In den gemäßigten Breiten zeigte sich die allgemeine Erwärmung der letzten Jahrzehnte insbesondere im Winter und im zeitigen Frühjahr. Dementsprechend traten Veränderungen in der Phänologie, dem zeitlichen Verlauf von Populations- und Entwicklungsprozessen von Organismen (z. B. Zeitpunkt der Knospung bei Pflanzen oder der Laichperiode bei Fischen), vor allem im Frühjahr auf. Obwohl generell eine frühere und beschleunigte Entwicklung als Reaktion auf die Erwärmung beobachtet wurde, zeigten sich doch Unterschiede in der Sensitivität von Organismen. Dadurch kann es in Nahrungsnetzen zu Match- oder Mismatch- Situationen in Räuber-Beute Beziehungen kommen. Am Beispiel der komplexen Interaktionen im Nahrungsnetz der Talsperre Saidenbach wird der Einfluss verschiedener Erwärmungsszenarien auf Schlüsselorganismen und deren Interaktionen im Nahrungsnetz und letztlich auf die Wassergüte in dieser Trinkwassertalsperre im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms AQUASHIFT analysiert. / In temperate regions, the warming trends of the last decades have been observed primarily in winter and early spring. Accordingly, changes in the phenology of individual species, e.g. sprouting in plants or spawning of fish, occurred mainly in spring. Although the general pattern is earlier and faster development in response to warming, differences in sensitivity have been apparent between species, potentially giving rise to match or mismatch scenarios in predator-prey relations. The impact of warming scenarios on key species, their interactions and ultimately on the water quality is studied at Saidenbach Reservoir within the framework of the DFG priority program AQUASHIFT.

Anpassung an den Klimawandel erfordert Wissen über die potenziellen regionalen und lokalen Wirkungen von Klima und Wetterextremen. Auswirkungen des Klimawandels können die Landwirtschaft, abhängig von Witterung, Standortqualität, Landnutzung und -management, sowohl positiv als auch negativ beeinflussen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Klimawandel sich einerseits direkt auf Funktionen von Agrarökosystemen auswirkt, andererseits aber auch Anpassungsmaßnahmen der Landwirtschaft Ökosystemdienstleistungen im ländlichen Raum beeinträchtigen können. Gefordert ist daher eine integrative Sicht der Wechselwirkungen. Aufgrund der komplexen Zusammenhänge muss die Bewertung zukünftiger Entwicklungen durch Simulationsmodelle unterstützt werden. Der Beitrag fasst Kenntnisse über den Einfluss des Klimawandels auf die Landwirtschaft zusammen und stellt beispielhaft modellgestützte Werkzeuge vor, die Auswirkungen des Klimawandels auf Agrarökosysteme simulieren und derzeit durch das Verbundvorhaben LandCaRe (Land, Climate and Resources) 2020 entwickelt werden. / Adaptation to climate change requires knowledge of the potential regional and local impact of climate and weather extremes. The effects of climate change on agriculture may be positive or negative, depending on weather conditions, site quality, land use and management. It must be considered that, on the one hand, climate change will directly affect functions of agro-ecosystems, while on the other hand, adaptation measures in agriculture may influence ecosystem services in rural areas. Therefore, an integrative view of possible interactions is necessary. Given the complex interdependencies, the evaluation of future developments must be supported by simulation models. The paper summarises current knowledge on the influence of climate change on agriculture and presents the model-based instruments which being currently developed by the joint project “LandCaRe (Land, Climate and Resources) 2020” to simulate the impact of climate change on agroecosystems.

