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Das Amazonasgebiet hat in den letzten Jahrzehnten eine Intensivierung der menschlichen Aktivitäten erfahren, die in Verbindung mit häufigen schweren Dürren die Umwelt anfälliger für Brände gemacht hat. In dieser Dissertation wurden Fernerkundungsdaten analysiert, um die räumlich-zeitliche Verteilung der Feuer in den letzten 20 Jahren im brasilianischen Amazonasgebiet umfassend zu untersuchen und die verschiedenen Brandursachen zu entschlüsseln. (I) Die erste Forschungsarbeit wertete die Verteilung der verbrannten Fläche aus und zeigte, dass die meisten Brände auf bewirtschafteten Weiden und in den immergrünen Tropenwäldern auftraten, was die Behauptung stützt, dass ihr Auftreten stark auf anthropogene Landnutzungsänderungen reagiert. Die Ergebnisse zeigten auch, dass weder Entwaldung noch Walddegradierung mit Waldbränden korrelierte, wohl aber Feuer, die auf Weiden oder Ackerflächen gelegt wurden und in den angrenzenden Wald übergesprungen sind. (II) Die zweite Forschungsarbeit analysierte einzelne Brände, die durch den auf komplexen Netzwerken basierenden FireTracks-Algorithmus identifiziert wurden. Der Algorithmus wurde verwendet, um Feuerregime für sechs verschiedene Landnutzungsklassen zu ermitteln. Die integrierte Größe, Dauer, Intensität und Ausbreitungsrate dieser räumlich-zeitlichen Brandcluster in den verschiedenen Landnutzungstypen zeigte auf, wie seltene Waldbrände, die natürlicherweise nicht in immergrünen tropischen Wäldern vorkommen, sich zu einem Feuerregime entwickelten, das für Savannenbrände typisch ist. (III) Die dritte Forschungsarbeit analysierte extreme, d. h. die intensivsten Einzelfeuer in immergrünen tropischen Wäldern, und zeigte deren großen Anteil an der insgesamt verbrannten Waldfläche. Während der globale Klimawandel das Potenzial hat, die Trockenheit zu verstärken, sind die anthropogenen Ursachen der Waldzerstörung die Zündquellen, die die Verteilung extremer Brände in den empfindlichen tropischen Wäldern bestimmen., The Amazon region has experienced an intensification of human activities in the last decades, which combined with frequent severe droughts has led to an environment more susceptible to fire. Remotely sensed data is employed to comprehensively analyse the spatio-temporal fire distribution in the Brazilian Legal Amazon over the past 20 years to disentangle the diverse fire drivers in the region. Special focus is given to burned tropical evergreen forests. (I) The evaluation of the burned area distribution revealed that most of it occurred in pastures and tropical evergreen forests, supporting the claim that fire incidence responds strongly to anthropogenic land-use changes. The results also showed that neither deforestation nor degradation correlated with forest fires, but escaping fires from pastures and agriculture do. (II) The analysis of individual fires identified by the complex networks based FireTracks algorithm led to the characterization of six different land cover-dependent fire regimes (fire size, duration, intensity, and rate of spread), which uncovered how evergreen forest fires have escalated from being naturally rare to showing characteristics more typical of savanna fires. (III) The analysis of extreme (most intense) fires in evergreen forests showed their large contribution to the total forest burned. While global climate change has the potential to increase drought conditions, anthropogenic drivers of forest degradation provide the ignition sources that determine extreme fire distribution in the tropical forests. The findings call for the development of control and monitoring plans to prevent fires from escaping from managed lands into forests, better management techniques to support effective land use and ecosystem management, targeting forest degradation in addition to deforestation, and considering the human factor in fire ignition and spread in Dynamic Global Vegetation Models in order to reduce uncertainty in fire regime projections.

