Starke Zunahmen der Hochwasserhäufigkeit und des Abflusses der Maas im späten Holozän: Auswirkungen langfristiger anthropogener Landnutzungsänderungen und klimatischer Variabilität

Zusammenfassung. In den letzten Jahren war die Häufigkeit von Hochwasserereignissen an der Maas (Nordwesteuropa) relativ hoch, und Überschwemmungen sind zu einem wichtigen Forschungsthema geworden. Bisher konzentrierte sich die Forschung auf die beobachteten Abflussaufzeichnungen des letzten Jahrhunderts und Simulationen des kommenden Jahrhunderts. Es ist jedoch schwierig, Veränderungen, die durch menschliche Aktivitäten (Landnutzungsänderungen und Treibhausgasemissionen) und natürliche Schwankungen auf diesen Zeitachsen verursacht wurden, zu unterscheiden. Um dieses Problem zu lösen, haben wir ein Klimamodell (ECBilt-CLIO-VECODE) und ein hydrologisches Modell (STREAM) gekoppelt, um den täglichen Abfluss der Maas in zwei Zeitintervallen zu simulieren: 4000–3000 BP (natürliche Situation) und 1000–2000 n. Chr. (einschließlich anthropogenem Einfluss). Für 4000–3000 BP wird angenommen, dass das Einzugsgebiet nahezu vollständig bewaldet war; für 1000–2000 n. Chr. haben wir die Landnutzung auf der Grundlage historischer Quellen rekonstruiert. Für 1000–2000 n. Chr. ist der simulierte mittlere Jahresabfluss (260,9 m³ s−1) signifikant höher als für 4000–3000 BP (244,8 m³ s−1), und die Häufigkeit großer Hochwasserereignisse (Abfluss >3000 m³ s−1) ist höher (Wiederkehrzeit verringert sich von 77 auf 65 Jahre). Auf einer jahrtausendelangen Zeitskala kann fast der gesamte Anstieg auf Landnutzungsänderungen (insbesondere Abholzung) zurückgeführt werden; die Auswirkungen des Klimawandels sind insignifikant. Für das 20. Jahrhundert ist der simulierte mittlere Abfluss (270,0 m³ s−1) höher als in jedem anderen untersuchten Jahrhundert und liegt ca. 2,5 % über dem des 19. Jahrhunderts (trotz eines Anstiegs der Evapotranspiration). Darüber hinaus ist die Wiederkehrzeit großer Hochwasserereignisse fast halb so kurz wie unter natürlichen Bedingungen (Wiederkehrzeit verringert sich von 77 auf 40 Jahre). Auf dieser Zeitskala überwältigte der Klimawandel (starker Anstieg des jährlichen und winterlichen Niederschlags) die Landnutzungsänderung als dominante treibende Kraft.