Ziel des RADOSTRegionale Anpassungsstrategien für die deutsche Ostseeküste [1]-Vorhabens ist es, Anpassungsstrategien für die deutsche Ostseeküstenregion im Dialog zwischen Wissenschaft, Wirtschaft, Verwaltung und Zivilgesellschaft zu erarbeiten. Dabei geht es gleichermaßen darum, Schaden für Wirtschaft, Gesellschaft und Natur zu minimieren und mit dem Wandel verbundene Entwicklungschancen optimal zu nutzen. Ein weiteres Ziel ist die dauerhafte Stärkung von Akteursnetzwerken und Kommunikationsstrukturen, auch über die Region hinaus.
Abbildung 1: Projektstruktur von RADOST
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Die Projektstruktur [4] von RADOST unterscheidet die folgenden übergeordneten Arbeitsbereiche („Module [5]“):
Netzwerkbildung und Dialog orientieren sich entlang von sechs Fokusthemen [10], die wesentliche vom Klimawandel betroffene Wirtschaftsbereiche und Handlungsfelder in der Region abbilden. Ergebnisse aus den Modulen Natur-/ ingenieurwissenschaftliche Forschung und Sozio-ökonomische Forschung werden in Hinblick auf den Handlungsbedarf in den Fokusthemen aufbereitet und um anwendungsorientierte Forschungen zu den einzelnen Fokusthemen ergänzt. Anwendungsprojekte [11] mit Praxispartnern vor Ort dienen der modellhaften Entwicklung von Lösungsansätzen.
Eine Quervernetzung der Fokusthemen findet sowohl in übergeordneten Dialogforen, die Experten und Akteure von innerhalb und außerhalb der Projektregion zusammenbringen, als auch lokal in ausgewählten Fokusgebieten [12] statt.
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Abbildung 2: Fokusgebiete von RADOST
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RADOST ist eines von sieben Projekten, die im Rahmen der Fördermaßnahme „Klimawandel in Regionen zukunftsfähig gestalten“ (KLIMZUG [14]) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF [15]) gefördert werden. KLIMZUG unterstützt Modellregionen in Deutschland bei der Entwicklung von innovativen Ansätzen zur Klimaanpassung. Ein zentrales Ziel der Maßnahme ist die Bildung dauerhaft tragfähiger Akteursnetzwerke.
Die Projektlaufzeit von RADOST ist Juli 2009 bis Juni 2014.
Der Klimawandel stellt die deutsche Ostseeküstenregion vor massive Anpassungserfordernisse. Die Stabilisierung der Uferlinie erfordert bereits heute erhebliche Investitionsmittel. Vom Klima abhängige Wirtschaftszweige wie Tourismus und Landwirtschaft bilden wichtige Einnahmequellen und Beschäftigungsmöglichkeiten. Hinzu kommt die internationale Bedeutung der Region für den Natur- und Artenschutz. Neben einem beschleunigten Anstieg des Meeresspiegels zeichnen sich Änderungen in der Häufigkeit und Stärke von Stürmen und Hochwasserereignissen ab. Eine veränderte Strömungsdynamik mit entsprechenden Auswirkungen auf Sedimenttransporte beeinflusst ebenfalls die zukünftige Entwicklung der Küstenlinie. Küstennahe Infrastrukturen und Wirtschaftsaktivitäten können hiervon in vielfältiger Weise betroffen sein. Zudem sind Beeinträchtigungen der Wasserqualität aufgrund erhöhter Durchschnittstemperaturen und zeitweise verstärkter Nährstoffeinträge durch verändertes Abflussverhalten der Zuflüsse zu erwarten. Das sensible Nutzungsgefüge und die knappen zur Verfügung stehenden Ressourcen erfordern zuverlässige Aussagen zu klimabedingten Veränderungen und ein gesteigertes Bewusstsein für Anpassungserfordernisse.
Das Modul Netzwerkbildung und Dialog bildet als Herzstück von RADOSTRegionale Anpassungsstrategien für die deutsche Ostseeküste [1] die Schnittstelle zwischen Forschung und Anwendung. In variablen Formen des Austauschs und der Zusammenarbeit werden sektorale und sektorübergreifende Problemstellungen aufgegriffen, der Stand der Forschungsarbeiten mit dem Bedarf der regionalen Akteure abgeglichen und Lösungsansätze erarbeitet.
Netzwerkbildung und Dialog orientieren sich entlang von sechs Fokusthemen [16], die wesentliche vom Klimawandel betroffene Wirtschaftsbereiche und Handlungsfelder in der Region abbilden. Fokusthemen sind:
Angestrebt wird eine die beiden Bundesländer übergreifende Netzwerkstruktur zur Klimaanpassung in der Region, die auf bereits existierenden Arbeitsstrukturen aufbaut und diese ergänzt, um dem Querschnitts-Charakter der Herausforderung Klimaanpassung gerecht zu werden.
Der Netzwerkbildung und dem Austausch und Dialog der Akteure dient eine Reihe von variablen Veranstaltungsformaten, die bestehende Gremien und Arbeitsgruppen ergänzt:
Zur beispielhaften Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen sind eine Reihe von Anwendungsprojekten [24] mit Praxispartnern geplant. Die Zusammenarbeit in Anwendungsprojekten ist ebenfalls ein wesentliches Element der Netzwerkbildung.
In der natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschung von RADOST werden die regionalen Auswirkungen des Klimawandels untersucht. Die Forschung stellt die Grundlagendaten bereit und erfasst Struktur- und Funktionsänderungen der westlichen Ostsee und der inneren und äußeren deutschen Ostseeküstengewässer infolge des Klimawandels.
Die verwendeten natur- und ingenieurwissenschaftlichen Simulationsmodelle decken ein breites inhaltliches und räumliches Spektrum ab. Grundlage sind die Klimaszenarien für die Einzugsgebiete, die Küsten und die Ostsee (z.B. Veränderung von Temperatur, Niederschlag und Wind) sowie die in der Sozioökonomie entwickelten Szenarien für den regionalen (Landnutzungs-) Wandel. Darauf aufbauend werden in der natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschung verschiedene Modelle im Bereich Meer, Küste und Flusseinzugsgebiete erstmals miteinander verknüpft und dadurch neue Möglichkeiten für die Klimafolgenabschätzung geschaffen. Als Folge dieses Modellintegrationskonzeptes sind Simulationen mit starkem praktischem Bezug möglich. Es lassen sich viele Fragestellungen aufgreifen, die bislang nicht oder nur unzureichend behandelt werden konnten. Neben der Simulation von Wellen, Turbulenzen, Strömungen und Sedimenttransport werden auch Gewässerchemie und ökologische Aspekte wie Phytoplankton einbezogen. Die Modelle reichen von der großräumigen Skala der Ostsee bis zur kleinräumigen Skala einzelner Küstenabschnitte, die für die küstenwasserbaulichen und ökologischen Fragestellungen in den Fokusgebieten erforderlich ist. Durch diesen Ansatz wird es möglich, Prozesse im Detail zu studieren, ohne den Gesamtzusammenhang, also die steuernden Prozesse in der Ostsee, vernachlässigen zu müssen.
RADOST verwendet die Ergebnisse aus der Klimaforschung, um die Interessensvertreter der Deutschen Ostseeküste für den künftigen Klimawandel zu wappnen. Häufig gestellte Fragen in diesem Zusammenhang werden im Folgenden erläutert.
Auf welche zentralen Annahmen zur Klimaänderung stützt sich RADOST?
Das Norddeutsche Klimabüro des HZG Forschungszentrums in Geesthacht informiert mit dem Norddeutschen Klimaatlas [33] über den Forschungsstand zum möglichen künftigen Klimawandel in Norddeutschland. Unter www.norddeutscher-klimaatlas.de [33] können Sie sich über die Änderung einzelner Klimafaktoren informieren. In RADOST werden die Szenarien A1B und B1 zu Grunde gelegt. Für die Regionalisierung wurde das Regionalmodell COSMO-CLM ausgewählt. Diese Regionalen Szenarien (A1B-CLM und B1-CLM) können Sie sich im Norddeutschen Klimaatlas in der „Darstellung für Modellnutzer“ [34] anzeigen lassen.
Für Fragen zum Forschungsstand im Hinblick auf Klimaszenarien für die Deutsche Ostseeküste gibt desweiteren Dr. Insa Meinke, Leiterin des Norddeutschen Klimabüros [35] Auskunft (siehe Kontaktinformation unten).
Auf welche Annahmen bezüglich des Anstiegs des mittleren Meeresspiegels bezieht sich RADOST?
Im letzten Jahrhundert ist der Meeresspiegel im weltweiten Durchschnitt etwa 1 bis 2 Dezimeter angestiegen. Diese Anstiegsrate findet sich auch in langjährigen Pegelmessungen an der deutschen Ostseeküste wieder. In den letzten Jahrzehnten ist der globale Meeresspiegel durchschnittlich bereits stärker angestiegen als zu Beginn des letzen Jahrhunderts. Würde man die derzeitige Anstiegsrate auf 100 Jahre linear fortschreiben, läge der Meeresspiegelanstieg bei etwa drei Dezimeter. Anders als im globalen Durchschnitt konnte an der deutschen Ostseeküste bisher jedoch kein beschleunigter Anstieg aus den Messdaten abgeleitet werden.
Der UN-Klimarat IPCC erwartet bis Ende des 21. Jahrhunderts einen Meeresspiegelanstieg von etwa zwei bis sechs Dezimeter. Das bedeutet, dass sich die durchschnittliche bisherige Anstiegsrate des letzten Jahrhunderts (zwei Dezimeter) im nächsten Jahrhundert verdreifachen kann, mindestens aber gleich bleibt. Bis 2030 könnte der Meeresspiegel im weltweiten Durchschnitt verglichen zu heute etwa ein bis zwei Dezimeter ansteigen. Außerdem können sich Prozesse in den großen Eisschilden Grönlands und der Antarktis so verstärken, dass sie den globalen Meeresspiegel zusätzlich ansteigen lassen. Insgesamt ist dann laut IPCC ein weltweiter Meeresspiegelanstieg von zwei bis acht Dezimeter bis zum Ende des 21. Jahrhunderts plausibel. Für die Ostsee gibt es noch keine abschließenden regionalen Szenarien zum regionalen Meeresspiegelanstieg, aber es existieren Forschungsansätze und laufende Arbeiten.
RADOST legt die oben zusammengefassten Aussagen zu Grunde, die auf dem 4. IPCC-Bericht basieren. Weitere Informationen hierzu befinden sich in der Stellungnahme zu Nordseesturmfluten im Klimawandel, die HZG-Wissenschaftler anlässlich einer Anhörung des Schleswig-Holsteinischen Landtages zur Zukunft des Küstenschutzes erarbeitet haben. Zusätzlich berücksichtigt RADOST die Ergebnisse neuerer Studien, die seit dem 4. IPCC-Bericht erschienen sind. Auf diese Weise versuchen wir, eine Bandbreite möglicher Änderungen zu betrachten und die existierenden Unsicherheiten zu berücksichtigen. Weitere Informationen zum globalen Meeresspiegelanstieg liefert auch das Klimabüro für Polargebiete und Meeresspiegelanstieg am Alfred Wegener Institut.