Dieser Beitrag analysiert den aktuellen Stand der Offenlegung der Klimaleistung in den CO2- intensiven Branchen Energie und Zement. Unter Heranziehung einer Inhaltsanalyse werden 204 Umweltberichte aus den Jahren 2002 bis 2007 ausgewertet. Dabei wird untersucht, ob die Berichterstattung den Richtlinien der Global Reporting Initiative zur Kommunikation der Klimaleistung entspricht. Die zu untersuchenden Fragen lauten: Wie hat sich die Offenlegung der Klimaleistung entwickelt? Wie berichten Energie- und Zementunternehmen über ihre Klimaleistung? Ausgehend von der Stakeholdertheorie [1] wird dabei untersucht, ob sich ein stärkerer Druck von Anspruchsgruppen (Stakeholder) gegenüber der Energiebranche auch in einer besseren Berichterstattung widerspiegelt. Durch diese sektorspezifische Differenzierung und die Anwendung der Stakeholdertheorie ergänzt dieser Beitrag die vorhandene Literatur [2, 3] zur Offenlegung der Klimaleistung von Unternehmen. / This paper analyses the status quo of carbon disclosure in the carbon-intensive energy and cement industries. It makes use of content analysis to evaluate 204 environmental reports from the years 2002 to 2007, scrutinising the compliance of carbon disclosure with the guidelines of the Global Reporting Initiative. The issues investigated include: How has carbon disclosure evolved over time? What information on carbon management can be gained from the carbon disclosure of energy and cement companies? Based on stakeholder theory [1], the impact of higher external pressure on the energy sector regarding carbon disclosure will be assessed. It is proposed to add to existing literature on carbon disclosure [2, 3] by applying stakeholder theory and through a sectoral approach.

Anhand der aktuellen und prognostizierten verkehrlichen Treibhausgasemissionen wird einleitend die Bedeutung des Verkehrsbereiches für einen wirksamen Klimaschutz herausgestellt. Anschließend wird aus langfristigen Tragfähigkeitsbetrachtungen (ca. 1 – 2 t CO2- Äq./Person und Jahr) ein maximal denkbares Nutzungsniveau fossiler Energie für Verkehr abgeleitet, das deutlich unter den heutigen Verbräuchen liegt. Die Diskussion der sich daraus ergebenden Implikationen führt zu folgender Hauptschlussfolgerung: Es wird zukünftig weniger Verkehr geben (müssen), dies führt aber nicht zu weniger Mobilität, eher im Gegenteil. Veränderte Raumplanung, Nähe, Nutzenmischung usw. erlauben es, Mobilitätsbedürfnisse sauberer, leiser und gesünder zu erfüllen. / The paper highlights the importance of the factor “traffic” in any effective climate protection regime. Based on long-term sustainability studies, a maximum acceptable level of individual annual CO2 emissions from fossil fuels is determined. The figure proposed is far below present-day levels. Implications are discussed and the following main conclusion is derived: Future societies will have to make do with considerably less traffic: However, this will not necessarily lead to less mobility. On the contrary, different patterns of land use, multi-functional urban structures, new pricing regimes, altered travel patterns and technical improvements will actually permit greater mobility (e.g. among groups socially excluded today) with less traffic.

Im Rahmen des Forschungsverbundvorhabens „Veränderung und Management der Risiken extremer Hochwasserereignisse in großen Flussgebieten – am Beispiel der Elbe“ wurden verschiedene Handlungsstrategien zur Verringerung potenzieller Hochwasserrisiken unter Berücksichtigung des Klimawandels untersucht. Risiko wird als Produkt aus Schaden und Eintrittswahrscheinlichkeit definiert. Eine Möglichkeit zur Minderung des Risikos infolge von Hochwasserereignissen besteht demnach in der Beeinflussung der Eintrittswahrscheinlichkeit bzw. aus wasserwirtschaftlicher Sicht des damit einhergehenden Hochwasserabflusses. Der vorliegende Beitrag zeigt Möglichkeiten der Hochwasserscheitelabsenkung mithilfe potenzieller, gesteuerter Flutpolder an der Elbe als Reaktion auf eine mögliche Erhöhung der Hochwasserrisiken infolge des Klimawandels auf. Diesbezüglich werden die angewendeten Modelle zur numerischen Berechnung der hydrologischen und hydraulischen Verhältnisse, die Auswahl von Standorten, wasserbauliche Grobkonzeptionen sowie Besonderheiten bei der Bemessung potenzieller Flutpolder an der Elbe erläutert. / As part of the integrated research project “Changes and management of risks of extreme flood events in large river basins – the example of the Elbe River”, various strategies to reduce potential flood risks, including climate change considerations, have been investigated. Risk is defined as a product of injury and probability of occurrence. With regard to hydraulics, one way to reduce the risk resulting from floods is to manage the discharge during the flood’s peak. This paper introduces the possibility of managing flood peak reduction using controllable flood polders along the Elbe in response to the possible risk of increased flooding due to climate change. The numerical models used to calculate the hydrological and hydraulic conditions are explained, alongside discussion of the site selection and preliminary hydraulic designs for potential flood polders.

