Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Klimawandel gefährdet Weizenerträge

10.06.2013
Die Weizenerträge werden sich durch den globalen Klimawandel voraussichtlich verringern.

In einem einzigartigen Vergleich von 27 Pflanzenwachstumsmodellen stellte jetzt ein internationales Wissenschaftlerteam unter Beteiligung der Universität Bonn fest, dass die derzeit verwendeten Wachstumsmodelle große Unsicherheiten aufweisen.

Nur über die Durchführung von Simulationen mit mehreren verschiedenen Modellen lässt sich diese Unsicherheit derzeit reduzieren, bis Weiterentwicklungen dieser mathematischen Modelle zu genaueren Abschätzungen künftiger Weizenerträge führen. Die Ergebnisse werden nun im Fachjournal „Nature Climate Change“ vorgestellt.

Die Globale Erwärmung hat absehbar auch Auswirkungen auf die Pflanzenproduktion und damit die Ernährung der Weltbevölkerung. Die Folgen des Klimawandels für die Ernten sind jedoch regional sehr unterschiedlich.

„Im kühl-feuchten Finnland können steigende Temperaturen zu zunehmenden Erträgen führen, während im bereits heute schon warmen und trockenen Spanien überwiegend mit einem Rückgang der Pflanzenproduktivität zu rechnen ist“, berichtet Prof. Dr. Frank A. Ewert vom Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz der Universität Bonn. Neben wärmeren Temperaturen kommen noch der „Düngeeffekt“ des Treibhausgases Kohlendioxid und veränderte Niederschlagsmengen hinzu. „Durch dieses komplexe Wirkungsgefüge, das zudem von den Anbaumaßnahmen der Landwirte - wie die Düngung - beeinflusst wird, lassen sich die Folgen des Klimawandels für die Pflanzenproduktion nur schwer abschätzen“, sagt Prof. Ewert.

Bislang umfangreichster Vergleich verschiedener Klimamodelle

Die Wissenschaftler nutzen deshalb mathematische Simulationen. Damit analysieren sie unter Einbeziehung von Experimenten die komplexen Vorgänge von Pflanzenwachstum und Ertragsbildung und blicken damit in die wärmere Klimazukunft. Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat nun unter Federführung von Prof. Dr. Senthold Asseng von der University of Florida (USA) und unter Beteiligung des Co-Koordinators Prof. Ewert von der Universität Bonn die Zuverlässigkeit von 27 verschiedenen Wachstumsmodellen für Weizen untersucht. „Diese Studie ist einzigartig. Es handelt sich um den bislang umfangreichsten Vergleich verschiedener Wachstumsmodelle“, berichtet Prof. Ewert.

Jedes dieser Wachstumsmodelle ist mit Unsicherheiten behaftet, weil die Simulationen immer ein vereinfachtes Abbild der hochkomplexen Realität sind. Ein wichtiges Ergebnis der Wissenschaftler ist, dass sich die Trefferquoten der Modelle hinsichtlich der Weizenerträge verbessern, wenn mehrere Wachstumsmodelle zur Berechnung herangezogen werden. Die notwendige Anzahl der Modelle hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab und nimmt zu, je weiter man in die Zukunft blickt. Beim Vergleich der Simulationen zeigte sich zudem, dass Faktoren wie der Boden, Aussaattermin und Düngeintensität einen großen Einfluss auf das berechnete Ergebnis haben. „Hier lohnt es sich, bei der Weiterentwicklung der Modelle genauer hinzusehen“, sagt Prof. Ewert.

Je größer die Temperatursteigerung, desto unsicherer die Modelle

Der Weltklimarat (IPCC) geht von einer möglichen Erwärmung der durchschnittlichen globalen Lufttemperatur von 1,1 bis 6,4 Grad Celsius bis zum Jahr 2100 aus. Das internationale Forscherteam prüfte mit den verschiedenen Wachstumsmodellen, wie sich diese prognostizierte Erwärmung auf die Weizenerträge auswirkt. „Die Temperaturerhöhung führt überwiegend zu Ertragsminderungen“, berichtet der Bonner Wissenschaftler. Und: Je mehr die Temperaturen steigen, desto größer werden Unsicherheiten der Modellergebnisse zu Weizenerträgen. „Auch hier gibt es noch Forschungsbedarf, um die Zuverlässigkeit der Ergebnisse zu erhöhen“, sagt Prof. Ewert.

Ein überraschendes Resultat war, dass die Pflanzenwachstumsmodelle im Vergleich zu Klimamodellen deutlich höhere Unsicherheiten aufwiesen. Als Grund vermuten die Wissenschaftler, dass die Klimamodellierer schon länger vergleichende Simulationsstudien durchführen, so mehr Erfahrungen mit ihren Simulationen gesammelt und dadurch ihre Modelle ständig verbessert haben. Die Wissenschaftler wollen die Gründe für die Unsicherheiten in den Wachstumsmodellen für Weizen besser verstehen und daraus lernen, um zu noch besseren Simulationen zu kommen. „Schließlich sind die Wachstumsmodelle für Feldfrüchte von entscheidender Bedeutung, um die Folgen der globalen Erwärmung besser abschätzen und darauf reagieren zu können“, sagt der Forscher der Universität Bonn.

Publikation: Uncertainty in simulating wheat yields under climate change, Nature Climate Change, DOI: 10.1038/NCLIMATE1916.

Kontakt:

Prof. Dr. Frank A. Ewert
Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz
Tel.: 0228/732041
E-Mail: frank.ewert@uni-bonn.de
Weitere Informationen:
http://www.agmip.org/; www.macsur.eu Weiterführende Informationen im Internet
http://www.lap.uni-bonn.de Arbeitsgruppe im Internet

Johannes Seiler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Getreide, das der Dürre trotzt
19.09.2017 | Universität Wien

nachricht BMEL verstärkt Maßnahmen im Kampf gegen das Eschentriebsterben
11.09.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie