Klimawandel beeinflusst sowohl die Wasserressourcen, als auch die landwirtschaftliche Produktion. Mit steigenden Temperaturen und abnehmenden Sommerniederschlägen ist zu erwarten, dass die landwirtschaftliche Produktion in Zukunft vermehrt durch Trockenheit limitiert sein wird. Wo Wasserressourcen für Bewässerung zur Verfügung stehen, ist mit einer Zunahme der Wasserentnahmen für Bewässerung zu rechnen. Somit werden Wasserressourcen unter Klimawandel in zweifacher Hinsicht beeinträchtigt. Erstens direkt durch Änderungen in der saisonalen Niederschlagsverteilung, die die Grundwasserneubildung beeinflussen und zweitens durch Änderungen in der Wassernutzung. Es stellt sich somit die Frage ob Konflikte um die Ressource Wasser in Zukunft zunehmen. Vor diesem Hintergrund war es Ziel dieses Projektes, zu untersuchen, (1) wie Agrarproduktion, Wasserbedarf für Bewässerung, Abflüsse und Grundwasserdynamik durch zukünftige Klimaänderungen beeinflusst werden und (2) wie Klimawandelauswirkungen sich in Kombination mit Änderungen in der landwirtschaftlichen Wassernutzung auf die Grundwasserdynamik auswirken. Das Projekt leistet damit im Rahmen des BAFU-Programms Hydro-CH2018 einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis der kombinierten Klima- und Landnutzungseinflüsse auf die Wasserressourcen. Zur Beantwortung der Forschungsfragen wurde ein gekoppelter Modellansatz entwickelt, der Modelle aus drei Fachrichtungen miteinander verbindet: ein landwirtschaftliches Pflanzenwachstumsmodell, ein hydrologischhydraulisches Modell und ein hydrogeologisches Modell. Die Koppellung wurde für das Gebiet des Grundwasserleiters «Berner Seeland» implementiert und getestet. Das Gebiet wird überwiegend landwirtschaftlich genutzt, wobei die Möglichkeit zur Grundwassernutzung für Bewässerung eine wichtige Rolle für die Ertragssicherung spielt. Gleichzeitig versorgt der Grundwasserleiter die Gemeinden der Umgebung mit Trinkwasser. Eine potentielle Verschärfung eines Nutzungskonfliktes zwischen Trinkwassernutzung und landwirtschaftlicher Wassernutzung ist hier deshalb von zentraler Bedeutung. Bewertet wurden im Rahmen dieser Studie die Auswirkungen von erwarteten Klimaänderungen bis zum Ende des Jahrhunderts ausgehend von drei verschiedenen Emissionsszenarien (RCP2.6 = mit Klimaschutz, RCP4.5, RCP8.5 = ohne Klimaschutz). Landnutzungsänderungsszenarien verbunden mit Zu- oder Abnahme von Bewässerung wurden erstellt und bewertet, um die kombinierten Auswirkungen von Klima- und möglichen Nutzungsänderungen auf die Grundwasserdynamik des Untersuchungsgebietes abschätzen zu können. Die Modellergebnisse zeigen, dass Ertragsänderungen nicht nur durch Trockenheitslimitierungen, sondern auch durch steigende Temperaturen getrieben sind. Am Beispiel von Mais konnte gezeigt werden, dass die Wahl von spätreiferen Sorten zur Anpassung an steigende Temperaturen sinnvoll sein kann, um das Ertragsniveau zu halten bzw. noch zu steigern. Allerdings kann ein potentieller Ertragszuwachs nur mit Bewässerung realsiert werden. Simulationsergebnisse zeigen, dass der Wasserbedarf für Bewässerung ohne Klimaschutz (RCP8.5) bis zum Ende des Jahrhunderts bei unveränderter Wachstumsperiode um 40% und mit Sortenanpassung um bis zu 80% zunehmen könnte. Mit Klimaschutz (RCP2.6) bliebe die Zunahme an Wasserbedarf für Bewässerung auf 7% beschränkt. Die Zunahme an Bewässerung und saisonale Abnahme der Neubildungsraten mit abnehmenden Sommerniederschlägen bewirkt im Gebiet eine Absenkung der Grundwasserstände in den Spätsommer- und Herbstmonaten. Diese würde durch eine Intensivierung der Bewässerungspraxis akzentuiert und durch eine Extensivierung reduziert. Implikationen der errechneten Änderungen der Grundwasserdynamik auf den Abbau organischer Böden, den Schadstofftransport, die Biodiversität und Bewässerungskosten sind in weiterführenden Studien abzuschätzen.
