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This special issue of DIE ERDE presents selected key topics discussed within the BBAW working group, including work by group members and invited external researchers, containing nine articles highlighting “Regional Water Challenges” resulting from different kinds of environmental and social changes. We aim to present the complexity of interaction between changes and responses. While the first four articles focus on describing climatic and hydrological changes and their causes, the following five articles focus more on possible mitigation and adaptation measures.
This special issue of DIE ERDE presents selected key topics discussed within the BBAW working group, including work by group members and invited external researchers, containing nine articles highlighting “Regional Water Challenges” resulting from different kinds of environmental and social changes. We aim to present the complexity of interaction between changes and responses. While the first four articles focus on describing climatic and hydrological changes and their causes, the following five articles focus more on possible mitigation and adaptation measures.
This special issue of DIE ERDE presents selected key topics discussed within the BBAW working group, including work by group members and invited external researchers, containing nine articles highlighting “Regional Water Challenges” resulting from different kinds of environmental and social changes. We aim to present the complexity of interaction between changes and responses. While the first four articles focus on describing climatic and hydrological changes and their causes, the following five articles focus more on possible mitigation and adaptation measures.
The present study explores whether regional water resources can be used more efficiently by Brandenburg’s farming systems. A description of agriculture in Brandenburg today is followed by a systematic analysis of measures to raise the water efficiency. Brandenburg’s agricultural systems are divided into three sections: soil, plant production and livestock farming. Within these sections measures to increase water efficiency are listed and analysed with reference to five objective criteria for raising water use efficiency. In view of the complexity of farming systems in Brandenburg, general measures to raise water use efficiency could not be derived. Site-specific tillage practices and crop patterns adjusted to recent weather conditions may reflect the specific diversity of Brandenburg more efficiently.
For decades, water resources have been used intensively for drinking water, industry, agriculture and energy production. This paper summarises the main anthropogenic influences on the water cycle in a Pleistocene landscape and associated geochemical reactions. The results allow the identification and description of the main hydraulic and geochemical processes that control water and solute fluxes in different hydrological compartments, in particular recharge and discharge regions. Under progressive climate change, this process-based knowledge should be used to adapt land and water management to minimise negative impacts on hydrological resources and stabilise the regional water balance in theBerlin-Brandenburg Pleistocene landscape. Based on these results, a risk assessment approach for validation of future management strategies under changing climate conditions is presented.
In Lower Lusatia, eastern Germany, the changing impacts of lignite coal mining and potential climate change have put the naturally low water yield conditions under pressure. Water resources balances describe the hydrological situation in the region and the need for action due to changing boundary conditions. Extended transfer of flood water from neighbouring catchments is considered inevitable for sustainable regional development and the establishment of a quantitatively and qualitatively selfregulated water system. Using the river basin management system WBalMo®, potential water transfer scenarios to compensate for water deficits resulting from regional and global change are analysed.
Die Frage, ob die Landwirtschaft in einer Region Globalisierungseffekten ausgesetzt ist, ist von den Eigenschaften vieler Transaktionen im Agrarsektor her gesehen naheliegend. Landwirtschaftliche und gärtnerische Produkte sind weitgehend Massengüter, die sich profitabel über große Distanzen handeln lassen. Auch landwirtschaftliche Produktionsfaktoren – soweit sie nicht zu den standortgebundenen natürlichen Ressourcen wie Wasser und Boden gehören – sind international mobil, wie der Landmaschinenhandel und auch die starken Migrationsströme landwirtschaftlicher Arbeitskräfte belegen. Ereignisse mit globalen Auswirkungen auf die Nahrungsmittel- und Energiebereitstellung wie Trockenheit, Missernten, Naturkatastrophen, Energieverknappung, Wirtschaftskrisen, (Bürger-)Kriege und anthropogene Ressourcendegradierung können daher die Bedingungen der Agrarproduktion lokal und regional mehr oder weniger stark beeinträchtigen und bilden u.a. eine Quelle der Unsicherheit für die regionale Landwirtschaft. Da gerade der Umgang mit Unsicherheit eine der größten Herausforderungen unternehmerischer Tätigkeit ist, ist der Wunsch nach Abschottung von Globalisierungseffekten erklärbar. Hieraus ergeben sich zwei Leitfragen für diesen Beitrag (siehe auch Hagedorn 2011): 1. Ist die Landwirtschaft in Brandenburg tatsächlich nennenswerten und konkreten Globalisierungseffekten ausgesetzt? Dies soll anhand von wirtschaftlich relevanten Beispielen erkundet werden. 2. Kann sich die brandenburgische Landwirtschaft in einem größeren Maße der Globalisierung entziehen? Gemeint sind damit Optionen, die über globalisierungsgeschützte Nischen hinausgehen.