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Abbildung: Natur- und ingenieurwissenschaftliche Modellierung
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Physikalische Modellierung
Ein numerisches Strömungs-Regionalmodell (GETM) liefert die großräumigen Randbedingungen für die gesamten deutschen Ostseeküstengewässer. Zusätzlich werden für die Fokusgebiete detailierte Lokalmodelle erstellt. Diese werden durch die Simulationsergebnisse des regionalen Strömungsmodells (MOM) sowie des regionalen Seegangsmodells (WAM) angetrieben. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für die interaktive Kopplung des lokalen Strömungsmodells (GETM) mit dem lokalen Seegangsmodell (SWAN), welche zuverlässige Aussagen über die mögliche veränderte Küstenerosion erlaubt.
Ökologische Modellierung
Die mit dem Angebotsmodell RAUMIS berechneten Nährstoffüberschüsse in der landwirtschaftlichen Flächennutzung dienen als Input für das Stoffhaushaltsmodell MONERIS. Damit können dann die Auswirkungen des Klimawandels auf die Nährstofffrachten in den Einzugsgebieten der deutschen Küstengewässer quantifiziert werden. Die Folgen der veränderten Nährstofffrachten werden mit gekoppelten Strömungs- und Ökosystemmodellen simuliert. Das Modell ÖkoMod/GETM simuliert räumlich hoch aufgelöst die Konsequenzen für die Ökologie und den Transport in den unmittelbaren inneren und äußeren Küstengewässern. Dieses Modell wird eingebettet in das gröber aufgelöste Modell ÖkoMod/MOM, welches dafür in der Lage ist, die Abläufe in der gesamten Ostsee zu berücksichtigen. Parallel wird das hydrodynamische und ökologische MAEWEST-Modell für die Kieler Förde eingesetzt. Durch diese Kopplung von Agrar-, Flusseinzugsgebiets-, Küstengewässer- und Ostseemodell entsteht ein leistungsfähiges Modellsystem, welches nicht nur in der Lage ist, die Auswirkungen des Klimawandels zu erfassen, sondern gleichzeitig auch die Konsequenzen von Landnutzungsänderungen und anderen Maßnahmen im Einzugsgebiet zu quantifizieren.
Leitung des Teilprojekts: PD Dr. Gerald Schernewski, Arbeitsgruppe Küsten- und Meeresmanagement [39]
In diesem Teilgebiet der natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschung in RADOST wird der Frage nachgegangen, wie sich Wasserstände, Strömungen, Seegang und Sedimenttransporte auf den verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen in Zukunft entwickeln werden.
Als Grundlage für die Entwicklung von Strategien und Optionen für den Küsten- und Hochwasserschutz wird der zu erwartende hydrodynamische Einfluss (Wasserstände, Seegang und Strömungen) auf die Küsten analysiert. Für diese Arbeiten werden Seegangs- und dreidimensionale Strömungs- und Transportmodelle auf einer für küstenwasserbauliche Fragestellungen erforderlichen kleinräumigere Skala genutzt. Szenarien zu Veränderungen des Sedimenttransports im Küstenbereich werden simuliert und im Hinblick auf veränderte Erosions- und Akkumulationsbereiche analysiert und bewertet.
Das übergeordnete Ziel des Gesamtvorhabens ist die bedarfsorientierte Entwicklung von Strategien zur Anpassung an den Klimawandel sowie von beispielhaften Umsetzungsmaßnahmen. Dabei stellen Probleme des Küstenschutzes sowie zukünftige Anforderungen an die Infrastruktur (insbesondere Häfen) zentrale Aspekte dar. Um für diese Sektoren gezielt Anpassungsmaßnahmen entwickeln zu können ist es nötig, auch über die marinen Aspekte des zukünftigen Klimawandels plausible Aussagen in Form alternativer Szenarien treffen zu können.
Diese Szenarien müssen sowohl eine möglichst große Bandbreite möglicher alternativer Zukünfte abdecken, als auch konsistent mit den zugrunde liegenden atmosphärischen Szenarien sein. Bisher gibt es solche Szenarien für die Projektregion nicht und Kenntnisse über marine Aspekte des zukünftigen Klimawandels in der Projektregion sind nicht besonders ausgeprägt. Das Teilvorhaben trägt dazu bei, diese Situation zu verbessern. Es nutzt vorhandene atmosphärische Klimaänderungsszenarien und ergänzt auf deren Basis fehlende marine Komponenten. Die Ergebnisse werden in praxisnaher und für die Verbund- und Netzwerkpartner verwertbarer Form aufbereitet. Das Teilprojekt liefert damit wesentliche Voraussetzungen für die Durchführung zentraler Arbeiten in RADOST und ermöglicht es dem Gesamtvorhaben, bedarfsorientierte Anpassungsstrategien an den Klimawandel in der Projektregion zu entwickeln und beispielhaft umzusetzen. Ein Beispiel hierfür ist das Anwendungsprojekt „Integration von Umweltdaten der Ostsee in die routenspezifische Optimierung von Schiffsentwürfen“ [43].
Die Belange des Küstenschutzes und der Häfen (Infrastruktur) sind von enormer gesellschaftlicher Bedeutung für die Projektregion und stellen wesentliche Schwerpunkte der Arbeiten des Gesamtvorhabens dar. Um für diese Sektoren bedarfsorientierte Anpassungsstrategien an den Klimawandel zu entwickeln ist es unabdingbar, zunächst fundierte Kenntnisse über die marine Ausprägung des Klimawandels in der Projektregion zu gewinnen. Indem es diese Kenntnisse bereitstellt und praxisorientiert aufarbeitet, trägt das Teilvorhaben unmittelbar dazu bei,
Basierend auf und ausgehend von vorliegenden atmosphärischen Klimaänderungsszenarien werden in diesem Teilprojekt entsprechende Seegangsszenarien für die Ostsee erstellt. Diese stellen eine wesentliche Eingangsgröße für die Erstellung küstennaher Szenarien im Teilprojekt Strömung und Seegang in kleinräumigen Küstenbereichen [44] dar. Zusätzliche marine Aspekte werden im Teilprojekt Großräumige Strömungsveränderungen [45] behandelt.
Welche quantitativen Veränderungen der Temperatur- und Salzgehaltsverteilungen sowie Strömungsmuster sind für die westliche Ostsee und die küstennahen Gewässer zu erwarten, wenn sich das Klima in Zukunft verändert?
Mit Änderungen bei den Wasserständen, der Seegangsaktivität, sowie den meteorologischen Antrieben aufgrund des Klimawandels sind auch veränderte Temperatur- und Salzgehaltsverteilungen sowie Strömungsmuster in der Ostsee zu erwarten. Diese Veränderungen werden mit Hilfe von Modellen abgebildet. Ein numerisches Strömungs-Regionalmodell (GETM) für die westliche Ostsee mit den Antrieben aus den ausgewählten Emissionsszenarien liefert die großskaligen Randbedingungen. Die Ergebnisse decken die gesamten deutschen Ostseeküstengewässer ab. Zusätzlich werden für die Fokusgebiete hochauflösende Lokalmodelle erstellt. Diese werden durch die Simulationsergebnisse des regionalen Strömungsmodells sowie des regionalen Seegangsmodells angetrieben. Je nach Bedarf können Strömungsergebnisse mit einer räumlichen Auflösung von bis zu 20 m bereitgestellt werden. Diese Ergebnisse bilden die Grundlage für die interaktive Kopplung des lokalen Strömungsmodells mit dem lokalen Seegangsmodell, welche zuverlässige Aussagen über die mögliche veränderte Küstenerosion erlaubt. In einem weiteren Schritt wird das Strömungs-Regionalmodell mit dem ökologischen Ostseemodell zu einem neuen Gewässerqualitätsmodell gekoppelt
In Kombination mit wechselnden Wasserständen sind die örtlichen Strömungen und der örtliche Seegang die wesentlichen treibenden Kräfte für den küstennahen Sedimenttransport, welcher letztendlich die Ursache für morphologische Veränderungen wie Erosion oder Akkumulation der Küste ist. Mögliche, langfristige Veränderungen des Sedimenttransports auf lokaler, kleinräumiger Ebene sind somit eine wesentliche Fragestellung für Aufgaben des Küstenschutzes, aber auch für den Tourismus und das Strandmanagement.
Hierzu wird zunächst die Modellbasis geschaffen, indem die verwendeten Strömungs- (GETM) und Seegangsmodelle (SWAN) miteinander verknüpft werden. Daran schließt sich die Simulation des örtlichen Seegangs in Kombination mit den örtlichen Strömungen als Grundlage für die Bestimmung der örtlichen Sedimenttransporte und morphologischen Veränderungen an. Diese erfolgt einerseits großräumig, d.h. für die küstennahen Abschnitte entlang der Ostseeküste und kleinräumig für die ausgewählten Fokusgebiete. Die ermittelten Veränderungen der hydrodynamischen Bedingungen in Abhängigkeit von dem gewählten Szenario werden statistisch bewertet.
In einem zweiten Schritt werden Untersuchungen des veränderten Energieeintrags aus Wellen und Strömungen auf die Küste als wahrscheinliche Folge der möglichen Klimaänderungen für (a) mittlere Verhältnisse ebenso wie für (b) extreme Einzelereignisse vorgenommen und mit zu erwartenden Wasserstandsentwicklungen in der südwestlichen Ostsee verknüpft. Anschließend werden die Ergebnisse in verfügbare statistische Analysen der Eingangsgrößen und Abschätzung sowie Bewertung des zunehmenden Risikos eingebunden.
Auf der Grundlage der hydrodynamischen Simulationsrechnungen werden mit ingenieurwissenschaftlichen und ingenieurpraktischen Modellen in unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Skalen die örtlichen Sedimenttransporte ermittelt und darauf aufbauend Abrasion und Deposition quantifiziert. Hieraus werden morphologische und naturräumliche Veränderungen als Folge der veränderten klimatischen Bedingungen (a) entlang der deutschen Ostseeküste sowie (b) für die Fokusgebiete in Szenarien berechnet.
Klimawandel wirkt sich nicht nur auf die Küstengewässer und die Ostsee direkt aus, sondern auch auf die Einzugsgebiete der in die Ostsee einmündenden Flüsse. Maßnahmen müssen daher in allen Bereichen stattfinden. Die diffusen Nährstoffeinträge in die Gewässer aus der Landwirtschaft sind dabei einer der Hauptanknüpfungspunkte.
Klimawandel wird sich sowohl auf die Flusseinzugsgebiete als auch auf die Küstengewässer und die Ostsee auswirken. Veränderungen in den Ein- und Austräge von Nährstoffen durch punktuelle und diffuse Quellen in den Flusseinzugsgebieten haben Konsequenzen für die Stofffrachten der in die Ostsee mündenden Flüsse. Aktuelle Probleme wie Eutrophierung, Algenblüten und anoxische Gewässerbereiche können sich eventuell noch verstärken. Die Landwirtschaft spielt in Bezug auf den Nährstoffeintrag in das deutsche Ostsee-Einzugsgebiet eine besondere Rolle, da sie für einen Großteil der hohen Nährstofffrachten verantwortlich ist. Durch die Kopplung von Agrar-, Flusseinzugsgebiets-, Küstengewässer- und Ostseemodellen entsteht ein leistungsfähiges Modellsystem, welches nicht nur in der Lage ist, die Auswirkungen des Klimawandels zu erfassen, sondern gleichzeitig auch die Konsequenzen von Landnutzungsänderungen und anderen Maßnahmen im Einzugsgebiet zu quantifizieren. Die Ergebnisse aus der Modellierung können dann z. B. für die Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtline (WRRL) genutzt werden, für die Abschätzung notwendiger Maßnahmen zur Reduzierung der Nähr- und Schadstoffeinträge und deren Kosteneffizienz. Die ersten Umsetzungsschritte der WRRL (Referenzzustände, Definition des guten Zustands) können evaluiert und die Konsequenzen für verschiedene Nutzungen entlang der Küste (Tourismus, Naturschutz) abgeschätzt werden.
