Integrative Forschungen im Verbundprojekt GLOWA-Elbe Integration Integrative Forschungen im Verbundprojekt GLOWA-Elbe (www.glowa-elbe.de) F. Wechsung

Zielsetzung GLOWA-ELBE 2. Problematik 3. Methodik 4. Projektüberblick

Entwicklung integrierter Strategien zur nachhaltigen Bewältigung 1. Zielsetzung GLOWA-ELBE: Entwicklung integrierter Strategien zur nachhaltigen Bewältigung von durch den Globalen Wandel bedingten Wasserverfügbarkeitsproblemen, Wassernutzungskonflikten und daraus resultierenden Umwelt- und sozio-ökonomischen Problemen im Elbeeinzugsgebiet

2. Problematik Globaler Wandel Veränderungen des Erdsystems mit zum Teil irreversiblen Folgen für die natürlichen Lebensgrund-lagen eines Großteils der Menschheit (WBGU 1993)

Wichtige Komponenten: 2. Problematik Globaler Wandel Zeithorizont: + 10, 20,..., 50, ...., 100 Jahre Wichtige Komponenten: Klimawandel Sozio-ökonomischer Wandel

Anstieg der Treibhausgaskon-zentration in der Atmosphäre durch 2. Problematik Klimawandel Anstieg der Treibhausgaskon-zentration in der Atmosphäre durch anthropogene Emissionen Erwärmung Zunahme von Extremereignissen Auflösung gewohnter Klimakonstellationen

2. Problematik Klimatrends Änderungstrend der Temperatur (T) im deutschen Teil des Elbeeinzugsgebietes zwischen 1901-1998 (nach Gerstengarbe et al. 2002)

2. Problematik Klimatrends Änderungstrend der Niederschläge (unten, P) im deutschen Teil des Elbeeinzugsgebietes zwischen 1901-1998 (nach Gerstengarbe et al. 2002)

2. Problematik Einzugsgebiet EEA Kategorie Themse 233 Elbe 680 Extrem [m3 Einw.-1 Jahr-1] EEA Kategorie Themse 233 Elbe 680 Extrem niedrig Rhein 1370 Weichsel 1400 Sehr niedrig Seine 1500 Donau 2400 Po 2600 Ebro 3300 Loire 4000 Niedrig Duero Donau, D. 4300 Wolga 4400 Garonne 4600 Wasserverfügbarkeit Europe’s Environment: The Dobris Assessment. Eds. David Stanners and Philippe Bourdeau, European Environment Agency, Copenhagen 1995.

Wassernutzungskonflikte 2. Problematik Wassernutzungskonflikte Wasserdargebot Niederschlagsmittel im Tiefland: 600 mm Gesamtmittel: 715 mm Wassernachfrage Haushalte Energieerzeugung Landwirtschaft Schifffahrt Tourismus Landschaft

Alterung westlicher Gesellschaften 2. Problemaufriss Sozioökonomischer Wandel bedeutet u.a. Alterung westlicher Gesellschaften

2. Problematik Bevölkerungsanteil der über 60 Jährigen in 2050 (economist Nov 1st 2001 )

Alterung westlicher Gesellschaften Dominanz imma- trieller Produktion 2. Problematik Sozioökonomischer Wandel bedeutet u.a. Alterung westlicher Gesellschaften Dominanz imma- trieller Produktion

2. Problematik Änderung des relativen Beschäftigungsanteil nach Sektoren zwischen 1980 und 1997 (economist Nov 1st 2001 )

Alterung westlicher Gesellschaften Dominanz imma- terieller Produktion 2. Problematik Sozioökonomischer Wandel bedeutet u.a. Alterung westlicher Gesellschaften Dominanz imma- terieller Produktion Bedeutungsgewinn immaterieller Werte

Wasserverfügbarkeit, Spree-Havel 2. Problematik Wasserverfügbarkeit, Spree-Havel Braunkohle-förderung Lausitz 1t Braunkohle 6 m3 Wasser Braunkohlenförderung DDR 1989 ca. 300 Mill. t a-1 Grundwasserabsen-kungstrichter: 1350 km2 Spree-Wasserführung erhöht von 14 auf 40 m3s-1

