Anpassung der Landwirtschaft an sich ändernde Bedingungen
Die Veränderung des Klimas führt allgemein zu einer Verschiebung der Gunsträume für die landwirtschaftliche Produktion und bringt kurzfristig sowohl positive Aspekte (z. B. Verlängerung der Vegetationsperiode) als auch negative Auswirkungen (z. B. Schädlingsdruck infolge milderer Winter) mit sich. Längerfristig ist aufgrund der Zunahme der Witterungsextreme wie Hitze und Trockenheit auch hier mit einem erhöhten Risiko von Ertragsausfällen zu rechnen. Durch vorausschauende Anpassung an die Veränderung des Klimas kann die Landwirtschaft sich bietende Chancen nutzen und negative Auswirkungen auf Erträge und Umwelt abfedern.
Bisherige Entwicklungen
Das Produktionspotenzial in der Landwirtschaft wird massgeblich durch das durchschnittliche lokale/regionale Temperatur- und Niederschlagsregime bestimmt. Zudem unterliegt die aktuelle Produktion den Jahr-zu-Jahr-Schwankungen der Witterung. Allerdings ist die ursächliche Zuordnung von Trends und Variabilität von Ernteerträgen zu einzelnen Klimagrössen wegen zahlreicher, hauptsächlich bewirtschaftungsbedingter Einflüsse, und wegen der kurzen Datenreihen schwierig. Im Vergleich zu früheren Berechnungen liefern die jüngsten Studien in vielen Anbaugebieten der Welt mehr oder weniger deutliche Hinweise auf negative Ertragstrends, u. a. für Weizen und Mais, in geringerem Ausmass auch für Reis (Grafiken SPM.2 (A) und (C), S. 7 im fünften und jüngsten IPCC-Bericht). In der Schweiz hat sich seit 1983 die Klimaeignung für den Anbau von Weizen in einigen Gebieten verschlechtert, jene für Mais verbessert. Zunehmend günstigere Klimabedingungen können insbesondere auch im Weinbau belegt werden.
Verschiedene Ertragseinbrüche aufgrund von Hitzewellen und Dürreperioden in wichtigen Produktionsgebieten von Getreide (z. B. Russland, USA, Australien) in jüngster Zeit haben kurzfristig zu einem starken Anstieg der Nahrungsmittelpreise auf dem Weltmarkt beigetragen und die Ernährungssicherheit beeinträchtigt. Das letzte witterungsbedingte Kurzzeitphänomen, welches in der Schweizer Landwirtschaft zu grösseren Produktionsausfällen führte, war der Hitzesommer 2003. Die Temperaturen lagen in der Schweiz und in grossen Teilen Mitteleuropas 3 bis 5 °C über dem langjährigen Mittelwert. Dazu kam eine ausserordentliche Trockenheit, die vielerorts das Jahr vom Februar bis in den November hinein prägte, und besonders in der zweiten Jahreshälfte die Landwirtschaft beeinträchtigte. Zahlreiche Massnahmen auf Bundes- und Kantonsebene wurden ergriffen, um Härtefälle zu verhindern bzw. die wirtschaftlichen Auswirkungen zu mildern (Kapitel 7, S. 20 im Synthesebericht zum Hitzesommer 2003). Der jüngste Sommer 2015 war vergleichbar heiss und die Niederschlagsmenge ebenfalls unterdurchschnittlich. Dämpfend wirkte, dass der Frühling im Gegensatz zu 2003 relativ niederschlagsreich war. Dennoch erforderten die Auswirkungen diverse Anpassungsnassnahmen.
Prognosen für die Zukunft
Für die nächsten Jahrzehnte zeigt die überwiegende Mehrzahl der Studien, dass sich global die positiven und negativen Ertragstrends in etwa die Waage halten; mit zunehmender Klimaveränderung nehmen aber negative Auswirkungen überhand und die Ertragsstabilität sinkt (Grafik SPM.7, S. 18 im jüngsten IPCC-Bericht). Es ist zu beachten, dass die Ergebnisse den Unsicherheiten im Emissions- und Klimaverlauf, in den agrartechnischen Entwicklungen, sowie bei den Modellen unterliegen. Tiefere und stärker schwankende Erträge in den Hauptproduktionsländern führen zu höheren Weltmarktpreisen und zu mehr Volatilität. Besonders schwierig dürfte die Situation nach 2050 werden, wenn laut Prognosen ein Temperaturanstieg bis zu durchschnittlich 4 °C eintreten sollte, verbunden mit häufigen Extremen. Die erwarteten, extrem hohen Temperaturen dürften über der physiologischen Toleranzgrenze der meisten Ackerkulturen liegen. Damit könnte ein für eine ausreichende, weltweite Agrarproduktion kritisches Mass der Klimaveränderung erreicht werden. Dies betrifft auch die Tierproduktion, welche im Gegensatz zur Pflanzenproduktion in den bisherigen Untersuchungen deutlich weniger beachtet wurde, obwohl bedeutende klimabedingte Auswirkungen auf Futterproduktion, Tiergesundheit und Qualität der tierischen Produkte erwartet werden.