Increasing population pressure, coupled with the effects of climate change manifested by longer dry seasons, wildfires, and conflicts, threatens the food systems of minority communities. In the case of the Mbororo minority community of Northwest Region of Cameroon, these threats are exacerbated by already existing problems of marginalisation. This study assesses agricultural risks in the global context of food distribution and gross domestic product that also poses a specific threat to the food system of the Mbororo people. The study aims to (1) assess the types of agricultural risk encountered by the Mbororo community, (2) examine the likelihood and severity of these risks, and (3) appraise local risk management strategies adopted to minimise the negative impacts of these risks on the food system. The study makes use of a mixed method approach for data collection. Findings have revealed animal diseases (83 %), absence of infrastructures (83.6 %), price variation (76.6 %), and drought (75.8 %) as the most encountered risks in the case study area. Especially, drought, political insecurity, pest and rodent, farmer-grazer conflict, and crop and animal diseases emerged as the highest intensity or priority risks with the need for urgent management strategies intervention. Agricultural risk assessment is frequently used to assess and prioritize risks but has hardly been used in the case of minority groups such as the Mbororo community of Northwest Cameroon.

Große Maßnahmen ließen sich nicht durchsetzen. Große Monokulturen dominieren, etwa die Hälfte nur für Tierfutter. Winderosion und Starkregen tragen Ackerböden fort. Die Grundwasserspiegel sinken, Konflikte nehmen zu. Die Preise für Lebensmittel steigen. – Projekt Zukunftsbilder: Wissenschaftler:innen stellen auf Basis aktueller Forschungsergebnisse und Studien dar, wie eine nachhaltige Welt aussehen könnte. Dieser Text beschreibt eine von über 40 Facetten des Lebens und Wirtschaftens in einem von vier Zukunftsbildern. Weitere Texte finden sich in der Zenodo-Community des Projekts ‘Zukunftsbilder’. Neben einem Weiter-so-Bild (Titel: „Langsam“) werden drei verschiedene positive Zukünfte geschildert (Titel: „Groß“, „Fokussiert“ und „Graswurzel“), die soziale Ziele erreichen und planetare Grenzen (zum Beispiel die Pariser Klimaziele oder Biodiversitätsziele) einhalten. Unsere Texte sind keine formellen wissenschaftlichen Zukunftsszenarien, sondern Beschreibungen von möglichen Zukünften. Sie wurden gemeinsam von Wissenschaftler:innen und Menschen aus sozialen Bewegungen erarbeitet und von Wissenschaftler:innen begutachtet. Die Texte stellen die Sichtweise der Autor:innen dar und sind nicht innerhalb aller beteiligten Organisationen abgestimmt. Das Projekt dient dazu, eine neue, konstruktive Diskussion um unsere Zukunft mit möglichst vielen Menschen anzuregen. Mehr Informationen unter www.zukunftsbilder.net. Bitte die aktuellste Version beachten!

Der Klimawandel ist in vollem Gange und hat uns auch schon längst erreicht. Das Jahr 2018 ging in Mitteleuropa als eines der trockensten Jahre seit Beginn der Aufzeichnungen in die Geschichte ein. Nahezu jährlich auftretende Trockenheitsphasen verursachen in Österreich Ernteschäden in Millionenhöhe und fördern zudem Bodenerosion und Schädlingsbefall. Aber welche Umwelteinflüsse sind verantwortlich für diese negativen Auswirkungen und wie hängen sie zusammen? Stehen hier mit neuen Fernerkundungsmissionen eventuell bessere Daten zur Verfügung, die es erlauben das Phänomen Dürre umfassend zu beschreiben? Ist es sogar möglich bevorstehende Dürren in der Landwirtschaft zu prognostizieren und kurzfristig mit präventiven Maßnahmen entgegenzuwirken? Oder findet gar seit längerem eine Anpassung an die geänderten Umweltbedingungen statt?Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den in Österreich verfügbaren, dürrerelevanten Daten und in diesem Kontext mit den oben genannten Fragestellungen. Sowohl auf explorative Weise als auch mit Machine Learning Methoden wird nach Zusammenhängen gesucht, die geeignet sind, möglichst frühzeitig, sowohl zeitlich wie auch räumlich Dürreereignisse, wie jenes 2018, anzuzeigen. Auch wenn dies letztlich nicht in vollem Umfang gelingt, so zeigt sich am Ende dennoch, welche Daten von erheblicher Relevanz sind und welche keine nennenswerte Zusatzinformation für ein agrarpolitisches Dürremonitoring aufbringen.*****Climate change is already happening, full stop. 2018 was one of the driest years on record in central Europe. Almost annually appearing drought phases in Austria cause crop damage worth millions of euros and also promote soil erosion and pest infestation.But which environmental influences are responsible for these negative effects and how are they related? Is there possibly better data available via new remote sensing missions, that allows to comprehensively describe the drought phenomenon? Is it even possible to forecast impending droughts i

