Anpassung an den Klimawandel durch Verbesserung der Bewässerungspraxis im Vipava-Tal, Slowenien

Der Fortschritt der Landwirtschaft im Vipava-Tal (Cvejićet al., 2020) ist durch Dürre, Überschwemmungen und starke Winde gefährdet, die zwischen 2012 und 2014 Schäden in Höhe von mehr als 15 Mio.EUR verursacht haben. Die jüngsten Klimaprojektionen für das 21.^Jahrhundert deuten auf eine weitere Verschlechterung der Klimagefahren für die aktuelle Landwirtschaft hin. Die durchschnittliche Jahrestemperatur und die Evapotranspiration im Sommer werden laut Klimasimulationen, die das mäßig optimistische RCP4.5-Szenario verwendeten, um 1,8 °C bzw. 6 % steigen. Darüber hinaus deuten die Klimaprojektionen im Vipava-Tal darauf hin, dass die Landwirtschaft mit mehr Hitzewellen und längeren Perioden ohne Regen in Frage gestellt wird, was zu einem höheren Bedarf an Pflanzenwasser führt. Simulationen projizieren einen Anstieg der warmen (Höchsttemperatur über 25 °C) und heißen Tage (Höchsttemperatur über 30 °C). Das slowenische Umweltamt berichtet, dass die Anzahl der glühenden maximalen Tagestemperaturen bis zum Ende des 21. Jahrhunderts von 12 auf 24 Mal pro Jahr steigen wird.

Darüber hinaus werden die Landwirte mit einer erhöhten Anzahl von Tagen mit extremen Niederschlagsereignissen konfrontiert sein (Cvejićet al., 2020),was zu einer höheren Bodenerosion und schwierigeren Wachstumsbedingungen für Pflanzen führen wird. Eine Zunahme der Tage mit Niederschlag über 20 mm wird im Tal bis zum Ende des 21.^Jahrhunderts projiziert.

Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft wurden im Rahmen des LIFE-VIVaCCAdapt-Projekts bewertet und kartiert, was eine hohe Anfälligkeit des Sektors im Vipava-Tal aufgrund seiner hohen Exposition, hohen Empfindlichkeit und geringen Anpassungsfähigkeit offenbart. Die Evapotranspiration wird den Wasserbedarf der Pflanzen und den Druck auf die lokalen Wasserressourcen erhöhen. Mit der Bewässerung stellen die Landwirte sicher, dass die Pflanzen in kritischen Entwicklungsphasen ausreichend Wasser für ihr Wachstum erhalten. Betriebe, die eine Bewässerungsplanung auf der Grundlage von Erfahrungen und Annahmen zur Regulierung der Wasserverfügbarkeit für Pflanzen praktizieren, neigen jedoch dazu, sowohl die Wasserressourcen zu überbeanspruchen als auch das Wasser zu spät zu liefern.

Ziel ist es, gemeinsam mit den Landwirten die Dürrevorsorge zu verbessern, indem ein Entscheidungsunterstützungssystem für die Bewässerung (DSSI) eingeführt wird, um die Pflanzen rechtzeitig und in optimaler Menge mit Wasser zu versorgen. Ziel war es, den Wasser- und Energieverbrauch zu optimieren und gleichzeitig die CO2-Emissionen zu reduzieren. Letztes Ziel ist es, sowohl die Widerstandsfähigkeit der Landwirtschaft im Tal gegenüber dem Klimawandel zu erhöhen als auch zum Klimaschutz beizutragen.

Im Rahmen des LIFE-VIVaCCAdapt-Projekts wurde ein neu entwickeltes Entscheidungsunterstützungssystem für die Bewässerung (DSSI) angewandt, um Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel zu ergreifen, die eine rechtzeitige und effiziente Bewässerung der Kulturen umfassen.