Durch eine Modellierung der Stoffeinträge in die Flusssysteme des deutschen Ostseeeinzugsgebietes wird aufgezeigt, welche Änderungen in den Binnengewässern infolge des Klimawandels zu erwarten sind.
Die Grundlage bildet das Modell MONERIS [52], welches für alle Flusssysteme des deutschen Ostseeeinzugsgebietes pfadspezifisch den Stoffeintrag mit monatlicher Auflösung in die Oberflächengewässer berechnet. Dabei werden folgende Berechnungen durchgeführt:
Durch die Bereitstellung der Ergebnisse für eine Modellierung der Küstengewässer und der südlichen Ostsee mit dem Modell ERGOM wird eine integrale Abschätzung von Klimafolgen und Anpassungsstrategien für die Gewässerqualität der Küstenzone der deutschen Ostsee ermöglicht. Der integrierte Modellansatz kann somit die gegenwärtigen Probleme bei der Definition von Referenzwerten und gutem ökologischen Zustand für die Küstengewässer lösen (Punkt a. und b.) sowie den derzeitigen (Punkt c.) und unter veränderten Klimabedingungen realisierten (Punkt d.) Nährstoffeintrag in die Oberflächengewässer und deren Umsetzung in der Ostsee quantifizieren.
Das Teilprojekt trägt mit der Modellierung der Nährstoffeinträge (historisch, aktuell und unter verschiedenen Klimaszenarien) wesentlich zum Prozessverständnis bei. Veränderungen der Gewässerqualität und diesbezügliche Auswirkungen auf die Ostsee (vor allem den Küstenbereich) können aufgezeigt und von anderen Projektpartnern als Grundlage für ihre Modellierungen (u. a. mit dem Modell ERGOM) verwendet werden. Zudem können die Ergebnisse für eine Konkretisierung der Referenzbedingungen und der existierenden Zielvorgaben für den guten ökologischen Zustand der Binnengewässer bei zu erwartenden Klimaveränderungen durch die Landesämter genutzt werden. Dabei werden auch die vorhandenen Netzwerke eingebunden, die im Rahmen der Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie entstanden sind. Weiterhin werden in RADOST auf Grundlage der Modellierungsergebnisse ökonomische Folgen von Veränderungen der Gewässerqualität ermittelt, wie etwa Auswirkungen auf den Tourismus durch vermehrtes Algenwachstum.
Entwicklung des Sub-Modells Retentionsbecken
Auf der Grundlage der Ergebnisse zum Nährstoffreduktionspotential von Retentionsbecken [53] wird ein neues Submodell von MONERIS zur Quantifikation des Verminderungspotenzials verschiedener Maßnahmen zur Beeinflussung von Dränageausträgen entwickelt. Nach Integration des Submodells in das Nährstoffbilanzmodell MONERIS werden für verschiedene Szenarioergebnisse des Modells RAUMIS [54], welches Nährstoffbilanzen unter unterschiedlichen Bewirtschaftungsmaßnahmen berechnet, und mögliche Klimaveränderungen die möglichen Verminderungen für die Stickstofffrachten der Flüsse und in den Küstenzonen sowie die dafür notwendigen Kosten abgeschätzt. Diese dienen als Grundlage für Handlungsempfehlungen. Die Anpassungsmöglichkeiten durch Maßnahmen im Einzugsgebiet sollen den regionalen und lokalen Akteuren aufgezeigt werden und deren Umsetzung diskutiert werden. Somit werden die potentiellen Veränderungen der Qualität der Oberflächengewässer bzw. der Küstengewässer analysiert und Maßnahmenmöglichkeiten unter Kosten-/Nutzen-Aspekten aufgezeigt. Weiterhin wird durch mögliche Maßnahmen zur Reduktion der Einträge (z. B. durch Bau und Wartung von Retentionsbecken) eine Basis zur Sicherung von Arbeitsplätzen in der Region gelegt.
Die Zielstellung des Teilvorhabens ist ein wesentlicher Bestandteil zur Erreichung der im Rahmenantrag definierten Zielsetzungen des Gesamtvorhabens, indem insbesondere für das Handlungsfeld Gewässermanagement [19] Strategien zur Anpassung der Binnengewässer an den Klimawandel und die daraus entstehenden Veränderungen der Stoffeinträge in die Küstenzone abgeleitet und mögliche Anpassungsmaßnahmen analysiert werden.
| Anhang | Größe |
|---|---|
| Moneris Kurzbeschreibung_deutsch.pdf [57] | 193.3 KB |
Wie wird sich die Struktur und Funktion bedeutender, innerer Küstengewässer vor dem Hintergrund des Klimawandels verändern? Welche Prozesse müssen in den Modellansatz integriert werden, um die praxisrelevante, ökologische Prognosefähigkeit der Modelle in den Küstengewässern zu verbessern?
Der Transport von Nährstoffen aus dem Einzugsgebiet mit den Flüssen in die Küstenzone steuert wesentlich den Zustand der Küstenökosysteme und der Ostsee. Die massive Eutrophierung stellt nicht nur ein zentrales ökologisches Problem dar, sondern hat auch erhebliche ökonomische Relevanz (Tourismus, Fischerei etc.). Insbesondere die inneren Küstengewässer, wie die Haffe, Bodden und Förden, besitzen als hydrographisch und ökologisch komplexe Systeme zudem eine große Bedeutung als Senke, Transformator, aber auch als zeitweilige Quelle für Nährstoffe. Sie entscheiden darüber, in welcher Menge und Form die Nährstofffrachten in die Ostsee gelangen. Das ökologische Modell (ÖkoMod) ist für die inneren Küstengewässer bisher nur begrenzt verwendbar, da es sich weitgehend auf den Wasserkörper und planktische Organismen beschränkt. Es soll daher um wesentliche Prozesse erweitert und weitere biologische Elemente ergänzt werden. Aspekte wie die filtrierstarken Muschelbänke (Dreissena) oder die sedimentstabilisierenden, submersen Makrophytenbestände spielen in den Haffen und Bodden eine wichtige Rolle. Zudem sind die Wechselwirkungen zwischen Sediment und Wasserkörper bisher nur sehr vereinfacht abgebildet. Die Anwendung des verbesserten Modells erfolgt vor allem in den Fokusgebieten [23].
Leitung des Teilprojekts: Dr. Thomas Neumann, Arbeitsgruppe Küsten- und Meeresmanagement [39]
Wie verändert sich die Gewässerqualität der Ostsee und ihrer Küstengewässer vor dem Hintergrund des Klimawandels? Und wie können sich die Referenzwerte und Zielzustände entsprechend der WRRL für die Küstengewässer und die Ostsee vor dem Hintergrund des Klimawandels ändern?
Die Ergebnisse der Einzugsgebietsmodell-Simulationen liefern die Eingangsdaten für die Gewässerqualitätsmodelle der Küstengewässer und der Ostsee. Die simulierten Stofffrachten zu Beginn des industriellen Zeitalters werden auf das zukünftige Klima projiziert und die Konsequenzen für die Referenzwerte und Zielzustände in den Küstengewässern und der Ostsee dargestellt. Als Vergleich dazu werden die gegenwärtigen Flussfrachten in die Ostsee aufgegriffen und ihre Konsequenzen simuliert, zusätzlich auch mit veränderten Klimabedingungen. Von Bedeutung sind dabei weniger Veränderungen im Jahresmittel sondern vielmehr Veränderungen innerhalb der Jahresgänge. Trockenere Sommer und reduzierte sommerliche Stofffrachten oder auch feuchtere, wärmere Winter können beispielsweise weitreichende Konsequenzen für die Verfügbarkeit (Limitierung) von Nährstoffen für Phytoplankton in den Küstengewässern besitzen. Die Artenzusammensetzung und -sukzession, die Algenbiomasse und speziell potentiell toxische Blaualgenblüten können dadurch massiv betroffen werden.
Leitung des Teilprojekts: Dr. Thomas Neumann, Arbeitsgruppe Küsten- und Meeresmanagement [39]
Im Rahmen des INTERREG-III-A Projekts „Die marine Umwelt der westlichen Ostsee“ (MAEWEST) wurden Computermodelle als Instrument für ein verbessertes Umweltmanagement in der westlichen Ostsee geschaffen. Die Modelle wurden von „DHI water & environment“ (DK) in Zusammenarbeit mit drei süddänischen Amtskommunen und dem damaligen LANU (heute LLUR) erstellt. Dem LLUR stehen damit ein regionales Modell der westlichen Ostsee bis zur Darßer Schwelle und lokale Modelle der Kieler und der Flensburger Förde für hydrodynamische und ökologische Fragestellungen zur Verfügung. Diese Werkzeuge werden vom LLUR derzeit für Szenarienberechnungen eingesetzt. Durch einen Vergleich mit dem Modellverbund des IOW kann die Nutzbarkeit der MAEWEST-Modelle für klimatologische Fragestellungen abgeleitet werden. Zudem werden Szenarien zu den Fragestellungen und Anwendungsprojekten in der Kieler Förde modelliert.
Das Thema „Ökologie und biologische Vielfalt“ beschäftigt sich mit der ökologischen Entwicklung des Naturraums der deutschen Ostsee im Hinblick auf den Klimawandel. Mit Hilfe eines 15 Jahre überspannenden Datensatzes zur benthischen Makrofaunagemeinschaft der Ostsee und fundierter Klimamodelle wird versucht, erstmalig kleinräumig aufgelöste, klimabedingte Änderungen in der Artenzusammensetzung, Biodiversität und Funktion des Ökosystems „deutsche Ostseeküste“ abzuschätzen. Die Arbeiten zu diesem Teilmodul liefern Erkenntnisse und Grundlagen für die Bewertung dessen, was innerhalb des Fokusthemas „Naturschutz und Nutzungen“ [21] zur Diskussion gestellt wird.
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Abbildung: Typische Bodenorganismengemeinschaften der Wismar-Bucht mit Windwattbereich, Makrophytenzone in der lichtdurchfluteten Zone und dem daran anschließenden Hartbodenbereich, Miesmuschelbank, charakteristische Tiergemeinschaften der Sedimentoberfäche (Epibenthos) und der im Boden lebenden Tiere (Infauna).