In der Schweiz dürfte Mais im mittleren Zeithorizont weiter positiv reagieren, sofern die Wasserversorgung nicht limitierend wird, im Gegensatz zu anderen Kulturen wie Weizen oder Kartoffel. Angesichts der weltweiten Entwicklung könnte der einheimische Ackerbau wieder an Bedeutung gewinnen. Mit dem hohen Anteil an Grünland und der agrarwirtschaftlichen Bedeutung der Tierproduktion sind Risiken bedingt durch zunehmenden Hitzestress auch hierzulande zu beachten (vgl. Artikel in der Agrarforschung) und verlangen nach vorsorglichen Massnahmen zum Schutz der Tiere und deren Fütterungsbasis zur Vermeidung von Leistungseinbussen, Krankheiten oder sogar erhöhter Mortalität.
Wie verändert sich das Klima in der Schweiz?
Attraktive Übersichten über die Klimaentwicklung der letzten 50 Jahre für Temperatur, Sonnenscheindauer und Niederschlag und zur zukünftigen Veränderung von Temperatur und Niederschlag für verschiedene Emissionsszenarien und Zeiträume erlauben einen schnellen Einblick. Details darüber, wie sich das Klima im 21. Jahrhundert verändern könnte, finden sich in den Szenarien zur Klimaänderung in der Schweiz (CH2011). Sie beruhen auf einer neuen Generation von Klimamodellen mit höherer Auflösung und verbesserten statistischen Methoden. Neben Temperatur und Niederschlag sind auch Modelläufe über die Entwicklung von Extremen wie z. B. Hitze- und Trockenperioden und Starkregenereignisse dargestellt. Auf dieser Grundlage wurde eine regionale Übersicht erstellt, wo u. a. die künftigen Entwicklungen für Sommer- und Frosttage sowie für die Länge der Vegetationsperiode für die Grossregionen der Schweiz gezeigt werden. Für 2018 ist eine weitere Publikation anwendungsorientierter Klimaszenarien vorgesehen als Themenschwerpunkt des Nationalen Zentrums für Klimadienstleistungen, das im November 2015 lanciert wird.
Mit welchen Auswirkungen auf die Landwirtschaft?
Eine ausführliche, qualitative Diskussion darüber, welche Folgen sich durch die Veränderung der klimatischen Parameter für die landwirtschaftliche Produktion ergeben, ist im Kapitel Landwirtschaft des Berichts «Klimaänderung und die Schweiz 2050» enthalten. Quantifizierungen möglicher Folgen der Klimaveränderung in der Schweiz finden sich im Bericht CH2014. Hier werden auch die Implikationen von saisonalen Veränderungen in der Temperatur für landwirtschaftliche Produktionssysteme anhand von drei Beispielen präsentiert. Gewählt wurden die Entwicklung des Temperatur-Feuchte-Index als Mass für Hitzestress bei Milchkühen, das Risiko einer 3. Generation bei einem bedeutenden Obstbauschädling und die Verschiebung der Klimaeignung im Weinbau. Die Effekte von Klimavariabilität und Extremen auf die Vegetation und somit auf die landwirtschaftliche Produktion können von den bestehenden biophysikalischen Modellen oft ungenügend abgebildet werden. Ein EU-weites Forschungsprojekt mit Schweizer Beteiligung hat zum Zweck, die Modelle dahingehend zu verbessern.
