Forschung

Der Klimawandel führt in Österreich zu häufigeren und intensiveren Dürren und Niederschlägen. Das damit verbundene Bodenwasser-Defizit und die Änderung von Niederschlagsmustern stellen eine Gefahr für Wälder dar, die zu erhöhtem Baumsterben und dem Verlust von Ökosystem-Leistungen führt. Die komplizierten Interaktionen zwischen dem Effekt vom Klimawandel auf Bäume und den hydrologischen Komponenten des Niederschlags, Bodenwassers, und dem Abfluss sind schwer zu bestimmen unter zeitlich-variablen, natürlichen Bedingungen. Jedoch ist es zur Stärkung der Widerstandskraft unserer Wälder unbedingt nötig, die Baum-Wasser-Interaktionen zu verstehen. Wir werden unter kontrollierten Bedingungen künstliche Dürren und Starkregensimulationen nutzen, um in einem Buchenstandort des Langzeit-Forschungswaldes Rosalia (Niederösterreich) die Baum-Wasser-Interaktionen zu untersuchen. Hierbei quantifizieren wir die Nutzung von Sommer- und Winterniederschlägen durch die Buchen, sowie die Evaporation, Transpiration, und Grundwasserneubildungsrate mit Hilfe von stabilen Wasser-Isotopen. Um dies zu erreichen, werden Boden- und Xylem-Proben im Labor analysiert, und diese Ergebnisse mit in-situ, hochaufgelösten Messungen der Isotope des Boden- und Xylemwassers verglichen. Zusätzlich werden hydrologische Komponenten mithilfe der Wasserbilanz und Fluoreszenz-Tracern bestimmt. Dieses Projekt resultiert in Schätzwerten für Änderungen der Wasserflüsse durch den Klimawandel mit Hilfe von kontrollierten Manipulationsexperimenten. Wir werden die hydrologischen Veränderungen von Buchen in Bergregionen besser verstehen, aus denen Empfehlungen für die Forstwirtschaft abgeleitet werden können.

Digitale Daten und Werkzeuge sind in zunehmenden Ausmaß Bestandteil der landwirtschaftlichen Praxis und Wasserwirtschaft in Österreich. Entscheidungshilfesysteme können eingesetzt werden, um Bewässerungen digital und den agrometeorologischen Rahmenbedingungen angepasst zu steuern. Apps und webbasierte Dienste (z.B. ada.boku.ac.at, eo4water.com) wurden entwickelt, um unter Nutzung von öffentlich zugänglichen Satelliten-, Wetter- Boden- und Landnutzungsdaten (z.B. opendatacube.org, data.gv.at) die Bewässerungsplanung zu erleichtern. Onlinesonden (z.B. ehyd.gv.at) ermöglichen die Echtzeitdarstellung von Grundwasserständen oder Abflüssen im Oberflächengewässer. Wasserentnahmen zu Bewässerungszwecken werden mit unterschiedlicher Informationsdichte über Wasserinformationssysteme erfasst (z.B. Online Wasserbücher der Bundesländer). Einige digitale Werkzeuge werden bereits genutzt, verschiedene Forschungsprojekte befassen sich mit Teilaspekten dieses Themas, Datengrundlagen liegen in unterschiedlicher Form bei einer Reihe von Institutionen auf. Es fehlt jedoch eine Zusammenschau des aktuellen Forschungsstandes, der verfügbaren Datengrundlagen und digitalen Werkzeuge, sowie der Entwicklungen und Herausforderungen in diesem Themenbereich, die zielgerichtete Weiterentwicklungen und synergetische Nutzungen vorhandener Daten ermöglichen würde. Deshalb sollen unter intensiver Einbindung der entsprechenden Stakeholder (Landwirtschaft, Wasserwirtschaft, Forschung) der aktuelle Forschungsstand, verfügbare Datengrundlagen und digitale Werkzeuge, sowie aktuelle Entwicklungen und Herausforderungen in Form von webtauglichen Themenblättern (Factsheets) zusammengeführt und dargestellt werden. Dazu werden in einem ersten Schritt in Kommunikation mit den Stakeholdern die relevanten Themenbereiche definiert, die Recherchequellen festgelegt, die Kriterien für die Berücksichtigung und Bewertung von Informationen festgelegt und eine standardisierte Form der Darstellung entworfen. Die vorhandenen Datengrundlagen und Werkzeuge werden auf ihre konkrete Umsetzbarkeit, ihr Synergiepotential und ihre Verfügbarkeit/Zugänglichkeit für verschiedene Stakeholder bewertet. Ergänzend dazu werden identifizierte Lücken dargestellt.

Ziele dieses Forschungsvorhabens sind 1) die Eigenschaften und saisonale Variabilität der wesentlichen erosionsauslösenden Niederschläge zu bestimmen, 2) die Jährlichkeit von extremen Erosionsereignissen auszuwerten, und 3) Niederschläge, simulierte Erosionsraten und Schadensmeldungen der Feuerwehren miteinander zu verlinken, um bessere Frühwarnungen zu ermöglichen. Feldmessungen der kinetischen Regenenergie werden mit Simulationsberechnungen von Bodenabträgen für die Hauptanbaugebiete Österreichs verknüpft, um den Wertebereich sowie die Häufigkeit von extremen Erosionsereignissen zu ermitteln. Die erzielten Ergebnisse werden anschließend mit Hilfe von Schadensmeldungen der Feuerwehren in Österreich validiert.