Geophysikalische Potentiale einer low-input Intensivierung der Landwirtschaft in Entwicklungsregionen

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1 Geophysikalische Potentiale einer low-input Intensivierung der Landwirtschaft in Entwicklungsregionen /26

2 Gliederung und Zielsetzung Klima Böden Relief 2. Globaler Maßstab und regionale Differenzierung 3. Boden-Ertragspotentiale Low-Input-Maßnahmen 4. Fazit Zielsetzung Erstellen einer weltweiten Potentialkarte 2/26

3 Klima Klima Length of growing periods 3/26 [based on FAO 2000: Global length of growing periods; ressource FAO-geonetwork-map73]

4 Klima Klimatische Einschränkungen 4/26 [based on FAO und IIASA 2002: Global Agro-ecological Assessment for Agriculture in the 21st Century Methodology and Results]

5 Region Immerfeuchte Tropen Wechselfeuchte Tropen Klima Temperatur/ Sonneneinstrahlung Klimatische Standorteinschätzung geringste Temperaturamplitude/ hoch, sehr starke Verdunstung mittlere Temperaturamplitude/ hoch, starke Verdunstung Niederschlagsmenge/ - Häufigkeit/-Verteilung sehr gut (sehr hoch/ganzjährig/ flächendeckend) gut sehr gut (hoch/saisonal/ flächendeckend) Tropische/ Subtropische Trockengebiete größte Temperaturamplitude/ hoch, sehr starke Verdunstung nicht ausreichend (gering/hohe Variabilität/ regional) 5/26

6 Böden Verteilung der Bodenbedeckung nach dominierenden Typen 6/26 [FAO and FGGD 2007: Global land cover distribution by dominant land cover type; ressource FAO-geonetwork-map5_7]

7 Böden Verteilung landwirtschaftlicher Nutzflächen Zusammenfassung und Verteilung der landwirtschaftliche Nutzflächen 7/26 [based on FAO and FGGD 2007: Global land cover distribution by dominant land cover type; ressource FAO-geonetwork-map5_7]

8 Böden Böden in Entwicklungsregionen unter landwirtschaftlichen Nutzflächen Landwirtschaftliche Nutzflächen Afrika - Westküste Böden unter landwirtschaftlichen Nutzflächen [based on FAO and FGGD 2007: Global land cover distribution by dominant land cover type; ressource FAO-geonetwork-map5_7] 8/26 [based on FAO 2001: Digital Soil Map of the World ; ressource FAO-geonetwork-DSMW]

9 Böden Böden in Entwicklungsregionen unter landwirtschaftlichen Nutzflächen Afrika Westküste Ermittlung der Bodenverteilung unter landwirtschaftliche Nutzflächen mit ArC GIS 9/26 [based on FAO and FGGD 2007: Global land cover distribution by dominant land cover type; ressource FAO-geonetwork-map5_7]

10 Böden Afrika - Westküste Böden in Entwicklungsregionen unter landwirtschaftlichen Nutzflächen Ermittlung der Bodenverteilung unter landwirtschaftliche Nutzflächen mit ArC GIS 10/26 [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]

11 Böden Böden in Entwicklungsregionen unter landwirtschaftlichen Nutzflächen Landwirtschaftliche Nutzflächen Südamerika - Ostküste Böden unter landwirtschaftlichen Nutzflächen [based on FAO and FGGD 2007: Global land cover distribution by dominant land cover type; ressource FAO-geonetwork-map5_7] 11/26 [based on FAO 2001: Digital Soil Map of the World ; ressource FAO-geonetwork-DSMW]

12 Böden Böden in Entwicklungsregionen unter landwirtschaftlichen Nutzflächen Südamerika - Ostküste Ermittlung der Bodenverteilung unter landwirtschaftliche Nutzflächen mit ArC GIS [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] 12/26

13 Böden Böden in Entwicklungsregionen unter landwirtschaftlichen Nutzflächen Landwirtschaftliche Nutzflächen Süd-Ost-Asien [based on FAO and FGGD 2007: Global land cover distribution by dominant land cover type; ressource FAO-geonetwork-map5_7] 13/26

