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Erosion der Ernährungssicherheit - Ackerlandbodenverlust im Ruwenzori-Gebirge von Uganda

Ein Brennpunkt steigenden Nahrungsmittelbedarfs ist das Albertine Rift in Afrika. Diese Region leidet unter massiver Bodendegradation aufgrund von steilen Hängen, hoher Frequenz von erosiven Starkniederschlägen und einer geringen Vegetationsbedeckung über die gesamte Vegetationsperiode. Aus dem hohen Landnutzungsdruck auf Bodenressourcen resultieren zahlreiche soziale und ökologische Probleme (Ernährungsunsicherheit, politische Unruhen, Migration). Da der Bodenverlust auf ackerbaulich genutzten Flächen die Bodenneubildung in der Region substanziell übersteigt, ist die landwirtschaftliche Nutzbarkeit der Bodensysteme zeitlich begrenzt. Flächen mit einem vollständigen Verlust der Bodenoberfläche verlieren dauerhaft das Potenzial eine gesunde Biozönose zu beherbergen. Dabei ist die Zeitskala bis zum endgültigen Verlust der Bodenoberfläche sehr heterogen und wird durch die lokale Bodenerosionsrate und die Tiefe des Bodens bis zum Ausgangsgestein bestimmt. Solozori hat zum Ziel die Bodendegradationsdynamik und ihre Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Produktivität, die Bodenqualität und schließlich den Zusammenbruch der Ökosystemleistungen im tropischen Afrika zu verstehen und zu quantifizieren. Solozori untersucht das Ruwenzori-Gebirge von Uganda, in welchem ein hoher Landnutzungsdruck besteht und zur Entwaldung und ackerbaulichen Nutzung von steilen Hängen führt. Diese Ackerflächen sind einer enorm hohen Degradationsgeschwindigkeit ausgesetzt, welche ihre Ertragsfähigkeit aufgrund flacher Böden innerhalb von Jahrzehnten verlieren. Aufgrund dieser flachen Böden ist die Region ein ideales Beispiel für die Untersuchung von Prozessen im Zusammenhang mit begrenzten Bodenressourcen, die langfristig die Nahrungsmittelsicherheit gefährden und die Chancen einer erfolgreichen Wiederaufforstung verhindern. Solozori nutzt Fernerkundungsinformationen zur Erschließung der Landnutzungsgeschichte und Vegetationsmuster, während topografische Landschaftsmerkmale und Fallout-Radionuklide Aufschluss über die langfristigen Bodenumverteilungsraten geben. Diese Bodenumverteilungsraten werden mit den vorhandenen Bodenressourcen (Bodentiefe bis zum Ausgangsgestein) verglichen, um die räumliche Ausdehnung und die verbleibende Zeit bis zum Verlust der Anbauflächen des Rwenzori-Gebirges zu ermitteln. Solozori ist ein Beispielprojekt zur Demonstration von Ertragseffekten vor dem Hintergrund von sich verknappenden Bodenressourcen. Solozori dient damit dem dringend notwendigen Verständnis über langfristige Bodendegradationsprozesse, welche die Grundlage zur Entwicklung von nachhaltigen Agroökosystemnutzungsstrategien sind, um den Landnutzungsdruck auf Waldressourcen zu verringern und den dramatischen Verlust von bodenbezogenen Ökosystemleistungen einzudämmen. Solozori setzt den Verlust von Ackerland in eine zeitliche Dimension, was den Handlungsbedarf zum Schutz von Bodensystemen der afrikanischen Tropen auf einer neuen Ebene veranschaulicht.

