Einsatzmöglichkeiten von GIS zur Aufstellung großräumiger,

agrarökologischer Wasserbilanzen anhand eines Fallbeispiels aus der Provinz

Yunnan/VR China

Seminar Geoinformation WS 00/01

Referentin: Iris Galler

06.11.2000

1. Einführung

Feststellung der landwirtschaftlichen Tragfähigkeit einer Region mit Hilfe einer Wasserbilanz

Einteilung in Gebiete unterschiedlicher Nutzbarkeit für die Landwirtschaft

graphische Darstellung

Übersicht und Entscheidungshilfe

Aufstellung der Wasserbilanz mit Hilfe von GIS

2. Allgemeine Begriffe

Wasserbilanz =

Wassergewinn einer Pflanze

durch Bodenwasser und Niederschlag

Wasserverlust einer Pflanze

durch Transpiration

Wassergewinn - Wasserverlust

2. Allgemeine Begriffe

agrarökologische Wasserbilanz =

Diese Wasserbilanz muß 3 flächenhafte Angaben enthalten:

Wasserbilanz landwirtschaftlich

genutzter Flächen

2. Allgemeine Begriffe

1. die von den angebauten Pflanzen benötigte

Wassermenge (Soll)

2. den Grad der tatsächlichen Wasserversorgung

durch Niederschlag und Bodenwasser (Ist)

3. den Bedarf an Bewässerungswasser, der zum Erzielen

eines maximal möglichen Ertrages zusätzlich zum

Niederschlag notwendig ist (Soll - Ist)

2. Allgemeine Begriffe

Regenfeldbau =

Aussaat erfolgt vor der Regenzeit

Form der Ackerlandnutzung

in feuchten und wechselfeuchten Gebieten

3. Die Provinz Yunnan

Geographie: Südwesten (21° - 29° nördl. Breite)

grenzt an Vietnam, Laos, Birma

436.200 km²

Morphologie: im Westen: Gebirge

im Osten: Karstplateau

3. Die Provinz Yunnan

Klima: zwischen Tropen und Subtropen

überwiegend Landwirtschaft,

insb. Anbau von Reis, Mais & Weizen

Bevölkerung: zu einem Drittel nichtchinesische

Minderheiten

Nutzung:

warmgemäßigtes Monsunklima

4. Arbeitsmethodik

interne Arbeitsschritte (GIS):

a) Digitalisierung topogr. Karten & Bodenkarten

b) Erstellung d. digitalen Höhenmodells (DHM)

c) Verschneidung: DHM & Bodenkarte

d) Klassifikation und Ausgabe

4. Arbeitsmethodik

externe Arbeitsschritte:

e) Ableitung klimatologischer Mittelwerte

f) Berechnung der Wasserbilanz

4. Arbeitsmethodik

Daten aus GIS steuern externe Berechnungen

Ergebnisse wirken modifizierend auf das GIS

Wechselwirkung

4. Arbeitsmethodik

a) Digitalisierung topogr. Karten & Bodenkarten

in Form von „Höhenschichtpolygonen“ mit Identifikationsnummern

b) Erstellung d. digitalen Höhenmodells (DHM)

4. Arbeitsmethodik

e) Ableitung klimatologischer Mittelwerte

monatliche Werte für

Temperatur

potentielle Evapotranspiration (ET0)

Niederschlag

digitales Klimamodell

4. Arbeitsmethodik

c) Verschneidung: DHM & Bodenkarte

FAO-UNESCO-“Soil map of the world“

digitales agrarökologisches Modell

Einteilung in Gebiete verschiedener max. Bodenwassergehalte

414 Polygone

4. Arbeitsmethodik

Feldarbeit

Erstellung von Pflanzkalender:

• erfassen Anbauform und räuml. Verteilung

aus denen die maximale Evapotranspiration (ETm) berechnet wird

• kc-Werte können abgeleitet werden,

• erfassen Beginn und Dauer der Anbausaison

4. Arbeitsmethodik

interne Daten sind die individuellen Daten der einzelnen Polygone

externe Daten sind die Daten, die auf jedes Polygon bezogen werden müssen (Angaben aus der Feldarbeit)

Verknüpfung mit pointer über die Identifikationsnummern

4. Arbeitsmethodik

f) Berechnung der Wasserbilanz

Wasserangebot Wasserbedarf (ETm)

Ertragsindex Yi

Hauptergebnisse: Gesamtwasserbedarf

Ertragsindex

Bewässerungsbedarf

4. Arbeitsmethodik

Berücksichtigung thermischer Bedingungen

Ergebnis: 5 Klassen

erfolgt als kartographische Darstellung

d) Klassifikation und Ausgabe

Ausgabe

5. Zusammenfassung

• Unterteilung in westliche Hälfte (geeignet)

und östliche Hälfte (weniger geeignet)

• Grenze stimmt mit klimatischer Trennungslinie überein

• Hochlage ist nicht immer schlechter geeignet

• Mais hat nur geringfügig kleineren Ertragsindex Yi

als Reis Maisanbau erweitern

5. Zusammenfassung

• Einbeziehung sozioökonomischer Daten

• Erweiterung durch Einbeziehung von Satellitendaten

• direkter Zugriff externer Programme auf das GIS

Verbesserungsmöglichkeiten:

Alles klar?!

digitales Höhenmodell Höhenschichten

digitales Klimamodell Niederschlag

Temperatur Evapotranspiration

digitales agraökol. Modell Verdunstungssummen

Wasserbilanzen Bewässerungsbedarf Ertragsabschätzung

Klassifikation Tabellen Kartenprodukte

Höhendiagramm Niveaumittelwerte von

Niederschlag Temperatur

Evapotranspiration

digitales Bodenkarte max. Bodenwassergehalt

Wasserbilanzberechnung Beginn der Anbausaison

effektiver Niederschlag kc-Werte

ARC/Info-Cover

Externe Datenbank und/oder externes

Programm

Ausgabevorgang