In diesem Buch werden die von globalen Veränderungen ausgehenden regionalen Auswirkungen betrachtet. Dabei wurde der Fokus auf die Ressource Wasser und die Region Berlin-Brandenburg gelegt. Von den regionalen Herausforderungen des globalen Wandels werden Fragen nach möglichen Anpassungsstrategien und Handlungsorientierungen abgeleitet. Anpassungen werden damit nicht als bloße Reaktion auf einen „unvermeidlichen Wandel“ verstanden. Vor dem Hintergrund unsicherer zukünftiger Entwicklungen hinsichtlich der Art und Intensität der Auswirkungen globaler Veränderungen können Anpassungsstrategien immer nur eine Vorbereitung, Flexibilisierung und Öffnung bestehender Systeme für künftige Herausforderungen bedeuten. In diesem Sinne wird hier „angepasst sein“ verstanden als „befähigt sein, rechtzeitig auf Veränderungen zu reagieren“. Der globale Wandel verläuft räumlich differenziert. Heterogen sind auch die spezifischen Ausgangsbedingungen innerhalb von Regionen, weshalb sich die Auswirkungen des globalen Wandels unterschiedlich ausprägen. Im Folgenden werden die administrative Gliederung der Fokusregion, die aktuelle naturräumliche Ausstattung und Landnutzungen sowie die gegenwärtige raumstrukturelle Situation beschrieben.
Global climate change and aspects of regional climate change in the Berlin-Brandenburg region
(2011)
To obtain an estimate of the average temperature of the northern hemisphere during the last 1200 years, proxy data have been merged with instrumental recordings. These instrumental measurements are, with a few exceptions, only available for the recent 150 years. In the city of Berlin the temperature has been recorded since as early as 1701. However, during the first 150 years the measurements were problematic as location, measurement procedure and instruments changed frequently and without proper documentation. From 1847 onwards observations became more reliable once the Royal Prussian Meteorological Institute had been established. For the last 100 years temperature and precipitation measurements have been performed in parallel at Berlin-Dahlem and Potsdam. The datasets recorded in the city of Berlin and in Berlin-Dahlem have been merged to obtain a record of more than 300 years. It indicates that the temperature of Berlin has risen by 1.04°C during the last 100 years after correcting for the urbanisation effect. In the same period, the total number of frost days has significantly decreased by almost 17 days, and the number of summer days has significantly increased by about 12 days. Annual mean precipitation has hardly changed (decrease less than 0.2 %) during the last century. However, rainfall has decreased by about 4 % in summer and increased by 3 % in winter. All precipitation changes are below the 95 % ignificance level. Model projections indicate that warming will continue which means that Berlin-Brandenburg will experience a temperature rise of about 3-3.5°C by the end of this century for the IPCC scenario A1B. For the same scenario precipitation is expected to increase by 10-20 % in winter and to decrease by 10-30 % in summer: The seasonal precipitation changes compensate each other resulting in an almost unchanged annual mean.
Globaler Wandel und regionale Entwicklung : Anpassungsstrategien in der Region Berlin-Brandenburg
(2011)
Welche Auswirkungen hat der globale Wandel für die regionale Entwicklung? Welche Konsequenzen ergeben sich daraus in gesellschaftlicher, ökonomischer und politischer Hinsicht? Diesen drängenden Fragen geht der vorliegende Band mit Blick auf die Region Berlin-Brandenburg nach. Im Fokus stehen dabei die Verfügbarkeit, die nachhaltige Nutzung und der Schutz der Ressource Wasser. Die Experten der Arbeitsgruppe Globaler Wandel – Regionale Entwicklung der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften untersuchen die verschiedenen Dimensionen des globalen Wandels: Die Beiträge befassen sich mit den regionalen Auswirkungen des Klimawandels, mit dem Wandel von Landnutzungen und Aspekten innovativer Agrarwirtschaft sowie mit Auswirkungen des sozial- und raumstrukturellen Wandels auf Infrastrukturen. An die Analyse schließt die Erörterung von Handlungsoptionen und möglichen regionalen Anpassungsstrategien an. Angesprochen sind Akteure und Entscheider in Politik, Verwaltung und Wirtschaft sowie die interessierte Öffentlichkeit. Dabei steht die Region Berlin-Brandenburg im Mittelpunkt der Ausführungen; die Analysen und Empfehlungen sind jedoch auf eine generelle Übertragbarkeit auf vergleichbare Regionen hin angelegt.
