Landnutzungskonflikte
Situation und Perspektiven
Dr.-Ing. Rüdiger Schaldach
Center for Environmental Systems Research
Universität Kassel
Gliederung
1. Ein systemwissenschaftlicher Ansatz zur Beschreibung und Analyse von Landnutzungskonflikten
2. Modelle von Landnutzungssystemen
3. Experiment: Landnutzungsänderungen in Brasilien und deren Auswirkungen auf die Kohlenstoffbilanz von Biokraftstoffen
4. Zusammenfassung
Landnutzung und Landbedeckung
Geist and Lambin (2002)
Gründe für Landnutzungskonflikte
Landnutzungssysteme
[nach Global Land Project (2005)]
Landnutzungssystem
SubsystemMensch
SubsystemUmwelt
En
tsch
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fin
du
ng
Ök
os
ys
tem
die
ns
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tun
gen
Bevölkerung
Wirtschaft
Gesellschaft
Politik &Planung
Kultur
Technologie
Hydrologie
Vegetation
Böden
Topografie
Atmosphäre
Biogeochemie
Biodiversität
Landnutzung &Management
Umwelt-veränderungen
(US Global Change Research Program)
Prozesse und Wirkbeziehungen
Modellbildung und Simulation
• Zielsetzung der Systemwissenschaften
- Vertiefung des Systemverständnisses
- Analyse wie sich das System in Zukunft unter veränderten Rahmenbedingungen verhalten wird
• Modelle sind vereinfachte Abbilder von Systemen
• Sie sind problemorientiert und konzentrieren sich auf wichtige Aspekte für eine bestimmte Fragestellung
• Simulationsexperimente bilden die dynamischen Prozessen in einem System nach
Szenarioanalyse
MEA (2005)
• Art und Intensität von Landnutzung
- Warum findet LN statt?
- Wo findet LN statt?
- Wann, mit welcher Rate finden Veränderungen statt?
• Auswirkungen von Landnutzung
- Beeinflussung der Funktionalität von Ökosystemen?
- Emission von Treibhausgasen?
• Strategien einer nachhaltigen Landnutzung
- Nutzung der natürlichen Ressourcen
- Multifunktionalität von Landschaften
Fragestellungen
Regionale Skala
Lokale Skala(Raster)
Landnutzungs-änderungen
t t+1
Sozioökonomie- Bevölkerung- Nahrung und Energie
Hydrologische und Ökosystemprozesse
Räumliche Modellintegration
Beispiel: Modellierung von Ernteerträgen:
Empirische Modelle(Liebigfunktion)
Hybride Modelle(Global AEZ)
Prozessorientierte Modelle(EPIC, DAYCENT)
Modellkomplexität
Modellkomplexität
Modell Skala Anwendungsbeispiele Referenzen
CLUERegional – kontinental
Verschiedene Fallstudien Veldkamp und Fresco (1996)
GEONAMICA Regional Verschiedene Fallstudien Engelen et al. (2000)
IMAGE Global Globale AnalysenAlcamo et al. (1998)Bouwman et al. (2006)
ITE²M Regional Lahn-Dill Kreis, Hessen Frede et al. (2002)
LandSHIFTRegional – global
Hessen, Naher Osten, Brasilien, Afrika
Alcamo und Schaldach (2006)Schaldach et al. (2006)
PLM RegionalPatuxent Einzugsgebiet, USA
Costanza et al. (2002)
SITE RegionalSulawesi, Süd-Indien, Mongolei
Priess et al. (2007a, b)
SYPRIA Regional Southern Yucatan, Mexiko Manson (2006)
Großskalige Modellansätze
Schaldach und Priess (2008)
Beispiel für ein Modellkonzept
Schaldach and Koch (2009)
LandSHIFT modelling framework
Land-use changemodule
Population
Agriculturalproductionand trade
Socio-economy module
Cli
ma
te s
ce
na
rio
s
GrasslandNPP
Crop yields
Biomassproductivity
Hydrology
Wateravailability
Water stress
Biophysical moduleS
ce
na
rio
s
Time seriesof maps and
statistics
Cropcultivation
+Irrigation
Grazing
Settlement
Land-useactivities
Sta
te v
aria
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tate
var
iab
les
• Direkte (DLUC) und indirekte Landnutzungsänderungen (ILUC) durch den Anbau von Zuckerrohr (Ethanol) und Soja (Biodiesel)
• Auswirkungen auf die Kohlenstoffbilanz und damit Nachhaltigkeit von Biokraftstoffen
Experiment: Biokraftstoffe in Brasilien
Lapola et al. (in review)
Ethanol
2003 20200
10
20
30
40
50
60
Pro
du
ctio
n (
x109 li
ters
)+245%
Biodiesel
2003 20200
1
2
3
4
5
Pro
du
ctio
n (
x109 li
ters
)
+794%
Direkte Landnutzungsänderung
DLUC: 165,300 km2
88% Weideland Energiepflanzen
ILUC: 186,300 km2
65% tropischer Regenwald Weideland
Indirekte Landnutzungsänderung
Räumliche Simulation
Auswirkungen auf die C-Bilanz
• 59% der Abholzung durch Soja (Biodiesel), 41% durch Zuckerrohr (Ethanol)
• ILUC hat großen Einfluss auf die Kohlenstoffbilanz der Biokraftstoffe
• Erhöhung der Viehbesatzdichte um 6% würde negative Effekte aufheben
Zusammenfassung
• Das Konzept der Landnutzungssysteme bietet einen methodischen Rahmen zur Beschreibung der Prozesse von LU-Änderungen und Konflikten
• Modelle sind wichtige Werkzeuge zur Systemanalyse und zur Bewertung von Landnutzungskonflikten
• Komplexitätsrad der Modelle sehr unterschiedlich, abhängig von der Fragestellung
• Modelle können einen wertvollen Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger Managementstrategien leisten
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