Effecten van klimaatverandering op de potentiële en actuele verdamping van de landbouw in oostelijk en zuidelijk Nederland in 2050

Transcriptie

1 Effecten van klimaatverandering op de potentiële en actuele verdamping van de landbouw in oostelijk en zuidelijk Nederland in 2050 Een prognose op basis van literatuur en expertise 12 juni 2012 Opgesteld door: In opdracht van: Jan van Bakel waterschap Regge en Dinkel

2 2/30 Inhoudsopgave 1 Inleiding Aanleiding Te beantwoorden vragen Leeswijzer Uitgangspunten en definities Algemeen Uitgangspunten Definities De gevolgen van de klimaatverandering voor de verdamping van landbouwgewassen Aanpak De atmosferische verdampingsvraag De potentiële verdamping Potentiële gewasverdamping bij W en W Verandering in groeisnelheid Verandering in waterverbruiksefficiëntie Ziekten en plagen Bodemverdamping De veranderingen in cijfers De actuele verdamping Aanpak De verandering in cijfers Discussie Beantwoording gestelde vragen Consequenties voor op NHI gebaseerde analyses en aanbevelingen voor maatregelen Samenvatting Literatuur... 30

3 3/30 1 Inleiding 1.1 Aanleiding De klimaatverandering zal gevolgen hebben voor de vraag naar water door de landbouw. Het is van belang deze verandering te kennen, o.a. voor het Deltaprogramma, in het bijzonder het Deelprogramma Zoetwater en de regionale projecten die hier aan gelieerd zijn, zoals het Deltaplan Hoge Zandgronden en Zoetwatervoorziening Oost-Nederland. In diverse studies is de invloed van de klimaatverandering op de landbouw beschreven (IPO, PBL). Echter de toename van de verdamping van landbouwgewassen door autonome ontwikkelingen (gewasveredeling, betere gewasverpleging, precisielandbouw) en als gevolg van klimaatverandering (primair en secundair) zijn niet integraal beschreven. Wel zijn er expertschattingen en modelberekeningen (o.a. in het Nationaal Hydrologisch Instrumentarium, NHI), maar die modellen houden bijvoorbeeld geen rekening met de productiviteitsstijging in de landbouw die gepaard gaat met hogere verdamping. Ook wordt er in de modelberekeningen veelal geen rekening gehouden met de effecten van de stijging van het CO 2-gehalte in de lucht op de verdamping. Er zijn dus vragen te stellen bij de huidige berekeningen van de toekomstige watervraag voor de landbouw. Dit was de aanleiding voor het waterschap Regge en Dinkel om in samenwerking met het programmateam ZON een studie te laten uitvoeren door De Bakelse Stroom. 1.2 Te beantwoorden vragen De volgende vragen moeten worden beantwoord: 1) Wat gaat de landbouw extra verdampen in de toekomst a.g.v. klimaatverandering (langer groeiseizoen door hogere temperaturen)? En welke (negatieve) terugkoppelingen spelen hier bij een rol? 2) Wat heeft het NHI t.a.v. W+ uitgerekend voor regio Oost als extra verdamping door de landbouw? Met welke factoren houdt het NHI wel rekening en welke niet als het gaat om extra landbouwverdamping? (Relevantie van deze vraag: is de watervraag door NHI wel goed ingeschat en formuleren we dan wel het juiste maatregelenpakket?) 3) Hoe verhouden de antwoorden van 1) en 2) zich tot elkaar? Zijn er verschillen en zo ja, waardoor worden die verklaard? Deze rapportage geeft antwoord op de gestelde vragen. 1.3 Leeswijzer In hoofdstuk 2 worden allereerst uitgangspunten en definities gegeven. In hoofdstuk 3 worden de gevolgen van klimaatverandering voor de verdamping van landbouwgewassen beschreven,

4 4/30 opgesplitst naar gevolgen voor de atmosferische verdampingsvraag, de potentiele verdamping en de actuele verdamping. Daarbij zijn keuzes gemaakt die aanleiding geven tot discussie; zie hoofdstuk 4. In hoofdstuk 5 worden de door de opdrachtgever gestelde vragen beantwoord. Hoofdstuk 6 ten slotte geeft de samenvatting.

5 5/30 2 Uitgangspunten en definities 2.1 Algemeen Het klimaat in Nederland is de afgelopen eeuw aanzienlijk veranderd en het is zeker dat deze veranderingen door de mondiale opwarming zullen versnellen. Alleen de mate waarin is onzeker en daarom wordt er gewerkt met een bandbreedte die geïllustreerd wordt via de bekende 4 KNMI-klimaatscenario s G, G+, W en W+. Deze stammen uit 2006 en zullen in 2013 worden herzien. Daarop vooruitlopend kan gesteld worden dat de G-scenario s minder waarschijnlijk zijn en de opwarming in 2050 minstens 2 graden is. Daarmee worden de W-scenario s meer waarschijnlijk. Dit is leidend voor de uitgangspunten voor de analyse die in de volgende paragraaf wordt beschreven. 2.2 Uitgangspunten De volgende uitgangspunten zijn gehanteerd: 1. Het zichtjaar is De KNMI-klimaatscenario s W en W+ zijn als meest realistisch beschouwd en zullen beide worden geanalyseerd. 3. De stijging van de gemiddelde temperatuur is 2 graden Celsius ten opzichte van het referentiejaar De stijging van het CO 2-gehalte van de lucht op zeeniveau is 175 ppm. De huidige waarde is 350 ppm, dus we houden rekening met een toename van 50%. 2.3 Definities Alvorens te analyseren wat de mogelijke gevolgen van de klimaatverandering zijn voor de verdamping van landbouwpercelen moet dezelfde taal gesproken worden. Daarom zijn de volgende definities gehanteerd voor de verdampingstermen (zie ook Moors et al, 2002 (Hydrologische woordenlijst) en NHV-special over Verdamping, in voorbereiding): De potentiële verdamping van een (met een landbouwgewas begroeid) oppervlak, E pot, is de som van: 1. Potentiële gewasverdamping, T pot (van transpiratie); 2. Interceptieverdamping, E I. Deel van de bruto neerslag (ook kunstmatig) dat door de vegetatie of andere structuren wordt onderschept en dat vervolgens verdampt; 3. Bodemverdamping, E s. De actuele (of werkelijke) verdamping van een (met een landbouwgewas begroeid) oppervlak, E, is de som van: 1. Gewasverdamping, T Onder invloed van vochttekorten in de wortelzone kan de gewasverdamping worden gereduceerd; 2. Interceptieverdamping, E I;

