Geophysikalische Potentiale einer low-input Intensivierung ... · Afrika - Westküste. Böden in...

Fakultät für Bauingenieur- Geo- und Umweltwissenschaften

tzWorkshop

08.12.2010

Geophysikalische Potentiale einer low-input

Intensivierung der Landwirtschaft in

Entwicklungsregionen

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08.12.2010

Gliederung und Zielsetzung

Zielsetzung• Erstellen einer weltweiten Potentialkarte

1. Geophysische Standortfaktoren• Klima• Böden• Relief

2. Globaler Maßstab und regionale Differenzierung3. Boden-Ertragspotentiale

• Low-Input-Maßnahmen4. Fazit

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08.12.2010

Klima – Length of growing periods

1. Geophysische Standortfaktoren• Klima

[based on FAO 2000: Global length of growing periods; ressource FAO-geonetwork-map73]

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08.12.2010

Klimatische Einschränkungen

[based on FAO und IIASA 2002: Global Agro-ecological Assessment for Agriculture in the 21st Century – Methodology and Results]

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08.12.2010

RegionTemperatur/Sonneneinstrahlung

Niederschlagsmenge/ - Häufigkeit/-Verteilung

Immerfeuchte Tropen

geringste Temperaturamplitude/ hoch, sehr starke Verdunstung

sehr gut (sehr hoch/ganzjährig/ flächendeckend)

Wechselfeuchte Tropen

mittlere Temperaturamplitude/ hoch, starke Verdunstung

gut – sehr gut (hoch/saisonal/flächendeckend)

Tropische/ Subtropische Trockengebiete

größte Temperaturamplitude/hoch, sehr starke Verdunstung

nicht ausreichend(gering/hohe Variabilität/ regional)

Klimatische Standorteinschätzung

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08.12.2010

Verteilung der Bodenbedeckung nach dominierenden Typen

[FAO and FGGD 2007: Global land cover distribution by dominant land cover type; ressource FAO-geonetwork-map5_7]

1. Geophysische Standortfaktoren• Böden

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08.12.2010

Verteilung landwirtschaftlicher Nutzflächen

[based on FAO and FGGD 2007: Global land cover distribution by dominant land cover type; ressource FAO-geonetwork-map5_7]

Zusammenfassung und Verteilung der landwirtschaftliche Nutzflächen

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08.12.2010

Afrika - WestküsteBöden in Entwicklungsregionen unter landwirtschaftlichen Nutzflächen

[based on FAO and FGGD 2007: Global land cover distribution by dominant land cover type; ressource FAO-geonetwork-map5_7] [based on FAO 2001: Digital Soil Map of the World ;

ressource FAO-geonetwork-DSMW]

Landwirtschaftliche Nutzflächen Böden unter landwirtschaftlichen Nutzflächen

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08.12.2010

Afrika WestküsteBöden in Entwicklungsregionen unter landwirtschaftlichen Nutzflächen

Ermittlung der Bodenverteilung unter landwirtschaftliche Nutzflächen mit ArC GIS

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08.12.2010

Afrika - WestküsteBöden in Entwicklungsregionen unter landwirtschaftlichen Nutzflächen

[based on FAO 2001: Digital Soil Map of the World ; ressource FAO-geonetwork-DSMW and FAO and FGGD 2007: Global land cover distribution by dominant land cover type; ressource FAO-geonetwork-map5_7]

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08.12.2010

Südamerika - OstküsteBöden in Entwicklungsregionen unter landwirtschaftlichen Nutzflächen

Landwirtschaftliche Nutzflächen Böden unter landwirtschaftlichen Nutzflächen

[based on FAO 2001: Digital Soil Map of the World ; ressource FAO-geonetwork-DSMW]

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08.12.2010

Südamerika - OstküsteBöden in Entwicklungsregionen unter landwirtschaftlichen Nutzflächen

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08.12.2010

Süd-Ost-AsienBöden in Entwicklungsregionen unter landwirtschaftlichen Nutzflächen

Landwirtschaftliche Nutzflächen

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08.12.2010

Süd-Ost-AsienBodenbedeckung in Entwicklungsregionen

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08.12.2010

Pedogenetische Bodenklassifikation

Ferralitische Böden

Fersialitische Böden

Junge Böden (z.T. mit rezenter

Materialzufuhr

pH KAKAlter

Bodengüte

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08.12.2010

Pedogenetische Bodenklassifikation

Materialzufuhr

pH KAKAlter

Bodengüte

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08.12.2010

Materialzufuhr

Mittlere Ertragspotentiale

Hohe Ertragspotentiale

Niedrige Ertragspotentiale

Pedogenetische Einstufung der Ertragspotentiale

Bodengüte

pH KAKAlter

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08.12.2010

Bodenklasse Klimatisch bedingtes

Ertragspotential

Ertragspotential im Bezug auf

pedogene Standorteigenschaften

Ferralitische Böden(Plinthisole, Ferralsole, Acrisole,

Alisole)