Der Bericht informiert über die Erfassung und Abschätzung von atmosphärischen Bedingungen, die den Aufbau bzw. die Ausprägung von Trockenheit begünstigen. Mit der Erwärmung wird es zunehmend wichtiger, neben dem Niederschlag auch die Verdunstung zu berücksichtigen. Im Klimafolgen-Bereich sind die Aussagen als “atmosphärisches Trockenheitsrisiko” zu interpretieren. Das erarbeitete Konzept lässt sich auch mit Vorhersagen bzw. Projektionen umsetzen. Die Veröffentlichung richtet sich an die mit dem Thema befassten. Redaktionsschluss: 28.02.2020

Trockenheiten und Hitzewellen beeinflussen unsere Gesellschaft und die Vegetation. Insbesondere im Zusammenhang mit dem Klimawandel sind die Auswirkungen auf die Vegetation von besonderer Bedeutung. Im globalen Kohlenstoffkreislauf sind terrestrische Ökosysteme normalerweise Senken von Kohlenstoffdioxid, können sich aber während und nach Klimaextremereignissen in Kohlenstoffquellen verwandeln. Ein entscheidender Aspekt hierbei ist die Rolle verschiedener Pflanzenarten und Vegetationstypen auf verschiedenen Skalen, die die Auswirkungen auf den Kohlenstoffkreislauf beeinflussen. Obwohl durch physiologische Unterschiede zwischen verschiedenen Pflanzenarten unterschiedliche Reaktionen auf Extremereignisse naheliegen, sind diese Unterschiede auf globaler Ebene nicht systematisch ausgewertet und vollständig verstanden. Ein weiter Aspekt ist, dass Klimaextremereignissen von Natur aus multivariat sind. Beispielsweise kann heiße Luft mehr Wasser aufnehmen als kalte Luft. Extremereignisse mit starken Auswirkungen waren in der Vergangenheit häufig multivariat, wie beispielsweise in Europa 2003, Russland 2012, oder den USA 2012. Diese multivariate Natur von Klimaextremen erfordert eine multivariate Perspektive auf diese Ereignisse. Bisher werden meistens einzelne Variablen zu Detektion von Extremereignissen genutzt und keine Kovariation oder Nichtlinearitäten berücksichtigt. Neue generische Workflows, die solche multivariaten Strukturen berücksichtigen, müssen erst entwickelt oder aus anderen Disziplinen übertragen werden, um uns eine multivariate Perspektive auf Klimaextreme zu bieten. Das übergeordnete Ziel der Dissertation ist es, die Erkennung und das Verständnis von Klimaextremen und deren Auswirkungen auf die Vegetation zu verbessern, indem eine breitere multivariate Perspektive ermöglicht wird, die bisherige Ansätze zur Erkennung von Extremereignissen ergänzt.

