Das Projekt "KliWEP - Abschätzung der Auswirkung der für Sachsen prognostizierten Kimaveränderungen auf den Wasser- und Stoffhaushalt im Einzugsgebiet der Parthe - Weiterentwicklung von WaSiM-ETH: Implikation dynamischer Vegetationszeiten und Durchführung von Testsimulationen für sächsische Klimaregionen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UDATA GmbH - Umwelt und Bildung durchgeführt. Klimastudien zeigen für Sachsen gravierende Auswirkungen eines bereits beobachteten und noch zu erwartenden Klimawandels. Für die Fachplanungen des Sächsischen Landesamts für Umwelt und Geologie (LfUG) besteht daher die Notwendigkeit, die Folgen sowohl von Klima- als auch von Landnutzungsänderungen auf Wasser-, Land- und Forstwirtschaft abzuschätzen. Als elementares Werkzeug für diese Aufgaben sind belastbare prozessorientierte Gebietswasserhaushaltsmodelle, wie z.B. WaSiM-ETH, erforderlich. Zur weiteren Optimierung der Prognosefähigkeit des im Rahmen von KliWEP aufgebauten Modellsystems WaSiM-ETH / PCGEOFIM soll daher zukünftig auch der Einfluss des Klimawandels auf die Dauer der Vegetationsperiode und damit auf den Wasser- und Stoffhaushalt abgebildet werden. Hierbei sind Beginn und Ende individueller Vegetationszeiten von Pflanzenarten in Abhängigkeit von Klimaeinflüssen und Standortfaktoren individuell zu bestimmen. Zunächst wurden zahlreiche Wasserhaushaltsmodelle auf ihre Umsetzung der Phänologie und die implementierten Algorithmen überprüft und die wichtigsten bestehenden Modellansätze zusammengefasst. Die gegenwärtige Umsetzung der phänologischen Phasen im Abfluss- und Wasserhaushaltsmodell WaSiM-ETH wurde analysiert und Modellschnittstellen zur Erweiterung um das neu zu entwickelnde Phänologie-Modul geschaffen. Aus der Vielzahl von existierenden Phänologiemodellen wurden die für das Untersuchungsgebiet geeigneten ausgewählt und angepasst. Hierfür wurden die zur Entwicklung und Validierung des Modells relevanten phänologischen Beobachtungsdaten für die wichtigsten obst- und pflanzenbaulichen Landnutzungen in Sachsen ausgewertet. Für die wichtigsten Winter- und Sommergetreidearten, Hackfrüchte und Gräser sowie Obstsorten wurden Parametersätze für die Anwendung in WaSiM-ETH bestimmt. Die erarbeiteten Modelle und Parameter wurden in WaSiM-ETH implementiert. Unabhängig vom gewählten Zeitschritt kann nun die Vegetationsentwicklung über eines von drei zur Auswahl stehenden Modellen dynamisch berechnet werden. Zwei der Modelle sind explizit für die Anwendung im Forst und bei Obstgehölzen geeignet, das dritte für die Berechnung der Vegetationsentwicklung von Acker- und Grünlandkulturen. Zusätzlich wurde auch ein Algorithmus zur Berücksichtigung der Auswirkung von Frühjahrstrockenheit auf die phänologische Entwicklung konzipiert und in WaSiM-ETH übernommen. Durch die Validierungssimulationen konnte gezeigt werden, dass insbesondere die Entwicklung der phänologischen Phasen im Frühjahr und Sommer durch das neu entwickelte Modell sehr gut beschrieben wird. Die mittlere absolute Abweichung des modellierten vom beobachteten Zeitpunkt ist hier in der Regel kleiner als vier Tage. Für die Beschreibung der phänologischen Herbstphasen sollten dagegen weiterhin klimatische Mittelwerte verwendet werden. Für alle untersuchten Baumarten und landwirtschaftlichen Nutzpflanzen konnte eine deutliche Höhenabhängigkeit der phänologischen Phasen gezeigt werden. usw.