Hohes Potential Sehr niedriges bis kein Potential

Fersiallitsiche Böden(Lixisole, Nitisole)

Mittleres bis hohes

Potential

Mittleres Potential

Junge Böden mit rezenter

Materialzufuhr(Vertisole, Andosole, Fluvisole)

Stark Variabel (da diese Böden in allen Ökozonen

vorkommen können)

Hohes Potential

Auf globaler Ebene:

1. Geophysische Standortfaktoren• Klima und Böden

Zwischenfazit

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08.12.2010

Vom Schreibtisch an den Standort

• Ein Einschätzung der landwirtschaftlichen Nutzungseinschränkungen aufgrund der pedogenen Eigenschaften einer Region, kann nicht im generalisierten Sinne- oder globalen Maßstab erfolgen!

• Es ist vielmehr eine konkrete Bestimmung der Boden- ertragspotentiale (durch Leitprofile vor Ort) von Nöten, um alle standortspezifischen Eigenschaften zu berücksichtigen.

- Relief- bisherige Nutzung- Düngeeintrag

Kleinräumliche Differenzierung des Bodens

1. Geophysische Standortfaktoren• Relief

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08.12.2010

Fallbeispiel:• Benin, Pouri: als Beleg der Notwendigkeit einer Standortanpassung

basierend auf einer regionalen Bodendifferenzierung:

2. Globaler Maßstab und regionale Differenzierung

[Masuch, J. 2005: Strategien zum Land-Use-Management in der Anrainergemeinde Pouri; Dipl.Arbeit am IfGG des KIT: 42]

Lage der Profile und Probenentnahme

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08.12.2010

Fazit – Fallbeispiel:

Die kleinräumige Differenzierung von Böden ist ein wichtiger, bei der Entwicklung von Low-Input-Intensivierungsmaßnahmen zu berücksichtigender Einflussfaktor.

– Konkrete Standortpotentiale im Bereich Boden können nicht auf globaler Ebene entwickelt werden.

– Es bedarf regionalen Experten, die eine Standorteinschätzung, bzw. Ertragspotentialabschätzung, vornehmen können.

• Der besondere Aspekt der Standortanpassung kann demnach nur auf lokaler Ebene sinnvoll erfolgen!

2. Globaler Maßstab und regionale Differenzierung

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08.12.2010

Bestimmung von Ertragspotentialen am Standort

Chemische Kennwerte einer Bodenbewertung:

• pH-Wert

• Kationenaustauschkapazität [KAK] (Basensättigung [BS])

• Humusgehalt

• Sesquioxidgehalt (Toxizität)

Physikalische Parameter einer Bodenbewertung:

• Durchwurzelbarkeit

• Korngrößenverteilung

3. Ertragspotentiale

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• pH-Wert:• Hellige pH-Meter

• Korngrößenverteilung (Bodenart)• Fingerprobe

• Humusgehalt• Munsell-Farbtafel

Nährstoffverfügbarkeit, BS

Nutzbare Feldkapazität,Luftkapazität, KAKpot

Erhöhung der KAKpot

S-Wert [cmolc /kg] = (BS[%]/100) · KAKpot [cmolc /kg]

Leitfaden zur Bodenbewertung am Standort

Parameter: Aussage:

Bestimmung der effektiven KAK [S-Wert]:

[Bodenkundliche Kartieranleitung, Hrgs. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover 2005: 371]

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08.12.2010

Beschreiben der Bodenertragspotentiale

Bedeutung der Bodenparameter

Mit Hilfe von Bewertungsklassen können

Bodenertragspotentiale ausgewiesen werden.

Nährstoffverfügbarkeit

Wasserverfügbarkeit

Zusätzlich werden pedogene Standortengpässe deutlich.

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08.12.2010

Pedogene Einschränkungen

Gegenmaßnahmen im Hinblick auf eine Low-Input Intensivierung

• Vegetationsgestaltung (Abfolge und Zusammensetzung)

• Verbessertes Wassermanagement

• Düngung • (Kalk, Travertin, Vulkanasche)

• Mulchen• (Brandrodung, Vegetationsreste)

Integration und Reorganisation mehrerer Low-Input Elemente 25

3. Ertragspotentiale• Engpässe und Gegenmaßnahmen

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08.12.2010

Fazit:

• konkrete Forschungsfragen:– Projektantrag: Erhebung der Kationenaustauschkapazität für

tropische Böden in Abhängigkeit vom Tonmineralspektrum der Tropen (also Kaolinit)

• Regionalexperten schaffen !?– eine Art „Flying School“ zur Bodenbewertung entwickeln, welche

dann wiederum regionale Experten schult.

4. Fazit

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08.12.2010

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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