In dieser Broschüre werden die wesentlichen Merkmale (Definition, Ursachen, Folgen etc.) einer hydrologischen Trockenheit erklärt sowie die beiden Trockenjahre 2018 und 2019 an ausgewählten Pegeln im Gebiet der Lausitzer Neiße näher betrachtet. Die Broschüre informiert zudem über institutionelle Maßnahmen (EU-, nationale und regionale Ebene) im Umgang mit Niedrigwasser und gibt praktische Tipps für einen sorgsamen Umgang mit der Ressource. Die Broschüre ist in Kooperation mit dem polnischen Institut für Meteorologie und Wasserwirtschaft (IMGW-PIB), im Rahmen des NEYMO-NW Projektes entstanden und richtet sich an die allgemeine Bevölkerung, insbesondere an die Einwohner des Einzugsgebiets der Lausitzer Neiße. Redaktionsschluss: 09.11.2020

Das gleichzeitige Auftreten mehrerer Extremereignisse, z.B. einer Dürre und einer Hitzewelle hat eine geringe Auftrittswahrscheinlichkeit, aber potentiell große Auswirkungen auf z.B. Gesellschaft und Ökosysteme. In dieser Arbeit wurden verschiedene Aspekte von kombinierten Temperatur- und Niederschlagsextremen und ihre zukünftigen Klimaänderungssignale anhand eines Ensembles regionaler Klimasimulationen untersucht.

Abiotischer Stress begrenzt den Ernteertrag von Nutzpflanzen. In Gerste (Hordeum vulgare, Hv) vermindert Trockenstress (TrStr) u.a. die Kornfüllrate und das Korngewicht. In der Modellpflanze Arabidopsis thaliana ist das Polyamin Spermin (SPM) am Schutz vor Trocken-und Salzstress beteiligt. In dieser Dissertation wird der Einfluss von TrStr auf Polyamine und auf die Veränderungen der Transkriptmengen von Sperminsynthasen (SPMS) in Hv untersucht. Zwei HvSPMS wurden identifiziert und in vitro funktionell und kinetisch charakterisiert. Sie bilden ausschließlich SPM, Thermospermin war als Produkt nicht nachweisbar. In TrStr-Experimenten mit wassergestressten Pflanzen wurden die Transkriptmengen der HvSPMS-Gene bei moderatem und starkem TrStr gegenüber Kontrollniveau erhöht. Die Putrescin- und SPM-Gehalte stiegen gegenüber den Kontrollen, der Spermidin-Gehalt veränderte sich nur wenig. Die HvSPMS-Gene können somit als Markergene für die Effekte von moderaten und starken TrStr genutzt werden., Abiotic stress limits the yield of crop plants. In barley (Hordeum vulgare, Hv), drought stress (DrStr) reduces grain filling rate and final grain weight. In the model plant in Arabidopsis thaliana, the level of the polyamine spermine (SPM) corresponds to drought and salt stress. This project aims at polyamines and the changes of transcript levels of spermine synthases (SPMS) in Hv reacting to DrStr. Two HvSPMS were identified and functionally and kinetically characterized in vitro. They form SPM only; thermospermine was not detected as product. In DrStr experiments with water stressed plants transcript levels of both HvSPMS genes were increased compared to control level at moderate and strong DrStr. Polyamine contents, putrescine and spermine in particular, were elevated under water stress, while spermidine content increased slightly. Thus HvSPMS gene activity can be used as marker for moderate and strong DrStr.