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Die Modifikation von abiotischen Umweltparametern wie Strömungen, Salzgehalt, Sauerstoffkonzentration, geänderte Nährstoffeinträge und Wassertemperaturen wird, in bisher unbekannter Weise, Änderungen der marinen Lebewelt der Ostseeküste nach sich ziehen. Auf der Basis von über 4.500 Stationen mit Zeitreihen, die nahezu 11.500 replizierte Proben der Lebenswelt des Ostseemeeresbodens umfassen, werden Änderungen der Artenzusammensetzung von Flora und Fauna sowie Gemeinschaftsstrukturen regionaler Biozönosen (siehe Abbildung [61]) unter unterschiedlichen Umweltbedingungen der letzten 15 Jahre analysiert. Dabei wird versucht, die typischen Reaktionen der marinen Lebenswelt auf klimabedingte Umweltveränderungen zu verstehen und, aufbauend auf den Modellergebnissen des RADOST-Teilmoduls „Hydrodynamik und Sedimenttransporte [62]“, Aussagen zur möglichen zukünftigen Entwicklung von Arteninventar (einschließlich der in das System neu einwandernden Arten), Biodiversität und Ökosystemfunktionen der deutschen Ostseeküste zu treffen.
Lokale und regionale klimatische Änderungen haben über zahlreiche meteorologische und hydrologische Wechselwirkungen Auswirkungen auf viele Aspekte des Ökosystems der Ostsee, wie z.B. auf die Migration von Tierarten sowie die Artenzusammensetzung und Struktur der Nahrungsnetze. Diesbezüglich wird versucht, auf der Grundlage von aktuell vorliegenden Daten überregionale Modifikationen im Ökosystem abzuschätzen und zukünftigen Forschungsbedarf zu formulieren. Aus den Ergebnissen dieser Arbeiten und der Zusammenschau der Sachverhalte werden Empfehlungen für die Umweltplanung abgeleitet. Dabei ist die kleinräumige Auflösung und die enorme Fülle biologischer Daten, die in die biologischen Simulationsmodelle eingehen, einzigartig.
Die sozio-ökonomische Analyse in RADOST befasst sich mit den aufgrund des Klimawandels zu erwartenden Veränderungen in der regionalen Wirtschaftsstruktur und analysiert die möglichen Einkommens- und Beschäftigungseffekte sowie Kosten und Nutzen unterschiedlicher Anpassungsoptionen.
Im Einzelnen sind im Rahmen dieses Moduls folgende Arbeiten geplant (Abbildung):
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Abbildung: Aufbau der sozio-ökonomischen Analyse in RADOST und Verknüpfung mit anderen Teilprojekten
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In einem ersten Schritt werden sozioökonomische Daten und Informationen zum Aufbau und laufenden Unterstützung des Dialogprozesses bereitgestellt, die im Rahmen einer regionalwirtschaftlichen Analyse und einer Akteursnetzwerkanalyse ermittelt werden.
Auf Grundlage dieser Daten und im Austausch mit regionalen Akteuren werden sektorale und gesamtwirtschaftliche Basisszenarien entwickelt, die die Folgen des Klimawandels für die regionale Wirtschaft abbilden.
Die im Dialogprozess entwickelten Anpassungsstrategien werden im Rahmen einer Input-Output-Analyse und einer erweiterten Kosten-Nutzen-Analyse im Hinblick auf ihre regionalen Einkommens- und Beschäftigungseffekte sowie die mit der Umsetzung der Anpassungsstrategien verbundenen Kosten und Nutzen hin untersucht.
Diese Ergebnisse werden in den Dialogprozess [67] zurückgemeldet und können in einem iterativen Prozess zur Diskussion und Verfeinerung der regionalen Anpassungsstrategien genutzt werden.
Das Teilprojekt liefert mit seinen sozioökonomischen Analysen wichtige Beiträge zur Formulierung regionaler Anpassungsstrategien an den Klimawandel. Durch die explizit nutzer- bzw. anwenderorientierte Projektkonzeption und -durchführung werden regionale Akteure in die Projektarbeit aktiv einbezogen.
Durch die mit dem Projekt bereitzustellenden Informationen und zu erarbeitenden Anpassungsstrategien werden regionalspezifische wirtschaftliche Potenziale gestärkt und zugleich Methoden entwickelt, die auch in anderen Regionen zur Entwicklung von Anpassungsstrategien eingesetzt werden können.
Die Landwirtschaft ist einer der wichtigsten wirtschaftlichen Sektoren in der Region und wird vom Klimawandel in besonderem Maße betroffen sein. Um den Zusammenhang zwischen landwirtschaftlichen Nährstoffeinträgen und der Gewässerqualität unter veränderten klimatischen Bedingungen zu analysieren, werden Modellierungen des Agrarsektors mit Hilfe des regionalen Agrar- und Umweltinformationssystems (RAUMIS) vom von-Thünen Institut (vTI) durchgeführt. Untersucht wird einerseits, wie die Landwirtschaft ihre Bewirtschaftungspraxis optimal an den Klimawandel anpassen könnte und welche Einkommens- und Arbeitsplatzeffekte sich hieraus ergeben. Andererseits werden Optionen zur Minimierung der durch den Klimawandel möglicherweise verschärften negativen Umwelteffekte der Landwirtschaft – insbesondere im Hinblick auf die Gewässerqualität - untersucht. Erwartbare Ergebnisse sind unter Anderem die Auswirkungen auf die regionale landwirtschaftliche Produktion (Flächennutzung, Erträge und Erntemengen, Viehbestände, Düngemittel, Pflanzenschutzmittel und Maschinen), sowie die Auswirkungen auf das landwirtschaftliche Regionaleinkommen, auf Arbeitkräftebedarf und Umwelteffekte. Die Ergebnisse werden für regionale Input-Outputanalysen des IÖW aufbereitet. Die Nährstoffbilanzierungen werden an das Modell Moneris [52] des IGB übergeben. Ergebnisse der Agrarsektormodellierung des vTI werden auf diese Weise genutzt für die Modellierung von Stoffeinträgen [69] im Modul Natur- und ingenieurwissenschaftliche Forschung und die Erarbeitung von Anpassungsempfehlungen im Fokusthema „Gewässermanagement und Landwirtschaft [70]“. Darüber hinaus plant das vTI ein Anwendungsprojekt zur Entwicklung von angepassten Pflanzensorten in Zusammenarbeit mit der KWS Saat AG und analysiert für das Fokusthema „Erneuerbare Energien [22]“ die agrarökonomischen Rahmenbedingungen für die Energiegewinnung aus Biomasse.
Dieses Modul von RADOST umfasst den überregionalen und internationalen Informations- und Erfahrungsaustausch sowie den Abgleich regionaler Anpassungsstrategien mit der Politikentwicklung auf nationaler und europäischer Ebene.
Das Politikfeld Klimaanpassung entwickelt sich dynamisch. Bis vor wenigen Jahren galt das Hauptaugenmerk der Klimapolitik in den Industrieländern unangefochten der Vermeidung von Klimawandel („Mitigation“). Mittlerweile herrscht dagegen die Ansicht vor, dass bei aller Notwendigkeit einer anspruchsvollen Klimaschutzpolitik bereits heute Strategien und Maßnahmen zur Anpassung („Adaptation“) an einen nicht mehr vermeidbaren, vom Menschen verursachten Klimawandel in Angriff genommen werden müssen.
In den vergangenen Jahren sind in Europa und weltweit eine Vielzahl von Initiativen und Projekten im Bereich Klimaanpassung entstanden. Übergeordnete politische Strategien ebenso wie anwendungsorientierte Forschungsprojekte und -programme wurden auf kommunaler und regionaler, nationaler, europäischer und internationaler Ebene entwickelt.
Um das RADOST-Projekt optimal in diesen dynamischen Prozess einzubinden, werden die aktuellen Entwicklungen auf den unterschiedlichen Ebenen laufend ausgewertet und RADOST-Ergebnisse in die laufenden Aktivitäten eingespeist. Zwei Bereiche stehen hier im Vordergrund:
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Abbildung: Überregionale und internationale Aspekte des RADOST-Projektes
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Für die Zusammenarbeit mit RADOST wurde eine Reihe von europäischen und außereuropäischen Partnerregionen eingeworben, mit denen ein Informations- und Erfahrungsaustausch zur Problematik des Klimawandels in Küstenregionen geplant ist.
Als zentrales Forum des internationalen Austauschs in RADOST sind jährlich stattfindende internationale Tagungen ab dem zweiten Projektjahr vorgesehen. Möglich ist auch eine Beteiligung von Partnerregionen an thematisch passenden Fachworkshops zu einzelnen RADOST-Themen. Geplant sind darüber hinaus die Aufnahme und Entsendung von Gastwissenschaftlern sowie kürzere Austauschbesuche zwischen RADOST-Verbundpartnern und Partnerregionen.
RADOST-Partner für die polnische Ostseeküstenregion ist das Institut für Wasserbau der Polnischen Akademie der Wissenschaften (IBW-PAN). Es beteiligt sich sowohl an Grundlagenforschungsvorhaben als auch an Studien zum Thema Erhaltung und Stabilisierung von Stränden im Kontext des Integrierten Küstenzonenmanagements (IKZM). Schwerpunkt der in RADOST geplanten Zusammenarbeit ist der Küstenschutz.
IBW PANs wissenschaftliche Untersuchungen zu den Folgen des Klimawandels an der Küste werden vor allem von der Küstenforschungsstation in Lubiatowo aus betrieben, die 80 km nordwestlich von Danzig und 15 km östlich des Hafens von Leba liegt. Forschungsvorhaben laufen in:
Die Partnerregion wurde eingeworben durch das Ecologic Institut. Kontakte des IBW PAN bestehen ebenfalls zu den RADOST-Verbundpartnern Universität Rostock und EUCC-D.
Die 46 km lange Mittelmeerküste Sloweniens fungiert als das „Fenster zur Welt“ des Landes. Daher ist die Küste trotz ihrer begrenzten Länge von hoher strategischer, kultureller und ökologischer Bedeutung.
Die Bucht von Triest ist der nördlichste Teil der Adria. Wegen ihrer geringen Wassertiefe ist sie besonders anfällig für ökologische Veränderungen. Aktuelle Themen mit Bezug zum Klimawandel sind insbesondere:
Partnerinstitution für RADOST an der slowenischen Mittelmeerküste ist das Regionale Entwicklungszentrum (RDC) Koper, das als Entwicklungsagentur der Region Süd-Primorska fungiert. Es koordiniert gegenwärtig das Regionale Entwicklungsprogramm 2007-2013 und war ebenfalls federführend bei der Vorbereitung und Umsetzung des Regionalen Entwicklungsprogramms 2002-2006. Seit 2004 koordiniert RDC Koper das integrierte Küstenmanagementprogramm CAMP Slowenien, inklusive der Regionalen Strategie für Nachhaltigen Tourismus 2006-2012. Der Schutz vor Naturkatastrophen, einschließlich solcher, die vom Klimawandel ausgelöst werden, ist einer der Schwerpunkte.
Die Partnerregion wurde eingeworben durch das Ecologic Institut.
In Lettland läuft von 2006 bis 2009 das Nationale Forschungsprogramm KALME [79] („Climate change impact on water environment in Latvia“) zu den Auswirkungen des globalen Klimawandels auf Seen, Flüsse und die lettische Ostseeküste mit den Küstengewässern. Basierend auf wissenschaftlichen Ergebnissen werden Adaptations- aber auch Mitigationsmaßnahmen erarbeitet und eingesetzt, wobei die marinen Ökosysteme im Vordergrund stehen. Das Forschungsprogramm stellt eine wichtige Ergänzung im Bereich der Gewässerforschung dar, welche aufgrund ähnlicher naturräumlicher Gegebenheiten in der Region den grenzüberschreitenden Informationsaustausch fördert und belebt.
