Sicherung von Wasser, Energie, Lebensmitteln und Ampeln; Ökosysteme im Einzugsgebiet des Flusses Júcar, Spanien

Wichtige Erkenntnisse

Über die Region

Figure 1. Jucar River Basin District. Image Credit: REXUS.

Klimabedrohungen

Das Einzugsgebiet des Flusses Júcar steht aufgrund des Klimawandels vor mehreren Herausforderungen wie Dürren, extremen Temperaturen, Wasserknappheit und starken Regenfällen. In Kombination mit Bevölkerungswachstum, nicht nachhaltigen Wasserbewirtschaftungsverfahren und konkurrierenden Anforderungen an natürliche Ressourcen führt der Klimawandel zu Erosion, einer Verringerung der Bodengesundheit und dem Verlust an biologischer Vielfalt. Wasserknappheit und unregelmäßige Niederschläge bedrohen die Landwirtschaft, die städtische Wasserversorgung und die Energieerzeugung und machen ein effektives Wasserressourcenmanagement unerlässlich, um die Ernährungs-, Wasser- und Energiesicherheit zu gewährleisten und gleichzeitig das Ökosystem zu erhalten. Im Oktober 2024 haben die Überschwemmungen in Dana gezeigt, welche verheerenden Auswirkungen starke Regenfälle auf die Ökosysteme, die Infrastruktur und die Gemeinden der Region haben können. Projektionen gehen davon aus, dass der Klimawandel die Wasserverfügbarkeit erheblich verringern wird, was sofortiges Handeln unerlässlich macht.

Ein klarer Fahrplan mit Präventivmaßnahmen, die Integration von Wissenschaft, Gesellschaft und Politik sowie die Verbesserung der Koordinierungs- und Finanzkapazitäten können die Klimaresilienz unterstützen. Um dies zu erreichen, gibt es Anpassungsmöglichkeiten durch EU-angepasste Strategien, Erhaltung und Innovation. Das Bild unten zeigt die natürliche Landschaft des Flusses Júcar und zeigt die natürliche Landschaft der Region (Abbildung 2).

Figure 2: The Jucar River. Image Credit: REXUS.

Was ist der "WEFE Nexus"?

Anwendungen des Jucar-Beckens: Anpassungsansätze und -mechanismen

Das Nexus Wasser-Energie-Lebensmittel-Ökosystem (WEFE) bietet einen integrierten Ansatz für die Bewirtschaftung vernetzter Ressourcen, der insbesondere für wasserbelastete Regionen wie das Jucar-Becken in Spanien von Bedeutung ist.

WATER FOOTPRINT UND WATER ACCOUNTINGIn den letzten Jahren haben Fernerkundungstechniken die Identifizierung von Wasserstress erleichtert. Gezielte Wasserbewirtschaftungsansätze nutzen diese Informationen, um die Anbaubedingungen zu überwachen und die Bewässerungsverfahren zu optimieren, um den landwirtschaftlichen Wasserbedarf zu bewerten. Daten über den häuslichen und industriellen Verbrauch fließen in Wasserverbrauchsdatenbanken ein und unterstützen die Entwicklung genauer Indikatoren für den ökologischen Wasserfußabdruck. Der „Wasserfußabdruck“ berücksichtigt Wassermetriken wie grünes Wasser aus Regenwassernutzung (Abbildung 3), blaues Wasser für die Bewässerung (Abbildung 4) und Grauwasser, definiert als Wasser, das zur Verdünnung von Schadstoffen erforderlich ist, um die Wasserqualitätsstandards zu erfüllen. Fernerkundung trägt zur Berechnung des Wasserfußabdrucks bei, indem sie räumlich explizite Informationen über Landnutzungsmuster, Vegetationswachstum und Ernteerträge liefert.

Figure 3. Green Water Footprint (rainwater use) over Júcar River Basin District. Image Credit: REXUS.

Figure 4. Blue Water Footprint (irrigation) over Júcar River Basin District. Image Credit: REXUS.

Während der „Fußabdruck für landwirtschaftliches Wasser“ einen Indikator für den Verbrauch von grünem, blauem und grauem Wasser in der pflanzlichen Erzeugung liefert, bezieht sich die „Rechnungslegung für landwirtschaftliches Wasser“ auf die systematische Quantifizierung der tatsächlichen Wasserzuflüsse, Wasserentnahmen, des Verbrauchs und der Rückflüsse innerhalb eines Beckens. In der Praxis können Fußabdruckdaten die Buchhaltungsprozesse beeinflussen, aber die Wasserbuchhaltung hat einen breiteren Anwendungsbereich, da sie diese Indikatoren mit der Zuweisung, Planung und Verwaltung im Beckenmaßstab verbindet.

