Das hier beantragte Wissenstransferprojekt soll die Anwendungsreife von Ergebnissen aus zwei früheren DFG-Forschungsprojekten zu Wasserbewirtschaftungsfragen in semi-ariden Regionen erreichen. Der Fokus wird dabei auf der Methodenübertragung und Ergebnisnutzung für die Entwicklung eines Dürrevorhersage und -managementsystems liegen. Die hier erwähnten DFG-Projekte sind: Sediment Export from large Semi-Arid catchments: Measurements and Modelling), und Generation, transport and retention of water and suspended sediments in large dryland catchments: Monitoring and integrated modelling of fluxes and connectivity phenomena. Der Praxispartner ist die Behörde für Meteorologie und Wasserressourcen des Bundesstaates Ceara (FUNCEME) im Nordosten Brasiliens. Diese führt auch Prognosen für das wasserwirtschaftliche System Cearas durch, welches durch eine stark negative klimatische Wasserbilanz und mehrere tausend (meist kleine) Stauseen gekennzeichnet ist. Es ist vorgesehen, das existierende Wasserbewirtschaftungssystem SIGA von FUNCEME mit dem prozessbasierten hydrologischen Modell WASA-SED zu kombinieren. Das WASA-SED Modell, welches aus den o.g. DFG-Projekten stammt, wurde spezifisch für semiaride meso-skalige Einzugsgebiete konzipiert und entwickelt. Damit werden die charakteristischen hydrologischen Prozesse, einschließlich von Transport- und Konnektivitätsphänomenen im Gewässernetz und den Stauseen simuliert. Die geplanten Arbeiten sind in verschiedene Ebenen gruppiert: (1) Integration des WASA-SED-Modells mit dem SIGA-System um den regionalen Wasserbehörden und Flussgebietskommissionen eine direkte Information über aktuelle und prognostizierte Werte der Stauseefüllungen, Abflüsse an bestimmten Flussabschnitten und anderen Wasserressourcen zu ermöglichen; (2) Effiziente Kommunikation der Ergebnisse mit verschiedenen Stakeholdergruppen und Möglichkeit zur Weiternutzung der Ergebnisse. (3) Anwendung von WASA-SED im Vorhersagemodus, d.h. Nutzung von kurzfristigen und saisonalen meteorologischen Vorhersagen zur Prognose der Wasserverfügbarkeit bei unterschiedlichen Vorhersagezeiträumen. (4) Nutzung der prozess-basierten Struktur von WASA-SED um Effekte sich ändernder Randbedingungen zu untersuchen, besonders bzgl. des dichten Netzes aus Stauanlagen. Wir erwarten aus dem Projekt auch Impulse für neue Forschungsfragen als Ergebnis der Integration der Wasserbewirtschaftung und -infrastruktur in das Modellsystems, so evtl.: (1) Untersuchung und Modellierung der saisonalen Dynamik der Verluste in semiariden Flusssystemen und Ableitung eines dafür geeigneten Abflussroutingansatzes; (2) Quantifizierung und Modellierung der hydro-sedimentologischen Konnektivität in komplexen, vom Menschen stark geformten Hydrosystemen, einschließlich der Effekte des dichten Stauseenetzes, Wasserüberleitungen und der teilweise künstlich verbundenen Teileinzugsgebiete.
Für den Zeitraum der ersten zweijährigen Pilotphase ist eine Studie zur Erstellung eines Biotoptypenkonzeptes für Recife geplant. Dabei sollen als organismische Beispielgruppe die spontanen und gepflanzten Gehölze der Stadt, bzw. des Pilotgebietes untersucht werden. In dem etwa 1,5 km2 großen Pilotgebiet werden die Gehölzvegetation sowie häufige krautige Arten (speziell Ruderalvegetation) erfasst, wobei nach Einheimischen und Neophyten unterschieden wird. In einem weiteren Schritt wird der Hemerobiegrad der Vegetation ermittelt.