Die Universität Lettland ist zudem auch in dem Projekt BaltCICA [79] beteiligt, das in 13 Fallstudien im gesamten Ostseeraum Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel untersucht und erprobt. Auch die deutsche Ostseeküste von Mecklenburg-Vorpommern ist in BaltCICA vertreten (IOW und EUCC-D). Damit ist eine enge Kooperation zwischen RADOST und vergleichbaren Projekten in Ostseeanrainerstaaten gewährleistet. Die Partnerregion wurde eingeworben durch das IOW.
Innerhalb der EU ist Finnland neben Deutschland am weitesten fortgeschritten in der Entwicklung einer nationalen Klimaanpassungsstrategie (Programm FINADAPT [80]).
Auf regionaler Ebene befinden sich in beiden Ländern die Bemühungen um geeignete Anpassungsstrategien noch in den Anfängen. Vielfach besteht unter den Akteuren nach wie vor Unklarheit über tatsächlich in der Region zu erwartende Auswirkungen des globalen Klimawandels, insbesondere über das kumulative Zusammenwirken einzelner Klimafolgen. Zugleich sind viele Akteure der Region hoch motiviert, die Anpassungsmaßnahmen selbst zu gestalten und umzusetzen.
Eine Kooperation mit dem Finnischen Geologischen Dienst (GTK) [81] dient dem gegenseitigen Austausch von Informationen und Erfahrungen, insbesondere in Bezug auf erfolgreiche Umsetzungsmaßnahmen für die regionalen Klimaanpassungsstrategien. Ziel ist die Entwicklung detaillierter und zugleich akteursgerecht aufbereiteter Informationen zu den regionalen Folgen des Klimawandels, zu den Unsicherheiten der Projektionen und zu Abhängigkeiten innerhalb der Auswirkungen.
Die Partnerregion wurde eingeworben durch EUCC–D, die auch im EU INTERREG IVB Projekt BaltCICA [82] gemeinsam mit dem GTK Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel für den Ostsseeraum entwickelt.
Die Chesapeake Bay ist die größte Flussmündung in den USA und eine der bedeutendsten Naturlandschaften Nordamerikas. Das weiter südlich gelegene Albemarle-Pamlico-Ästuarsystem bildet das zweitgrößte Flussmündungsgebiet des Landes. Die Albemarle-Region umfasst Wälder, Dünen, Feuchtgebiete und Flüsse und stellt ein außergewöhnlich produktives Ökosystem, inmitten der größten geschlossenen Lagunen der Welt, dar. Das Gebiet ist durch die Auswirkungen des globalen Klimawandels besonders gefährdet. Über die Hälfte der überflutungsgefährdeten Flächen ist Schutzgebiet für zahlreiche Tier- und Pflanzenarten. Degradierung der Torfböden und Rückzug von Lebensgemeinschaften aufgrund des Salzwassereinbruchs sind erste sichtbare Folgen.
Die Region verfügt über hervorragende Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen, nicht zuletzt durch die Duke University [79] in North Carolina, die als einzige der US-amerikanischen Exzellenzuniversitäten in einem Südstaat angesiedelt ist. Forscher der Duke University entwickelten in Zusammenarbeit mit The Nature Conservancy (TNC) Strategien zum Schutz der Albemarle-Halbinsel vor dem Anstieg des Meeresspiegels. Albemarle hat dabei den Status einer Modellregion für die Anpassungsforschung [79]. Verschiedene Ansätze sollen helfen, die Überschwemmung der Halbinsel und den Wandel der Ökosysteme zu verlangsamen, z.B. durch gezieltes Management der ehemaligen Entwässerungsgräben und somit Erhalt der Torfböden, Pflanzungen im Küstenbereich oder das Errichten von Riffen, welche als Lebensraum der einheimischen Auster fungieren. Innovative Methoden werden in Pilotprojekten auf ihre breite Anwendungsfähigkeit überprüft.
Partnerinstitution für beide Regionen ist das Meeresforschungslabor [79] der Duke University, mit dem das Ecologic Institut in engem Kontakt steht.
Partnerregionen in Marokko sind die Küsten-Provinzen Nador und Berkane. Hier liegen viele Gebiete von hoher Biodiversität sowie fünf urbane Zentren (Nador, Beni Nsar, Melilla, Saidia und Berkane). Die Strände sind größtenteils sandig, viele davon touristisch genutzt. Fischerei, Aquakultur, Landwirtschaft und Tourismus sind die Hauptwirtschaftszweige.
Die meisten wirtschaftlichen Aktivitäten konzentrieren sich auf einen Küstenstreifen, der weniger als 3 m über dem Meeresspiegel liegt. Neue wissenschaftliche Ergebnisse weisen darauf hin, dass mit einem Meeresspiegelanstieg von etwa 20 bis 105 cm bis zum Jahr 2100 zu rechnen ist. Kosten für Küstenschutz und Anpassungsmaßnahmen werden als hoch geschätzt. Außerdem kann mit der Versalzung von (bereits knappen) Süßwasserressourcen gerechnet werden.
Partnerinstitution für RADOST in der Region ist die Abteilung für Management und Ökonomie von Ressourcen und Umwelt an der Ecole Nationale Forestiere d'Ingenieurs (ENFI). Sie ist beteiligt an der Entwicklung von Klimaanpassungsstrategien im Rahmen einer internationalen Forschungskooperation.
Die Partnerregion wurde eingeworben durch das Ecologic Institut.
Das Fokusthema „Küstenschutz“ erarbeitet zukunftssichere und langfristige Strategien für den Küstenschutz an der deutschen Ostseeküste. Zielkonflikte mit anderen Sektoren wie Tourismus und Naturschutz werden dabei aufgegriffen. Sensitivitätsanalysen identifizieren prioritäre Küstenabschnitte und Küstenschutzmaßnahmen. Durch Monitoring werden die schleichenden Veränderungen von Wasserständen, Seegang und Strömungen erfasst.
Die Ostseeküstenabschnitte von Mecklenburg-Vorpommern und Schleswig-Holstein unterliegen auf ca. 70 % ihrer Länge dauerhaft der Erosion von Sedimenten und damit direkt verbunden dem Rückgang der Küste. Der Schutz der Küste, d.h. der Schutz des Hinterlands vor Überflutung sowie die Stabilisierung der Uferlinie, erfordert bereits derzeit jährlich erhebliche Investitionsmittel. Vor dem Hintergrund des prognostizierten Klimawandels mit steigenden Wasserständen ist es zu erwartenden, dass die Aufwendungen für den Küstenschutz bei gleich bleibender Sicherheit der geschützten Bereiche weiter steigen werden.
Mit den steigenden Wasserständen und veränderten hydrodynamischen Belastungen der Küste stellt sich zudem die Frage der mittel- und langfristigen Anwendbarkeit und Wirksamkeit derzeit gebräuchlicher Küstenschutzbauwerke und -konzeptionen.
Wesentliches Ziel ist es, vor dem Hintergrund veränderter klimatischer Bedingungen zukunftssichere und langfristige Strategien für den Küstenschutz an der deutschen Ostseeküste unter Berücksichtigung der gegenwärtigen Situation des Sturmflut- und Küstenschutzes zu erarbeiten und auf der Grundlage von Sensitivitätsanalysen eine frühzeitige Priorisierung einzelner Küstenabschnitte oder Küstenschutzmaßnahmen vorzunehmen sowie Handlungszeiträume und -spielräume zu bewerten.
Daneben ist es insbesondere auch wegen der langen Planungszeiträume bereits heute erforderlich, die Entwicklung der Sicherheit der bestehenden Küstenschutzwerke unter geänderten hydrodynamischen Belastungen zu analysieren.
Anknüpfungspunkte innerhalb und außerhalb des Vorhabens ergeben sich insbesondere für Fragestellungen der touristischen Nutzung von Stränden sowie für Fragestellungen des Naturschutzes.
Ein wesentlicher Schwerpunkt der Arbeiten liegt in den Fokusgebieten [23]. Hier werden aktuelle Fragestellungen des Küstenschutzes aufgegriffen und vor dem Hintergrund des Wandels der klimatischen Bedingungen analysiert. Im Einzelnen sind dies:
Lübecker Bucht:
Kieler Bucht / Eckernförde:
Rostock:
Fischland, Darß, Zingst:
Das Fokusnetzwerk Küstenschutz kann auf bestehenden Strukturen aufbauen. Unmittelbare Ansprech- und Kooperationspartner sind die für den Küstenschutz verantwortlichen Behörden. Die Ergebnisse der Untersuchungen und die resultierenden Empfehlungen sowie deren Konsequenzen werden in thematischen Arbeitsausschüssen zum Küstenschutz sowie in dem vom Bund sowie von den Küstenländern getragenen Kuratorium für Forschung im Küsteningenieurwesen (KFKI) diskutiert.
Tourismus ist für die deutsche Ostseeküste der prägendste Wirtschaftsfaktor der Küstenzone. Das Fokusthema analysiert die verschiedenen ökosystemaren und sozioökonomischen Auswirkungen des Klimawandels und ihre Bedeutung für den Tourismussektor.
Der Wirtschaftssektor Tourismus ist von entscheidender Bedeutung für die Wettbewerbsfähigkeit und die langfristige wirtschaftliche Entwicklung der Region: sowohl in Mecklenburg-Vorpommern als auch in Schleswig-Holstein schafft er einen Großteil der Arbeitsplätze und beeinflusst vor allem in strukturschwachen Regionen entscheidend die Wirtschaftskraft. Die Einbindung dieses Wirtschaftssektors in Klimaanpassungsstrategien und die Entwicklung erfolgreicher, effektiver und finanzierbarer Anpassungsmaßnahmen ist entscheidend für die Zukunftsfähigkeit der Destination „Deutsche Ostseeküste“.
Die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wirtschaftssektor sind uneinheitlich. Während längere und wärmere Sommer als eine mögliche Folge des Klimawandels zu einer steigenden touristischen Nachfrage nach der Destination „Deutsche Ostseeküste“ führen können, drohen durch sich verändernde Gewässerqualität und Stranderosion zugleich auch negative Auswirkungen auf den Tourismus. Diese gegenläufigen Entwicklungen kumulieren sichtbar an der Übergangszone zwischen Land und Wasser, dem Strand. Mit Hilfe von nachhaltigen Strandmanagementkonzepten sollen für diesen Bereich geeignete Anpassungsstrategien entwickelt werden, die die naturwissenschaftlichen wie auch die sozioökonomischen Bestandteile des Tourismus integrativ zusammenführen.
Alle Arbeiten haben zum Ziel, die Auswirkungen des Klimawandels für den Sektor Tourismus abzuschätzen und zu analysieren, um darauf aufbauend Anpassungsmaßnahmen zu entwickeln, zu erproben und beispielhaft umzusetzen. Die Arbeiten erfolgen insbesondere in den Anwendungsprojekten in enger Kooperation mit Netzwerkpartnern und regionalen Stakeholdern, um den tatsächliche Praxisbedarf genau zu ermitteln und die Akteure zum eigenständigen Aus- und Fortführen der Anpassungsstrategien und –maßnahmen zu befähigen. Neben der akteursgerechten Informationsverbreitung zu den Klimafolgen liegt der Schwerpunkt der Arbeiten auf der Bildung eines Fokusnetzwerkes, das die relevanten privaten und öffentlichen Akteure zusammenbringt. Untersuchungen zur Wahrnehmung von Klimafolgen und der Akzeptanz möglicher Anpassungsmaßnahmen durch Touristen dienen der Verbesserung und Weiterentwicklung von Marketingstrategien und Standortplanung.