Wasserverfügbarkeit, Havel-Spree 2. Problematik Wasserverfügbarkeit, Havel-Spree Nach 1989 Rück-gang der jährlichen Förderung um 225 Mill. t Kohle (=-1.35 Mrd. m3 Wasser) Mengen und Qualitätsprobleme: 1999/ 2000 massen-haftes Auftreten von Blaualgen in Folge Trockenheit in Berliner Gewässern

Wasser(ver-)nutzungsproblem Elbe-Nordsee 2. Problematik Wasser(ver-)nutzungsproblem Elbe-Nordsee Gebietsanteil der deutschen Flussgebiete mit Nordsee-entwässerung Rhine Lobith Ems Weser Elbe small rivers North Sea direct North Sea Elbe Relativer Anteil deutscher Flussgebiete an der Nährstoffemission Deutschlands in die Nordsee im Jahr 2000 Stickstoff Phosphor Elbe Elbe The Progress Report to the Fifth North Sea Conference, February 2002 (http://odin.dep.no/md/nsc/report/index-b-n-a.html)

Änderung des N-Eintrages der Elbe in die Nordsee 2. Problematik Änderung des N-Eintrages der Elbe in die Nordsee Behrendt et al. 2002

Änderung des N-Eintrages der Elbe in die Nordsee 2. Problematik Änderung des N-Eintrages der Elbe in die Nordsee Behrendt et al. 2002

b.a.u. Szenario 2010 für die Landwirtschaft im Elbeeinzugsgebiet 2. Problematik b.a.u. Szenario 2010 für die Landwirtschaft im Elbeeinzugsgebiet  35 35 - < 50 65 - < 80 50 - < 65  80 Stickstoffüberschuss [kg N/ha LF]

2. Problematik A01-Szenario 2010 Entkopplung der Direktzahlungen (Tier- und Flächenprämien) von Produktionsentscheidungen der Landwirte  35 35 - < 50 65 - < 80 50 - < 65  80 Stickstoffüberschuss [kg N/ha LF]

Forschungsherausforderungen Handlungsorientiert: Methodenorientiert: 2. Problematik Globaler Wandel Forschungsherausforderungen Handlungsorientiert: Nachhaltige Entwicklungspfade Methodenorientiert: Zielführende Szenarioanalyse

Methodische Voraussetzungen 3. Methodik Methodische Voraussetzungen Interdisziplinärer Ansatz zur Szenarienanalyse Simulationsmodelle Einbeziehung von Akteuren und Betroffenen Integrativer Methodi-scher Ansatz (IMA) Kategorien zur Aufgaben-beschreibung und Lösungsweg sichert Transparenz u. Wiederholbarkeit

Methodische Voraussetzungen 3. Methodik Methodische Voraussetzungen Interdisziplinärer Ansatz zur Szenarienanalyse Simulationsmodelle Einbeziehung von Akteuren und Betroffenen Reproduzieren System Verhalten basierend auf: qualitativen Zusammenhängen (Gleichungen, Regeln) Parametern Eingangsinformationen Gestatten Blick in die Zukunft

Methodische Voraussetzungen 3. Methodik Methodische Voraussetzungen Interdisziplinärer Ansatz zur Szenarienanalyse Simulationsmodelle Einbeziehung von Akteuren und Betroffenen Szenarienpräzisierung & Bewertung: Stakeholdertreffen Landschafts-konferenzen mit Bürgern Statuskonferenzen

Ziel: 3. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Ziel: Nachhaltige Handlungsstrategien

Untersuchungsraum, Probleme, Konflikte 3. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Untersuchungsraum, Probleme, Konflikte Gesamt-Elbe Spree-Havel Unstrut

Untersuchungsraum, Probleme, Konflikte 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Klimaszenarien Wasserverfügbarkeit Ökohydrologie Landwirtschaft Nährstofffracht Untersuchungsraum, Probleme, Konflikte Gesamt-Elbe Spree-Havel Unstrut

Untersuchungsraum, Probleme, Konflikte 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Oberlieger-Unterlieger Konflikt Flutung v. Tagebaurestlöchern Erhaltung Spreewald Wasserversorgung Berlins Untersuchungsraum, Probleme, Konflikte Gesamt-Elbe Spree-Havel Unstrut

4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Prozesse des Globalen Wandels, die auf übergeordneter Skalenebene bestimmt werden bzw. nicht auf regionale Entscheidungen zurückzuführen sind.