Kurzfassung Der folgende Bericht untersucht die ökonomischen Auswirkungen von Hochwasser auf die Landwirtschaft in Deutschland anhand von Hochwasserrisikogebieten sowie die Auswirkungen von extremen Dürre und Frostereignissen auf landwirtschaftliche Erträge von Weizen, Roggen, Gerste, Raps, Kartoffeln, Mais und Zuckerrüben. Damit baut der Bericht auf das Projekt „Agrarrelevante Extremwetterlagen und Möglichkeiten von Risikomanagementsystemen“ auf, welches vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) beauftragt und gefördert wurde und 2015 abgeschlossen wurde (Gömann et al. 2015). Der Literaturüberblick über die zukünftige Entwicklung von Hochwasserereignissen zeigt überwiegend eine steigende Tendenz von Hochwasserereignissen in der Zukunft, wobei das Ausmaß des Anstiegs regional und zwischen den Studien unterschiedlich ist. Insgesamt konnte in den Analysen ein maximaler Erlösverlust von 394 Mio. € beim Ackerland (davon 189 Mio. € auf Getreideflächen) ermittelt werden, wenn im Jahr 2010 100 Prozent der HQ100-Fläche in Deutschland betroffen gewesen wären. Für die Abschätzung der monetären Schäden von weiteren Extremwetterereignissen wurde der in Gömann et al. (2015) verwendete Schätzansatz geringfügig weiterentwickelt. Bei Winterweizen stellen die Verluste aufgrund von Kahlfrostextremereignissen mit ca. 30 Mio. €/Jahr den wichtigsten der untersuchten Schäden dar. Auch Trockenheit/Dürre zu unterschiedlichen Zeiten des Vegetationsverlaufes sowie extreme Hitze in der Blütezeit führen zu deutlichen Schäden auf sektoraler Ebene. In der Summe lagen die berechneten Schäden aufgrund von Trockenheit/Dürre/Hitze bei ca. 40 Mio. €/Jahr. Alle untersuchten Extremereignisse zusammen summieren sich auf 78 Mio. €/Jahr auf. Die Situation bei Wintergerste stellt sich insgesamt recht ähnlich dar und die Kosten summieren sich zusammen auf 36 Mio. €/Jahr auf. Für Winterraps summieren sich alle untersuchten Extremereignisse auf 47 Mio. €/Jahr, für Körnermais auf ca. 12 Mio. €/Jahr auf. Bei Kartoffeln haben Schäden aufgrund von extremer Sommertrockenheit die größte Bedeutung für Betriebe ohne Bewässerung, gefolgt von Ertragsverlusten aufgrund von Spätfrösten und Staunässe. Für Zuckerrüben konnten Schäden nur das Ereignis ‚Extreme Sommertrockenheit‘ bestimmt werden. Diese belaufen sich auf ca. 7 Mio. €/Jahr.