Die IAG Globaler Wandel - Regionale Entwicklung geht den Auswirkungen des globalen Wandels auf etablierte räumliche Ordnungsmuster nach. Die IAG wählt in zweifacher Hinsicht einen exemplarischen Zugang: Einerseits richtet sie ihren regionalen Fokus auf die Region Berlin-Brandenburg, andererseits stellt sie die Ressource Wasser in den Mittelpunkt ihrer Arbeit.
Die diversen Auswirkungen des globalen Wandels erfordern in den betroffenen Regionen spezifische, den jeweiligen Bedingungen angepasste Handlungsstrategien und Maßnahmen. Hierfür erste Vorschläge zu entwickeln war ein Ziel der interdisziplinären Arbeitsgruppe Globaler Wandel – Regionale Entwicklung. Im Folgenden sollen daher zunächst übergeordnete Herausforderungen des globalen Wandels skizziert werden, die alle untersuchten Themenfelder betreffen. Daran schließt die Darstellung von Brückenprinzipien an, die eine Handlungsorientierung für den Umgang mit den Folgen des globalen Wandels bieten können. Am Ende steht ein Ausblick auf weitergehende Forschungsarbeiten.
Since humans are preferentially settling in flood plains they often influence freshwater systems intensely. The first signs of anthropogenic impacts on surface waters in the Berlin-Brandenburg region are approximately 3000 years old. Considering the multiple and intense human uses of surface waters in this region, we analysed when, how and to which extent regional rivers and streams became impacted by dams, water mills and fish weirs resulting in changes in morphology, hydrology and ecological functioning. We hypothesise that the development and growth of cities in this region necessitated (1) efficient navigability of rivers linking them, (2) efficient use of hydropower resources for mills, and (3) significant pollution of surface waters especially with the beginning of industrial development. We analyse these hypotheses by means of three regional examples and delineate the effects of human uses on selected surface water bodies. Understanding the effects of these historic modifications of surface water supports the identification of options for a sustainable use of surface waters that are currently still subjected to multiple uses but face a significant decrease in discharge due to climate change.
Insbesondere in vielen ländlichen Regionen wurden zahlreiche Infrastrukturen in ihrer gegenwärtigen Verfasstheit prekär. Zumeist wird die verminderte Passfähigkeit als Größen- und Niveauproblem beschrieben, das heißt als quantitative Überdimensionierung. Dies erklärt, weshalb das „Schrumpfen“ der Infrastrukturen und Absenken auf Mindeststandards als Anpassungslösungen bevorzugt werden (Barlösius & Neu 2007). Die gegenwärtigen infrastrukturellen Um-, Rück- und Aufbauten schreiben zumeist die historisch gewachsenen, auf die industrielle Produktion, den „sorgenden Wohlfahrtsstaat“ (de Swan 2003) und die Grenzen des Nationalstaats abgestimmten Spurungen, Trassierungen, räumlichen Fixierungen und Lokalisierungen fort – nur kleiner und knapper dimensioniert, in der Fläche ausgedünnt und auf einem quantitativ reduzierten Niveau. Ein wichtiger Grund dafür ist, dass den meisten Infrastrukturen eine aufwändige Materialisierung, Institutionalisierung und Habitualisierung zu eigen ist und ihnen folglich ein enormes Beharrungsvermögen innewohnt. Die Debatten wie auch die real stattfi ndenden Umbauten zielen oftmals mehr darauf, die historisch gewachsenen Infrastrukturen in ihrer bisherigen baulichen Realisierung und institutionellen Verfasstheit aufrechtzuerhalten, wenn auch geschrumpft, privatisiert und mit neuen Praktiken ausgestattet, als sich daran zu orientieren, welche Funktionen sie erfüllen sollten, ob neue entstehen müssten oder bisherige überholt sind. Auf zurückgehende Schülerzahlen wird zumeist mit einer Zusammenlegung von Schulen und der Heraufsetzung der Schülerzahlen pro Klasse reagiert, oder Schulstandorte werden ganz aufgegeben. Im Ergebnis fahren nun die Schüler zu den zentralisierten Schulstandorten. Dezentrale oder kleinere Lösungen verbreiten sich nur langsam und werden von oberen Schulbehörden oft misstrauisch beobachtet. Innovative Lösungen wie Flexibilisierung und Bürgerpartizipation werden zwar eingefordert, doch nur selten erfolgreich umgesetzt. Woran liegt das?