Die Anwendungsprojekte dieses Fokusthemas testen die Praxistauglichkeit von Anpassungsmaßnahmen („Tourismus im Klimawandel – Regionale Anpassungsstrategien [88]“) und „Standortplanung im Klimawandel“) und widmen sich der intensiven Kommunikation in der Region („Infopavillon Schönberger Strand“) bzw. dem Aufbau eines regionalen Netzwerkes („KlimaBündnis Kieler Bucht [89]“).
Der Klimawandel hat durch Temperatur- und Meeresspiegelanstieg direkte Auswirkungen auf die aquatischen Ökosysteme. Zusätzlich wirken sich auch veränderte Niederschläge in den Einzugsgebieten sowohl auf die Gewässer selbst aus als auch auf die Landwirtschaft und die mit ihr verbundenen Nährstoffeinträge in die Gewässer. Aktuelle Probleme, wie z.B. Eutrophierung, Algenblüten, anoxische Gewässerbereiche (mit der Folge von Fischsterben) könnten durch den Klimawandel verschärft werden.
Mithilfe der EG-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) sollen die Gewässer bis zum Jahr 2015 einen guten Zustand erreichen. Verschiedenen Aspekte bei der Umsetzung der WRRL können durch den Klimawandel beeinflusst werden, z.B. die Festlegung von Referenzbedingungen, die Definition eines guten Zustands sowie die Auswirkungen auf die für die Gewässerbewertung relevanten Qualitätskomponenten. Insbesondere die Maßnahmenprogramme und ihre ökonomische Effizienz lassen sich ohne Berücksichtigung des Klima- und regionalen Wandels nicht planen.
Aufbauend auf den Forschungsergebnissen aus den Natur- und Ingenieurswissenschaften und der Sozioökonomie werden die Auswirkungen des regionalen Klimawandels auf die Gewässerqualität der Flusseinzugsgebiete und Küstenbereiche der deutschen Ostseeküste zusammengestellt. Das Ziel dieses Fokusthemas ist die Entwicklung konkreter Empfehlungen für die Umsetzung der WRRL in den Oberflächen- und Küstengewässern vor dem Hintergrund des klimatischen und regionalen Wandels. Es werden Strategien zur Anpassung an den Wandel und zur Optimierung des Nährstoffmanagements erarbeitet und in Anwendungsprojekten getestet und umgesetzt. Eingegliederte Anwendungsprojekte und Praxispartnerschaften beschäftigen sich mit Maßnahmen zur Wasser- und Nährstoffretention in der Landschaft (Retentionsbecken) [94], Bestandsunterstützung von Seegras und Blasentang zur Verbesserung der Gewässerökologie, Strategie- und Produktentwicklung für nährstoffbindende Aquakultur-Verfahren [95] und der Entwicklung angepasster Pflanzensorten an den Klimawandel.
Für die Umsetzung der WRRL bestehen bereits etablierte Netzwerke, die zentral von den Ministerien koordiniert werden (Expertengruppe Meer, verschiedene Ausschüsse der LAWA). Daneben sind zahlreiche Akteure und Anwender einbezogen, z.B. aus Politik und Verwaltung, Gemeinden, Wirtschaft, Wasser- und Bodenverbänden und Wissenschaft.
Ein wichtiges Ziel im Fokusthema „Gewässermanagement und Landwirtschaft“ ist die Entwicklung von Anpassungsstrategien zur Verminderung des Nährstoffeintrags in die Oberflächengewässer. Vor dem Hintergrund der möglichen Änderungen des regionalen Klimas und infolge von Tendenzen einer verstärkten Nutzung erneuerbarer Rohstoffe und möglicher Konkurrenz zwischen Nahrungsmittel- und Rohstoffproduktion muss man mit einer weiteren Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion rechnen.
Im letzten Jahrhundert wurde durch Dränung, d. h. Veränderung des landwirtschaftlichen Wasserhaushalts, das Potenzial für einen Abbau des Stickstoffs im Boden und im Grundwasser deutlich reduziert. Dränagen sind gegenwärtig für rund 50% der Stickstoffeinträge in der Region verantwortlich; mit den zu erwartenden stärkeren Winter- und verminderten Sommerniederschlägen infolge des Klimawandels wird dieser Eintragspfad noch stärker dominieren. Daher ist es dringend erforderlich, Maßnahmen und Strategien zur Kompensation zu entwickeln, die eine dauerhafte Beeinträchtigung der landwirtschaftlichen Produktion vermeiden. Dabei ist die Wiederherstellung von verlorenem Potenzial für natürliche Nährstoffverluste in der Landschaft bzw. die Neuschaffung dieses Potenzials eine sinnvolle Möglichkeit, die Nährstoffeinträge in Gewässer zu vermindern. Gegenwärtig laufende Versuche, den Dränabfluss durch Regulierung zu steuern oder die Stickstoffeinträge aus Dränagen durch Retentionsbecken [53] in unmittelbarer Nähe der Eintragsorte zu verringern, werden derzeit vom Institut für Landschaftswasserhaushalt des ZALF [97] realisiert.
RADOST zeigt neben den bereits existierenden Anwendungsbeispielen im östlichen Teil des deutschen Ostseeeinzugsgebietes mit der Anlage eines weiteren Retentionsbeckens im nördlichen Teil das Potenzial dieser Anpassungsstrategien für unterschiedliche Landschaftsräume. Weiterhin berät RADOST auf Grundlage der Ergebnisse dieses Teilprojekts die möglichen Anwender (Landwirte und Wasser- und Bodenverbände) hinsichtlich Standortauswahl, Dimensionierung und Effekten dieser Maßnahme. Zudem werden in Zusammenarbeit mit dem ZALF weitere Maßnahmen zur Nährstoffreduktion anhand einer eingehenden Literaturrecherchen untersucht, die in der Region sinnvoll eingesetzt werden könnten. Die Ergebnisse dieser Recherche werden den beteiligten Anwendern bei gemeinsamen Sitzungen vorgestellt, um das Spektrum von Handlungsoptionen zu erweitern und deren Umsetzbarkeit vor Ort zu diskutieren.
Beiträge zur Netzwerkstruktur in RADOST
Einen Beitrag zur Netzwerkstruktur in RADOST leistet dieses Teilvorhaben vor allem durch die Zusammenarbeit mit den Wasser- und Bodenverbänden. Mit ihnen wird der Standort für das Retentionsbecken bestimmt – auch in Zusammenarbeit mit den Landwirten – sowie die Umsetzung des Anlagenbaus inclusive der Beprobungskonditionen abgesprochen. Weiterhin ist geplant, in Zusammenarbeit mit den Wasser- und Bodenverbänden weitere geeignete Maßnahmen zur Reduktion des Nährstoffeintrags durch Dränagen in Form von Workshops zu diskutieren.
Beiträge zur Anpassung an den Klimawandel und zur Nachhaltigkeit in der Region
Anpassungen an den Klimawandel werden zur Reduktion des Nährstoffeintrags vorgeschlagen. Dabei bietet der die Eintragssituation dominierende Pfad „Dränagen“ eine sinnvolle Möglichkeit zur kurz- bzw. mittelfristigen Reduktion der Nährstoffeinträge. Dieser weist im Vergleich zum Grundwasserpfad nur kurze Aufenthaltszeiten auf und kann somit einerseits schneller auf Maßnahmen reagieren und eignet sich andererseits durch die hohen Nährstoffkonzentrationen aufgrund einer geringen Möglichkeit zur Retention bis zur Vorflut besonders, um effektiv die Gewässerqualität zu verbessern. Eine Möglichkeit zur Anpassung kann in der Planung und Umsetzung von Retentionsbecken in dieser Region liegen. Hierzu sind Ergebnisse der potentiellen Reduktionen durch die Pilotanlage abzuwarten. Sowohl die Kalkulation der Einflüsse des Klimawandels auf die Gewässerqualität als auch die Kosten-Nutzen-Kalkulation von Maßnahmen zur Reduktion der Einträge leistet einen Beitrag zur Nachhaltigkeit der Region. Denkbar ist die Schaffung von Arbeitsplätzen zur Planung, dem Bau und der regelmäßigen Beprobung / Wartung der Retentionsbecken und möglicherweise auch durch andere Maßnahmen, die im Ergebnis der Projektarbeiten vorgeschlagen werden.
Das Fokusthema „Häfen und maritime Wirtschaft“ hat zum Ziel, langfristige Investitionen in Hafen- und Infrastrukturanlagen und in den Schiffbau „klimafest“ zu machen. Das Fokusthema analysiert zu erwartende Auswirkungen auf der Grundlage von sozioökonomischen Zukunftsszenarien. Gemeinsam mit den regionalen Wirtschaftsakteuren werden Anpassungsstrategien entwickelt und in Anwendungsprojekten umgesetzt.
Die zu erwartenden Veränderungen bei der Höhe des Wasserstands, beim Seegang, der Strömung und dem Sedimenttransport durch den Klimawandel können unter anderem erhebliche Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit von Schiffsrouten auf die technischen Anforderungen des Schiffsbaus haben. Für die Seehäfen (u.a. Kiel, Lübeck-Travemünde, Rostock) kann dies Anpassungsbedarf hinsichtlich der Auslegung der Hafeninfrastruktur, des Hochwasserschutzes, der Sicherheitseinrichtungen sowie der Sicherheitspläne mit sich bringen. Weitere indirekte Effekte z.B. durch eine Veränderung der Tourismusströme und veränderte Nutzungsansprüche und Flächennutzungskonkurrenzen entlang des Uferbereichs in der Nähe und möglicherweise in Konkurrenz zu den Hafenanlagen, sind möglich.