6 6/30 3. Bodemverdamping, E s. In de Hydrologische woordenlijst wordt de uitdrukking actuele verdamping (en bijbehorend subscript act) afgeraden. In dit rapport wordt de uitdrukking actuele verdamping wel gehandhaafd om een nadrukkelijk onderscheid te maken met de potentiële verdamping. In onderstaande figuur is het verschil tussen potentiële en actuele verdamping schematisch weergegeven. Windterm Stralingsterm Atmosferische verdampingsvraag Verdampingsreductie Potentiële verdamping, E pot Potentiële gewasverdamping, T pot Interceptieverdamping, E I Verdamping, E Gewasverdamping, T Interceptieverdamping, E I ; Bodemverdamping, E s waterstress Figuur 1: schematische voorstelling van samenstellende verdampingsfluxen van potentiële en actuele verdamping

7 7/30 Merk op dat de interceptieverdamping en bodemverdamping in beide definities gelijk zijn. De interceptieverdamping wordt niet gereduceerd door de vochttoestand van de bodem (en is dus altijd potentieel); de bodemverdamping wordt vrijwel altijd bepaald door de vochttoestand van de bovenste paar cm van de bodem. Het is dus praktischer (maar theoretisch onjuist) om bij de bepaling van de potentiele verdamping de actuele bodemverdamping te nemen. Als men voor akkerbouwgewassen bij de bepaling van E pot zou uitgaan van de potentiele bodemverdamping (dus natte bodem) zou de gewasfactor nooit onder 1,0 uitkomen en dus een veel hogere potentiële verdamping in het voorjaar bepalen dan met de gebruikelijke gewasfactoren die bijv. voor aardappelen vanaf 1 april tot 1 juli oplopen van 0,4 naar 0,9. In het geval er beregend wordt, zal een deel van het beregeningswater, nadat het water de sproeier heeft verlaten, verdampen voordat het op de plant of de bodem neerkomt. Dit wordt aangeduid als de verdampingsverliezen van beregening. Deze verliezen kunnen niet in rekening worden gebracht, gegeven het uitgangspunt dat de atmosferische verdampingsvraag als gegeven wordt beschouwd. Alleen met een regionaal grenslaagmodel kan worden berekend hoeveel de atmosferische verdampingsvraag door de verdampingsverliezen afneemt. De referentiegewasverdamping, E ref, is de verdampingssnelheid van een uitgebreid uniform, droog grasoppervlak van 8-15 cm hoog en dat voldoende van water is voorzien. Deze wordt berekend met de vergelijking van Makkink. De potentiële verdamping van een met een landbouwgewas begroeid oppervlak kan hieruit worden afgeleid door te vermenigvuldigen met de zogenoemde gewasfactor, g, die per decade kan variëren (Hooghart & Lablans, 1988). De verdamping wordt gewoonlijk uitgedrukt als het volume water dat per eenheid van tijd per eenheid van oppervlak verdampt. De eenheid is dan mm/d of meer algemeen mm/tijdsperiode.

8 8/30 3 De gevolgen van de klimaatverandering voor de verdamping van landbouwgewassen 3.1 Aanpak De gevolgen van de klimaatverandering op de verdamping van landbouwpercelen zullen worden afgeleid door: 1. allereerst de verandering in de atmosferische verdampingsvraag aan te geven; 2. vervolgens te bekijken of de klimaatverandering gevolgen heeft voor de potentiële verdamping van landbouwgewassen; 3. tenslotte te specificeren hoe de (werkelijke) verdamping kan veranderen. Echter, er treden ook autonome veranderingen op in de landbouw als gevolg van technologische ontwikkelingen die van invloed zijn op zowel de potentiële als de actuele verdamping. Deze zullen apart worden geanalyseerd. Per onderdeel zullen eerst de afzonderlijke argumenten worden beschreven, inclusief het aan deze argumenten gerelateerde percentage waarmee de verdamping zal veranderen. In afsluitende paragrafen worden de resultaten tabellarisch samengevat en becommentarieerd. 3.2 De atmosferische verdampingsvraag Windterm Stralingsterm Atmosferische verdampingsvraag Op lokale schaal kan de atmosferische verdampingsvraag worden beschouwd als een opgelegde (vaste) bovenrandvoorwaarde, op regionale schaal zijn er echter allerlei terugkoppelingen en is de waarde dus eigenlijk niet vast, maar variabel. Toch is het gebruikelijk de verdampingsvraag te berekenen uit waarnemingen van o.a. straling en luchttemperatuur. Voor de klimaatscenario s worden bepalende meteorologische variabelen met een door het KNMI ontwikkeld algoritme getransformeerd en hieruit kan de verdamping in 2050 worden be-

9 9/30 rekend. De meest gebruikte methode is het toepassen van de formule van Makkink waarmee de zogenoemde referentiegewasverdamping, E ref, wordt berekend. Door het KNMI is berekend dat bij de klimaatscenario s W en W+ de referentiegewasverdamping, E ref, gedurende het zomerhalfjaar in 2050 toeneemt met 7 resp. 15%. Zie ook: Aangenomen is dat ook in het winterhalfjaar E ref met hetzelfde percentage toeneemt omdat ook in die periode de temperatuur toeneemt. Weliswaar is de formule van Makkink niet voor het winterhalfjaar afgeleid, maar voor perioden in het winterhalfjaar dat de verdamping redelijk hoog is zal de formule nog redelijk opgaan en voor perioden dat de verdamping niet veel voorstelt wordt slechts een zeer geringe fout gemaakt. In het discussiehoofdstuk worden overigens vraagtekens gezet bij de toepasbaarheid van de formule van Makkink bij klimaatscenario s. 3.3 De potentiële verdamping Potentiële verdamping, E pot Potentiële gewasverdamping, T pot Interceptieverdamping, E I Bodemverdamping, E s De potentiële verdamping van een met een landbouwgewas begroeid oppervlak, E pot, is gedefinieerd als de som van de potentiële gewasverdamping, de interceptieverdamping en de bodemverdamping (zie ook hoofdstuk 2). Voor de analyse van de gevolgen van klimaatverandering is onderscheid gemaakt in de verdamping van 5 veel voorkomende landbouwgewassen of clusters van landbouwgewassen en

10 10/30 verder is een opsplitsing gemaakt naar zomer- en winterhalfjaar en hydrologisch jaar (van 1 april tot en met 31 maart van het daaropvolgende kalenderjaar). Verder is een opsplitsing gemaakt in gewasverdamping inclusief interceptieverdamping enerzijds en bodemverdamping anderzijds, omdat de gevolgen van klimaatverandering hiervoor verschillend zullen worden geanalyseerd. De verdamping van geïntercepteerd water hangt af van de neerslag en de oppervlak groene bladeren per eenheid van grondoppervlak, veelal aangeduid als Leaf Area Index (LAI) en heeft een onderdrukkende werking op de gewasverdamping. Door een hogere atmosferische vraag zal het geïntercepteerd water sneller verdampen maar als balanspost nauwelijks toenemen. De verandering in gewasgroei door klimaatverandering geeft een verandering in LAI en daardoor zal de interceptieverdamping wel toenemen. Echter deze toename onderdrukt de gewasverdamping. Vanwege deze koppeling zijn gewasverdamping en interceptieverdamping samen genomen Autonome veranderingen Als referentie is de potentiële verdamping anno 2010 genomen. Door autonome ontwikkelingen in de landbouw zal ook zonder klimaatverandering de verdamping in 2050 hoger zijn dan in Deze autonome ontwikkeling, zoals hier bedoeld, omvat niet de veranderingen in landbouwareaal of verschuiving in bouwplannen. Deze worden vooralsnog buiten beschouwing gelaten. Door allerlei technologische ontwikkelingen, maar ook doordat het vakmanschap van de Nederlandse boer voortdurend verbetert, is er sinds WOII een productiestijging van ongeveer 1% per jaar opgetreden (Arts & Degenhardt, 1996). Voor sommige gewassen zoals tarwe is dat zelfs ca. 2% (zie onderstaande figuur). Wheat Yields in the Netherlands from 1900 onwards Wheat Yield (ton/ha) kg/ha/yr kg/ha/yr Year