Das System (Cvejićet al., 2020) enthält eine Empfehlung für die Bewässerung auf der Grundlage der Wettervorhersage, der Wasserrückhalteeigenschaften des Bodens, der Echtzeitmessung des Bodenwassergehalts (Überwachungsdaten), des Pflanzenwasserbedarfs in bestimmten phänologischen Phasen, der Art der Pflanze und des Bewässerungssystems. Die Daten werden auf Parzellen über einen Boden-Wasser-Gehaltssensor gesammelt, der die gesammelten Daten über die Kommunikationseinheit an den zentralen Server sendet. Basierend auf den auf dem Grundstück des Landwirts gesammelten Daten berechnet das System die empfohlene Zeit und Wassermenge für die Bewässerung. Die Berechnungen wurden für jeden Tag während der Vegetationsperiode begonnen. Die Ergebnisse wurden den 35 Landwirten (mit einer Fläche von etwa 40 ha), die an dem Projekt beteiligt waren, nach Unterzeichnung einer spezifischen Vereinbarung zur Verfügung gestellt. Den Landwirten wird fünf Tage im Voraus die empfohlene Menge an Bewässerungswasser zur Verfügung gestellt. Landwirte erhalten auch eine Grafik, die die gemessene Wassermenge im Boden für die letzten fünf Tage und die Veränderungen in den phänologischen Phasen der Pflanzen zeigt. Landwirte können auf diese Daten per E-Mail oder über eine webbasierte Schnittstelle zugreifen und die Daten auf verschiedenen Geräten einsehen.

Alle Empfehlungen wurden im Rahmen des LIFE ViVaCCAdapt-Projekts kostenlos abgegeben. Nach Abschluss des Projekts wurde das DSSI auf die nationale Ebene übertragen, wo es von der slowenischen Umweltagentur verwaltet wird. Die Agentur ist Teil des Ministeriums für Umwelt und Raumplanung der Republik Slowenien. DSSI ist jetzt ein öffentliches System, das von jedem Landwirt in Slowenien kostenlos genutzt werden kann.

Das DSSI-Umsetzungsteam wurde im Rahmen des LIFE ViVaCCAdapt-Projekts eingerichtet und besteht aus Mitarbeitern der Universität Ljubljana, der Gemeinde Ajdovščina, der regionalen Entwicklungsagentur ROD Ajdovščina und dem Unternehmen BO-MO Ltd. Das Team half bei der Umsetzung des DSSI zusammen mit 35 lokalen Landwirten, die von Anfang an im Mittelpunkt des Innovationsprozesses standen.

Um die Widerstandsfähigkeit gegen den Klimawandel zu erhöhen, nahmen die Landwirte im Vipava-Tal 2016 am LIFE ViVa CCAdapt-Projekt teil und trugen durch die Zuweisung von Prioritäten zur Gestaltung der Anpassungsstrategie an den Klimawandel und zum Ranking von über 40 Anpassungsmaßnahmen bei.

Während der Projektlaufzeit unterzeichneten 35 Landwirte eine Vereinbarung zur Teilnahme am DSSI-Entwicklungsprozess. Im Betrieb wurden Bodeneigenschaften (Bodentextur, Boden-Wasser-Retentionseigenschaften) und Pflanzenphänophasen definiert. Als nächstes wurden Bodenfeuchtesensoren in jedem Betrieb installiert, um den Boden-Wasser-Gehalt in verschiedenen Tiefen zu messen. Abgesehen von den individuellen Vor-Ort- und telefonischen Konsultationen, die auf die landwirtschaftliche Praxis zugeschnitten waren, wurde jeder Landwirt ermutigt, alle Fragen im Zusammenhang mit der Funktionsweise des DSSI zu stellen, das Tool frei zu nutzen und kontinuierliche Rückmeldungen darüber zu geben, wie das DSSI in der täglichen Bewässerungspraxis verwendet wurde und diese veränderte. Alle Vorschläge wurden sofort in die DSSI-Entwicklung und -Verbesserung geleitet.