Die landwirtschaftliche Wasserrechnung im Júcar-Becken ermöglicht eine genaue Quantifizierung des Wasserbedarfs verschiedener Kulturen im Júcar-Becken. Die Bewertung des Bedarfs auf verschiedenen Ebenen, von einzelnen Parzellen bis hin zu ganzen Bewässerungsbezirken, die Integration der Wasserbuchhaltung mit der Analyse des Wasserfußabdrucks und die Einbettung dieser Methoden in den hydrologischen Plan für das Júcar-Becken, 3. Zeitraum 2022-2027, hat eine datengesteuerte und klimaresiliente Wasserbewirtschaftung gefördert. Diese Integration ermöglicht es Wassermanagern, die Zuteilungen enger an den tatsächlichen Erntebedarf anzupassen und sich an die Klimavariabilität anzupassen. Eine enge Zusammenarbeit zwischen dem Projektteam und der Flusseinzugsgebietsbehörde Júcar, lokalen Wassernutzerverbänden wie der Junta Central de Regantes de la Mancha Oriental (JCRMO)und kommunalen Wassermanagern ermöglichte erfolgreiche Ergebnisse in gemeinsamen Workshops, technischen Sitzungen und Vor-Ort-Demonstrationen. Diese Kooperationen verbesserten die Genauigkeit der Wasserzuteilung, reduzierten die Überextraktion und förderten das Vertrauen der Stakeholder und den Wissensaustausch. Die Ergebnisse haben die Entscheidungsfindung beeinflusst und die Einführung effizienter Bewässerungspraktiken und die Priorisierung der Wasserzuweisungen bei Dürreereignissen unterstützt. Die Einbeziehung dieser Erwägungen in die Bewirtschaftungspläne für die Einzugsgebiete hat die Widerstandsfähigkeit der Region gegenüber den anhaltenden klimatischen Herausforderungen gestärkt.

Figure 5. Agricultural Water Footprint over Jucar River Basin District. Image Credit: REXUS.

TEILNAHMESYSTEM DYNAMIK-MODELLIERUNG FÜR POLITIKMAKERIm Einzugsgebiet des Flusses Júcar hat ein partizipativer Rahmen für die Modellierung der Systemdynamik einen signifikanten Wandel im Verständnis und bei der Bewältigung komplexer Herausforderungen im Wassereinzugsgebiet bewirkt. In den letzten drei Jahren hat das Projektteam unter der Leitung von CNR-IRSAden Rahmen entwickelt und Casual Loop Diagrams (Abbildung 6) verwendet, um Ursache-Wirkungs-Beziehungen zu visualisieren und den Übergang vom Nexus-Denken zu Nexus-Aktionen zu unterstützen. Systemdenken fördert die Betrachtung des Beckens als vernetztes Asset, bei dem sich Änderungen in einem Bereich auf das gesamte System auswirken. Die Ermutigung der Stakeholder, diese Diagramme gemeinsam zu erstellen, erfasst wertvolle Erkenntnisse vor Ort. Die Diagramme zeigen, wie Politik, Klima und lokale Praktiken interagieren, um die Ergebnisse im gesamten Becken zu gestalten.

Der Ansatz identifiziert Herausforderungen und sektorale Konflikte und ermittelt politische Hebelwirkungspunkte (Tabelle 1). Die Bekämpfung der nicht genehmigten Grundwassergewinnung ist ein Paradebeispiel: Selbst geringfügige Änderungen, wie eine verbesserte Überwachung oder eine von der Community geleitete Berichterstattung, können erhebliche Auswirkungen haben. Die Maßnahmen können das Gleichgewicht des Grundwasserspiegels wiederherstellen, die Gesundheit der Ökosysteme verbessern und eine langfristige Wassersicherheit für alle Nutzer gewährleisten. Computersimulationen (Szenariomodellierung) helfen den Interessenträgern, die potenziellen Auswirkungen ihrer Entscheidungen auf andere Sektoren zu verstehen, ganzheitliches Denken zu unterstützen und den Gesamtnutzen zu maximieren.

Anstatt sich ausschließlich auf technische Top-down-Bewertungen zu stützen, bringt Participatory System Dynamics Modelling verschiedene Interessenträger wie Landwirte, städtische Wassernutzer, Umweltgruppen, Industrievertreter und öffentliche Stellen zusammen, um gemeinsam die komplexen Verbindungen zu kartieren, die den Nexus von Wasser, Energie, Lebensmitteln und Ökosystemen der Region definieren. Das Engagement der Interessenträger fördert die Zusammenarbeit, schafft Vertrauen und sorgt für Themenrelevanz, während gleichzeitig die Bedürfnisse der Interessenträger berücksichtigt und potenzielle Konflikte verringert werden.

Figure 6. Project collaboration in the Jucar Basin: Creating CLDs, identifying resources and risks, and teamwork. Image Credit: REXUS.