Im Einzelnen werden von dem Teilprojekt die folgenden Beiträge zur Anpassung der Region an den Klimawandel erwartet:
Das Fokusnetzwerk Häfen und maritime Wirtschaft kann an bestehende Gremien und Netzwerke anknüpfen. Besonders zu nennen sind hier das Maritime Cluster Schleswig-Holstein, das Maritime Forum Kiel, der Marina Verbund Ostsee, das jährliche Meeresumwelt-Symposium des Bundesamts für Seeschifffahrt und Hydrographie in Zusammenarbeit mit dem Umweltbundesamt [99] und dem Bundesamt für Naturschutz [100]im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit [101], der Ausschuss „Küstenschutzwerke“ der Hafentechnischen Gesellschaft/Deutschen Gesellschaft für Geotechnik (HTG [102] / DGGT [103]) und das Kompetenzzentrum für Maritime Sicherheit "Center for Maritime Safety and Security Rostock"
Internationale Anbindung besteht über die Baltic Ports Organization (BPO [104]) und die Permanent International Association of Navigation Congresses (PIANC [105]) Expert Group 3 Climate Change and Navigation".
| Anhang | Größe |
|---|---|
| Zusammenfassung_Warnemuende_AG_Hafenwirtschaft.pdf [106] | 32.82 KB |
RADOST wird im Fokusthema „Naturschutz und Nutzungen durch den engagierten Dialog und moderierte Gespräche in einem in dieser Konfiguration bisher einmaligen Netzwerk von Akteuren aus Politik, Verwaltung, Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft Lösungsmöglichkeiten für akute Nutzungskonflikte erarbeiten. Absolutes Neuland wird bei der Folgenabschätzung des Klimawandels für einzelne Nutzungsformen wie auch bei der Abschätzung des veränderten Zusammenwirkens von Nutzungen betreten. So werden Raumordnungskonzepte entsprechend zukünftig zu erwartenden klimabedingten Modifikationen bestehender Planungen angepasst werden müssen. Es könnte z.B. eine vom Aussterben bedrohte Art in Zukunft aufgrund geänderter Umweltbedingungen ein bis jetzt ungeeignetes Ostseeküstengebiet besiedeln. Für die Bewertung von Umweltfolgen derzeit verwendete ökologische Indikatoren müssen möglicherweise aufgrund der zu erwartenden Klimafolgen überdacht werden. Die daraus resultierenden Empfehlungen werden in Raumordnungsplanungen und Genehmigungsentscheidungen eingehen und die Grundlage für strategische Entscheidungen bilden.
Zielstellung des Fokusthemas Erneuerbare Energien ist es, die Auswirkungen veränderter Umweltbedingungen auf die Möglichkeiten der Nutzung der Erneuerbaren Energien Geothermie, Windkraft, Photovoltaik und Biomasse zu prognostizieren und eventuell erforderlich werdende strategische Anpassungsempfehlungen zu erarbeiten.
Klimaänderungen können sich auf den Ertrag und die Sicherheit von Anlagen zur Erzeugung von erneuerbaren Energien auswirken. So ist es beispielsweise möglich, dass der Ertrag der Windkraftnutzung durch klimawandelbedingt stärkere Windaufkommen zukünftig enorm gesteigert werden kann. Dem gegenüber steht die Anforderung, die Standsicherheit von Windkraftanlagen den drohenden Starkwinden entsprechend anzupassen. Ein weiteres Beispiel ist die Nutzung von Solarenergie. Durch eine erhöhte Anzahl an Sonnenstunden am Tag und im Jahr kann durch Photovoltaikanlagen wesentlich mehr Strom erzeugt werden. Mit der steigenden Sonnenscheindauer wird jedoch auch der Energieverbrauch für Raumklimatisierung und anderen Kühlbedarf ansteigen.
Wie sich der Klimawandel auf die zukünftige Nutzung von Erneuerbaren Energien auswirken wird, soll innerhalb des Fokusthemas Erneuerbare Energien erarbeitet werden. Unter der Federführung von GICON sollen insbesondere bedarfsgerechte Strategien für eine Kombination der Nutzung Erneuerbarer Energien mit anderen erforderlichen technischen Anlagen entwickelt und im Rahmen eines Pilotprojektes am Beispiel der Geothermie [111] aufgezeigt werden, wie durch innovative Herangehensweisen Entwicklungschancen genutzt, negative Auswirkungen minimiert und Anpassungen optimiert werden können. Durch die Einbeziehung von Behörden und Praxis-Partnern aus der Wirtschaft soll die Forschungsleistung direkt am Bedarf wesentlicher Akteure ausgerichtet werden.
Durch das Aufzeigen der zu erwartenden Auswirkungen des Klimawandels auf die Erneuerbaren Energienutzungen wird es Planern und Entwicklern in der Region ermöglicht, die Ergebnisse gerade bei langfristigen Planungsleistungen in ihre Planungen mit einzubeziehen bzw. eigene Strategien daraus abzuleiten. Dies betrifft nicht nur den Bereich der Erneuerbaren Energien. Ziel ist es, auch Planer und Projektentwickler aus regional sehr typischen Wirtschaftszweigen, wie z.B. dem Küstenschutz oder maritimen Tourismus die Möglichkeit aufzuzeigen, wie durch eine innovative Herangehensweise die Nutzung der Erneuerbaren Energien von vornherein mit in die Projektplanungen (wie z.B. Küstenschutzanlagen bzw. touristischen Einrichtungen) einbezogen werden können. Hierfür wird insbesondere das Anwendungsprojekt zur Nutzung von Geothermie bei der Planung von Küstenschutzanlagen unter Einbeziehung von touristischen Einrichtungen initiiert und dabei regionale Planer als Dritte mit einbezogen.
Fachpläne sind detaillierte Planungsdokumente, die die fachliche und administrative Basis der Arbeiten für die vor Ort zuständigen Küstenschutzbehörden sind. Ein Fachplan wird von den zuständigen Küstenschutzbehörden aufgestellt und im Regelfall durch das zuständige Ministerium bestätigt. Beispiele sind: Fachpläne für den Küstenschutz auf Sylt / Amrum etc. oder die Fachpläne Regiebetrieb Küstenschutz Schleswig-Holstein sowie ein Fachplan für den Küstenschutz Fischland.
Im Rahmen dieses RADOST-Anwendungsprojektes sind Vorarbeiten als Grundlage für die Erstellung von Fachplänen für zwei ausgewählte Fokusgebiete der deutschen Ostseeküste vorgesehen. Die Gebiete werden im Zuge der Projektbearbeitung und in Abstimmung mit den Partnern abschließend festgelegt.
Das Anwendungsprojekt wird in enger Kooperation mit den zuständigen Küstenschutzbehörden (Staatliches Amt für Landwirtschaft und Umwelt Mittleres Mecklenburg, Landesbetrieb Küstenschutz, Nationalpark und Meeresschutz Schleswig-Holstein) sowie den Gemeinden vor Ort durchgeführt.
Der Bau von künstlichen Riffen dient nicht nur der Strandstabilisierung, sondern schafft auch hoch attraktive Tauchreviere und bietet damit neue Perspektiven für den Tourismus.
Schleswig-Holstein als das Land zwischen den Meeren ist als touristisches Ziel in Deutschland mit Nord- und Ostsee einmalig. Besonders die sandigen Strände an der Ostseeküste stellen ein beliebtes Reiseziel da. Fokussierte die Tourismusbranche in der Vergangenheit auf den „klassischen Badetouristen“, so ist seit einiger Zeit die Ausweitung auch auf andere maritime Freizeitaktivitäten feststellbar. Durch zunehmenden Angebotsdruck wird es für die Anbieter immer wichtiger, die Bedürfnisse weiterer Zielgruppen aufzugreifen und entsprechende Angebote zu entwickeln. Surfen, Kite-Surfen, Angeln etc. haben sich größtenteils schon etabliert.
Wasserski und „Bananaboat“ fahren sind durch ihre hohe Umweltbelastung in der Ausdehnung stark eingeschränkt. Einen kaum beachteten, aber sehr umsatzstarken Freizeitsport stellt die Taucherei dar. Zur Zeit ist dies jedoch ein stark begrenzter Nischenmarkt. Tauchen findet größtenteils als „Wracktauchen“ statt. Hintergrund ist, dass bis Mitte der sechziger Jahre des vergangenen Jahrhunderts durch die Steinfischerei die natürlichen Rahmenbedingungen stark verändert wurden und attraktive Tauchreviere quasi nicht mehr vorhanden sind, da durch die intensive Steinfischerei vorhandene Hartsubstrate, die mit einer für Taucher attraktiven Fauna und Flora vergesellschaftet waren, vernichtet wurden.
Umfragen in der „Tauchszene“ zeigen, dass diese Freizeitaktivität ein hohes kommerzielles Potential aufweist. In der Kieler Bucht, bedingt durch gute landseitige Infrastruktur sowie ebenfalls ausgezeichnete seeseitige Bedingungen bietet es sich an, ein Tauchrevier zu entwickeln. Hierfür ist es in erster Linie notwendig, entsprechende Unterwasserstrukturen einzurichten, die durch natürliche Besiedlung sich zu einem herausragenden Tauchrevier entwickeln können. Durch ein intelligentes Design eines künstlichen Riffes können auf begrenztem Raum mehrere küstennahe klassische Ökosysteme wiederbelebt werden.
Aber auch der Küstenschutz kann von Maßnahmen im Küstenvorfeld profitieren. So können die künstlichen Strukturen so ausgebaut werden, dass eine wellendämpfende Wirkung erzielt wird, die wiederum den Sedimenttransport verändert. Eine dissipative Energieverteilung im Küstenvorfeld kann den Küstenlängstransport reduzieren, was wiederum zu einer Strandstabilisierung führen kann. Besonders in Kombination mit Sandvorspülungen und riffartigen Einbauten im Vorfeld kann ein entsprechendes Strandmanagement etabliert werden. Je nachdem, welche Auswirkung im Vordergrund steht, die Tauchqualität oder der Küstenschutz, könnten Strandabschnitte in der Kieler Förde mittel- und langfristig überplant werden.
Das Anwendungsprojekt „Tourismus im Klimawandel – Regionale Anpassungsstrategien“ entwickelt im Fokusgebiet Rostock Anpassungsstrategien für den touristisch attraktivsten Raum der Region, den Strand.
Die gemeinsam mit für den Wirtschaftssektor Tourismus zentralen Akteuren aus Land, Region, Kommunen und Wirtschaft entwickelten Anpassungsstrategien enthalten bereits akteursspezifische Anforderungen und Erkenntnisse und werden nun im Anwendungsprojekt in der Praxis erprobt und umgesetzt. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse werden in das Gesamtprojekt rückgekoppelt, so dass eine unmittelbare Weiterentwicklung und Regulierung ermöglicht wird. Zu entwickelnde Anpassungsmaßnahmen sollen auf die Bedürfnisse des Fokusgebietes zugeschnitten, zugleich jedoch grundsätzlich für die gesamte Region anwendbar sein und beispielhaften Charakter besitzen, um auch für weitere Akteure geeignet zu sein.
Mögliche Anpassungsstrategien können, anhängig von den Ergebnissen der natur- und ingenieurwissenschaftlichen sowie sozioökonomischen Forschung, insbesondere sein:
Anpassungsmaßnahmen, die sich in der Erprobung als geeignet erweisen, sollen später von den Akteuren eigenverantwortlich getragen und weiterentwickelt werden, um langfristig tragende Strukturen zu erreichen. Mittelfristig angestrebter Nutzen ist die Erhaltung und der mögliche Ausbau der Konkurrenzfähigkeit der Destination Deutsche Ostseeküste.
Das Anwendungsprojekt „KlimaBündnis Kieler Bucht“ dient der Entwicklung eines regionalen Interessensnetzwerkes für den Tourismus. Ziel ist die gemeinsame Gestaltung der zukünftigen Tourismusentwicklung unter veränderten Klimabedingungen.