Ueber den Einfluss von im Niederschlagswasser mitgefuehrten Luftverunreinigungen auf die Bodenaziditaet insbesondere im Wald

Klimaresilientes Odenthal

Zielsetzung: Der Klimawandel stellt ländliche Gemeinden in Mittelgebirgen vor spezielle Herausforderungen bezüglich des Wasserressourcenmanagements. Die Ereignisse im Sommer 2021 haben gezeigt, dass auch der ländliche Raum nicht hinreichend auf Hochwasser- und Starkregenereignisse vorbereitet ist. Gleichzeitig haben die Dürrejahre 2018 und 2019 erhebliche Auswirkungen auf die Forst- und Landwirtschaft gehabt. Dies unterstreicht den dringenden Bedarf an Konzepten der Klimaanpassung, die eng mit der Landnutzung verknüpft sind. Die Gemeinde Odenthal im Dhünntal des Bergischen Landes war vom Starkregenereignis 2021 stark betroffen und konnte einschlägige Erfahrungen sammeln. Die geo-morphologischen Verhältnisse, insbesondere die Hanglage und Bodenqualität, beeinflussen die Wasserrückhaltung erheblich und sorgen für eine geringe Versickerungsfähigkeit, wodurch Niederschlagswasser aufgrund der geringen Untergrunddurchlässigkeit größtenteils oberirdisch abfließt. Gleichzeitig führt der hohe Nutzungsdruck auf die wenigen verfügbaren ebenen Flächen - oft in Auengebieten - zu Nutzungskonflikten zwischen verschiedenen Akteuren. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, müssen nachhaltige Strategien zur Wasserspeicherung und -bewirtschaftung der Flächen entwickelt und genutzt sowie Interessenkonflikte aufgelöst werden. Unter Einbeziehung der Bürger*innen und in Zusammenarbeit mit der Wissenschaft, vertreten durch die TH Köln, soll nun eine wasserkompetente und klimaangepasste Siedlungsentwicklung in einer Mittelgebirgsregion geschaffen werden. Ziel ist es, durch partizipative Ansätze die drei Dimensionen der Nachhaltigkeit - Wirtschaft, Soziales und Ökologie - zu stärken und die Akzeptanz der entwickelten Maßnahmen zu sichern. Die Gemeinde Odenthal wird zur Modellgemeinde und zum Reallabor für den innovativen Projektansatz und spielt eine zentrale Rolle im Modellflussgebiet Dhünn des :aqualon e.V.. In enger Zusammenarbeit mit allen Akteur*innen werden Strategien und Maßnahmen entwickelt, die den gesamten Wasserkreislauf, die Risiken des Klimawandels und die Gewässerökologie berücksichtigen. Ziel ist es, neue Wasser-Raum-Konzepte zu schaffen, die den Schutz der Gewässer fördern und die Klimaresilienz der Gemeinde stärken. Das Projekt schafft die Voraussetzungen für ein direkt anschließendes Umsetzungsprojekt, bei dem die gemeinsam entwickelten Lösungen von allen beteiligten Akteur*innen getragen und umgesetzt werden, um Odenthal als klimaresiliente Gemeinde zu etablieren.

BiodivMon: Erhöhung des gesellschaftlichen Bewusstseins für die Biodiversität des Bodens und Vervielfachung des Monitorings durch studentengestützte Citizen Science Konzepte (SoilRise)

Effects of water content, input of roots and dissolved organic matter and spatial inaccessibility on C turnover & determination of the spatial variability of subsoil properties