A1 A2 B1 B2 Entwicklungsdomänen 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Entwicklungsdomänen Ökonomie dominiert A1 A2 globalisiert regionalisiert B1 B2 ökologisch

Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Sub-Typen v. A1, B2 Szenarien Sozio-ökonomischer Wandel ohne Klimawandel (A10,B20) Klimawandel ohne sozio-ökonomischen Wandel (A1*, B2*)

szenarien 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikriterielle Analyse Equity Analyse szenarien Klima- Bevölkerungs- Energie- Politik- Landnutzungs- Bürger-

Handlungsalternativen 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Entwicklungsrahmen X Handlungsalternativen Handlungsfelder Handlungsoptionen

Handlungsfelder Handlungsoptionen Spree-Havel 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Handlungsfelder Handlungsoptionen Spree-Havel Wasserüberleitung Mindestflutung Konditionierung

Modelle-Indikatoren SWIM- 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Modelle-Indikatoren SWIM- Wasserdargebot, Evapotranspiration, Abflusskomponenten, Vegetation, Erträge (Landnutzung[RAUMIS], Klima)

Modelle-Indikatoren WATERGAP- 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Modelle-Indikatoren WATERGAP- Wasserverfügbarkeit (Landnutzung, Wassernachfrage, Klima)

Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Modelle-Indikatoren ARCGRM – - Abflüsse, Wasserstände, - Wasserbereitstellung (Speichermanagement, Nutzung v. Oberflächen – und Grundwasser, KLima)

Modelle-Indikatoren VEGMOS – 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Modelle-Indikatoren VEGMOS – Veränderungen von Pflanzengesellschaften (Grundwasserstand [ARCGRM])

Modelle-Indikatoren BOWAS: 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Modelle-Indikatoren BOWAS: Evapotranspiration Erträge v.Grünland, Lebensdauer von Mooren (Grundwasserstand, [ARCGRM])

Modelle-Indikatoren RAUMIS – 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Modelle-Indikatoren RAUMIS – Art und Intensität der landwirtschaftlichen Landnutzung, Stickstoffüberschuss (Politik, Markt, Erträge[SWIM])

Modelle-Indikatoren MONERIS – 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Modelle-Indikatoren MONERIS – Nährstofffracht N und P (Landnutzung [RAUMIS], Abflussregime [SWIM, WATERGAP])

Modelle-Indikatoren Kombiniert in Modellkampagnen Modellsystem 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Modelle-Indikatoren Kombiniert in Modellkampagnen Modellsystem

Berlin 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Berlin

Equity-Analyse Berlin

Equity-Analyse Berlin

Berlin 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur 2000-2002 Gesamtelbe Spree-Havel x x fixiert x x x Berlin Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikriterielle & Equity Analyse

(x) x (x) x 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur 2000-2003 Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikritielle Analyse Equity Analyse Gesamtelbe Spree-Havel. x x (x) x x x (x) x (x) x IMA-Pilotprojekt

Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikriterielle, Equity Analyse 4. Projektüberblick IMA & Projektstruktur Gesamt-Elbe 2003-2006 Wasser-verfüg-barkeit Gewäs-serqua-lität Hoch-wasser-schutz x Masterszenarien Entwicklungsrahmen Entwicklungsszenarien Impaktstudien Multikriterielle, Equity Analyse Analyse von Wirkungen des Globalen Wandels auf den Wasserkreislauf im Elbegebiet*. Aufklärung von regionalen Wechselwirkungen zwischen Globalem Wandel und Akteursverhalten. Entwicklung von nachhaltigen Handlungsstrategien zur Minderung und zum Ausgleich von Gefahrenpotentialen und Interessenskonflikten.

Integrative Forschungen im Verbundprojekt GLOWA-Elbe Autoren: Verbundprojekt GLOWA-ELBE Projektleiter: Frank Wechsung Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. (PIK) e-mail: wechsung@pik-potsdam.de Projektidee: Alfred Becker Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. (PIK) e-mail: becker@pik-potsdam.de IMA: Volker Wenzel Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. (PIK) wenzel@pik-potsdam.de Frank Messner Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH (UFZ) messner@alok.ufz.de Integration