Geplante Entwicklungen bei den Klimadienstleistungen für die Landwirtschaft
Um standörtliche Potenziale langfristig optimal nutzen zu können, ist es wichtig, die klimatische Eignung für unterschiedliche Kulturen regional einschätzen zu können. In einem laufenden Projekt zur Bewertung der Klimaeignung für die Landwirtschaft arbeiten Forschende von Agroscope daran, die Klimapotenziale und -limitierungen für die wichtigsten Kulturarten in der Schweiz zu quantifizieren (vgl. Agrarforschung Schweiz, Oktober 2015, Heft 10). Es kann so regionsspezifisch aufgezeigt werden, welche Faktoren das Ertragspotenzial unter heutigen Bedingungen am stärksten einschränken und welche Einschränkungen mit künftigen Klimaänderungen an Bedeutung gewinnen werden (z. B. Hitze, Trockenstress). Dies kann als Grundlage für die regionale Planung von Anpassungsmassnahmen dienen.
Vorausschauende Planung
Durch Massnahmen zur Anpassung kann negativen Auswirkungen einer Klimaveränderung in beschränktem Mass entgegen gewirkt werden. Dazu gehören Verbesserung der Sorten, Verschiebungen im Anbauzeitraum, eine schonende Bodenbearbeitung zur Verbesserung des Bodenwasserhaushalts, zusätzliche Bewässerung im Rahmen der nachhaltig nutzbaren Wasserreserven, Einführung von Agroforstsystemen, oder auch eine verbesserte Unterstützung der Entscheidungsfindung (Fuhrer und Gregory, 2014). Modellrechnungen zeigen, dass durch solche Massnahmen, angepasst an die lokalen Bedingungen und Bedürfnisse, klimabedingte Ertragseinbussen um einiges geringer ausfallen (Challinor et al., 2014).
Viele der Anpassungen spielen auch in der Schweiz eine zunehmend wichtige Rolle. Wasser ist auch hier eine begrenzt nutzbare Ressource und bei steigendem Bedarf in einem wärmeren und trockeneren Klima wird der schonende Umgang durch effiziente Technologien und ein angepasstes Betriebsmanagement wichtiger (Fuhrer et al., 2013; vgl. Kasten). Auch der Ausbau der Bewässerung durch eine effiziente Infrastruktur zur Ertrags- und Qualitätssicherung wird vermehrt in Betracht gezogen. Andererseits muss auch den Auswirkungen von Starkniederschlägen (Überschwemmungen, Erosion) vorgebeugt werden. Dazu gibt es Empfehlungen für Bewirtschaftende; die Inhalte stützen sich auf einen Grundlagenbericht zum Einfluss der Landwirtschaft auf gravitative Naturgefahren. Um der zunehmenden Volatilität von Produktion und Preisen entgegenzuwirken, werden Massnahmen zur Erhöhung der Reserven und bei Lagerung und Verteilung der Grundnahrungsmittel wichtig. Modelle für den Versicherungsschutz gegenüber Witterungsrisiken werden vermehrt entwickelt (Kapphan et al., 2012).
Grundlagen für den Umgang mit Wasserknappheit
Die Auswirkungen der Klimaänderung auf Wasserressourcen und Gewässer wurden im Projekt CCHydro analysiert. Mit Bezug zur Landwirtschaft wurde daneben die unter heutigen und künftigen Klimabedingungen in den Sommermonaten potenziell benötigte Bewässerungsmenge für die landwirtschaftlichen Flächen in ausgewählten mittelgrossen Einzugsgebieten berechnet und den Abflussmengen gegenübergestellt (siehe Bericht Bewässerungsbedarf und Wasserdargebot). Gebiete mit einem kritischen Verhältnis von Bedarf und Dargebot, wie die Regionen Birs und Broye-Mentue, konnten so identifiziert werden (vgl. Artikel in der Agrarforschung).
Zahlreiche Projekte im NFP 61 erarbeiteten Grundlagen für einen nachhaltigen Umgang mit den Wasserressourcen. Im AGWAM-Projekt wurde untersucht, wie durch Änderungen in Landnutzung und Bewirtschaftung der Wasserbedarf gesenkt werden könnte, ohne dabei Ertrag und Einkommen der Landwirte wesentlich zu beschränken und die Umweltbelastung möglichst gering zu halten. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Prävention und sind in einem Video festgehalten sowie als LID-Dossier für die Praxis aufbereitet. Auch die Informationsplattform zur Früherkennung von Trockenheit ist aus dem NFP 61 hervorgegangen.
Aktuell ist, gestützt auf einen Auftrag des Bundesrates, eine Praxisanleitung zuhanden der Kantone zum Umgang mit Wasserknappheit in Erarbeitung. Die Anleitung enthält drei Module (Situationsanalyse / Wasserbilanz, regionale Wasserressourcenplanung, Ausnahmesituationen) und soll Massnahmen und Handlungsoptionen aufzeigen.