Der folgende Bericht untersucht die ökonomischen Auswirkungen von Hochwasser auf die Landwirtschaft in Deutschland anhand von Hochwasserrisikogebieten sowie die Auswirkungen von extremen Dürre und Frostereignissen auf landwirtschaftliche Erträge von Weizen, Roggen, Gerste, Raps, Kartoffeln, Mais und Zuckerrüben. Damit baut der Bericht auf das Projekt 'Agrarrelevante Extremwetterlagen und Möglichkeiten von Risikomanagementsystemen' auf, welches vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) beauftragt und gefördert wurde und 2015 abgeschlossen wurde (Gömann et al. 2015). Der Literaturüberblick über die zukünftige Entwicklung von Hochwasserereignissen zeigt überwiegend eine steigende Tendenz von Hochwasserereignissen in der Zukunft, wobei das Ausmaß des Anstiegs regional und zwischen den Studien unterschiedlich ist. Insgesamt konnte in den Analysen ein maximaler Erlösverlust von 394 Mio. € beim Ackerland (davon 189 Mio. € auf Getreideflächen) ermittelt werden, wenn im Jahr 2010 100 Prozent der HQ100-Fläche in Deutschland betroffen gewesen wären. Für die Abschätzung der monetären Schäden von weiteren Extremwetterereignissen wurde der in Gömann et al. (2015) verwendete Schätzansatz geringfügig weiterentwickelt. Bei Winterweizen stellen die Verluste aufgrund von Kahlfrostextremereignissen mit ca. 30 Mio. €/Jahr den wichtigsten der untersuchten Schäden dar. Auch Trockenheit/Dürre zu unterschiedlichen Zeiten des Vegetationsverlaufes sowie extreme Hitze in der Blütezeit führen zu deutlichen Schäden auf sektoraler Ebene. In der Summe lagen die berechneten Schäden aufgrund von Trockenheit/Dürre/Hitze bei ca. 40 Mio. €/Jahr. Alle untersuchten Extremereignisse zusammen summieren sich auf 78 Mio. €/Jahr auf. Die Situation bei Wintergerste stellt sich insgesamt recht ähnlich dar und die Kosten summieren sich zusammen auf 36 Mio. €/Jahr auf. Für Winterraps summieren sich alle untersuchten Extremereignisse auf 47 Mio. €/Jahr, für Körnermais auf ca. 12 Mio. €/Jahr auf. Bei Kartoffeln haben Schäden aufgrund von extremer Sommertrockenheit die größte Bedeutung für Betriebe ohne Bewässerung, gefolgt von Ertragsverlusten aufgrund von Spätfrösten und Staunässe. Für Zuckerrüben konnten Schäden nur das Ereignis 'Extreme Sommertrockenheit' bestimmt werden. Diese belaufen sich auf ca. 7 Mio. €/Jahr. This working paper analyses the economic impacts of floods in agriculture with the help of flood risk areas as well as the economic impacts of other extreme weather events such as droughts and frost on agricultural yields of wheat, barley, rye, potato, maize and sugar beets. The working paper builds upon research of the project of agricultural relevant extreme weather events which was initiated and supported by the German Federal Ministry of Nutrition and Agriculture (Gömann et al. 2015). A literature review about the future development of flood events shows an increasing tendency of flood events in the future whereas the dimension of this expected increase is very diverse between regions and studies analyzed. Altogether the analysis of this paper shows a maximum loss of revenues of 394 Mio. € on crop land (of which 189 Mio. € are on land cultivated with cereals) under the assumption that in the year 2010 hundred percent of HQ100 areas would be affected. For the estimation of monetary damages of further extreme weather events the estimation approach by Gömann et al. (2015) was slightly modified. For wheat the most important monetary losses of 30 Mio €/year are due to frost on snow-free areas. Furthermore dryness and drought during different steps of the vegetation period and extreme heat in the blooming period lead to considerable losses. In total the calculated sum of losses due to dryness, drought and heat are estimated to approximately 40 Mio €/year. Summing up the losses of all extreme weather events affecting wheat leads to costs of 78 Mio € /year. For winter barley the situation is similar to wheat and sums up to a total of 36 Mio €/year. For winter rye, losses of all extreme weather events sum up to 47 Mio €/year, and for maize to 12 Mio €/ year. Potatoes are mostly affected in farms without irrigation, followed by crop yield losses due to late frosts and soil wetness. For sugar beets losses could only be determined for the event of extreme summer dryness. Here losses are estimated around 7 Mio €/year.

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Der Bericht enthält den aktuellen Wissensstand zu Dürreindizes für die Anwendung in Sachsen. Dafür werden mehr als 100 Indizes aus den Gebieten Meteorologie, Hydrologie und Landwirtschaft sowie kombinierte Indizes charakterisiert. Berechnungen ausgewählter meteorologischer Dürreindizes für fünf Klimamessstationen und Modellierungen der Bodenfeuchte werden verglichen. Danach sind z. B. niederschlagsbasierte Indizes für Sachsen deutlich aussagekräftiger als rein temperaturbasierte. Die Veröffentlichung richtet sich an regionale Akteure sowie Planungsbüros, Bildungseinrichtungen und Unternehmen.