11 11/30 Figuur 2: ontwikkeling van tarweopbrengsten in Nederland sinds 1900 (Bron: R. Rabbinge; pers. meded.) Er is geen reden er vanuit te gaan dat deze stijging in de toekomst zal afvlakken. Er is daarom aangenomen dat, gerekend vanaf 2010, de productie in de landbouw tot 2050 zal stijgen met 1% per jaar. Afgerond is dit 45%. De vraag is of daardoor ook de potentiële gewasverdamping zal toenemen met dit percentage. Door Arts & Degenhart (1996) wordt aangenomen van wel. Echter, Van Bakel & De Wit (1997) komen tot een wat geringere toename en dat is ook wel te beredeneren: een deel van de hogere opbrengst is namelijk te danken aan minder onkruid, het minder vaak verloren gaan van de oogst door verrotting of door minder oogst- en bewaarverliezen. Deze vermindering van verliezen leidt tot een hogere productie zonder dat dit gepaard gaat met extra verdamping. Een schatting is dat de toename van de oogstbare productie voor 2/3 terug te voeren is op een toename van de gewasverdamping. Derhalve is een autonome toename van 30% gerechtvaardigd (2/3 van 45%). Echter, een deel van de in het verleden opgetreden toename van de productie kan worden toegeschreven aan verlenging van het groeiseizoen door de reeds opgetreden temperatuurstijging en door meer beregening. Deze posten worden in deze analyse apart beschouwd en dus moet de autonome toename hiervoor worden gecorrigeerd. Een redelijke schatting is dat beide mechanismen verantwoordelijk zijn geweest voor de helft van de toename van sinds WOII opgetreden verhoging van de productie. De geëxtrapoleerde autonome verandering in potentiële gewasverdamping van 30% moet hiervoor worden gecorrigeerd. Per saldo is een autonome toename van 15% van de potentiële gewasverdamping (exclusief langer groeiseizoen door klimaatverandering en toename van de beregening) als realistisch verondersteld. Voor grasland is de stijging beperkt tot 10% omdat ook in het verleden de stijging van de opbrengst wat minder is geweest; voor granen is de stijging wat groter: 20%. Deze toename heeft een onderdrukkende werking op de bodemverdamping. Voor grasland is de afname absoluut gezien beperkt en voor akkerbouwgewassen is er een lichte afname omdat door beter zaaibedbereiding en pootgoedbehandeling de gewassen sneller de grond volledig bedekt hebben. Per saldo is per cluster van gewassen een afname van de bodemverdamping geschat die de helft is van de toename in potentiële gewasverdamping Potentiële gewasverdamping bij W en W+ De potentiële gewasverdamping, T pot, wordt op verschillende manieren door de klimaatverandering beïnvloed, te splitsen in primaire en secundaire (2 e orde) effecten. Primaire effecten De veronderstelling is dat de potentiële verdamping van een oppervlak van een identiek gewas maar groeiend onder de klimaatomstandigheden in 2050 behorend bij W respectievelijk W+ 1- op-1 is te koppelen aan de verandering van de referentiegewasverdamping. De aldus bepaalde verdamping neemt dus toe met 7 respectievelijk 15%.

12 12/30 Secundaire effecten Secundaire effecten zijn veranderingen in de T pot als gevolg van veranderingen in de groei en verdamping van het gewas die het gevolg zijn van klimaatverandering. Want een verandering in groei geeft een verandering in oppervlakte groene bladeren per eenheid van oppervlak (Leaf Area Index, LAI) en daardoor een verandering in T pot. De voornaamste mechanismen zijn: 1. Verandering in lengte van het groeiseizoen. 2. Veranderingen in groei van gewassen door meer verdamping, hogere temperaturen en een hoger CO 2-gehalte. 3. Verhoging van in watergebruiksefficiëntie, door een hoger CO 2-gehalte in de lucht en daardoor een lagere gewasverdamping. 4. Verandering in ziektes en plagen. Ad 1) Verandering in lengte van het groeiseizoen Door temperatuurstijging kan er eerder worden gezaaid, begint het gras eerder te groeien en groeit wellicht ook langer door. Dit fenomeen is reeds in volle werking, getuige onderstaande figuur (uit PBL, 2012). Figuur 3: verloop van aantal dagen per jaar boven 5 0 C sinds 1900 (uit PBL, 2011) De verwachting is dat deze trend zal aanhouden en wellicht nog zal worden versterkt. Per gewas is daarom een inschatting maakt van het effect van groeiseizoenverlenging op de potentiele gewasverdamping. Dit is geschat op 30 mm voor grasland (zowel eerder begin van de groei en langer doorgaan van de groei in de herfst, 0 mm voor granen (beginnen wel eerder in het voorjaar maar sterven ook eerder af) en 20 mm voor de overige vormen van landgebruik Verandering in groeisnelheid Hogere verdamping

