitigen Klima durch episodischen Wechsel von Aus­trocknen und Aufsättigen geprägt sind und deren reale Verdunstung aus Was­sermangel während der Vegetationszeit selten an die potenzielle heran­reicht, trocknen im Zukunfts­szenario nicht wesentlich häufiger und länger aus.
• Größere Veränderungen zeigen sich an tiefgründigen Standorten, da der größere Bodenwasserspeicher zumindest zeitweise eine höhere reale Eva­potranspiration im Zukunftsszenario zulässt und der Boden somit länger und tiefer austrocknen kann.

• In den grundwasserbeeinflussten Biotopen zeigt der Vergleich einen deut­lichen Rückgang der Wasserstände (Überstauhöhe und -dauer, Grundwasser­stand) im Zukunftsszenario, vor allem wenn sie sich in einem Einzugsgebiet mit heute schon geringem Wasserüberschuss befinden.

Zusätzlich wurde der Nährstoffstatus der Standorte untersucht und in einer umfang­reichen Literaturrecherche die Auswirkungen den Klimawandels auf den Nährstoff­haushalt und die Vegetation der Biotope bearbeitet. Die meisten Standorte wiesen relativ hohe Humusmengen und damit auch Nährstoffmengen auf, so dass eine Änderung der Humusgehalte großen Einfluss auf den Nährstoffstatus der Gebie­te hätte. Wir erwarten unter dem Einfluss des Klimawandels folgende Entwicklungs­tendenzen:

• Auf flachgründigen warmen Standorten ist die Veränderung der Humusgehalte un­klar, möglicherweise sind die Änderungen gering. Wir erwarten auf­grund zu­nehmenden Wassermangels eine geringe Ausdehnung der Voll­trocken­rasen zu Lasten der Halbtrockenrasen, zum Beispiel im Zuge einer Aus­breitung typisch­er Xerothermarten in durch Trockenschäden aufgelichtete Halb­trocken­rasen. Eine Veränderung, die aus Sicht des Naturschutzes eher von Vorteil wäre.
• An kühlen Standorten wie dem Feldberg ist aufgrund von Erwärmung und gering­erer Nässe eine stärkere Mineralisierung der akkumulierten organischen Substanz zu erwarten. Aufgrund dieser und der temperaturbedingten Verläng­er­ung der Vege­tationsperiode ist von deutlichen Veränderungen der Vegetation auszu­gehen, seltene Spezialisten werden von Ubiquisten abgelöst, was eine starke Beeinträchtigung der Wertigkeit der Gebiete bedeuten würde.
• In grundwasserbeeinflussten Biotopen wird das Absinken der Wasserstände eine Mineralisierung der organischen Substanz nach sich ziehen. Dies führt zu Stoffverlagerungen aus den Gebieten und zu einer erheblichen Eutrophierung der Standorte selbst, so dass seltene, an nährstoffarme Bedingungen ange­passte Arten durch Nitrophyten verdrängt würden. Auch hier ist eine erheb­liche Beeinträchtigung der Gebiete zu erwarten.

Durch den Klimawandel wird die Wiederbewaldung der durch den Menschen geschaff­enen und aufgrund des Inventars an seltenen Arten besonders schützens­werten offenen Kulturlandschaft auf mageren und mehr oder weniger trockenen Stand­orten kaum aufgehalten, in grundwasserbeeinflussten Gebieten teilweise sogar deutlich beschleunigt. Die natürliche Sukzession und die allgemeine Eutrophierung sind schon derzeit eine große Bedrohung für die meisten Gebiete. Zukünftig werden vermehrte Anstrengungen zur Offenhaltung notwendig sein.

In grundwasserbeeinflussten Gebieten können die Auswirkungen des Klimawandels fall­spezifisch durch Maßnahmen zur Verbesserung des Wasserhaushalts abge­mil­dert werden, zum Beispiel, wenn diese Gebiete in der Vergangenheit entwässert wurden. Die Potenziale und Erfolgsaussichten hierzu sind jedoch stark von den jeweiligen lokalen Gegebenheiten abhängig.

Bezüglich der Maßnahmen zur Minderung der Klimawandelauswirkungen durch ein angepasstes Gebietsmanagement sehen wir einen erheblichen Forschungs- und Dokumentationsbedarf.