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 Software-App für optimale Düngergabe
09.11.2017 | Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.

nachricht Win-Win-Situation Arznei- und Gewürzpflanzen + Bestäuber-Insekten
06.11.2017 | 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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

Raumfahrtkolloquium: Technologien für die Raumfahrt von morgen

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wasserkühlung für die Erdkruste - Meerwasser dringt deutlich tiefer ein

21.11.2017 | Geowissenschaften

Eine Nano-Uhr mit präzisen Zeigern

21.11.2017 | Physik Astronomie

Zentraler Schalter

21.11.2017 | Biowissenschaften Chemie