20.06.2013, 15:19 Uhr | 0 |

Klimawandel simulieren Versuchsstation Bad Lauchstädt erhält neues Freilandlabor

Damit sich die Landwirtschaft besser dem Klimawandel anpassen kann, simulieren Helmholtz-Wissenschaftler in einer neuen Freilandanlage im südlich von Halle gelegenen Bad Lauchstädt künftig die Veränderungen durch den Klimawandel auf das Ökosystem.

Global Change Experimental Facility (GCEF)
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Die Global Change Experimental Facility (GCEF) besteht aus 25 überdachbaren und weiteren 25 nicht überdachbaren Experimentalflächen, in denen die künftigen Veränderungen in verschiedenen Landnutzungen simuliert werden.

Foto: UFZ/André Künzelmann

Es soll ein Langzeitexperiment von mindestens 15 Jahren werden. Sachsens Minister für Wissenschaft und Wirtschaft Hartmut Möllring übergab die neue Anlage „Global Change Experimental Facility (GCEF)“ auf der Versuchsstation in Bad Lauchstädt vor wenigen Tagen an das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ). Es wird mit über vier Millionen Euro vom Bundesforschungsministerium  gefördert.

Die Gesamtfläche des Freilandlabors umfasst sieben Hektar. Das entspricht etwa der Größe von zehn Fußballfeldern. Darauf befinden sich 25 überdachbare und 25 nicht überdachbare Flächen, auf denen künftig die Landnutzung auf verschiedene Weise simuliert werden kann.

Mit einer Stahlkonstruktion wurden Ackerflächen überbaut und bekamen elektronisch schließbare Dächer und Seitenwände. So kann je nach Bedarf die Temperatur reguliert werden und im Herbst kann der Bodenfrost um eine bestimmt Zeit verschoben werden. Regen lässt sich entweder durch die Dächer abhalten oder durch Beregnungsanlagen zugeben. Auf diese Weise können die Helmholtz-Wissenschaftler die Faktoren einer Veränderung des Klimas realistisch nachstellen. „Die Anlage ist keine Klimakammer, in der die Bedingungen konstant gehalten werden. Wir helfen lediglich ein wenig nach und verschieben die Parameter. Schließlich werden Temperatur und Niederschlag auch in Zukunft stark schwanken, nur eben auf einem anderen Niveau als heute“, erläutert Dr. Stefan Klotz vom UFZ.

Beobachtung der Entwicklung von nicht manipulierten Flächen

Es sind jeweils fünf Parzellen, auf denen unterschiedliche Klimaszenarien simuliert werden, wie sie bis zum Ende des Jahrhunderts in Deutschland möglicherweise entstehen können. Die Parzellen werden unter konventioneller und ökologischer Landwirtschaft sowie intensiver und extensiver Graslandnutzung und Weideflächenbetrieb betrieben. Vergleichsweise werden identische Parzellen angelegt, auf denen Temperatur und Niederschlag nicht verändert werden. Auf diese Weise wird beobachtet, wie sich Flächen unter Manipulation verändern.

Für die Bearbeitung der Flächen können Landmaschinen eingesetzt werden. Die Größe der Parzellen von jeweils 16x24 Metern macht dies möglich.

Klimatische Bedingungen, wie sie in Zukunft erwartet werden

„Wir erhoffen uns daher, die Folgen von Klimawandel und Landnutzung unter recht realistischen Bedingungen beobachten zu können“, erklärt der wissenschaftliche Koordinator des GCEF-Projekts, Dr. Martin Schädler. Die neue Anlage in Bad Lauchstädt kann mit größeren zeitlichen und räumlichen Dimensionen arbeiten, was derzeit in der Klimaforschung einzigartig ist.

Die Wissenschaftler rechnen damit, dass künftig die Temperaturen in Mitteldeutschland ansteigen werden und insbesondere im Sommer weniger Niederschläge fallen werden. Die lange Laufzeit des GCEF-Experiments von mindestens 15 Jahren ermöglicht den Forschern, Entwicklungen und Unterschiede in der Tier- und Pflanzenwelt und im Boden aufgrund der klimatischen Veränderungen langfristig dokumentieren zu können.

WLAN-ähnliches Sensornetzwerk wandelt Daten digital um

Für seine Arbeit verwendet das UFZ ein selbst entwickeltes spezielles drahtloses Sensornetzwerk, das selbständig organisiert ist. Dabei handelt es sich quasi um ein WLAN-Netzwerk, das viele kleine Stationen zur Messung von Temperatur und Feuchtigkeit in Luft und Boden beinhaltet. Die aufgenommenen Daten werden dann in digitale Daten umgewandelt und über einen Router in die eigene Datenbank übernommen. „Wir befinden uns hier auf einem echten Hightech-Versuchsfeld“, betont Koordinator Schädler.

Ziel der Langzeitexperimente ist es, dem Umwelt- und Naturschutz sowie der Landwirtschaft zu helfen, sich an den Klimawandel anzupassen. Es soll ein besseres Verständnis der Beziehungen zwischen Boden, Pflanzen und Atmosphäre entstehen.

Das Gelände des GCEF hat insgesamt eine Fläche von rund 43 Hektar. Darauf befinden sich Versuchsstationen für verschiedenste Forschergruppen am UFZ von Mikrobiologen bis zu Modellierern. Die Versuchsstation Bad Lauchstädt gehört zum Fachbereich Biodiversität und Terrestrische Ökosysteme des Helmholtz-Instituts. Sie wurde bereits 1895 von Professor Dr. Max Maercker gründet. Noch heute besteht der Statische Düngungsversuch, der 1902 vom Agrikulturchemiker Wilhelm Schneidewind angelegt wurde. Er zählt zu den zehn ältesten Dauerversuchen der Welt. In der Versuchsstation sind verschiedene Klimakammer- über Warmhaus- und Kalthausexperimente bis hin zu Manipulationsversuchen im Freiland möglich. Die Versuche dienen dem besseren Verständnis der komplexen Beziehungen im System Boden-Pflanze-Atmosphäre. 

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Von Petra Funk
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