Winter rye (Secale cereale L.) is predominantly cultivated on light and sandy soils with a low water holding capacity and will therefore be especially affected by drought induced yield losses in Central and Eastern Europe in the future. Drought adaption through breeding is therefore an important task in order to adapt this crop to future climate conditions. In this context, the crop physiology methods canopy temperature depression (CTD = Tair - Tcanopy) and carbon isotope discrimination (delta) were examined for their suitability as selection criterion under drought on a small number of genotypes. Two sets of each 16 genotypes were therefore grown under different drought conditions in rain-out shelters and under well-watered conditions in the years 2011, 2012, and 2013. The CTD was determined several times during the growth period using two infrared (IR) thermometers and an IR camera. delta-analyses were performed on mature flag leaves (delta_leaf) and grains (delta_grains). Furthermore, ash content in mature flag leaves and grains, as well as mineral concentrations in mature flag leaves (Ca, K, Mg, and Si) were examined for their use as surrogates for the expensive and time-consuming delta-analyses. In addition to the evaluation of possible selection criterions, the agronomic performance of rye in the different drought regimes was assessed: Grain-, straw-, and total aboveground biomass yields, the grain yield components spikes m-2, kernels spike-1, and thousand kernel weight (TKW), leaf area index (LAI), and phenological characteristics were examined. Drought induced grain yield reductions ranged from 14 to 57%, whereas straw yield was generally lesser affected. The growth period was shortened by up to 12 days under drought conditions compared to optimal water supply. Grain yield was positively associated to straw yield, LAI, spikes m-2, and kernels spike-1 under water deficit. High number of grains per area land seemed to be especially important for high grain yields under drought. Furthermore, the results suggest a strong importance of pre-anthesis reserves for the reallocation of assimilates for grain filling under drought in rye. Regarding the suitability of possible selection criterions, CTD was significantly positively related to grain yield under drought. Significant correlations between CTD and grain yield were, however, only observed when the measurements were carried out on days with optimal weather conditions. Optimal conditions turned out to be days with a clear sky, a solar irradiation >700 W m-2, an air temperature of at least 20°C, as well as wind speeds 700 W m-2, einer Lufttemperatur >20°C sowie einer Windgeschwindigkeit

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submitted by: Sofia Arena Zusammenfassung in deutscher Sprache Universität für Bodenkultur Wien, Univ., Masterarbeit, 2015

submitted by: Yang, Li Mit deutscher Zusammenfassung Universität für Bodenkultur Wien, Univ., Masterarbeit, 2015

submitted by Yonten Dorji Mit Zusammenfassung in deutscher Sprache Universität für Bodenkultur Wien, Univ., Masterarbeit, 2015

Reservoirs serve to compensate naturally fluctuating water availability and socio-economically driven water demand. To achieve this, flood water is retained and stored water is released to bridge periods of low flow. The required storage capacity when planning new dams and the operating rules of existing dams are determined on the basis of the observed flows at the site of the reservoir. The flow properties depend on the hydrology of the catchment area, which in turn is influenced by the climatic boundary conditions. Changes in climate therefore directly influence the input data used in reservoir design and the subsequent reservoir performance. A significant change in climate conditions is expected in the future due to the increasing concentration of greenhouse gases in the atmosphere. This raises the question of the impact of climate change on the performance of reservoirs and how adaption measures can be planed and chosen. The performance of reservoirs is evaluated probabilistically by considering the consequences and the probability of failure events. A distinction is made between failures due to floods and failures due to low flows. Probabilistic methods for evaluating the performance of flood protection provided by dams are well-established, whilst the corresponding method to evaluate the performance of dams that protectagainst low flows is newly developed. Combining these two methods makes it possible to determine the overall performance of a dam by means of the integrated water management risk for floods and low flows. The applied methods of stochastic generation of inflow boundary conditions allow us to quasi-continuously capture the potential impact of projected climate change and to map it using the climate impact function, which represents the relationship between climate-induced change of statistical properties of the inflow and the change in the performance of the studied reservoirs. The climate impact function assesses of the robustness of the reservoir. Robustness describes how sensitively the performance of the reservoir responds to changes in the inflow. Comparing the climate impact functions derived for different operation rules enables us to find adaption measures which preserve the performance of the reservoir for a climate-induced change in the inflow boundary conditions.