It is well established that reduced supply of fresh organic matter, interactions of organic matter with mineral phases and spatial inaccessibility affect C stocks in subsoils. However, quantitative information required for a better understanding of the contribution of each of the different processes to C sequestration in subsoils and for improvements of subsoil C models is scarce. The same is true for the main controlling factors of the decomposition rates of soil organic matter in subsoils. Moreover, information on spatial variabilities of different properties in the subsoil is rare. The few studies available which couple near and middle infrared spectroscopy (NIRS/MIRS) with geostatistical approaches indicate a potential for the creation of spatial maps which may show hot spots with increased biological activities in the soil profile and their effects on the distribution of C contents. Objectives are (i) to determine the mean residence time of subsoil C in different fractions by applying fractionation procedures in combination with 14C measurements; (ii) to study the effects of water content, input of 13C-labelled roots and dissolved organic matter and spatial inaccessibility on C turnover in an automatic microcosm system; (iii) to determine general soil properties and soil biological and chemical characteristics using NIRS and MIRS, and (iv) to extrapolate the measured and estimated soil properties to the vertical profiles by using different spatial interpolation techniques. For the NIRS/MIRS applications, sample pretreatment (air-dried vs. freeze-dried samples) and calibration procedures (a modified partial least square (MPLS) approach vs. a genetic algorithm coupled with MPLS or PLS) will be optimized. We hypothesize that the combined application of chemical fractionation in combination with 14C measurements and the results of the incubation experiments will give the pool sizes of passive, intermediate, labile and very labile C and N and the mean residence times of labile and very labile C and N. These results will make it possible to initialize the new quantitative model to be developed by subproject PC. Additionally, we hypothesize that the sample pretreatment 'freeze-drying' will be more useful for the estimation of soil biological characteristics than air-drying. The GA-MPLS and GA-PLS approaches are expected to give better estimates of the soil characteristics than the MPLS and PLS approaches. The spatial maps for the different subsoil characteristics in combination with the spatial maps of temperature and water contents will presumably enable us to explain the spatial heterogeneity of C contents.

Bioabbaubare und Biobasierte Mulchfolien mit Huminstoffen zur Bodenverbesserung

Ziel dieses Vorhabens ist die Erhöhung des Nutzens von biologisch basierten und biologisch abbaubaren Mulchfolien für die Agrarwirtschaft. Die Folien sollen mit Zusatzstoffen ausgestattet werden, die langfristig Qualität und Wert des Bodens durch Erhalt der pflanzenphysiologischen wichtigen Kohlenstoffstruktur erhöhen und kurzfristig gesteigerte Erträge durch verbesserte Nährstoffverfügbarkeit ermöglichen.

Optimierung von Weideflächen durch Buschbekämpfung und nachhaltige Intensivierung, um den Klimawandel zu mildern und die Lebensbedingungen sowie die Ernährungssicherheit im südlichen Afrika zu verbessern, Teilvorhaben A: Biodiversitätsschutz

Bodenqualität (ohne Altlasten)

Bodenqualität ist die Gesamtheit der natürlichen Bodenfunktionen einschließlich der Archivfunktion, die durch anthropogene Einflüsse unterschiedlich stark gemindert sind (Bodenschutzkonzept Stuttgart 2006). Maßgeblich für die Beurteilung der Bodenqualität sind die Bodenfunktionen nach § 2 Abs. 2 des Bundesbodenschutzgesetzes (BBodSchG 1998). Die Funktionsbewertung erfolgt nach dem Bodenbewertungsinstrument Sachsen (LfULG 2022), die Bewertung der anthropogenen Belastungen in Anlehnung an das Bodenschutzkonzept Stuttgart (2006). Dazu werden vor allem Versiegelung, Deponien, Aufschüttungen, Abgrabungen und Trümmerschuttflächen berücksichtigt. Der Versiegelungsgrad entstammt der erweiterten Blockkarte Dresdens.

BFD5L_M182

Ertragspotenzial des Bodens gemäß Bodenflächendaten Hessen 1:5000 für landwirtschaftliche Nutzflächen (BFD5L) - Das Ertragspotenzial des Bodens ist abhängig von den natürlichen Ertragsbedingungen, wie der Bodenbeschaffenheit und den klimatischen Verhältnissen. Das Ertragspotenzial des Bodens beschreibt die bodenbezogenen Potenziale.

Boden-Klima-Räume (Daten)

Die Boden-Klima-Räume (BKR) stellen Gebiete mit relativ homogenen Standortbedingungen für die landwirtschaftliche Produktion in der Bundesrepublik Deutschland dar. Die Definition der BKR erfolgte auf der Basis von Gemeindegrenzen. Dabei wurden vor allem die Einflüsse von Bodengüte und Klima berücksichtigt.

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