Bereits vorhandene Ansätze und Bestrebungen zur Entwicklung einer gemeinsamen Interessensabstimmung bzw. einer „Corporate Identity“ im regionalen Tourismus wie auch das wachsende Bewusstsein, dass Anpassung an den Klimawandel sowohl Notwendigkeit als auch Chance ist, sollen genutzt werden. Das entstehende Netzwerk dient als Informationsplattform, um die Folgen des Klimawandels auf den regionalen Tourismus unter den Tourismusgemeinden der Region zu kommunizieren und mögliche Vorgehensweisen bei der Anpassung zu koordinieren. Lokale Eigeninitiativen wie z.B. ein Infopavillon zum Thema „Klimawandel und Anpassung“ im Strandgebiet der Gemeinde Schönberg, werden in das Netzwerk eingebettet und können dadurch zu einer größeren Außenwirksamkeit gelangen. Ein gemeinsames (touristisches) Label für die Beteiligten dieses Netzwerk wurde kreiert sowie ein eigenes Internetportal entwickelt, das sowohl als Informationstool zur Klimawandel-Thematik fungiert wie auch als Werbeträger für klimafreundliche, touristische Aktivitäten auf lokaler Ebene (siehe www.klimabuendnis-kieler-bucht.de [120]).
Das KlimaBündnis und die begleitenden Aktivitäten bzw. Produkte tragen maßgeblich zur Nachhaltigkeit im Küstentourismus der Kieler Bucht Region bei und erhöhen die Chance, dass Maßnahmen zur intelligenten Klimafolgenanpassung von der Bevölkerung und den Besuchern der Region unterstützt werden. Erfahrungen werden im Rahmen von Workshops und Konferenzen sowie in gezielter bilateraler Weise an andere (deutsche) Küstenregionen weitergereicht, die davon profitieren können. Das Netzwerk etablierte sich durch förmlichen Beschluss der Bürgermeister und Tourismusmanager der beteiligten Gemeindevertretungen im März 2010.
Die Betreuung des Anwendungsprojektes erfolgt in gemeinsamer Zuständigkeit des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) und EUCC-D. Initiator, Moderator und fachlicher Begleiter innerhalb des Netzwerkes ist die Abteilung Küstengeographie der Christian-Albrechts-Universität Kiel (CAU), Prof. Dr. Horst Sterr.
In diesem Anwendungsprojekt sollen Potentiale und konkrete Maßnahmen für den Um- und Ausbau der fischwirtschaftlichen Nutzung vor dem Hintergrund des Klimawandels herausgarbeitet werden. Die Strategie einer zukunftsweisenden Aquakultur hat in diesem Zusammenhang eine Schlüsselfunktion für die Bewahrung der Wasserqualität und Artenvielfalt, der Schonung der Meeresumwelt und der nachhaltigen integrierten Nutzung natürlich gegebener Ressourcen.
Beitrag des Anwendungsprojekts zur Anpassung an den Klimawandel
Der Klimawandel und seine Folgeerscheinungen – Anstieg des Meeresspiegels, geänderte Niederschlagsverhältnisse, Anstieg der Temperaturen, Veränderung der Sonneneinstrahlung und der regionalen Windverhältnisse - lassen für die Kieler Förde wegen ihrer bathymetrischen und hydrographischen Besonderheiten besondere ökologische Folgen erwarten.
Neben den unbestreitbar hohen Risiken für das ökologische Gesamtgefüge eröffnet ein Wandel der klimatischen Bedingungen durchaus auch Chancen, die rechtzeitig erkannt und praxistauglich entwickelt werden sollen. Besonders im Bereich der Marikultur können mögliche Vorteile des Klimawandels ganz gezielt zur Erweiterung des Artenspektrums und zur Produktivitätssteigerung der kultivierten Arten genutzt werden. Dabei können neben Fischarten vor allem auch marine Evertebraten und Pflanzen aus extraktiver Marikultur in einem weitaus größeren Maße als heute genutzt und gewinnbringend vermarktet werden.
Beitrag des Anwendungsprojekts zur Nachhaltigkeit in der Region
Der Klimawandel zwingt zu Anpassungen in der Fischerei, der Aquakultur und der marinen Biotechnologie, z.B. durch veränderte Zielarten und damit einhergehenden technischen Anpassungen der entsprechenden Anlagen. Die Aquakultur bietet darüber hinaus auch beispielhaft die Möglichkeit, den Klimawandel nicht nur als Bedrohung, sondern auch als Chance zu begreifen und zu nutzen. Neue Arten (Fische wie Wolfsbarsch und Meerbrassen, Mollusken wie Abalone und Teppichmuschel, Garnelen, diverse Algenarten und viele andere) können bei geänderten Klimabedingungen kultiviert werden und damit neue ökonomische Potentiale darstellen. Vor allem extraktive Aquakulturtechniken werden eine zunehmende Bedeutung haben, da sie ohne zusätzliche Futtermittel und damit ohne umweltbelastenden Nährstoffeintrag auskommen.
Kurz- bis mittelfristig liegt ein großes wirtschaftliches Potential im Nahrungsmittelbereich (Speisemuscheln), in den Bereichen Kosmetika, Wellness und Health Food, mittel- und langfristig in der Abwasserreinigung, in Antifouling- Anstrichen und in der pharmazeutischen Industrie. Kleinere, aber regional wichtige Potentiale sind in der Verwendung als Algen-Nahrungsmittel, als Biofilter, in integrierten Kreislauf- Aquakulturanlagen und in Renaturierungsmaßnahmen identifiziert worden.
Vorgesehene Arbeitsschritte
Die Arbeiten für das Anwendungsprojekt „Zukunftsstrategien für die Aquakultur – Fokusgebiet Kieler Bucht“ werden in zwei Arbeitspaketen ausgeführt:
Das erste Arbeitspaket umfasst die Vorarbeiten, die für eine konkrete Umsetzungsplanung unerlässlich sind: Die Übertragung und Übersetzung der Klimaszenarien auf die für fischwirtschaftliche Fragestellungen relevanten Themen, also Temperatur, Strömungsmuster, Wasserschichtungen, Salinitäten, Sauerstoffversorgung etc.).
Vor diesem Hintergrund müssen die Organismenarten betrachtet und evaluiert werden, die als Aquakulturkandidaten gelten können. Neben Fischen sind dies auch Evertebraten und Pflanzen.
Für den Bereich der traditionellen Fischerei und der integrierten multitrophischen Aquakultur werden Abschätzungen über die zu erwartenden Nahrungsbeziehungen durchgeführt.
Diese drei Themfelder werden in Form eines „Zukunftskompass Fischerei und Aquakultur“ zusammengefasst publiziert.
Das zweite Arbeitspaket befasst sich mit konkreten Planungen für eine multitrophische Aquakulturanlage in der Kieler Förde. Aufbauend auf den Erfahrungen von Kieler Lachsforelle und CRM, die beide vor dem Gemeinschaftskraftwerk Kiel bereits Ansätze für die integrierte Aquakultur gestartet haben, soll mit Unterstützung der Stadtwerke Kiel eine zukunftsfähige Aquakultureinrichtung im Detail geplant werden, die über folgende Charakteristika verfügt:
Dränsysteme verbessern die landwirtschaftlichen Bewirtschaftungsmöglichkeiten auf vielen Flächen der Region. Sie sind einerseits Voraussetzung für eine intensive Acker- oder Grünlandnutzung, andererseits aber auch die Quelle von nahezu der Hälfte der Stickstoffeinträge in die Gewässer dieser Region. Folglich müssen sich mögliche Anpassungsmaßnahmen auch auf diesen Eintragspfad konzentrieren.
Gegenwärtig untersucht das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung [130] (ZALF) Möglichkeiten, die Nährstoffeinträge aus Dränabflüssen mittels geeigneten Retentionsmaßnahmen zu mindern. Dazu werden Retentionsbecken mit Pflanzenbewuchs zwischen Dränanlage und Gewässer installiert. Unter Nutzung der Verweildauer, Sedimentationsprozesse, Nährstoffbindung in Biomasse und biochemischen Transformation können solche Becken die Nährstoffeinträge deutlich mindern.
Im Rahmen eines Unterauftrages an das ZALF ist die Errichtung eines solchen Retentionsbeckens geplant. Durch ein regelmäßiges Monitoring des Zu- und Ablaufes soll der damit tatsächlich erreichte Nährstoffrückhalt analysiert werden. Ein Vergleich dieser Ergebnisse mit denen anderer Standorte von Retentionsbecken, die vom ZALF betreut werden, soll Rückschlüsse auf die Potentiale solcher Retentionsmöglichkeiten liefern.
Das Anwendungsprojekt liefert auf der Grundlage der Erfahrungen in den beiden Anwendungsgebieten praxisrelevante Informationen für die Auswahl optimierter Standorte, die Dimensionierung und Kosten der Anwendungen, deren Wartung und Pflege sowie zu den Effekten bezüglich der Verminderung der Nährstoffeinträge in die Küstengewässer. Diese Informationen werden möglichen Anwendern (Landwirte und Wasser- und Bodenverbände) zur Verfügung gestellt. Die Wasser- und Bodenverbände organisieren Workshops, auf denen mit Vertretern der Verbände und interessierten Landwirten weitere Möglichkeiten für Umsetzungen diskutiert werden. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wird ein neues Submodell [131] von MONERIS [52] zur Quantifikation des Verminderungspotenzials verschiedener Maßnahmen zur Beeinflussung von Dränageausträgen entwickelt. Die Retentionsbecken werden auch über den Projektzeitraum hinaus weiter durch die lokalen Netzwerkpartner genutzt.
Schiffe sind entsprechend ihrem Einsatzgebiet verschiedenen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Diese sich ändernden Umwelteinflüsse über die gesamte Nutzungsdauer der Schiffe stärker in das Entwurfskonzept einzubinden, stellt einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil dar.
An der Flensburger Schiffbaugesellschaft (FSG) wurde dazu ein innovatives Konzept entwickelt und mithilfe von Umweltdaten des HZG für die Nordsee getestet und umgesetzt. Hier soll unter Berücksichtigung möglicher zukünftiger Klimaänderungen ein analoger Ansatz für die Ostsee entwickelt und realisiert werden. Die im Rahmen von RADOST erzeugten Daten über heutige und mögliche zukünftige Klimabedingungen (insbesondere Wind, Seegang, Eis) werden der FSG in stündlicher Auflösung zur Verfügung gestellt
Die Umweltdaten werden von der FSG in ihr operationelles Schiffsentwurfssystem eingepflegt und getestet. Sie stehen anschließend für den operationellen Einsatz zur Verfügung. Für die FSG stellt dieses Anwendungsprojekt eine wertvolle Erweiterung der Entwurfskompetenz dar, da insbesondere in der Ostsee mit einem erhöhten Aufkommen an Kurzstreckenverkehr („Short-Sea Shipping“) und damit neuen potenziellen Kunden für die Werft gerechnet wird.
Begleitend zu den Fokusthemen "Küstenschutz" und "Erneuerbare Energien" wird im Rahmen von RADOST ein Anwendungsprojekt durchgeführt, das die technischen Möglichkeiten zur Gewinnung von Wärme oder Kälte aus dem Küstenbereich bei Küstenschutzplanungen berücksichtigt. Darin soll aufzeigt werden, wie die thermische Nutzung von in der Saturationszone des Küstenbereichs vorhandenem "Strandwasser" (einem Gemisch aus Grund- und Meereswasser) oder die direkte thermische Nutzung des Meereswassers bereits planerisch bei Küstenschutzmaßnahmen integriert werden kann.
Abbildung 1:
[133]Lage des Untersuchungsbereiches in Warnemünde (Bildquelle: Google maps)
Verweise:
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