In der Schweiz ist die Anpassungskapazität vergleichsweise hoch und Massnahmen in der Landwirtschaft können durch Anreizsysteme und Auflagen gesteuert werden. Zur Unterstützung des Adaptationsprozesses ist die Bereitstellung von Entscheidungshilfen erforderlich, wie z. B. die Evaluation von heutigen und künftigen standortspezifischen, klimatischen Ertragspotenzialen, oder die Erarbeitung von Indikatoren für die Beurteilung von Produktionsrisiken durch Witterungsextreme und Wasserknappheit. Anpassungen sollen stufenweise erfolgen und regional oder lokal - in Abhängigkeit des Ausmasses der Klimaänderung bzw. der damit verbundenen Risiken - priorisiert realisiert werden. Zunächst werden vorwiegend so genannte low-regret-Massnahmen mit häufig geringen Kosten und beschränkter Wirkung innerhalb der existierenden Strukturen ergriffen. Tiefgreifende Systemänderungen mit grösserem Nutzen schliessen Betriebsdiversifizierung und Verschiebung von Anbauzonen ein und erfordern eine entsprechende Vorlaufzeit.
Aktionsplan zur Anpassung an den Klimawandel
Am 2. März 2012 verabschiedete der Bundesrat den ersten Teil seiner Strategie zur Anpassung an den Klimawandel in der Schweiz. Darin sind die Ziele und Grundsätze für die Anpassung auf Bundesebene formuliert, für neun Sektoren die Handlungsfelder identifiziert und die sektorenübergreifenden Herausforderungen beschrieben. Im zweiten Teil – vom Bundesrat am 9. April 2014 verabschiedet – wird im Rahmen eines Aktionsplans aufgezeigt, wie die Schweiz ihre Anpassungsziele erreichen und die Herausforderungen bewältigen will.
Im Aktionsplan sind die Anpassungsmassnahmen der Bundesämter zusammengefasst. 54 der insgesamt 63 Massnahmen sind Aktivitäten in den Sektoren Wasserwirtschaft, Umgang mit Naturgefahren, Landwirtschaft, Waldwirtschaft, Energie, Tourismus, Biodiversitätsmanagement, Gesundheit und Raumentwicklung. Die meisten dieser Massnahmen zielen darauf ab, die Rahmenbedingungen für Anpassungen an den Klimawandel zu überprüfen oder die Wissensgrundlagen durch Monitoring und Forschung zu verbessern. Neun Massnahmen sind sektorenübergreifend ausgerichtet. Sie sollen die Wissensgrundlagen sowie die Handlungsfähigkeit durch Koordination, Information und Sensibilisierung verbessern. Im Vordergrund stehen die regelmässige Aufdatierung der Klimaszenarien und der hydrologischen Szenarien, die schweizweite Analyse der Chancen und Risiken des Klimawandels sowie die Zusammenarbeit und Koordination der Anpassung zwischen Bund, Kantonen, Städten und Gemeinden.
Die Anpassungsmassnahmen der Bundesämter werden in den kommenden Jahren im Rahmen der jeweiligen Sektorpolitiken konkretisiert und umgesetzt. Oberziel der Landwirtschaft ist es, dank vorausschauender Anpassung sowohl eine wettbewerbsfähige Produktion als auch die weiteren Leistungen, welche die Landwirtschaft im Interesse der Allgemeinheit erbringt, heute und künftig zu gewährleisten. Schwerpunkte im Aktionsplan sind insbesondere ein optimierter Einsatz von angepassten Sorten und Rassen sowie die schonende Nutzung von Boden und Wasser. Monitoring und Frühwarnung sollen wo nötig ausgebaut und Grundlagen für die standortangepasste Bewirtschaftung erarbeitet werden.
Der Aktionsplan steckt den Rahmen ab für die Umsetzung der Anpassungsstrategie in den Jahren 2014 bis 2019. Die Anpassung an den Klimawandel ist ein Prozess, der periodisch überprüft und auf die sich ändernden Bedingungen abgestimmt werden muss. Der Wissensstand wird sich mit fortschreitendem Klimawandel, dem Vorliegen neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse sowie konkreten Erfahrungen bei der Anpassung an den Klimawandel verbessern. Dementsprechend wird es möglich und auch erforderlich sein, die Anpassungsstrategie und deren Umsetzung zu evaluieren und weiterzuentwickeln.