13 13/30 Verdamping en groei zijn positief gecorreleerd (positieve feed back). Echter bij een LAI van 2,5 of meer is het effect beperkt doordat de bladeren elkaar in toenemende mate beschaduwen. Voor grasland zijn de effecten beperkt omdat de LAI meestal hoger is dan 2,5 (direct na het maaien kan enig effect optreden) en bij de overige gewassen, vooral zaai- en pootgewassen, is er in de periode tot volledige bodembedekking een effect te verwachten. Het effect van een hogere verdamping op de groeisnelheid en daarmee weer op de verdamping treedt vooral op als de LAI ligt tussen 0,5 en 2,5: de groeifase ruim na opkomst en voordat het gewas de bodem bedekt. Hogere temperaturen Als gevolg van de stijging van de temperatuur zullen C 3-gewassen 1 in perioden dat de temperatuur in de huidige situatie lager is dan de optimumtemperatuur harder groeien, maar in perioden dat die te hoog is een extra groeiremming ondervinden. Per saldo is bij C3-gewassen weinig effect te verwachten. C 4-gewassen 2 daarentegen zullen profiteren van een temperatuurverhoging. Voor de Nederlandse landbouw gaat het vooral om het gewas maïs. Maïs zal na het zaaien naar schatting 2 weken eerder de grond vrijwel volledig bedekken. Daarna heeft een snellere groei nauwelijks nog effect op de gewasverdamping omdat er beschaduwing optreedt waardoor de toename van de groeisnelheid wordt afgeremd (negatieve terugkoppeling). Door de snellere bodembedekking neemt de gewasverdamping naar schatting toe met 30 mm. Hoger CO 2-gehalte Een hoger CO 2-gehalte van de lucht leidt tot een hogere groeisnelheid, met name bij C3- gewassen. Vooral in de groeifase dat de LAI minder is dan 2,5 heeft dat effect op de verdamping. Het gezamenlijk effect van snellere gewasgroei op de potentiële gewasverdamping is geschat op 5% voor grasland en 10% voor de andere vormen van landgebruik Verandering in waterverbruiksefficiëntie In de literatuur is veel discussie over effect van stijging van het CO 2-gehalte van de lucht op de verdamping. Steduto et al. (2009) beschouwen de verhouding tussen verdamping en CO 2-1 Uit Wikipedia: Bij planten zijn op hoger niveau twee hoofdtypen van fotosynthese te onderscheiden, de zogenaamde C 3- en C 4-planten. Alle planten hebben het C 3-systeem, kooldioxide wordt via tussenproducten met drie koolstofatomen vastgelegd (koolstofassimilatie) en uiteindelijk in glucose omgezet, waarbij de energie wordt geleverd door licht. Er zijn echter enkele (momenteel circa 1900 bekende soorten) planten uit tropische gebieden, zoals maïs, die als eerste stap CO 2 vastleggen in een verbinding met 4 koolstofatomen, de reden waarom ze C 4-planten worden genoemd. 2 Uit Wikipedia: De optimale temperatuur voor C 3-planten is 15 tot 25 C en voor C 4-planten 25 tot 35 C. Bij C 3-planten treedt lichtverzadiging op in half tot vol zonlicht. Bij C 4-planten treedt geen lichtverzadiging op in vol zonlicht. De maximale opbrengst per hectare is dan ook - onder ideale omstandigheden - bij C 4-planten aanzienlijk hoger: bijna de dubbele opbrengst aan droge stof per hectare per jaar.

14 14/30 uitwisseling (ook te beschouwen als waterverbruiksefficiëntiefactor) als een conservatieve parameter. Volgens vergelijking 21 in Raes et al. (2009): (waarin C a,o en C a de CO 2-concentratie bij het huidig klimaat resp. na klimaatverandering) leidt een stijging van het CO 2-gehalte met 50% bij C 3-gewassen tot een verhoging van deze factor met ruim 40%. Er kan worden aangenomen dat dit niet helemaal kan worden omgezet in eenzelfde procentuele toename in groei, maar voor ongeveer de helft (22%). De andere helft resulteert in een vermindering van de verdamping van 18%. Dus in 2050 neemt daardoor de potentiële gewasverdamping af met 18%. Voor C 4-gewassen is de toename van de waterverbruiksefficiëntie minder. In deze beschouwing werkt verhoging van het CO 2-gehalte duidelijk als anti-transpirant. Kruit et al. (2008) en Witte et al. (2006) houden rekening met een aantal terugkoppelingsmechanismen en maken bovendien onderscheid in gewassen met hoge en lage aerodynamische weerstand (respectievelijk lage en hoge gewassen). Zij komen veel lager uit, in de orde van 2% voor gras en 4% voor andere vormen van landgebruik. De analyse van Kruyt et al. (2008) wordt als adequater beschouwd, maar wel aan de zuinige kant. Bovendien hebben de getallen betrekking op de verdamping. Op basis hiervan is een afname van de potentiële gewasverdamping van 5% voor grasland en mais aangenomen en 10% voor overige vormen van landgebruik, alleen gedurende het groeiseizoen. Gewasverdamping buiten het zomerhalfjaar is laag en wordt bovendien vooral bepaald door de temperatuur Ziekten en plagen Door de stijging van de temperatuur in combinatie met meer neerslag zullen naar verwachting meer schimmelaantastingen gaan voorkomen en zal er meer ongedierte zijn. De inschatting is dat de landbouw hierop zal reageren door een aangepaste ziektebestrijding zodat per saldo er geen effect van te verwachten is Bodemverdamping Een natte bodem verdampt ongeveer net zo veel als open water, maar deze fase gaat wat betreft natte bodems bij hoge atmosferische verdampingsvraag vrij snel over in een fase dat de verdamping wordt beperkt doordat de bodem uitdroogt en het capillair geledingsvermogen (sterk) afneemt. Deze zogenoemde mulching zorgt ervoor dat de bodemverdamping in het zomerhalfjaar meestal wordt beperkt ten opzichte van de atmosferische verdampingsvraag. Het is dan ook gebruikelijk in het zomerhalfjaar bij de bepaling van de potentiële verdamping

15 15/30 uit te gaan van de potentiële gewasverdamping en de actuele bodemverdamping (af te leiden uit oplopende gewasfactor bij oplopende bodembedekking). In het winterhalfjaar is de bodem veelal zo nat en is de atmosferische verdampingsvraag veelal zo laag dat er van kan worden uitgegaan dat de bodemverdamping min of meer gelijk is aan de potentiële. Dit gaat vooral op in de maanden november t/m/ februari en minder in de maanden oktober en vooral maart. Aangenomen is dat dit na klimaatverandering niet verandert. Wel is het zo dat door een hogere bodembedekking als gevolg van een verlenging van het groeiseizoen er minder bodemverdamping optreedt. De aanname is dat afname van de bodemverdamping in de winter gelijk is van de toename van de gewasverdamping in de winter. De bodemverdamping bij (gedeeltelijke) bedekking door het gewas is afhankelijk van de gewasgroei c.q. LAI-ontwikkeling. Door klimaatverandering neemt is er een toename in T pot door snellere gewasgroei bij zaai- en pootgewassen. De veronderstelling is ook dat daardoor de bodemverdamping in de zomer afneemt met de 30% van die toename (bodemverdamping ongeveer 30% van de referentiegewasverdamping) en in de winter is de afname 100% van die toename (verdampingsnelheid ongeveer gelijk) De veranderingen in cijfers Afhankelijk van de uitgangspunten en aannames zijn verschillende berekeningen uitgevoerd om de verandering in de potentiële verdamping per onderscheiden vorm van landgebruik te kwantificeren. Er is daarbij geen onderscheid gemaakt in de 2 zoetwaterregio s. In klimatologisch opzicht zijn ze wel wat verschillend maar het gaat om de veranderingen in de verdamping als gevolg van klimaatverandering en daarbij zijn de verschillen tussen de 2 regio s veel geringer. In onderstaande tabel worden de resultaten samengevat, waarbij een fractionele areaalverdeling tussen de onderscheiden vormen van landgebruik is aangenomen om een areaalgemiddelde verdamping te kunnen berekenen.

