Nachhaltiges Management von Flussoasen entlang des Tarim-Flusses in Nordwest-China. Markus Disse Universität der Bundeswehr München

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1 Nachhaltiges Management von Flussoasen entlang des Tarim-Flusses in Nordwest-China Markus Disse

2 Nachhaltiges Management von Flussoasen entlang des Tarim-Flusses in Nordwest-China

3 NASA MODIS, Blue Marble Oasen bis 6. Jh. n. Chr. Jahr Bewohner Kulturfläche 220 v. Chr. 6. Jh. n. Chr. (Fan Zili) km² 1909 (Sven Hedin) km² 1949 (Fan Zili) km² 1980 (Niels Thevs) km² 1990 (Fan Zili) km²

4 NASA MODIS, Blue Marble Oasenausdehnung 1949 Jahr Bewohner Kulturfläche 220 v. Chr. 6. Jh. n. Chr. (Fan Zili) km² 1909 (Sven Hedin) km² 1949 (Fan Zili) km² 1980 (Niels Thevs) km² 1990 (Fan Zili) km²

5 NASA MODIS, Blue Marble Oasenausdehnung 1990 Jahr Bewohner Kulturfläche 220 v. Chr. 6. Jh. n. Chr. (Fan Zili) km² 1909 (Sven Hedin) km² 1949 (Fan Zili) km² 1980 (Niels Thevs) km² 1990 (Fan Zili) km²

6 Baumwollproduktion in der Provinz Xinjiang (Giese et al. 2005)

7 Tugai Vegetation Auenvegetation der Flüsse Zentralasiens, überwiegend Pflanzenarten, die sich aus dem Grundwasser versorgen. Tugai-Wälder, bestehend aus Populus euphratica und P. pruinosa (am Tarim Oberlauf) Phragmites australis Bestände Busch-Vegetation aus Tamarix-Arten Quelle: Niels Thevs, Universität Greifswald

8 Extrem arides Klima (N Jahr = 50mm) Klima und Hydrologie Einzige Wasserressource: Flusswasser, das aus den umliegenden Gebirgen zufließt Climate diagram Korla (weatherbase.com) Pegel Yengi Bazar (Tarim Watershed Administration)

9 Unterlauf des Tarim Der Unterlauf des Tarim ist auf einer Länge von 320 km ausgetrocknet (seit 1972) Degradation der Auwälder Tetema See Trockenfallen der Endseen zuerst Lob-Nur, später Tetema See

10 Degradation der Vegetation Sandverwehungen Ökologische Konsequenzen Versalzung der Böden Sandstürme

11 Chinesisches Revitalisierungsprojekt Nicht nur ökologische, sondern auch politische, soziale und verkehrsbedingte Probleme veranlassten China zu einem Renaturierungsprojekt des Tarim Ziel: Nachhaltiges Management des gesamten Tarim Das Projekt begann 2001 und hat ein Gesamtbudget von 1,7 Mrd. US-$.

12 Chinesische Maßnahmen (teilweise durchgeführt, seit 2001) Im Oberlauf: wassersparende Bewässerungssysteme Im Mittellauf: Kanalisierung des Tarim Vermeidung von Sickerverlusten Verminderung der Verdunstung

13 Jedes Jahr werden 0,35 Mrd. m³ Wasser in den Unterlauf geleitet (hauptsächlich aus dem Boston See)

14 Folgerungen aus den bisherigen Maßnahmen Die Revitalisierung des Unterlaufs ist nicht nachhaltig (intakte Auwälder im Mittellauf werden degradiert). Der enorme Wasserverbrauch ist auf den stark anwachsenden Baumwollanbau zurückzuführen (Staatsfarmen) Weitere Flächen im Ober- und Mittellauf werden für die Landwirtschaft nutzbar gemacht. Tugai Forest, Groundwater 8m under ground surface

15 Hauptziele von SuMaRiO 1. Einfluss des Klimawandels auf die Wasserverfügbarkeit abschätzen, 2. Beziehungen zwischen Abfluss / Wasserqualität / Oasenbewirtschaftung / Auwaldvitalität und Ökosystemdienstleistungen bestimmen, 3. Traditionelle, hochtechnisierte und alternative Bewirtschaftungsformen evaluieren in Bezug auf ökologische, soziale und ökonomische Aspekte, 4. Transdisziplinäre Forschung mit Hilfe von stakeholder Partizipation durchführen und 5. Internet-basierte Werkzeuge zur Hilfestellung bei Managementstrategien aufbauen.

