Ulrike Tappeiner & Suzanne Kapelari Top-Klima-Science Wasserhaushalt und Globaler Wandel: Zukunftsperspektiven unter dem Gesichtspunkt des Klima- und Landnutzungswandels im Berggebiet Ulrike Tappeiner & Suzanne Kapelari Universität Innsbruck „…ein Projekt durchgeführt im Rahmen des Förderprogramms Sparkling Science, gefördert vom Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung“.

Was erwartet Sie? Problemstellung Zielsetzung Das Team Versuchsdesign Erste Ergebnisse

Die Alpen sind schneller Klimawandel: 1.5 Alpen 1 Global 0.5 verglichen mit 1961-1990 [°C] Temperaturänderung -0.5 -1 Beniston 2000, 2008 -1.5 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Landnutzungswandel: Die Alpen sind massiv betroffen Österreich Schweiz Deutschland Italien Frankreich Liechtenstein Slowenien -10 -20 -30 Landwirtschafsbetriebe 1980-2000 (%) -40 -50 -60 -70 Alpen Tappeiner et al. 2007, IUP

TT

Wasserhaushalt: Die Hälfte der Menschheit lebt vom Wasser aus Gebirgen

Zielsetzung von Top-Klima-Science Wissenschaftliches Ziel des Projektes ist es, die Auswirkungen von Klima- und Landnutzungs-wandel auf den Wasserhaushalt von Graslandökosystemen in einem typischen Alpental, dem Stubaital bei Innsbruck, zu quantifizieren. Raumfrage: Wie groß ist die Evapotranspiration in Abhängigkeit von Topographie und Höhenlage? Klimafrage: Wie ändert sich die Verdunstung alpiner Bestände, die in Folge einer Klimaerwärmung höheren Temperaturen ausgesetzt sind? Managementfrage: Wie wirkt sich eine Intensivierung bzw. eine Extensivierung in der Landwirtschaft auf den Wasserhaushalt aus?

Zielsetzung von Top-Klima-Science Bildungs- und Entwicklungsziele des Projektes Echte Integration der SchülerInnen in den Forschungsprozess Prozessbegleitende Evaluation

Das Team Universität Innsbruck Institut für Ökologie Klaus Obojes, Dagmar Rubatscher, Georg Leitinger, Nathan Spees, Magdalena Stiftinger, Christian Newesely, Ulrike Tappeiner Fachdidaktikzentrum West/Institut für Botanik Elisabeth Carli, Suzanne Kapellari Europäische Akademie Bozen (EURAC) Erich Tasser Hlfs Kematen Gabriele Geisler, Kerstin Zangerle, Paul Brugger, Ingrid Tschugg Klasse 2/3 A und Klasse 1/2 B

Die Partnerschule 2 Klassen

Versuchsgebiet

3 Themenbereiche / Messfläche 24 Lysimeter / Messfläche Versuchsdesign Talboden 8 Transekte 3 Höhenstufen Subalpine/ alpine Stufe Hangstufe 3 Themenbereiche / Messfläche Evapotranspiration Kleinlysimeter Mikroklima Globalstrahlung Niederschlag Lufttemperatur/ Luftfeuchte Bodenfeuchte Rahmenparameter Blattdiffusions-leitfähigkeit Infiltration 24 Lysimeter / Messfläche Standorttypische Vegetation Standard H2O nicht geschnitten geschnitten kurzwüchsig langwüchsig Talfettwiese Alpiner Rasen Verdunstungswanne Legende

Zeitplan

Display Kick off Display Kick off Kick off Kick off

Lysimetereinbau

Klimastation

Messtag

Messung der Evapotranspiration

Verdunstung standorttypischer Vegetation 1C: 1712m Tagessumme in mm Transekt 1, 1.7.09 1B: 1447m 1A: 957m

Verdunstung standorttypischer Vegetation Vergleich zwischen gemähten und nicht gemähten Flächen Tagessumme in mm Transekt 1, 1.7.09 1C: 1712m 1B: 1447m 1A: 957m

Verdunstung alpiner Rasen bei Verpflanzung in tiefere Höhenstufen (Tagessumme in mm vom 16.7.09) 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 Meereshöhe (m) 3.53 4C 2.92 8C 2.30 1C 3.68 3.81 8B 2.86 2.67 3D 3C 8A 3.72 Tagessumme der Globalstrahlung 5 10 15 20 25 30 1A 4A 3A 4B 3B 1B 8A 1C 3C 3D 8B 4C 8C Standort MJm -2 d -1 3.20 3.28 1B 3B 4B 3.30 3.61 3.57 3A 4A 1A