Ziel dieser Expertise ist es, zunächst einen Überblick über die Situation und Einflussfaktoren des Landschaftswasserhaushalts in Berlin und Brandenburg zu geben. Dabei wird auch auf die historische Entwicklung eingegangen, ohne die ein Verständnis der heutigen Situation nur eingeschränkt möglich wäre. Das Wechselspiel zwischen klimatischen Änderungen und anthropogener Einflussnahme prägt den Landschaftswasserhaushalt der Region seit Jahrhunderten. Schließlich werden die erwarteten Änderungen für die nächsten Jahrzehnte dargestellt und Anpassungsoptionen diskutiert. Dabei wird auch der Unsicherheit der Szenarienrechnungen Rechnung getragen.
Global change is posing a major challenge to existing forms of natural resource use, socio-economic development and institutional regulation. Although trends such as climate change, socio-economic transformation and institutional change are global in their scope, they have very specific regional outcomes. Regionally distinct coping strategies are required which take into account both the diversity of regional impacts of global change and the local contexts of appropriate responses. This paper explores the impacts of global change on the management of water infrastructure systems in the Berlin-Brandenburg region in terms of three concurrent and overlapping challenges: climate change, socio-economic change and institutional change. It subsequently examines how regional actors in the water sector are addressing these three dimensions of global change.
Die Expertise behandelt die Entwicklungsmöglichkeiten und -herausforderungen ostdeutscher Agrarbetriebe und -strukturen angesichts sich verändernder Rahmenbedingungen. Die sich verändernden Rahmenbedingungen ergeben sich aus der Betrachtung des derzeitigen wirtschaftlichen, politischen und technischen Umfeldes des internationalen Agrarsektors und deuten auf einen beschleunigten Strukturwandel hin. Zu den Triebkräften dieses Strukturwandels zählen beispielsweise die weltweiten Verschiebungen von Angebot und Nachfrage, die wachsende Bedeutung vertikaler Koordination sowie die zunehmenden Anwendungsmöglichkeiten der Biotechnologie und die damit verbundene Wissensinstensität in der Agrarproduktion. Es ergeben sich aber auch spezifische Voraussetzungen aufgrund der Historie. Die ostdeutschen Agrarstrukturen unterscheiden sich aufgrund der Kollektivierung und Dekollektivierung erheblich von den Betriebs- und Produktionsstrukturen in Westeuropa. Schwerpunktmäßig wird daher in diesem Beitrag der Frage nachgegangen, welche Faktoren die Handlungsfähigkeit ostdeutscher Betriebe mit Blick auf eine wettbewerbsfähige Entwicklung beeinflussen und vor welchen Entwicklungsherausforderungen die Betriebe zukünftig stehen werden.
The example of Spain illustrates how the production of socio-ecological scales is centred on the social transformation of nature and the construction of socio-ecological and political-ecological scalar gestalts. Concrete geographies, with choreographies of uneven and shifting social power relations, are etched into these ecological, social, political or institutional scalar configurations. These processes are infused with contested and contestable strategies of individuals and social groups, who mobilise spatial scales as part of struggles for control and empowerment, and contest the power geometries of extant scalar gestalts. Needless to say, the mobilisation of scale, the occupation of geographical scale, and the production of scale are central moments in such processes of socio-spatial change. Struggling for the command of scale, or strategizing around excluding particular groups from the performative capabilities of certain scales, shapes social processes, defines relative empowerment and disempowerment and gives rise to very specific socio-spatial relations.