Im Vorhaben CarbonLeak sollen die Auswirkungen von Klimaschutzmaßnahmen im LULUCF-Sektor in Deutschland und Europa auf globale Agrar- und Holzmärkte untersucht werden. Darüber hinaus wird erforscht, welche Nachhaltigkeitseffekte sich über den internationalen Handel in anderen Ländern ergeben könnten, und ob mit Landnutzungseffekten und überraschenden Klimawirkungen oder Problemen für die Politikkohärenz in Drittländern zu rechnen sein wird. Durch die Zusammenarbeit der Thünen Institute für Waldwirtschaft und Marktanalyse werden forst- und landwirtschaftliche Expertise vereint. Führen unterschiedliche Szenarien der Umsetzung von Klimapolitik zu veränderter Produktion von Land und Forstwirtschaft in Deutschland und Europa? Dieser Frage wird in einem ersten Arbeitsschritt nachgegangen. Über die Kopplung der Handelsmodelle Magnet und GFPM werden Konsequenzen europäischer Klimapolitik auf Handelsvolumina innerhalb Europas aber auch aus globaler Perspektive betrachtet. Daraus lassen sich Konsequenzen für Wirtschafts- und Klimapolitik ableiten. Produktionsverlagerung kann aber zu unerwarteten Nebeneffekten (= Leakage) außerhalb Deutschlands oder Europas führen. Im Zentrum einer weiteren Komponente steht daher die Frage ob es durch deutsche oder europäische Klimapolitik zu Produktionsverlagerung und somit zur Gefährdung von Nachhaltigkeitszielen, Klimabilanzen der Landnutzung und Politikkohärenz in anderen Ländern kommen könnte. Produktionsverlagerungs- und Nachhaltigkeitseffekte werden auf globaler Ebene betrachtet. Für eine vertiefte Analyse von Landnutzungsdynamik und Politikkohärenz werden zwei Länder, Brasilien und Indonesien, ausgewählt, die voraussichtlich stark von Produktionsverlagerung betroffen sein werden. Dort werden Stakeholder mit in die Analyse und Diskussion der Endergebnisse einbezogen. Im Endergebnis steht eine Folgenabschätzung der Nettowirkung deutscher und europäischer Klimaschutzpolitik im LULUCF-Sektor aus globaler Sicht.
Untersucht werden Anwendungsmöglichkeiten und -bedingungen von ökonomischen Instrumenten im Umweltschutz, insbesondere spezielle Bedingungen von Industrie- und Entwicklungsländern und deren Auswirkungen auf die Umsetzung in den jeweiligen Ländern und Erfahrungen bestehender Systeme u.a. in Brasilien und Europa.
Bei Feldarbeit und Materialsammlungen im Karibischen Meer, an der brasilianischen Kueste und im tropischen Ostpazifik wurden Porzellaniden beobachtet und gesammelt. Die Feldbeobachtungen und die Daten eigener Sammlungen, die Auswertung von Museumsmaterial und einschlaegiger Literatur erhellen die oekologischen Beduerfnisse der Arten. Die ungewoehnlich vollstaendigen Verbreitungsdaten lassen eine Rekonstruktion der Entstehungsgeschichte der heutigen Faunenverteilung zu. Groessenvergleiche von Tieren aus unterschiedlichen Klimazonen lassen Rueckschluesse auf das Groessenwachstum zu. Dabei zeichnet sich ab, dass bei kaelteren Temperaturen ein groesserer Anteil der aufgenommenen Energie fuer das Wachstum verfuegbar ist, als bei tropischen Bedingungen.
Es soll die Frage bearbeitet werden, ob die vielfältigen gesellschaftlichen und natürlichen Ursachen sowie Folgen von Landnutzungsänderungen, wie sie in einer großen Zahl von Fallstudien zu regionalen Entscheidungsformen Globaler Umweltveränderungen vorliegen, sich zu einem überschaubaren Satz von typischen Mustern der Mensch-Natur-Interaktionen verdichten lassen. Hierzu soll eine neue entwickelte Methode der Überprüfung der Gültigkeit von Ursache-Wirkungsgeflechten verwendet werden, bei der beobachtete Zeitverläufe von sozial- und naturräumlichen Variablen auf ihre Konsistenz mit hypothetisierten Ursache-Wirkungszusammenhängen zwischen diesen Variablen untersucht werden, wobei die neue mathematische Theorie der qualitativen Differentialgleichungen verwendet werden sollen. Diese Methode der Identifikation typischer qualitativer Ursache-Wirkungsmuster auf der Basis strenger mathematischer Validierung soll in einer vergleichenden Studie über gut dokumentierte Regionen vornehmlich in Brasilien, Mexiko, Indonesien und Burkina Faso exemplifiziert werden (...). In der ersten Phase des Projektes soll sowohl bezüglich der Zusammenhangshypothesen als auch der qualitativen Zeitverläufe auf bestehende Literatur zu den Untersuchungsregionen zurückgegriffen werden. (...) Weitergehendes Ziel ist es, einige wenige typische Ursache-Wirkungsmuster zu identifizieren und zu validieren, um damit zu einer systematischen Herleitung von mustergültigen Politikoptionen zur Eindämmung nicht-nachhaltiger Landnutzungsentwicklungen zu kommen.
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