Thermografie unterschiedlicher Vegetationstypen 16 Thermografie unterschiedlicher Vegetationstypen 16.Juli 2009, 12:30 MEZ, Messfläche 8c, ca.2300m ü.d.M. Kurzhalmige Ortsvegetation (ku) MIN = 19.68°C MAX = 36.50°C Verdunstung (mm d-1) = 2.55 Verdunstung (mm h-1) = 0.33 Intensive Standardvegetation (isu) MIN = 20.78°C MAX = 29.90°C Verdunstung (mm d-1) = 2.92 Verdunstung (mm h-1) = 0.38

Presse iPoint, 30.6.2009 Dolomiten, 25.6.2009 TT, 30.6.2009 Tiroler Bezirksblätter, 22.7.2009

Prozessbegleitende Evaluation Besonderheit des Programms: In den großen Forschungsprojekten arbeiten WissenschafterInnen Seite an Seite mit Jugendlichen, wobei die jungen KollegInnen nicht nur als ZuschauerInnen eingebunden sind sondern aktiv Teilbereiche der Forschung übernehmen und eigenständig bearbeiten (Website: www.sparklingscience.at 2009)“

Prozessbegleitende Evaluation

Prozessbegleitende Evaluation „ ….um zu untersuchen, welche Bedingungen wichtig für eine erfolgreiche Zusammenarbeit sind und wie Partnerschaften zwischen Forschungs- und Bildungseinrichtungen durch Schaffung geeigneter Rahmenbedingungen unterstützt werden könnten“ (Ausschreibung Sparkling Science 2007).

Prozessbegleitende Evaluation Schlüsselfragen sind: Welche Rahmenbedingungen sind für eine erfolgreiche Zusammenarbeit wichtig? 2. Welche Kompetenzen erwerben SchülerInnen, LehrerInnen, und ForscherInnen, die den zusätzlichen Arbeits- und Zeitaufwand im Rahmen von Sparkling Science Projekten rechtfertigen? 3. Ist eine Weiterentwicklung der SchülerInnen in Hinblick auf ihre Einstellung zu Naturwissenschaften im Allgemeinen und zum wissenschaftlichem Arbeiten im Speziellen zu beobachten? 4. Wie entwickeln sich Erwartungen, die SchülerInnen, LehrerInnen und ForscherInnen zu Beginn des Projektes formulieren, im Verlauf der Zusammenarbeit und wie wird diese Zusammenarbeit nach Abschluss des Projektes beurteilt? Projektmitarbeiterin: Elisabeth Carli

Prozessbegleitende Evaluation 1. Fragebogen 2. Interviews 3. Projekttagebücher 4. Beobachtungen 5. Filmsequenzen 54 SchülerInnen (davon 8 Burschen und 34 Mädchen; 4 unklar); 15-19 Jahre.

Prozessbegleitende Evaluation 1. Fragebogen 1. Zusammenarbeit: 9 Fragen (vorwiegend geschlossen) 2. Erwartungen: 13 Fragen (vorwiegend geschlossen) 3. Fachlich-inhaltliches Wissen: 6 Fragen (offen)

Prozessbegleitende Evaluation 1. Fragebogen 1. Zusammenarbeit: 9 Fragen 1 Die WissenschafterInnen kümmerten sich darum, dass das Forschungsprojekt den SchülerInnen Spaß macht. n=54

Prozessbegleitende Evaluation 1. Fragebogen 1. Zusammenarbeit: 9 Fragen 5 Die WissenschafterInnen nahmen die Ideen und Meinungen der SchülerInnen ernst. n=54

Prozessbegleitende Evaluation 1. Fragebogen 1. Zusammenarbeit: 9 Fragen 3 Ich habe viel neues Wissen über das Thema gelernt. n=54

Prozessbegleitende Evaluation 1. Fragebogen 1. Zusammenarbeit: 9 Fragen 4 Fachliche Inhalte wurden einfach und verständlich erklärt. n=54

Prozessbegleitende Evaluation 1. Fragebogen 2. Erwartungen: 13 Fragen 3 Ich möchte Wissen erlangen um die Ergebnisse zu verstehen und zu interpretieren. n=54

Prozessbegleitende Evaluation 1. Fragebogen 2. Erwartungen: 13 Fragen 10 Ich möchte bei der Auswertung viel selber machen. n=54

Prozessbegleitende Evaluation 1. Fragebogen 2. Erwartungen: 13 Fragen 13 Ich weiß schon genug, um die Ergebnisse zu verstehen und zu interpretieren. n=54

Prozessbegleitende Evaluation 2. Semi-strukturierte Interviews 1. Persönliche Fragen zur Befindlichkeit im Projekt 2. Fachlich Inhaltliches Konzeptverständnis Klimawandel und Landwirtschaft Auflassen landwirtschaftlicher Nutzung Wasserhaushalt von Pflanzen