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 derzeitige landwirtschaftliche Umgebung hin. Die durchschnittliche Jahrestemperatur und die Sommerevapotranspiration werden nach Klimasimulationen, die das mäßig optimistische RCP4.5-Szenario verwendeten, um 1,8 °C bzw. 6 % steigen. Darüber hinaus deuten die Projektionen zum Klimawandel im Vipava-Tal darauf hin, dass die Landwirtschaft mit mehr Hitzewellen und längeren Perioden ohne Regen konfrontiert sein wird, was zu einem höheren Bedarf an Nutzwasser führt. Simulationen projizieren einen Anstieg der warmen (Höchsttemperatur über 25 °C) und heißen Tage (Höchsttemperatur über 30 °C). Die slowenische Umweltbehörde berichtet, dass die Anzahl der sengenden 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 Niederschlägen 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 und zeigen eine hohe Anfälligkeit des Sektors im Vipava-Tal aufgrund seiner hohen Exposition, hohen Empfindlichkeit und geringen Anpassungsfähigkeit. Die Evapotranspiration wird den Bedarf an Pflanzenwasser und den Druck auf die lokalen Wasserressourcen erhöhen. Mit der Bewässerung stellen die Landwirte sicher, dass die Pflanzen in kritischen Entwicklungsperioden ausreichend Wasser für ihr Wachstum erhalten. Betriebe, die auf der Grundlage von Erfahrungen und Annahmen eine Bewässerungsplanung durchführen, um die Wasserverfügbarkeit für Pflanzen zu regulieren, neigen jedoch dazu, sowohl die Wasserressourcen zu überlasten als auch das Wasser zu spät zu liefern.

Ziel ist es, gemeinsam mit den Landwirten die Vorbereitung auf Dürre 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. Das Endziel ist es, sowohl die Widerstandsfähigkeit der Landwirtschaft gegenüber dem Klimawandel im Tal 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 von Kulturen umfassen.

Das System (Cvejićet al., 2020)liefert 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, des Pflanzentyps und des Bewässerungssystems. Die Datenerfassung auf Parzellen erfolgt über einen Boden-Wasser-Gehaltssensor, der die gesammelten Daten über die Kommunikationseinheit an den zentralen Server sendet. Basierend auf den auf der Parzelle des Landwirts gesammelten Daten berechnet das System die empfohlene Zeit und Menge an Wasser für die Bewässerung. Die Berechnungen wurden für jeden Tag während der Vegetationsperiode gestartet. 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. Die Landwirte erhalten fünf Tage im Voraus die empfohlene Menge an Bewässerungswasser. 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 kostenlos im Rahmen des LIFE ViVaCCAdapt-Projekts 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 jedem Landwirt in Slowenien kostenlos zur Verfügung steht.

Das DSSI-Implementierungsteam wurde im Rahmen des LIFE-Projekts ViVaCCAdapt 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 gegenüber dem 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 Strategie zur Anpassung an den Klimawandel und zur Rangfolge von über 40 Anpassungsmaßnahmen bei.

Während der Projektlaufzeit unterzeichneten 35 Landwirte eine Vereinbarung zur Teilnahme am DSSI-Entwicklungsprozess. Es wurden landwirtschaftliche Bodeneigenschaften (Bodenbeschaffenheit, Boden-Wasser-Retentionseigenschaften) und Pflanzenphänophasen definiert. Als nächstes wurden Bodenfeuchtesensoren auf jeder Farm installiert, um den Bodenwassergehalt in verschiedenen Tiefen zu messen. Abgesehen von den individuellen Vor-Ort- und Telefonberatungen, die auf die Praxis im landwirtschaftlichen Betrieb zugeschnitten waren, wurde jeder Landwirt aufgefordert, alle Fragen im Zusammenhang mit der DSSI-Funktion zu stellen, das Tool frei zu nutzen und kontinuierliches Feedback darüber zu geben, wie der DSSI eingesetzt wurde und die tägliche Bewässerungspraxis verändert. Alle Vorschläge wurden sofort in die DSSI-Entwicklung und -Verbesserung gelenkt.

Im Laufe des sechsjährigen Prozesses begannen die Landwirte, DSSI schrittweise einzusetzen. Vor dem Eintritt in das Projekt stützten sich die Landwirte bei ihren Bewässerungsentscheidungen auf ihre Erfahrungen und allgemeinen Annahmen. Dann begannen die Landwirte, Daten aus der Echtzeit-Bodenwasserüberwachung 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, die DSSI weiterhin verwenden, eine Verringerung des Gesamtverbrauchs an Bewässerungsmengen 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 herausfordern, sind:

• Funktion der Vor-Ort-Ausrüstung; ihre regelmäßige Wartung ist für ein reibungsloses Funktionieren des DSSI erforderlich;
• tatsächliche Möglichkeit, Wasser für die Bewässerung zu verwenden: manchmal war das benötigte Wasser aufgrund der Wartung der Bewässerungssysteme und der damit verbundenen Wasserinfrastruktur nicht für die Bewässerung verfügbar;
• künftige Finanzierung der Instandhaltung und Entwicklung des öffentlichen DSSI.

Das Gesamtbudget des Projekts ViVaCCAdapt beläuft sich auf 869028 EUR. Die Europäische Kommission beteiligte sich zu 60 %, das Ministerium für Umwelt und Raumordnung der Republik Slowenien zu 20 % an den förderfähigen Kosten des Projekts. Den Rest lieferten die Projektpartner. Vom Gesamtwert des Projekts sind 147.200 Euro für die Gründung von DSSI vorgesehen.

Das DSSI ermöglicht die Einsparung von Wasserressourcen in einer zukunftsorientierten Perspektive steigender Temperatur und abnehmender Niederschläge. Weitere Vorteile einer effizienteren Bewässerung sind Energieeinsparungen mit entsprechenden Vorteilen in Bezug auf Kosten und Treibhausgasemissionen. Die Initiative führte auch dazu, dass die Landwirte stärker für das Thema Klimawandel sensibilisiert wurden. Es wird erwartet, dass die gemeinsame Gestaltung und Rangfolge der Anpassungsmaßnahmen unter Einbeziehung der Landwirte des Vipava-Tals zu einem stärkeren Gefühl der Eigenverantwortung für die im Projekt entwickelte Anpassungsstrategie und zu einer stärkeren Aufmerksamkeit für die Nutzung der Wasserressourcen führen wird.

Im Rahmen des LIFE-Projekts ViVaCCAdapt wurde eine Klimastrategie und ein Anpassungsplan für das Vipava-Tal (2017-2021) entwickelt, die einen Rahmen für das DSSI bildeten. Die Strategie befasst sich mit Dürre, Hitzewellen, starken Winden, extremen Niederschlägen 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 Implementierung des DSSI im Vipava-Tal war ein sechsjähriger Prozess, der in der zweiten Jahreshälfte 2016 begann und im Juni 2021 endete. Dennoch wird erwartet, dass der Einsatz von DSSI, der während des Projekts entwickelt wurde, fortgesetzt wird und zunimmt. Dies kann passieren, wenn neue Nutzer mit Hilfe eines öffentlichen DSSI-Programms auf Regierungsebene teilnehmen, das ab 2022 in Betrieb ist.

Derzeit wird ein detaillierter Wartungsplan für das DSSI-System entwickelt, der ab 2022 beim Nationalen Meteorologischen Dienst Sloweniens (ARSO) in Betrieb sein wird.

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/