14 Böden Bodenbedeckung in Entwicklungsregionen Süd-Ost-Asien Ermittlung der Bodenverteilung unter landwirtschaftliche Nutzflächen mit ArC GIS [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] 14/26

15 Böden Pedogenetische Bodenklassifikation Ferralitische Böden Fersialitische Böden 1 Alter ~ ph KAK 15/26 Junge Böden (z.t. mit rezenter Materialzufuhr Bodengüte

16 Böden Pedogenetische Bodenklassifikation Ferralitische Böden Fersialitische Böden 1 Alter ~ ph KAK 16/26 Junge Böden (z.t. mit rezenter Materialzufuhr Bodengüte

17 Böden Niedrige Ferralitische Böden Ertragspotentiale Mittlere Fersialitische Böden Ertragspotentiale Pedogenetische Einstufung der Ertragspotentiale ~ 1 Alter ph KAK 17/26 Junge Hohe Böden (z.t. mit rezenter Ertragspotentiale Materialzufuhr Bodengüte

18 Bodenklasse Ferralitische Böden (Plinthisole, Ferralsole, Acrisole, Alisole) Fersiallitsiche Böden (Lixisole, Nitisole) Klima und Böden Auf globaler Ebene: Zwischenfazit Klimatisch bedingtes Ertragspotential Hohes Potential Mittleres bis hohes Potential Ertragspotential im Bezug auf pedogene Standorteigenschaften Sehr niedriges bis kein Potential Mittleres Potential Junge Böden mit rezenter Materialzufuhr (Vertisole, Andosole, Fluvisole) Stark Variabel (da diese Böden in allen Ökozonen vorkommen können) Hohes Potential 18/26

19 Relief 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 Bodenertragspotentiale (durch Leitprofile vor Ort) von Nöten, um alle standortspezifischen Eigenschaften zu berücksichtigen. 19/26 - Relief - bisherige Nutzung - Düngeeintrag Kleinräumliche Differenzierung des Bodens

20 2. Globaler Maßstab und regionale Differenzierung Fallbeispiel: Benin, Pouri: als Beleg der Notwendigkeit einer Standortanpassung basierend auf einer regionalen Bodendifferenzierung: Lage der Profile und Probenentnahme 20/26 [Masuch, J. 2005: Strategien zum Land-Use-Management in der Anrainergemeinde Pouri; Dipl.Arbeit am IfGG des KIT: 42]

21 2. Globaler Maßstab und regionale Differenzierung 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! 21/26

22 3. Ertragspotentiale Bestimmung von Ertragspotentialen am Standort Chemische Kennwerte einer Bodenbewertung: ph-wert Kationenaustauschkapazität [KAK] (Basensättigung [BS]) Humusgehalt Sesquioxidgehalt (Toxizität) Physikalische Parameter einer Bodenbewertung: 22/26 Durchwurzelbarkeit Korngrößenverteilung

23 ph-wert: Hellige ph-meter Korngrößenverteilung (Bodenart) Fingerprobe Humusgehalt Munsell-Farbtafel Leitfaden zur Bodenbewertung am Standort Parameter: 3. Ertragspotentiale Aussage: Nährstoffverfügbarkeit, BS Nutzbare Feldkapazität, Luftkapazität, KAK pot Erhöhung der KAK pot Bestimmung der effektiven KAK [S-Wert]: 23/26 S-Wert [cmol c /kg] = (BS[%]/100) KAK pot [cmol c /kg] [Bodenkundliche Kartieranleitung, Hrgs. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover 2005: 371]

24 3. Ertragspotentiale Beschreiben der Bodenertragspotentiale Bedeutung der Bodenparameter Mit Hilfe von Bewertungsklassen können Bodenertragspotentiale ausgewiesen werden. Nährstoffverfügbarkeit Wasserverfügbarkeit 24/26 Zusätzlich werden pedogene Standortengpässe deutlich.

25 3. Ertragspotentiale Engpässe und Gegenmaßnahmen 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 25/26

26 4. Fazit konkrete Forschungsfragen: Fazit: 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. 26/26

27 /26 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Geophysische Potentiale der low-input Intensivierung