Lösungen zur Wasserrückhaltung in verschiedenen agronomischen Kontexten
Europa ist der sich am schnellsten erwärmende Kontinent der Erde(öffnet in neuem Fenster). Mit dem fortschreitenden Klimawandel treten Extremwetterereignisse wie Überschwemmungen, Dürren und Hitzewellen häufiger auf, wodurch die Wasserressourcen sowohl für den häuslichen als auch für den landwirtschaftlichen Gebrauch unter Druck geraten. Das Team des Projekts OPTAIN(öffnet in neuem Fenster) entwickelte einen integrierten Ansatz, um die Wirksamkeit von natürlichen/kleinen Wasserrückhaltungsmaßnahmen auf Feld- und Einzugsgebietsebene zu untersuchen. Im Zusammenhang mit dieser naturbasierten Lösung wird das Ziel verfolgt, deren Akzeptanz und Verbreitung zu erhöhen.
Bewertungsinstrumentarium für natürliche/kleine Wasserrückhaltungsmaßnahmen
Innerhalb von OPTAIN wurde ein harmonisiertes Rahmenkonzept entwickelt, das Daten, Modelle und Optimierungsverfahren umfasst, um die Wasser- und Nährstoffdynamik in vierzehn kleinen landwirtschaftlich genutzten Einzugsgebieten zu analysieren, die als Fallstudien dienten. Das Team wandte das Modell SWAT+(öffnet in neuem Fenster) an, das es zusammen mit neuen Werkzeugen weiterentwickelte, um die räumliche Vernetzung der Modellierungseinheiten zu verbessern sowie die Arbeitsabläufe in Bezug auf Management und Datenausgabe zu optimieren. Die Ergebnisse von SWAT+ wurden mithilfe des Modells SWAP(öffnet in neuem Fenster) validiert, welches detaillierte Daten zum Bodenwasserhaushalt lieferte. Im Zuge von OPTAIN wurden daraufhin Werkzeuge entwickelt, um effektive räumliche Kombinationen aus natürlichen/kleinen Wasserrückhaltungsmaßnahmen unter verschiedenen Umweltbedingungen zu ermitteln. Überdies wurden Klimaszenarioanalysen unter Einsatz globaler und regionaler Klimamodellketten durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit der natürlichen/kleinen Wasserrückhaltungsmaßnahmen unter Berücksichtigung zukünftiger Klimaprojektionen zu bewerten.
Regionale Forschungslücken schließen
Die vierzehn Fallstudien wurden aus den biogeografischen Regionen kontinentales, pannonisches und boreales Klima ausgewählt, die verschiedene europäische Klimazonen mit gegensätzlichen hydrologischen und landwirtschaftlichen Bedingungen repräsentieren. Jede Fallstudie konzentrierte sich auf spezifische lokale Umweltprobleme, darunter Überschwemmungen, Dürren, Bodenerosion und Ernteertragsausfälle. „Anhand der gemeinsamen Untersuchung dieser drei Regionen konnte das Team von OPTAIN die europäische Perspektive erweitern, Wasserrückhaltungsmaßnahmen über ein breites klimatisches Spektrum hinweg bewerten und gezielt robuste, übertragbare Lösungen entwickeln“, berichtet Projektkoordinator Martin Volk. Die erprobten Maßnahmen erwiesen sich als besonders wirksam, wenn sie strategisch in hydrologischen Brennpunkten und in intelligenten Kombinationen eingesetzt wurden (zum Beispiel konservierende Bodenbearbeitung, grasbewachsene Wasserläufe und Rückhaltebecken), wodurch Synergieeffekte bei der Wasserspeicherung und im Nährstoffmanagement erzielt wurden. „Diese Kombinationen waren den Einzelmaßnahmen durchweg überlegen“, betont Projektleiter Felix Witting. Die Ergebnisse der Fallstudien demonstrierten, dass mithilfe natürlicher/kleiner Wasserrückhaltungsmaßnahmen das Wasser- und Nährstoffmanagement deutlich verbessert und gleichzeitig die Modellierungsansätze für Forschungsgruppen und andere Wasserfachleute weiterentwickelt werden können. Zu den Ergebnissen des Projekts zählte eine harmonisierte europäische Datenbank für natürliche/kleine Wasserrückhaltungsmaßnahmen(öffnet in neuem Fenster), die auch auf WOCAT(öffnet in neuem Fenster) verfügbar ist, sowie der World Overview on Conservation Approaches and Technologies, eine der umfassendsten Sammlungen von Messcharakteristiken, Leistungsdaten und Implementierungskontexten, die heute zur Verfügung stehen.
Langfristige Auswirkungen und Blick in die Zukunft
Es ist zu erwarten, dass die OPTAIN-Ergebnisse die Gestaltung, Platzierung und Nutzung von natürlichen/kleinen Wasserrückhaltungsmaßnahmen in verschiedenen europäischen Landschaften auch über die Projektlaufzeit hinaus weiter verbessern werden. Der Modellierungsrahmen, die Optimierungswerkzeuge und die regionenspezifischen Erkenntnisse werden eine resilientere landwirtschaftliche Wasserbewirtschaftung unterstützen, Nährstoffverluste reduzieren und die Anpassungsstrategien an den Klimawandel in kleinen Einzugsgebieten stärken. Die Entwicklung eines übertragbaren Entscheidungshilfeinstruments wird es den Verantwortlichen der Politik und Interessengruppen ermöglichen, effektive Kombinationen aus natürlichen/kleinen Wasserrückhaltungsmaßnahmen zu evaluieren. Die Projektergebnisse wurden über frei zugängliche Forschungsrepositorien, Kurzdossiers, Workshops für Interessengruppen und interaktive Lernwerkzeuge verbreitet, um einen breitgefächerten Zugang zu gewährleisten. Zudem stellte das Team von OPTAIN eine Reihe von Modellierungs- und Optimierungsleitlinien bereit, die europaweit als übertragbarer Leitfaden für zukünftige Wasserbewirtschaftungsinitiativen im Einzugsgebietsmaßstab dienen werden. Insgesamt wurde durch die Arbeit von OPTAIN eine umfassende und übertragbare Grundlage für evidenzbasierte Entscheidungsfindung unter verschiedensten Umwelt- und Landschaftsbedingungen geliefert, was sich positiv auf das Ressourcenmanagement auswirkte und resilientere Agrarsysteme ergab.