16 16/30 Tabel 1: normaalwaarden van de potentiële verdamping areaalfractie per gewasgroep huidig klimaat en landbouw 2050 W en landbouw 2050 W+ en landbouw 2050 huidig klimaat en huidige landbouw jaar zomer winter jaar zomer winter Jaar zomer winter jaar zomer winter Gras Mais hakvruchten Granen overige landbouw areaalgewogen Procentueel tov huidig klimaat en landbouw Procentueel tov huidig klimaat en huidige landbouw Door autonome ontwikkelingen in de landbouw neemt de potentiële verdamping (jaarsom) toe met bijna 6%. Door klimaatverandering neemt de verdamping in 2050 toe met 49 mm en 9% (W) resp. 87 mm en 16% (W+) ten opzichte van de autonome ontwikkeling. Deze toename is iets meer dan de toename van de referentiegewasverdamping. Op macroniveau compenseert de anti-transpirante werking van een hogere CO 2-concentratie voor een groot deel de hogere verdamping door snellere gewasgroei en de verlenging van het groeiseizoen. Ten opzichte van het huidig klimaat en de huidige landbouw neemt de potentiële verdamping toe met 80 mm en 16% (W) respectievelijk 118 mm en 23% (W+).

17 17/ De actuele verdamping Verdamping, E Gewasverdamping, T Interceptieverdamping, E I ; Bodemverdamping, E s waterstress Aanpak De toename van de actuele verdamping is om een aantal redenen niet gelijk aan de toename van de potentiële verdamping: 1. Zonder aanvullende watervoorziening is de bodemvoorraad eerder en/of vaker uitgeput en treedt er dus meer reductie in de gewasverdamping op vergeleken met de situatie anno Daardoor is de toename van de verdamping geringer dan de toename van de potentiële verdamping. 2. De bodemverdamping was al de werkelijke verdamping en zal dus niet verder reduceren. 3. Op beregende gronden is de toename wel min of meer gelijk aan de toename van de potentiële verdamping in het beregeningsseizoen maar dat seizoen is veelal niet gelijk aan het zomerhalfjaar. In de navolgende analyse wordt onderscheid gemaakt in de zoetwaterregio s Oost-Nederland en Zuid-Nederland. Zie onderstaande figuur.

18 18/30 Figuur 4: de 7 zoetwaterregio s en de waterschappen van Oost-Nederland Bij de analyse moet met nadruk de beregening worden meegenomen omdat: a) beregening er voor kan zorgen dat de gevolgen van klimaatverandering op de actuele verdamping min of meer gelijk zijn aan de gevolgen op de potentiële verdamping en b) klimaatverandering kan leiden tot uitbreiding van beregeningsareaal. Er is in deze analyse van uitgegaan dat het beleid geen extra belemmeringen opwerpt voor beregening uit grondwater. Voor beregening uit oppervlaktewater vormt het te verwachte afgenomen aanbod van Rijn- en Maaswater in 2050 een rem op uitbreiding van beregening. Maar dat is geen onderwerp van deze analyse. De invloed van de ontwikkeling van de beregening op de actuele verdamping zal worden bepaald door een opsplitsing te maken in: 1. in 2010 onberegende percelen die ook in 2050 onberegend zullen zijn; 2. in 2010 beregende percelen die in 2050 ook beregend worden;

19 19/30 3. in 2010 onberegende percelen die in 2050 zullen worden beregend; 4. in 2010 beregende percelen die in 2050 niet meer beregend worden. Daarbij is onderscheid gemaakt in de twee zoetwaterregio s omdat anno 2010 beregening in het zuidelijk zandgebied veel meer voorkomt dan in het oostelijk zandgebied. Zie Massop et al. (2012). Ad 1. Op basis van NHI-berekeningen zal op deze percelen bij W+ in oost respectievelijk zuid de actuele verdamping toenemen met ca. 4 en ca. 1% tov de huidige situatie terwijl de referentiegewasverdamping toeneemt met 11%. Deze verhouding wordt geacht ook min of meer van toepassing te zijn op de toename van de actuele verdamping in onderhavige analyse, als wordt uitgegaan van de potentiële verdamping zoals beschreven in de vorige paragraaf. De verhouding is afgerond op een kwart. Echter in het NHI wordt geen rekening gehouden met autonome ontwikkelingen. De verhouding wordt dus verondersteld betrekking te hebben op alleen de toename door klimaatverdamping. Er wordt in de berekeningen voor onderhavige analyse van uitgegaan dat de toename van de e verdamping gedurende het zomerhalfjaar voor driekwart wordt veroorzaakt door de toename in de potentiële verdamping die het gevolg is van autonome veranderingen (expertinschatting gebaseerd op het feit dat de trend uit het verleden is gebaseerd op verdamping) plus een kwart van de toename van de potentiële verdamping als gevolg van klimaatverandering. Ad 2. Op basis van de NHI-berekeningen neemt de verdamping van beregende percelen in oost en zuid toe met 8 resp. 7% en blijft daarmee achter bij de toename van de referentiegewasverdamping van 11%. Echter in NHI zijn de beregeningscriteria (hoogte van de beregeningsgift, minimale tijd tussen twee giften) niet aangepast. Er wordt in de berekeningen voor onderhavige analyse daarom van uitgegaan dat de toename van de actuele verdamping gedurende het zomerhalfjaar gelijk is aan de toename van de potentiële verdamping als gevolg van autonome ontwikkelingen en van klimaatverandering. Ad 3. Aangenomen wordt dat door beregening de verdamping van deze gronden zal stijgen tot het niveau van beregend areaal. Dat is bij W+ een toename van 12% (oost) en 14% (zuid). En daarmee is de toename groter dan de toename van de referentiegewasverdamping van 11%. Er wordt in de berekeningen van uitgegaan dat de toename van de actuele verdamping gedurende het zomerhalfjaar een factor 1,2 is van de toename van de potentiële verdamping. Ad 4. Het is niet te verwachten dat door klimaatverandering er structureel minder zal worden beregend.

