Forschergruppe (FOR) 5664: Agroforstwirtschaft für eine nachhaltige multifunktionale Landwirtschaft, Teilprojekt: Koordinationsfonds

Description: FORMULA untersucht die ökosystemaren Leistungen (Nature’s Contributions to People, NCP) von Agroforstsystemen. Ziel ist es, optimale Bewirtschaftungsoptionen zu identifizieren, die sich aus der Integration von Bäumen in Ackerland ergeben. FORMULA, das sich in zwei Projektphasen gliedert, analysiert NCPs in zwei sukzessiven Agroforstsystemen in Hessen und Brandenburg (Deutschland) mit unterschiedlichen Produktionssystemen (ökologisch vs. konventionell) und Umweltbedingungen. Die Baumreihen erzeugen im Feld räumliche Gradienten von Umweltfaktoren. Diese bilden die Grundlage für zwei primäre Forschungsziele; erstens die Bewertung der Produktionsleistung und der Umweltwirkungen von silvo-arablen Agroforstsystemen im Vergleich zu baumlosen landwirtschaftlichen Referenzsystemen und zweitens die Verbesserung des mechanistischen Verständnisses der Prozesse, die den räumlichen Mustern von NCPs zugrunde liegen. Zwei zentrale Hypothesen von FORMULA sind, dass (H1) die räumliche Komplexität innerhalb eines Feldes als eine Reihe von NCP-Gradienten von den Baumreihen zum offenen Feld ausgedrückt werden kann und dass (H2) sich die NCP-Gradienten auf der Feldskala überlappen, mit Synergien und Kompromissen in Bezug auf Umweltwirkungen und agronomische Leistungen. FORMULA ist in fünf Teilprojekte (SP1-5) und ein koordinierendes Projekt (SPZ) gegliedert, in denen NCP in Bezug auf Klima, Wasserverfügbarkeit, Bodennährstoffe, Biodiversität, Habitat sowie Nahrungs- und Futtermittelproduktion untersucht werden. Die enge Kooperation zwischen der Justus-Liebig-Universität Gießen und dem Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) stärkt dieses interdisziplinäre Projekt. Neben den spezifischen Forschungsarbeiten in den Teilprojekten umfasst FORMULA drei zentrale Experimente, bei denen die Teilprojekte eng zusammenarbeiten. Das erste konzentriert sich auf die Auswertung von Gradienten entlang von Transekten, die senkrecht zur Baumgrenze verlaufen. Im zweiten wird mit Hilfe der Markierung von Stickstoff (15N) die Konkurrenz zwischen Bäumen und Pflanzen um diesen wichtigen Nährstoff untersucht. Das dritte Experiment dient der Erfassung räumlich hochaufgelöster Daten zur Hochskalierung von NCP auf die Feldebene. FORMULA wird auch ein innovatives Referenzsystem für die Agroforstforschung entwickeln und testen. Alle Experimente folgen einem dreistufigen Ansatz: Kernexperimente, die an beiden Standorten mit identischen Methoden durchgeführt werden (Stufe 1); Experimente, die an beiden Standorten mit vergleichbaren Methoden umgesetzt werden (Stufe 2); individuelle Experimente die eine spezifische wissenschaftliche Infrastruktur erfordern (Stufe 3). In der zweiten Phase von FORMULA wird ein integriertes mechanistisches Agroforstmodell entwickelt, das für das Upscaling auf Landschaftsebene und die Analyse von Nutzungsszenarien erforderlich ist. Ein Modellbeirat wird diese Modellentwicklung in erste Phase vorbereiten und begleiten.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Gießen ? Bodennährstoff ? Pflanzennährstoff ? Synergistische Wirkung ? Brandenburg ? Hessen ? Baum ? Stickstoff ? Deutschland ? Bodenkunde ? Habitat ? Pflanzenproduktion ? Geodaten ? Wasserverfügbarkeit ? Ackerfläche ? Pflanzenernährung ? Agroforstwirtschaft ? Ökosystemleistung ? Multifunktionale Landwirtschaft ? Datenerhebung ? Ökologischer Faktor ? Standortbedingung ? Agrartechnik ? Biodiversität ? Ecology of Land Use ? Plant Cultivation ? Soil Sciences ? Ökologie der Landnutzung ?

Region: Hessen

Bounding boxes: 9° .. 9° x 50.55° .. 50.55°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Justus-Liebig-Universität Gießen (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2024-01-01 - 2025-12-14

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub project: Coordination Funds
  Description: The FORMULA research unit is embarking on a study of agroforestry systems and their Nature's Contributions to People (NCP). The aim is to identify management options that optimise synergies and mitigate potential trade-offs arising from the incorporation of forestry elements into arable land. The FORMULA project, which will be carried out in two phases, will investigate the supply and demand of NCPs in two successional agroforestry sites in Hesse and Brandenburg (Germany) with different production systems (organic vs. conventional) and environmental conditions. The tree rows create in-field spatial gradients of environmental factors and form the basis for addressing two primary research objectives, i.e., to evaluate the performance of silvo-arable agroforestry systems and compare them with reference treeless farming systems; and to advance the mechanistic understanding of the processes underlying spatial patterns of regulating and material NCPs. Two central hypotheses are that (H1) spatial complexity within fields can be expressed as a series of spatial gradients of NCP indicators from the tree line to the open field, and that (H2) gradients of NCP indicators overlap, resulting in synergies and trade-offs, with net environmental and agronomic benefits at the field scale in agroforestry systems. FORMULA is structured in five subprojects (SP1-5) and a coordinating project (SPZ), investigating NCP indicators related to climate, freshwater supply, soil quality, biodiversity, habitat, and food and feed production. The collaboration between the lead institutions, Justus Liebig University Giessen and the Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF), adds strength to this interdisciplinary project. In addition to the individual research in the sub-projects, FORMULA includes three central experiments in which the sub-projects work closely together. The first focuses on the assessment of gradients along transects perpendicular to the tree line. The second uses nitrogen (15N) labelling to study competition between trees and plants for this important nutrient. The third experiment will collect high resolution spatial data needed for upscaling NCP indicators. Further, an innovative reference system for agroforestry research will be developed and tested. Overall, the research will follow a three-tier experimental approach, with core experiments to be carried out at both sites using identical methods (tier 1), experiments at both sites using comparable methods (tier 2), and individual satellite experiments where specific scientific infrastructure is required (tier 3). The second phase of FORMULA will include the development of an integrated mechanistic agroforestry system model required for upscaling and scenario testing. The first phase will therefore be supported by a modelling advisory board to systematically synthesise the understanding of the complexities of agroforestry systems. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1140686

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/546354856 (Webseite)

Status

Aktiv

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