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(2019): Twenty-three unsolved problems in hydrology (UPH) - a community perspective

Neueste Projekte

Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2019-05-01 - 2020-04-30

Im Rahmen der Einsatzoptimierung betreibt die VERBUND AG das zeitkontinuierliche konzeptionelle Niederschlags-Abfluss-Modell COSERO welches am Hywa entwickelt wurde. In der Vergangenheit wurde das Modelsystem im Rahmen diverser Projekte für eine Reihe von Einzugsgebieten kalibriert und implementiert. Dabei zeigten sich diverse Möglichkeiten zur wissenschaftlichen Weiterentwicklung - einige sollen im Rahmen dieses Projektes entwickelt und getestet werden. Dazu soll gehören: 1. Die Weiterentwicklung der Regionalisierungsverfahren zur Vereinheitlichung der Parametervergabe für das Modellsystem COSEROreg . 2. Die Weiterentwicklung des Modellsystems zur Durchführung von „Ensemble-Analysen“ und Nutzung der „Ensemble-Produkte“ der ZAMG bzgl. meteorologischer Eingangsgrößen und Laufzeitoptimierung der Modellsysteme 3. Die Einbindung von COSEROreg in Datenassimilationsverfahren (openDA, FUSE) zur verbesserten Zuflussprognose durch Input-Korrekturen(updates). Die Umsetzung des Projektes erfolgt in 4 Phasen - die hier beantragte ist die vierte (Phase 3) mit folgender Zielsetzung: - Evaluierung mit multiplen Kritierein - Test der Anwendung und Übertragbarkeit auf größere Einzugsgebiete - Finale Synthese und Evaluierung des Regioanlisierungsverfahrens
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2019-07-01 - 2022-06-30

Veränderungen bezüglich der Limnologie dieser Seen beobachtet werden, ist es von großer Bedeutung zu wissen, welche Folgen die Veränderung der ökologischen Funktion bei einer vermutlich regional zunehmenden Nutzung hat. Die ökologischen Funktione wiederum sind eng an die Ökosystemleistungen (ÖSL) geknüpft, die sehr wahrscheinlich im Lichte des Klimawandels sowohl in naher als auch in fernerer Zukunft gegeneinander abgewogen werden müssen und daher bald eines Managements bedürfen. Diese Studie vergleicht eine größere Zahl von Gebirgsseen sowohl im nördlichen als auch im südlichen Teil der Alpen, die schon seit geraumer Zeit beobachtet werden. Im ersten Schritt soll die Reaktion der Seen auf den Klimawandel innerhalb der letzten 20 Jahre analysiert werden. Die Rekonstruktion der Oberflächentemperatur soll helfen, eine lückenlose Übersicht der Temperaturentwicklung zu erstellen, die durch 20 Jahre alte und rezente Messungen validiert wird. Die Planktonorganismen (Bakterien + Algen) und Fische werden durch moderne DNA-basierte Metabarcoding-Verfahren detektiert. Indikatororganismen, die vor 20 Jahren zum ersten Mal erhoben wurden sollen wiederholt erfasst werden und über die Resistenz von Seen im Zuge des Klimawandels Auskunft geben. Im zweiten Schritt sollen die verschiedenen ÖSL für verschiedene See-Typen quantitativ erfasst werden. Die Typisierung von Seen soll sich dabei an die UN-Kriterien für eine nachhaltige Entwicklung anlehnen, wie der Verfügbarkeit von Wasser, der Nutzungsintensität oder der klimatisch bedingten Empfindlichkeit. Bereitstellende und regulierende ÖSL (Wasserversorgung, Wasserregulierung) werden mithilfe statistischer Daten, limnologischer Messdaten sowie komplexer Modellierungen quantifiziert, während kulturelle ÖSL mittels Geotagging oder Befragungen erfasst werden. Sozioökonomische Daten reflektieren Almwirtschaft, Fischerei, Tourismus, usw. Validierte Temperaturmodelle sollen letztlich Auskunft darüber geben, inwieweit die zu erwartenden Störungen die ÖSL unter zwei IPCC Klimaszenarien beeinträchtigen, zum einen dem „Business as usual“ Szenario und zum anderen dem UN Klimakonferenz COP21 Ziel in Paris, das die globale Temperatur nicht über 2°C ansteigen lässt. Im dritten Schritt soll die gegenwärtige Nutzung mit Hilfe einer sog. multikriteriellen Entscheidungsanalyse (MCDA) vergleichend erfasst und bewertet werden. Dazu müssen (i) die relevanten ÖSL bestimmt werden, (ii) die ÖSL mithilfe von Befragungen paarweise gegeneinander abgewogen werden, (iii) Indikatoren für die relevanten ÖSL definiert werden, (iv) und die MCDA schließlich durchgeführt werden. Schließlich sollen die ÖSL unter den genannten Klimaszenarien vergleichend bewertet werden. Zuletzt sollen Vorschläge zu umweltpolitischen Instrumenten erarbeitet und präsentiert werden, die eine politische Intervention mit dem Ziel zur nachhaltigen Nutzung ermöglichen.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2019-02-01 - 2023-01-31