20 20/30 Tabel 2: in NHI 2.2 gehanteerde arealen beregend en onberegend in de zoetwaterregio s Oost- en Zuid-Nederland Arealen (ha) Oost Zuid huidig W+ huidig W+ Beregend Niet beregend Hieruit is afgeleid dat de beregening in Oost-Nederland op ruim 10% van het landbouwareaal mogelijk is en in Zuid-Nederland op ongeveer 25% van het areaal. In NHI wordt geen rekening gehouden met een toename van het beregeningsareaal als gevolg van klimaatverandering. De afname van het landbouwareaal door stadsuitbreiding e.d. gaat wel alleen maar ten koste van het areaal onberegend. Ook is in het NHI niet gewerkt met de nieuwste cijfers betreffende de omvang van de beregening uit de Landbouwmeitellingen (Massop et al., 2012). Er is daarom aangenomen dat in de huidige situatie ca. 20% (oost) en 35% (zuid) van het landbouwareaal kan worden beregend. Een essentiële vraag is: neemt door klimaatverandering de beregeningsomvang toe? Vooral bij het W+-scenario neemt het neerslagtekort aanzienlijk toe. En dus ook de droogteschade en daarmee de behoefte aan aanvullende watervoorziening in de vorm van beregening. Zonder verboden op beregening is te verwachten dat de beregeningsomvang ook daadwerkelijk zal toenemen. In het zuidelijk zandgebied is de toename beperkt omdat er al zo veel wordt beregend. In het oostelijk zandgebied is er nog veel uitbreiding van beregening mogelijk. Vanwege de grote onzekerheid zal er worden gewerkt met 2 scenario s: 1. Geen uitbreiding van het beregeningsareaal. 2. Uitbreiding van het beregeningsareaal op basis van expertise. In onderstaande tabel zijn de aangenomen areaalfracties weergegeven als er geen uitbreiding plaatsvindt en een uitbreiding die verschilt voor de 3 onderscheiden situaties anno 2050: autonome ontwikkeling en huidig klimaat; autonome ontwikkeling en W; autonome ontwikkeling en W+. Overwegingen daarbij zijn dat er autonoom ook een uitbreiding plaatsvindt en dat die uitbreiding wordt versneld bij klimaatscenario W maar vooral bij W+. De areaalfracties zijn globaal geschat en afgerond. Een betere schatting is mogelijk maar zal niet leiden tot significant andere uitkomsten. In de achterliggende berekening is een verdere opsplitsing gemaakt naar de 5 onderscheiden vormen van landgebruik. Daarbij is aangenomen dat granen en mais anno 2010 maar ook anno 2050 niet worden beregend.

21 21/30 Tabel 3: huidige areaalfracties (fractie van totaal landbouwareaal) en fracties bij 3 verschillende situaties in 2050, opgesplitst naar de zoetwaterregio s Oost- en Zuid-Nederland In 2010 onberegend en in 2050 onberegend In 2010 beregend en in 2050 beregend In 2010 onberegend en in 2050 beregend Huidig klimaat en huidige landbouw Huidig klimaat en landbouw anno 2050 W en landbouw anno 2050 W+ en landbouw anno 2050 oost zuid oost zuid oost zuid oost zuid 0,8 0,7 0,7 0,5 0,6 0,45 0,5 0,2 0,2 0,3 0,2 0,3 0,2 0,3 0,2 0,3 0,1 0,2 0,2 0,25 0,3 0, De verandering in cijfers Geen uitbreiding van het beregeningsareaal In de huidige situatie is verondersteld dat de actuele verdamping gelijk is aan 90% van de potentiële verdamping, gebaseerd op resultaten van NHI. In Zuid-Nederland wordt weliswaar meer beregend maar is de verdampingsreductie op niet-beregende gronden hoger (althans, volgens het NHI). Tabel 4: verandering in actuele verdamping zonder uitbreiding van het beregeningsareaal Eact (mm/jaar) Huidig klimaat en huidige landbouw Huidig klimaat en landbouw anno 2050 W en landbouw anno 2050 W+ en landbouw anno 2050 oost zuid oost zuid oost zuid oost zuid Procentueel tov huidig klimaat en landbouw anno 2050 Procentueel ten opzichte van huidig klimaat en landbouw anno De effecten van klimaatverandering zijn relatief geringer dan bij de potentiële verdamping, afgerond 5% (W) en 9% (W+). De bijdrage van autonome veranderingen in de landbouw is 4%. Als rekening wordt gehouden met een krimp van het landbouwareaal van 5% (op basis van NHI) dan zijn de verandering in verdamping als gevolg van autonome ontwikkelingen ongeveer 0%. Wel uitbreiding van beregeningsareaal In tabel 5 zijn de rekenresultaten weergegeven.

22 22/30 Tabel 5: verandering in actuele verdamping met uitbreiding van het beregeningsareaal Eact (mm/jaar) Huidig klimaat en huidige landbouw Huidig klimaat en landbouw anno 2050 W en landbouw anno 2050 W+ en landbouw anno 2050 oost zuid oost zuid oost zuid oost zuid Procentueel tov huidig klimaat en landbouw anno 2050 Procentueel ten opzichte van huidig klimaat en landbouw anno De toename van de actuele verdamping is vergelijkbaar met de situatie zonder uitbreiding van de beregening. De toename van de actuele verdamping als gevolg van klimaatverandering is nu duidelijk hoger in vergelijking met de situatie zonder uitbreiding van de beregening (zo n 30% hoger bij W en 40% bij W+), omdat een groter beregend areaal de toename van de potentiële verdamping volgt waarbij de toename van het ook nog eens is gekoppeld aan de toename van het verdampingstekort. Als rekening wordt gehouden met een krimp van het landbouwareaal van 5% (op basis van NHI) dan zijn de verandering in verdamping als gevolg van autonome ontwikkelingen wederom ongeveer 0%.

23 23/30 4 Discussie Door diverse auteurs worden vraagtekens gezet bij toepassing van de berekening van de potentiële verdamping na klimaatverandering met de formule van Makkink. Zie o.a. Kruijt et al., Op de eerste plaats is Makkink een metamodel-achtige benadering waarbij de constante 0,65 is afgeleid voor het klimaat ten tijde van het afleiden van de formule, ruim 60 jaar geleden. Op de tweede plaats treden allerlei terugkoppelingen op regionale schaal op die er voor zorgen dat de berekende toename van de atmosferische verdampingsvraag als gevolg van de temperatuurstijging niet wordt gehaald. Immers de straling is de belangrijkste begrenzing van de beschikbare energie voor verdamping en die neemt door klimaatverandering niet toe tenzij er minder bewolking zal zijn (zoals bij W+-scenario). De betere methode is toepassing van een grenslaagmodel op regionale schaal, waarbij rekening kan worden gehouden met advectie op regionale schaal en terugkoppeling tussen verdamping en atmosferische verdampingsvraag. Zie Jacobs & De Bruin, Echter, toepassing van deze methode op de 2 zoetwaterregio s is niet uitgevoerd en dus zal een alternatieve methode worden toegepast. Een expertregel die in de literatuur wordt aangetroffen is (zie o.a. Morton, 1978): de afname van de atmosferische verdampingsvraag is gelijk aan de toename van de werkelijke verdamping op regionale schaal. Toegepast op de 2 zoetwaterregio s: de toename van de actuele verdamping van landbouwgewassen door autonome ontwikkelingen en beregening in de landbouw leiden tot een afname van de atmosferische verdampingsvraag die 60% is van die toename. De toename van de actuele verdamping door klimaatverandering leidt tot een evenredige afname van de atmosferische verdampingvraag omdat wordt verondersteld dat ook andere vormen van landgebruik (anders dan landbouw) meer gaan verdampen. Een en ander heeft als belangrijke consequentie dat de geschetste veranderingen voor iets minder dan de helft worden afgezwakt. Bij nader inzien is dat ook logisch: door klimaatverandering gaat de zon in principe niet harder schijnen. En de zon is en blijft op regionale schaal de enige bron van energie. Al kunnen verschillen in bewolking, zoals bij W+, natuurlijk wel een verschil maken. En uiteraard kan, door verschillen in lengte groeiseizoen en gewasgroei als gevolg van autonome ontwikkelingen en klimaatverandering, deze energiebron beter worden benut. Met nadruk wordt gesteld dat de bij de berekening een flink aantal aannames zijn gedaan die ter discussie kunnen worden gesteld. Indien deze discussie leidt tot andere inzichten zijn de effecten met het rekenprogramma te vertalen effecten op verdamping.