Diese Arbeit war ein Teilprojekt des Kompetenzzentrums „Flut und Hitze“ der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz. Das gesamte Projekt beinhaltete bereits Untersuchungen über mögliche Folgen des lokalen Klimawandels (Überflutung/Trockenheit) auf andere Tiergruppen (z.B. Collembolen, Arachniden, etc.). Mit Hilfe der Laufkäfer als Bioindikatoren sollten mögliche Tendenzen des Klimawandels, aufgrund von Überflutungen, bzw. dem Ausbleiben von Überflutungen, aufgezeigt werden. In diesem Zusammenhang erfolgte die phänologische Erfassung der Laufkäfer in drei Untersuchungsgebieten entlang des Rheins: ein geschütztes Auwaldfragment und ein Polder in Ingelheim sowie ein Polder in Worms. Über einen Zeitraum von 2-3 Jahren wurde, mittels klassischer Fangmethoden (Bodenfallen), die Laufkäferfauna kontinuierlich erfasst. Insgesamt konnten im Auwald Ingelheim 2861 Individuen aus 59 Arten gefangen werden, im Polder Ingelheim 16029 Individuen aus 96 Arten und im Polder Worms 6946 Individuen aus 72 Arten. Seit 2003 wurde das Auwaldfragment nicht mehr vollüberflutet, was die geringe Anzahl an gefundenen auetypischen Arten erklärte. Die Laufkäferfauna des Auwaldes zeigte zwar noch einen deutlich feuchtegeprägten Charakter, jedoch war der Druck der einwandernden eurytopen Offenlandarten aus der Umgebung enorm. Der Polder Ingelheim wurde 2006 fertiggestellt und direkt im Anschluss beprobt. Der Polderinnenraum wurde durch den Bau eines ökologischen Flutungskanals an die Dynamik des Rheins angeschlossen. Der tiefergelegte Innenraum zeigte eine deutlich feuchteliebende Laufkäferfauna. Die trockenen höher gelegenen Randbereiche wiesen im Gegensatz dazu eine deutliche Ruderalfauna auf. Der Polder in Worms wurde bereits direkt nach seiner Fertigstellung 2001 von der Arbeitsgruppe Prof. Dr. Seitz (Universität Mainz) beprobt. Die erneute Datenerhebung 2008 sollte mögliche Veränderungen in der Laufkäferfauna sowie eine mögliche Sukzession aufzeigen. Es zeigten sich deutliche Veränderungen der Laufkäfergemeinschaften an den Standorten sowie die Ausbildung verschiedener Mikrohabitate., This Dissertation was a project of the Kompetenzzentrums „Flood and Heat” of the Johannes-Gutenberg-Universität Mainz. The hole project implies studies outcome climate change like flooding or drought impact of other arthropods (Collembola, Araneae). We used the carabid beetles as bioindicators to show possible changes in their population. In this study the carabid beetle fauna were investigated in three areas near the river rhine. The first habitat was a floodplain forest the second one a polder in Ingelheim. Third there was a polder in Worms. During a period of 2-3 years there was constantly pitfall trapping to show changes in the carabid beetle population because of the climate change. Altogether in the floodplain forest we found 2861 individuals of 59 species, in the polder Ingelheim 16029 individuals of 96 species and in the polder Worms 6946 individuals of 72 species. Since 2003 there was no flooding of the floodplain forest so we found there only a few specific species. We found a high number of immigrated carabid beetles from the outside fields and agricultural used grassland. In 2006 the Polder Ingelheim was completed. To preserve the former seepage areas an ecological flood channel was built. This areas are flooded caused by elevated Rhine levels. The effect of repeated flooding upon the Carabid beetles has been investigated. The results showed a lot of differences in the carabid population between the seepage areas and the nearer grassland. The Polder Worms was completed in 2001 and was investigated till 2004 by the AG Prof. Dr. Seitz (Uni Mainz). Since 2008 the hole area was examined again and a succession of the carabid fauna could be showed.

vorgelegt von Andreas Homolka Zsfassung in dt. Sprache Wien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2013 OeBB