16 WB2: Kryosphäre, Klimaszenarien und Einfluss des Klimawandels auf die Wasserressourcen WB5: Sozio-ökonomische Beurteilung von Ökosystemservices und Umsetzungswerkzeuge WB3: Nachhaltiges Landmanagement, Wasserverbrauch, Wasserqualität und Biomasseproduktion WB1: Koordination, Datenmanagement und Stakeholder- Dialog WB4: Ökosystemfunktionen und Ökosystemservices entlang des Tarim Projektstruktur (Laufzeit: )

17 Untersuchungsgebiete der work blocks (WB 2-5)

18 WB 2: Einfluss des Klimawandels auf die Wasserressourcen Regional Climate Change and Discharge of the Tarim Tributaries modeled systems and models Climate dynamic / statistical downscaling REMO / STAR REMO / STAR WASA Permakart Cryosphere (monitoring included) glacier / snow / permafrost SWIM TP 3/4 (MIKE 11 / CEQUAL, EPIC ) Catchment water balance / river dynamic / water quality

19 WB 3: Nachhaltiges Landmanagement: Wasserverbrauch, Wasserqualität und Biomasseproduktion WP 3.1 WP 3.2 WP 3.3 WP 3.4 Plot scale (field) Local scale (farm) Regional scale (oasis) Tarim Basin WP 3.1: Vegetation/Hydrology 3.1.1: Model (Res.: 2 x 2m) 3.1.2: Measurements (Res.: 2 x 2m) Area: 0,1 km² Soil, climate and crop data Field research work Water quality Biomass WP 3.2 Hydrological / Hydrodynamic Models (Res.: 10 x 10m) Area: 5 km² 3.2.1: Salt fluxes (FEFLOW) 3.2.2: Biomass (EPIC) 3.2.3: Water demand ( MIKE11 + FEFLOW) Evapotranspiration Landuse, LAI 3.4.1: Mapping Model (500x500m) Area: km² Satellite data (MODIS, SPOT, Vergetation) Water saving irrigatio technologies Maps of land use system identificaton of core area Intervention strategie Vegetation Periods Field Management Water demand Irrigation System Biomass 3.4.2: Landuse Scenarios Length: 1000 km Agricultural landuse strategies (potential yields, demand, water qualit getation riods.1: Vegetation del: (Res.: 30x30m) ea: km² Satellite data (Landsat, Aster) Spectroscopy Water demand & 3.3.4: Hydrodynamic Model: MIKE11 Area: km² Discharge gauges Network of the Biomass Water quality 3.3.3: Landuse & Irrigation Model (Res.: 30x30m) Area: km² Satellite Imagery (Multiscale approach) EPIC Water quality Vegetation Periods Integrate approach Models & Satellite data 3.4.3: Hydrodynamic Model: MIKE11 Length: 1000 km Tarim Cross Sections and discharge gauges Water use efficiency Temporal and spatia variation of Groundwater l and quality Temporal and spatial vari of Water Quality and Disch

20 MIKE Flood SEMINAR WASSERWIRTSCHAFT WB 3: Nachhaltiges Landmanagement: Wasserverbrauch, Wasserqualität und Biomasseproduktion MIKE 11 GIS Tarim Modelle/ Regionalsierung Regionale Modelle ( km²) MIKE 11 MIKE SHE Lokale hydraulische 2D Modelle (1 km²) Lokale Grundwassermodelle (1 km²) MIKE 21 FEFLOW

21 Untersuchungsgebiete

22 Quelle: Birgit Kleinschmit, TU Berlin WB4: Ökosystemfunktionen und Ökosystemservices entlang des Tarim EVASTar Terrestrische Aufnahmen Interpretationsschlüssel für Tugai- Auenwälder Vitalitätsanalyse mit Quickbirddaten

23 WB5: Sozio-ökonomische Beurteilung von Ökosystemservices und Umsetzungswerkzeuge Kosten-Nutzen-Vergleich von konventioneller und alternativer Landnutzung Transdisziplinäre Forschung hinsichtlich der Beziehungen zwischen Managementstrategien und Ökosystemfunktionen / Ökosystemdienstleistungen Systemlösungen für ein nachhaltiges Landmanagement

24 Schlussfolgerungen Hydrologische Modellierung bildet die Basis für ein nachhaltiges Landnutzungsmanagement. Optimierte Ressourcenbewirtschaftung erfordert Kopplung von hydrologischen, ökologischen und sozioökonomischen Modellen (Komplexität = vernetztes Denken, Feedbacks, Regelkreise) Nachhaltiges Land- und Umweltmanagement nur durch inter- und transdisziplinäre Forschung möglich (Naturwissenschaften, Ingenieurwissenschaften, Ökonomie, Soziologie, Sinologie, ) Implementierung erfordert Stakeholderpartizipation

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Projektpartner