Der bereits stattfindende Klimawandel mit ansteigenden Temperaturen, einer Zunahme von Trockenperioden und Hitzewellen während der Vegetationsperiode wird das Risiko von Trockenstress für Bäume und Sträucher erheblich erhöhen. Eine der Herausforderungen ist daher die erfolgreiche Etablierung von gesunden, langlebigen und an die spezifischen urbanen Standorte adaptierten Bäume, um die ökologischen und ökonomischen Wohlfahrtswirkungen städtischen Grüns auch in Zukunft zu gewährleisten. Das Ziel dieser Arbeit war es deshalb, sowohl die Eignung einiger häufig verwendeter Straßenbaumarten für stark versiegelte Straßenbaumstandorte als auch deren Toleranz gegenüber Trockenstress am Beispiel von Dresden zu identifizieren. Die Arbeit verfolgt einen dendrochronologischen und einen physiologischen Ansatz. Im dendrochronologischen Teil der Arbeit wurden die Jahrringzeitreihen von 16 Straßenbaum-Chronologien, 3 Einzelbaum-Chronologien im Stadtgebiet von Dresden und 4 Chronologien eines trockenen Waldstandortes in einem Naturschutzgebiet sowie 2 Chronologien frischer Waldstandorte analysiert. Auf Basis der trendbereinigten Zuwachszeitreihen wurden Klima-Zuwachs-Relationen, moving correlations, Weiserjahranalysen und superposed epoch analyses (SEA) durchgeführt. Im physiologischen Teil der Arbeit wurde in den Sommermonaten der Jahre 2009 und 2010 auf vier urbanen Straßenbaumstandorten der lichtgesättigte Gasaustausch von sechs Baumarten und das Blattwasserpotential von vier Baumarten ermittelt. Für die Messperioden und in ausgewählten Trockenperioden wurde die Wassernutzungseffizienz der Baumarten verglichen. Auf urbanen Straßenbaumstandorten reagieren die Arten Acer platanoides, Acer pseudoplatanus und Fagus sylvatica stark sensitiv auf Trockenheit. Im Gegensatz dazu können die Arten Platanus x hispanica, Quercus robur subsp. sessiliflora und Quercus rubra als weniger trockenheitsempfindlich betrachtet werden. Die dendrochronologischen und physiologischen Ergebnisse erlauben für Tilia cordata Mill., Tilia platyphyllos und Pyrus communis eine Einordnung in eine mittlere Eignung für versiegelte Flächen. Aus den dendrochronologischen und physiologischen Ergebnissen dieser Untersuchung lässt sich schließen, dass sich die höheren Temperaturen und die zunehmenden Trockenperioden für alle untersuchten Arten negativ auswirken können. Dennoch zeigen die Baumarten Platanus x hispanica, Quercus robur subsp. sessiliflora und Quercus rubra, dass sie den sich verändernden Klimabedingungen auf stark versiegelten urbanen Standorten gut widerstehen können und auch in Zukunft eine hohe Vitalität beibehalten werden.

Im Rahmen eines F+E-Vorhabens wurde ein Indikatorensystem zur Darstellung der Auswirkungen des Klimawandels auf die biologische Vielfalt erarbeitet. Dabei zeigte sich, dass nur ein Teil der als fachlich sinnvoll erachteten Indikatoren konzeptionell entwickelt und operationalisiert, d. h. berechnet und in seiner Entwicklung dargestellt, werden konnte. Die Gründe sind vielfältig: So lässt sich der Klimawandel als Einflussfaktor auf die biologische Vielfalt häufig nicht ausreichend von anderen Faktoren isolieren, vereinzelt bestehen Wissensdefizite. Überwiegend sind die Ursachen allerdings in datenbezogenen Hemmnissen zu sehen. Dennoch konnten fünf Indikatoren vollständig operationalisiert werden.