24 24/30 5 Beantwoording gestelde vragen De beantwoording van de 3 in de inleiding beschreven vragen is met de opgedane kennis als volgt te verwoorden. 1) Wat gaat de landbouw extra verdampen in de toekomst a.g.v. klimaatverandering (langer groeiseizoen door hogere temperaturen)? En welke (negatieve) terugkoppelingen spelen hier bij een rol? De landbouw gaat in 2050 t.g.v. autonome ontwikkelingen (productiestijging), klimaatverandering en uitbreiding beregeningsareaal aanzienlijk extra verdampen; de toename van de actuele verdamping is in de orde van 70 mm (W) respectievelijk 100 mm (W+). Zonder uitbreiding van het beregeningsareaal is de toename 50 resp. 70 mm. Hierbij is rekening gehouden met de negatieve terugkoppeling van een hogere CO 2-concentratie in de lucht en het feit dat de plant zelf terugkoppelt in de vorm van meer verdampingsreductie. 2) Wat heeft het NHI t.a.v. W+ uitgerekend voor regio Oost als extra verdamping door de landbouw? Met welke factoren houdt het NHI wel rekening en welke niet als het gaat om extra landbouwverdamping? (Relevantie van deze vraag: is de watervraag door NHI wel goed geschat en formuleren we dan wel het juiste maatregelenpakket?) Voor NHI zijn berekeningen uitgevoerd voor W+. De resultaten staan in onderstaande tabel. Tabel 6: in NHI 2.2 gehanteerde arealen en opgelegde of berekende verdampingen (mm/jaar). Arealen (ha) Gemiddelde actuele verdamping (mm/j) Gemiddelde E ref (mm/j) Oost Zuid Oost Zuid Oost Zuid huidig W+ huidig W+ huidig W+ huidig W+ huidig W+ huidig W+ Beregend Niet beregend De toename van de actuele verdamping bij W+ is areaalgewogen 20 mm (oost) en 12 mm (zuid). Er wordt geen rekening gehouden met autonome ontwikkelingen in de landbouw en 2 e orde effecten, effecten van toegenomen CO 2-concentratie en uitbreiding van het beregeningsareaal. Ook is de toename van de referentiegewasverdamping bij NHI lager: 11,5% in plaats van 15%. 3) Hoe verhouden de antwoorden van 1) en 2) zich tot elkaar? Zijn er verschillen en zo ja, waardoor worden die verklaard? De toenames zoals berekend door NHI zijn ongeveer een kwart van de toenames zoals berekend in onderhavige analyse. Zelfs als rekening wordt gehouden met terugkoppeling op regio-

25 25/30 nale schaal is de berekende toename vervolgens nog maar de helft. De verklaring is dat in NHI essentiële ontwikkelingen en terugkoppelingsmechanismen niet worden meegenomen.

26 26/30 6 Consequenties voor op NHI gebaseerde analyses en aanbevelingen voor maatregelen NHI-analyses De met het behulp van het NHI uitgevoerde analyses van de effecten van klimaatverandering op de verdamping van landbouwgewassen zijn op een aantal punten afwijkend van de analyse zoals die in dit rapport is uitgevoerd. Als de analyse in dit rapport wordt gevolgd heeft dat de volgende consequenties voor de analyses die zijn gebaseerd op de NHI-resultaten: de toename van de potentiele verdamping van landbouwpercelen wordt te laag berekend (de verdampingsreductie door het CO 2-effect is minder dan de autonome ontwikkelingen van het waterverbruik); de toename van de actuele verdamping van niet beregende percelen is daardoor ook onderschat; het gat tussen potentiele en actuele verdamping van niet beregende percelen wordt daardoor ook onderschat en daarmee ook de met AGRICOM berekende geldelijke droogteschade op niet beregende percelen; de toename van de beregeningshoeveelheden van nu reeds beregenbare percelen wordt onderschat de toename van de beregeningshoeveelheden van percelen die overgaan op beregening wordt niet meegenomen de toename van de grondwateronttrekking voor beregening wordt daardoor onderschat Voor de zoetwaterregio s Oost- en Zuid-Nederland betekent dit dat de grondwaterstands- en stijghoogteverlagingen en vermindering beekafvoeren door klimaatverandering vooral bij W+ aanzienlijk kunnen worden onderschat. De vraag is of in regio s waar grondwater voor drinkwaterbedrijven wordt onttrokken de totale grondwateronttrekking de grondwateraanvulling gaat overtreffen. En vervolgens is de vraag of dit resulteert in een doorgaande daling van de grondwaterstanden/stijghoogtes. Alleen een gedetailleerde regionale analyse kan dit uitwijzen. Maatregelen Maatregelen die genomen kunnen worden zijn: maximaal inzetten op het vasthouden van het neerslagoverschot in de winter door een zo hoog mogelijke ontwateringsbasis in te stellen (veelal in combinatie met intensivering van de drainage); in het voorjaar op het juiste moment de ontwateringsbasis te verhogen om een zo hoog mogelijke waterconservering te realiseren. Overigens moeten van deze en voorgaande maatregel geen wonderen worden verwacht omdat de gewenste grondwaterstand in het voorjaar wordt bepaald door de werkzaamheden; het inzetten van de afvoeren van de rwzi s voor grondwateraanvulling in de zomer. De proef bij LoP-deelnemer René Asbreuk in Haaksbergen laat zien dat dit goed mogelijk is. Zie ook Verder is van belang door teeltmaatregelen te voorkomen dat schijngrondwaterstanden optreden tot in de bouwvoor of in het maaiveld, waardoor oppervlakkige en maaiveldafvoer kan optreden, hetgeen ten koste gaat van de grondwateraanvulling (gedefinieerd als de aanvulling

27 27/30 van het freatisch grondwater via percolatie). Daarbij hoort wel de aantekening dat de oppervlakkige en maaiveldafvoer uit het beschouwde gebied wordt afgevoerd en niet binnen het gebied weer infiltreert. Maatregelen om beregeningsverliezen terug te dringen - zoals beregenen op maat - hebben geen effect (de verliezen komen in het najaar weer ten goede aan het grondwater). Wel is het aan te bevelen te onderzoeken of bij beregening van grasland moet worden gestreefd naar een maximaal effect op de grasproductie (zoals nu gebruikelijk) of in plaats daarvan vooral zou moeten worden beregend om de graszode vitaal de droge perioden door te krijgen. Uiteraard is het instellen van een (beperkt) beregeningsverbod uit grondwater effectief maar dit staat haaks op de niet tegen te houden verdergaande productiebeheersing in de landbouw waar oogstzekerheid in verband met leverantieverplichtingen steeds belangrijker wordt.