Die Mapping-Übung zeigte Zusammenhänge innerhalb des WEFE Nexus auf und zeigte Lücken auf, wie zum Beispiel unterrepräsentierte energiebezogene Fragen. Die Übung umfasste partizipative Workshops, in denen Interessenträger und Experten gemeinsam kausale Karten entwickelten, die Wasserverfügbarkeit, landwirtschaftliche Praktiken, Wasserkraftproduktion, Ökosystemleistungen und Ernährungssicherheit miteinander verknüpfen. Der Prozess verdeutlichte den starken Einfluss der Bewässerungseffizienz auf die Grundwasserqualität und die Gesundheit der Ökosysteme und zeigte gleichzeitig, dass Energieverflechtungen – wie der Strombedarf für Pumpen oder die Nutzung erneuerbarer Energien in der Bewässerung – in den bestehenden Bewertungen nicht ausreichend berücksichtigt werden. Mit Hilfe von Experteneingabe und gezielten Literaturrecherchen wurden diese fehlenden Elemente verfeinert und ergänzt. Dies ermöglichte es den Interessenträgern, die Zusammenhänge zu verstehen und besser geeignete Strategien für das Einzugsgebiet zu entwickeln. Die Verbesserung der Wasserqualität und die Unterstützung von Ökosystemleistungen umfassen eine strengere Grundwasserüberwachung mit intelligenten Zählern und Fernerkundung und die Förderung naturbasierter Lösungen wie konstruierte Feuchtgebiete. Die Förderung nachhaltiger landwirtschaftlicher Verfahren wie Kulturpflanzenanbau, Fruchtfolge, bodenlose Methoden und ökologischer Landbau trägt ebenfalls zum Schutz des Bodens und zur Erhaltung gesunder Feuchtgebiete bei. Diese Maßnahmen fördern die sektorübergreifende Zusammenarbeit und das adaptive Management, indem sie unmittelbare Herausforderungen und die langfristige Widerstandsfähigkeit im Júcar-Becken angehen.

Table 1: water, energy, food, and ecosystem nexus challenges at the Júcar River Basin and associated leverage points.

Das Participatory System Dynamics Modelling Assessment kombiniert wissenschaftliche und lokale Kenntnisse, um komplexe intersektorale Beziehungen abzubilden. Die Casual-Loop-Analyse in Kombination mit der Graphentheorie, die ein Netzwerk von Punkten und Linien schafft und zeigt, zeigt Herausforderungen auf und nutzt Punkte, um effektive Richtlinien zu entwerfen und langfristige Anpassungen und maßgeschneiderte Maßnahmen zu fördern.

Während diese Fortschritte den Grundstein für eine anpassungsfähigere und inklusivere Governance gelegt haben, ist die Reise noch nicht abgeschlossen. Die nächsten Schritte bestehen darin, diese Ansätze für die Interessenträger noch zugänglicher und nützlicher zu machen. Die Weiterentwicklung quantitativer Systemdynamikmodelle, die die Auswirkungen verschiedener politischer Entscheidungen simulieren, stellt sicher, dass die aus der partizipativen Modellierung gewonnenen Erkenntnisse in reale Maßnahmen umgesetzt werden.

Testimonials von wichtigen Stakeholdern

Die Nexus-Bewertung ermöglicht es uns, einen nachhaltigen Übergang zu erreichen, indem wir sowohl den Anforderungen als auch den Umweltzielen gerecht werden und die verschiedenen Kompetenzebenen und Sektoren besser aufeinander abstimmen.

Laura Tanco, Behörde für das Einzugsgebiet

Wissenschaftliche Instrumente wie REXUS geben politischen Entscheidungsträgern Vertrauen und Orientierung. Organisationen und öffentliche Verwaltungen müssen diese Instrumente nutzen, um die erforderliche Unterstützung zu bieten. Oft sieht die Öffentlichkeit dies nicht direkt, aber ohne Forschung würden wir abdriften.

Herminio Molina, Farmer und ehemaliger Präsident des Irrigators Board

An den Anpassungsmaßnahmen nahmen lokale, regionale und nationale Interessenträger teil, darunter die Gemeinden Palma de Gandia und Albacete, die Regionalregierungen (Valencia und Castilla La Mancha), die Flussgebietsbehörde (CHJ),Bewässerungsgemeinschaften(Junta Central de Regantes de la Mancha Oriental, FENACORE),das Ministerium für Landwirtschaft, Fischerei und Ernährung (MAPA), das Ministerium für den ökologischen Wandel (MITECO),landwirtschaftliche Genossenschaften, Landwirte, Energieversorger und nichtstaatliche Organisationen.

Das Projektteam organisierte partizipative Workshops und technische Sitzungen, entwickelte Instrumente zur Entscheidungsunterstützung und konzipierte gemeinsam Anpassungsmaßnahmen, die auf die einzigartigen Risiken des Einzugsgebiets zugeschnitten waren. Ein wichtiges Ergebnis ist die Umsetzung des REXUS-Wasserfußabdrucks im Hydrologischen Plan des 3. Zyklus des Beckens.

Zusammenfassung

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