Die biologische Vielfalt (Biodiversität) auf unserem Planeten ist nicht nur beeindruckend, sondern auch von existenzieller Bedeutung für das Leben und Wohlergehen der Menschheit. Die Erhaltung der Biodiversität stellt eine der größten globalen Herausforderungen für das 21. Jh. dar. Sowohl internationale Vertragswerke, wie die von über 190 Staaten ratifizierte Biodiversitätskonvention, als auch nationale Gesetze und Strategien setzen sich einen umfassenden Schutz der biologischen Vielfalt zum Ziel. Die Indikatoren-Sets Gefäßpflanzenvielfalt und Naturdistanz sind Beispiele, wie der Einfluss unterschiedlicher Landnutzungsformen auf die Biodiversität beschrieben und räumlich dargestellt werden kann. Diese Indikatoren wurden im Rahmen des transdisziplinären Projektes „Werkzeuge für Modelle einer nachhaltigen Wirtschaft“ (2008-2011) erstmals flächendeckend für ganz Österreich berechnet und öffentlich zur Verfügung gestellt (www.landnutzung.at). In einem Folgeprojekt wurden diese Indikatoren dazu verwendet, die Auswirkungen von Klimawandel und Politikmaßnahmen auf die Biodiversität im Jahre 2040 zu bewerten. Hierfür wurde ein interdisziplinärer und integrativer Modellverbund geschaffen, der räumlich detaillierte Analysen unterschiedlicher Politik- und Klimaszenarien und der daraus resultierenden Landnutzung ermöglicht. Dabei zeigte sich, dass Auswirkungen regional sehr stark variieren und sich von den Ergebnissen auf nationaler Ebene beträchtlich unterscheiden können. Das unterstreicht die Bedeutung einer räumlich hochaufgelösten Betrachtung.

This PhD is focused on the eastern region of Colombia and the practical development of this work was composed of three stages that lead to three different articles which are the main body of this study. The first stage was focused on a systematic review of the climate characteristics over the last decades at eastern Colombia including a data survey and evaluation of the historical available data records. In the second stage, the Statistical Downscaling Model (SDSM) was used as a tool for downscaling meteorological data statistically over four representative water districts at the eastern side of Colombia. Here, data from the two Global Climate Models CanESM2 and IPSL-CM5A-MR, which are part of the CMIP5-project have been used to project future maximum and minimum temperature, precipitation and relative humidity for the periods 2021–2050 and 2071–2100. For both models, the Representative Concentration Pathways RCP2.6 and RCP8.5 were considered, representing two different possible future emission trajectories and radiative forcings. In the third stage, the results of the second stage together with the hydrological model BROOK90 and complementary data were utilized to determine the future changes in the water balance components in the previously selected four water districts in Eastern Colombia.

Die Auswertung der statistischen Zusammenhänge zwischen Lufttemperatur und den Temperaturen der Fließgewässer lässt zukünftig einen signifikanten Anstieg der Wassertemperaturen aufgrund des projizierten Klimawandels erwarten. In den Unterläufen der Flüsse zeigt die statistische Auswertung eine 1:1-Beziehung der Temperaturen an. Die Veränderung der mittleren Lufttemperatur um 1 Kelvin hat eine Veränderung der Wassertemperatur um 1 Kelvin zur Folge. Die Oberläufe der Bäche in Quellnähe oder in höheren Lagen werden aufgrund des größeren Grundwassereinflusses voraussichtlich eine geringere Temperaturveränderung in Relation zur Lufttemperaturveränderung erfahren. Alle übrigen Fließgewässerabschnitte liegen hinsichtlich der Temperaturdynamik und Temperaturveränderung zwischen den beiden genannten Grenzfällen ohne auffällige regionale Unterschiede.