28 28/30 7 Samenvatting Er zijn vraagtekens te zetten bij de berekeningen van de toekomstige verdamping van de landbouw zoals worden gedaan voor de Zoetwaterverkenningen. Dit was de aanleiding voor het programmateam ZON een studie te laten uitvoeren door De Bakelse Stroom. Daarbij is de situatie anno 2050 voor de klimaatscenario s W en W+ als uitgangspunt genomen. De atmosferische verdampingvraag is gelijk gesteld aan de referentiegewasverdamping en is ontleend aan het KNMI; voor de toename van de CO 2-concentratie in de lucht is uitgegaan van een toename van 50%: van 350 naar 525 ppm. Op basis van gegevens uit de literatuur en expertkennis zijn de mechanismen geïdentificeerd die kunnen leiden tot een verandering in potentiële verdamping. Per mechanisme zijn de effecten gekwantificeerd en vertaald naar de verandering in veeljarig gemiddelde potentiële verdamping, voor 5 vormen van landgebruik. Daarbij is nadrukkelijk onderscheid gemaakt in autonome ontwikkelingen in de landbouw (productiestijging) en effecten van klimaatverandering. Met aannames over de arealen is hieruit, voor de 2 zoetwaterregio s Oost-Nederland en Zuid- Nederland, een areaalgewogen verandering van de potentiële verdamping van landbouwgewassen afgeleid. De resultaten zijn samengevat: Door autonome ontwikkelingen in de landbouw neemt de potentiële verdamping (jaarsom) toe met bijna 6%; door klimaatverandering neemt de verdamping in 2050 toe met 50 mm en 9% (W) resp. 87 mm en 16% (W+) ten opzichte van de autonome ontwikkeling. Deze toename is iets meer dan de toename van de referentiegewasverdamping. Op macroniveau compenseert de antitranspirante werking van een hogere CO 2-concentratie voor een groot deel de hogere verdamping door snellere gewasgroei en de verlenging van het groeiseizoen. Ten opzichte van het huidig klimaat en de huidige landbouw neemt de potentiële verdamping toe met 80 mm en 16% (W) resp. 118 mm en 23% (W+). Door de autonome ontwikkelingen in de landbouw neemt de potentiële verdamping in 2050 toe met 7%. Voor de effecten op de actuele verdamping zijn rekenregels afgeleid die ontleend zijn aan berekeningen met het NHI-model, aangevuld met expertise en inschattingen van de effecten van autonome ontwikkelingen en klimaatverandering op de omvang van de beregening. Daarbij zijn 2 scenario s gehanteerd: geen en wel een uitbreiding van het beregeningsareaal. Voor de situatie zonder uitbreiding van het beregeningsareaal zijn resultaten als volgt samen te vatten: De effecten van klimaatverandering zijn relatief geringer dan bij de potentiële verdamping, afgerond 5% (W) en 9% (W+). De bijdrage van autonome veranderingen in de landbouw is 4%. In combinatie is de toename 10% (W) en 13% (W+). Voor de situatie met uitbreiding van het beregeningsareaal zijnde resultaten als volgt: De toename van de actuele verdamping als gevolg van klimaatverandering is nu duidelijk hoger in vergelijking met de situatie zonder uitbreiding van de beregening: 9% bij W en 15% bij

29 29/30 W+. De toename als gevolg van autonome ontwikkelingen is een fractie hoger. In combinatie is de toename 15% (W) en 21% (W+). 1% toename komt overeen met ongeveer 4 à 5 mm/jaar. In 2050 is derhalve een toename van de actuele verdamping bij te verwachten uitbreiding van het beregeningsareaal mogelijk van 70 mm (W) resp. 100 mm (W+), die ten koste gaat van het neerslagoverschot. Dat is ca. 20% resp. ca.30% van het huidige neerslagoverschot. In de discussie worden argumenten aangevoerd die het aannemelijk maken dat de aldus berekende toename van de actuele verdamping aanzienlijk lager (maximaal de helft) kan uitvallen. In vergelijking met het NHI is de verwachte toename in actuele verdamping aanzienlijk hoger. De reden is dat in het NHI geen rekening wordt gehouden met autonome ontwikkelingen, terugkoppelingsmechanismen en uitbreiding van het beregeningsareaal. Daardoor onderschatten analyses op basis van NHI-resultaten de effecten van de te verwachte toename van actuele verdamping, in termen van droogteschade op niet beregenbare percelen, daling van grondwaterstanden en stijghoogtes en vermindering van afvoeren.

30 30/30 Literatuur Aarts H.F.M. en N. Degenhardt, De invloed van ontwikkelingen in de Brabantse landbouw op het waterverbruik. AB-DLO Nota 44. Bakel, P.J.T. van en P.A.J.W. de Wit, Is de toegenomen verdamping één van de oorzaken van de verdroging? H 20 (25): Blom, G., M. Paulissen, C. Vos en H. Agricola, Effecten van klimaatverandering op landbouw en natuur, Nationale knelpuntenkaart en adaptatiestrategieën. PRI-rapport 182. Hooghart, J.C. en W.N. Lablans Van Penman naar Makkink: een nieuwe berekeningswijze voor de klimatologische verdampingsgetallen. KNMI Technische rapporten; TR-11. Jacobs, C.M.J. and H.A.R de Bruin, Predicting Regional Transpiration at Elevated Atmospheric CO 2: Influence of the PBL-vegetation Interaction. J. of Applied Meteorology (36): Kruijt, B., J-P. M. Witte, C.M.J. Jacobs and T. Kroon, Effects of rising CO 2 on evapotranspirationandsoilmoisture: A practical approach for the Netherlands. J. of Hydr. (2008) 349: Massop, H.Th.L., C. Schuiling en A.A. Veldhuizen, Potentiële beregeningskaart Alterra-rapport Morton, F.J., Estimating evapotranspiration from potential transpiration: practicality of an iconoclastic approach. J. of Hydr. 38: Moors, E., W. van Ellen, J. Mol en B. Swart, Hydrologische woordenlijst. Nederlandse Hydrologische Vereniging. Planbureau voor de Leefomgeving (PBL), Effecten van klimaatverandering in Nederland: Raes D., P. Steduto, T.C. Hsiao and E. Fereres, AquaCrop -The FAO Crop Model to Simulate Yield Repons to Water. II. Main Algorithms and Software Description. Agronomy Journal 101(3): Steduto, P., T.C. Hsiao, D. Raes and E. Fereres, AquaCrop -The FAO Crop Model to Simulate Yield Repons to Water. I. Concepts and Underlying Principles. Agronomy Journal 101(3): Witte, J-P.M., B. Kruijt and C. Maas, The effects of rising CO 2 levels on evapotranspiration. KWR-rapport