Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10419/264588 
Year of Publication: 
2022
Series/Report no.: 
Thünen Working Paper No. 198
Publisher: 
Johann Heinrich von Thünen-Institut, Braunschweig
Abstract: 
Wir geben eine Übersicht über den Stand des Wissens zu den Klimafolgen für den deutschen Pflanzenbau und generieren modellbasierte, quantitative und räumlich differenzierte Simulationen zu den Ertragsveränderungen der wichtigsten deutschen Ackerkulturen bis zur Mitte des Jahrhunderts. Zur Simulation der Erträge werden mehrere Agrar-Ökosystem-Modelle herangezogen und durch eine Meta-Analyse wissenschaftlicher Literatur ergänzt. Zusätzlich berücksichtigen die Analysen die Auswirkungen einzelner Wetterlagen wie Hitze und Dürreperioden auf die Erträge in der Vergangenheit. Um die zukünftige Entwicklung einzuschätzen, werden die Daten verschiedener Klimaprojektionen herangezogen. Die Prozessbasierte Modellierung zeigt im Mittel, mit regionalen Unterschieden, überwiegend keine Ertragsrückgänge bis zur Mitte des Jahrhunderts sowie keine steigende Ertragsvariabilität. Die Effektivität des CO2-Düngeffekts für Ertragssteigerungen bei Winterweizen sinkt über die Zeit, die Erträge von Silomais können am wenigsten vom CO2-Düngeeffekt profitieren. In der Vergangenheit zeigen sich bei fast allen Kulturen Ertragsverluste durch extreme Sommer- und Frühjahrstrockenheit sowie bei Winterweizen und z.T. bei Winterraps durch Hitzeereignisse. Hitzebedingte Ertragsverluste nehmen bei Winterweizen bei steigender CO2-Konzentration zu. Die Analysen zeigen dagegen keine eindeutige Zunahme der Ertragsverluste durch extreme Trockenheit und Staunässe. Unsicherheiten in den Ergebnissen bestehen u.a. aufgrund einer hohen Bandbreite der zukünftigen Niederschlagsentwicklung in den zugrundeliegenden Klimamodellen, insbesondere hinsichtlich der Verlässlichkeit der Niederschlagsprojektion im Frühjahr. Nicht berücksichtigt in den Simulationen wurde eine gezielte Anpassung der Produktion an den Klimawandel sowie negative Ertragseffekte durch die Zunahme von Stürmen, Hagel, Starkregen oder Schadorganismen.
Abstract (Translated): 
We provide an overview of the state of knowledge on the climate change impacts on German crop production and generate model-based, quantitative and spatially differentiated simulations of the yield changes of the most important German arable crops, up to the middle of the century. To simulate yields, we use several agro-ecosystem models and provide a meta-analysis of the related scientific literature. In addition, we consider the effects of specific weather conditions such as heat and drought periods on yields in the past. In order to assess the future development, we use the data of different climate projections . On average, with regional differences, the simulations show no decline in yields until the middle of the century and no increase in yield variability. We observe a decrease in the effectiveness of the CO2 fertilization effect for yield increases of winter wheat over time. The yields of silage maize benefit the least from CO2 fertilization. For the past, we identify yield losses due to extreme summer and spring drought for almost all crops as well as due to heat events for winter wheat and partly for oilseed rape. Heat-related yield losses increase for winter wheat with increasing CO2 concentrations. However, we cannot identify an unambiguous increase in yield losses due to extreme drought or waterlogging in the future. Uncertainties in the results exist, amongst other reasons, due to a wide range of future precipitation development in the underlying climate models, in particular with regard to the reliability of the precipitation projection in spring. The simulations do not consider adaptation of production to climate change as well as negative yield effects due to potential increase in storms, hail storms, heavy rain or harmful organisms.
Subjects: 
Klimawandel
Ertragseffekte
Pflanzenbau
Deutschland
Extremwetterereignisse
Agrar-ÖkosystemModelle
climate change
yield effects
crop production
Germany
extreme weather events
agro-ecosystem models
Persistent Identifier of the first edition: 
Document Type: 
Working Paper

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