Pilotprojekte sind lanciert
Zur Unterstützung der Kantone, Regionen und Gemeinden beim Umgang mit den neuen Herausforderungen hat das BAFU, gemeinsam mit den Bundesämtern für Bevölkerungsschutz BABS, Gesundheit BAG, Landwirtschaft BLW, Raumentwicklung ARE sowie für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen BLV das Pilotprogramm «Anpassung an den Klimawandel» lanciert. Das Pilotprogramm zielt darauf ab, innovative und beispielhafte Projekte zur Anpassung an den Klimawandel in Kantonen, Regionen und Gemeinden anzustossen und mit Hilfe finanzieller Unterstützung des Bundes umzusetzen.
Aus den zahlreich eingereichten Vorschlägen wurden zu fünf thematischen Clustern insgesamt 31 Projekte ausgewählt. Darunter befinden sich auch einige mit starkem Bezug zur Landwirtschaft, z. B.:
Gut strukturierte Böden helfen die negativen Auswirkungen von Trockenperioden und Starkniederschläge zu mildern. In verschiedenen Landwirtschaftsbetrieben in den Kantonen Bern, Thurgau und Zürich werden Ansätze und Methoden für einen klimaangepassten Ackerbau getestet und bewertet. Die Erkenntnisse münden in Empfehlungen für die Bewirtschaftung.
Mit einem Simulationsmodell werden für die Region Broye/Seeland der momentane Stand und die kurzzeitige Entwicklung der verfügbaren Wasserressourcen und des Bewässerungsbedarfs in der Landwirtschaft berechnet und auf einer Internetplattform laufend publiziert. Dies schafft die Grundlage für ein optimiertes Wassermanagement.
Der Klimawandel und die daraus resultierenden Trockenperioden werden sich negativ auf die Futterressourcen der Milchviehbetriebe am Waadtländer Jurafuss auswirken. Das Projekt milClim zielt darauf ab, die Milchproduktion an das Trockenheitsrisiko anzupassen und die Unabhängigkeit der Betriebe bei der Versorgung mit Futter zu verbessern.
Damit sich Landwirtschaftsbetriebe gegen trockenheitsbedingte Ertragseinbussen in der Grünlandproduktion absichern können, wird eine massgeschneiderte Versicherungslösung für den Futterbau entwickelt. Die Grundlage bildet ein Trockenheitsindex, der festlegt, ab wann ein Versicherungsnehmer eine Auszahlung beanspruchen kann.
Zur Früherkennung und Beobachtung von neuen Pflanzenschädlingen, die sich als Folge des Klimawandels ausbreiten können, wird im Kanton Genf ein Überwachungssystem aufgebaut. Empfehlungen, wie die Ausbreitung der Schädlinge eingedämmt werden kann, sollen helfen, nachteilige Auswirkungen auf die landwirtschaftlichen Kulturen zu minimieren.
Die Projekte werden zwischen 2014 und 2016 realisiert und sollen dazu beitragen, vor Ort den Umgang mit heutigen und künftigen Klimarisiken zu verbessern und auch neue sich bietende Chancen zu nutzen. Die Sensibilität der Betroffenen für die Anpassung soll gesteigert und die Zusammenarbeit zwischen den Akteuren gefördert werden.
Literatur
Challinor et al., 2014: A meta-analysis of crop yield under climate change and adaptation. Nature Climate Change. DOI 10.1038/NCLIMATEE2153.
Fuhrer J. & Gregory P.J. (Eds.), 2014: Climate Change Impact and Adaptation in Agricultural Systems. CABI Climate Change Series.
Fuhrer J. und Calanca P., 2014: Bewässerungsbedarf und Wasserdargebot unter Klimawandel: eine regionale Defizitanalyse. Agrarforschung Schweiz 5 (6), 256-263.
Fuhrer et al., 2013: Water demand in Swiss Agriculture – Sustainable Adaptive Options for Land and Water Management to Mitigate Impacts of Climate Change. ART Schriftenreihe 19.
Holzkämper et al., 2014: Spatial and temporal trends in agroclimatic limitations to production potentials for grain maize and winter wheat in Switzerland. Regional Environmental Change. DOI 10.1007/s10113-014-0627-7.
Kapphan et al., 2012: Climate change, weather insurance design and hedging effectiveness. The Geneva Papers. 37, 286-317.
Jürg Fuhrer, Agroscope INH und Daniel Felder, BLW, Fachbereich Agrarumweltsysteme und Nährstoffe, daniel.felder@blw.admin.ch
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