Im Laufe des sechsjährigen Prozesses begannen die Landwirte mit der schrittweisen Nutzung von DSSI. Vor Beginn des Projekts stützten sich die Landwirte bei ihren Bewässerungsentscheidungen auf ihre Erfahrungen und allgemeinen Annahmen. Dann begannen die Landwirte, Daten aus der Echtzeit-Boden-Wasser-Überwachung in ihre Entscheidungen zu integrieren. Als der DSSI eingeführt wurde, begannen die Landwirte langsam, tägliche Bewässerungsempfehlungen zu verwenden. Die Halbzeitbewertung auf der Grundlage von Felddaten und Simulationen im Jahr 2019 hat gezeigt, dass Landwirte, wenn sie DSSI weiterhin verwenden, eine Verringerung des gesamten Bewässerungsvolumenverbrauchs um 25 %, eine Verringerung des Energiebedarfs um 24 % und eine Verringerung der CO2-Emissionen um 24 % erreichen werden (Cvejić et al., 2020). Obwohl die abschließende Bewertung aus dem Zeitraum 2020-2021 noch im Gange ist, deuten die vorläufigen Ergebnisse darauf hin, dass einige der Landwirte die guten Ergebnisse aus dem Jahr 2019 übertroffen haben.

Einige der einschränkenden Faktoren, die die DSSI-Implementierung und zukünftige Entwicklung in Frage stellen, sind:

• Betrieb von Vor-Ort-Ausrüstung; ihre regelmäßige Wartung ist für ein reibungsloses Funktionieren des DSSI erforderlich;
• tatsächliche Möglichkeit der Verwendung von Wasser zur Bewässerung: manchmal stand das benötigte Wasser aufgrund der Wartung der Bewässerungssysteme und der damit verbundenen Wasserinfrastruktur nicht für die Bewässerung zur Verfügung;
• künftige Finanzierung der Instandhaltung und Entwicklung öffentlicher DSSI.

Das Gesamtbudget des ViVaCCAdapt-Projekts beläuft sich auf 869028 EUR. Die Europäische Kommission trug 60 %, das Ministerium für Umwelt und Raumplanung der Republik Slowenien 20 % der förderfähigen Kosten des Projekts bei. Den Rest stellten die Projektpartner zur Verfügung. Vom Gesamtwert des Projekts sind 147.200 Euro für die Gründung von DSSI vorgesehen.

Der DSSI ermöglicht die Einsparung von Wasserressourcen in einer zukunftsorientierten Perspektive steigender Temperaturen und abnehmender Niederschläge. Weitere positive Nebeneffekte einer effizienteren Bewässerung sind Energieeinsparungen mit damit verbundenen Vorteilen in Bezug auf Kosten und Treibhausgasemissionen. Die Initiative führte auch zu einem stärkeren Bewusstsein der Landwirte für das Thema Klimawandel. Die Mitgestaltung und Rangfolge der Anpassungsmaßnahmen unter Einbeziehung der Landwirte des Vipava-Tals wird voraussichtlich zu einem stärkeren Gefühl der Eigenverantwortung für die im Rahmen des Projekts entwickelte Anpassungsstrategie und einer stärkeren Aufmerksamkeit für die Nutzung der Wasserressourcen führen.

Das Projekt LIFE ViVaCCAdapt entwickelte eine Klimastrategie und einen Anpassungsplan für das Vipava-Tal (2017-2021), die einen Rahmen für das DSSI bildeten. Die Strategie befasst sich mit Dürre, Hitzewellen, starken Winden, extremen Niederschlagsereignissen und Überschwemmungen. Sie ist nicht rechtsverbindlich, kann aber dazu beitragen, die nationale Agrarpolitik in Zukunft weiterzuentwickeln und Unterstützung durch europäische Initiativen zu erhalten.

Die Entwicklung und Umsetzung des DSSI im Vipava-Tal war ein sechsjähriger Prozess, der im zweiten Halbjahr 2016 begann und im Juni 2021 endete. Dennoch wird erwartet, dass die Nutzung von DSSI, die während des Projekts entwickelt wurde, weiter anhält und zunimmt. Dies kann passieren, wenn sich neue Nutzer mit Hilfe eines öffentlichen DSSI-Programms auf Regierungsebene beteiligen, das ab 2022 in Betrieb ist.

Ein detaillierter Wartungsplan für das DSSI-System wird derzeit entwickelt und ab 2022 beimNationalenMeteorologischen Dienst Sloweniens (ARSO) in Betrieb genommen.

Patricija Štor, Rozalija Cvejić, Luka Honzak,

Regional development agency ROD Ajdovščina

Vipavska cesta 4, 5270 Ajdovščina, Slovenia

e-mail: patricija.stor@rra-rod.si

e-mail: info@rra-rod.si

Web: https://rra-rod.si/