Nachhaltige Intensivierung ist ein relativ neues landwirtschaftliches Konzept, bei dem die Ernteerträge beibehalten (oder sogar erhöht) werden, jedoch die Einträge in das System (z.B. Chemikalien oder Düngemittel) oder die negativen Umweltfolgen verringert werden. Mit diesem Projekt möchten wir für ausgewählte Produktionsgebiete herausfinden, ob eine nachhaltige Intensivierung in Österreich möglich ist. Um diese Frage zu beantworten, wird ein Modellierungskonzept (modelling framework) verwendet, das aus einem agentenbasierten Modell (ABM) besteht und mit einem ökohydrologischen Modell gekoppelt wird. Hierüber werden nachhaltige Anbaumethoden entwickelt, die gleichzeitig die Erträge steigern und Stickstoff- und Phosphorverluste in die Umwelt reduzieren können. Veränderte klimatische Randbedingungen werden durch entsprechende Klimawandel-Simulationen ebenfalls in das Modellierungssystem integriert. Für drei intensiv genutzte Agrarlandschaften werden die Hauptfaktoren für Änderungen in der Anbau von Nutzpflanzen bestimmt. Hierzu werden Landwirte aus den drei Anbaugebieten zu ihren Motiven und primären Beweggründen bezüglich eines veränderten Anbauverhaltens auf ihren Höfen befragt. Die Treiber für die von uns untersuchte Agrarlandschaft werden in ein agentenbasiertes Modell, das am Institut für Soziale Ökologie (SEC) entwickelt wurde, übertragen, um daraus entsprechende Landnutzungsszenarien zu entwickeln Bestehende politische Rahmenbedingungen (z. B. Gemeinsame Agrarpolitik, Europäische Wasserrahmenrichtlinie) bilden dabei den Rahmen für die Agenten in Bezug auf die zukünftige Gestaltung (Zeitraum 2050) der Kulturlandschaft. Indem das ABM mit Änderungen der Randbedingungen betraut wird, agieren Akteure im Modell (insbesondere Landwirte) entsprechende und greifen Maßnahmen auf, die die Landnutzung beeinflussen. Die Landnutzungsänderungsszenarien zusammen mit den Klimasimulationen dienen anschließend als Randbedingungen für das ökohydrologisches Modell eingegeben. Aus den ergebenen ökohydrologischen Modellsimulationen werden wir einerseits die Ernteerträge, andererseits die Veränderungen der Oberflächenwasserqualität für die Zukunft quantifizieren. Ein Vergleich der simulierten Erträge mit den Nitrat- und Phosphorbelastungen zeigt, welche zukünftige Landnutzung mit Anbaumethoden zu einer nachhaltigen Intensivierung beitragen kann. Als mögliche Optionen für eine nachhaltige Intensivierung werden wir Szenarien auswählen, die die höchsten Erträge mit den geringsten Nährstoffverlusten erzielen. Die Projektergebnisse werden unser Verständnis bezüglich menschlicher Einflüsse auf die Nährstoffflüsse innerhalb und zwischen terrestrischen und aquatischen Ökosystemen deutlich verbessern. ALUCSI ist auch ein wichtiger Schritt um weitere wissenschaftliche Kapazitäten im Bereich „Auswirkungen von Landnutzungsänderungen auf Wasserqualität“ in Österreich aufzubauen. Darüber hinaus schlägt das Projekt eine Brücke zwischen den Sozial- und Naturwissenschaften, was eine wichtig Voraussetzung zu den in ALUCSI aufgegriffenen Problemstellungen ist.

Betreute Hochschulschriften