Land, Wasser und Arbeit sind die wichtigsten ertragsbegrenzenden Ressourcen für die landwirtschaftliche Produktion entlang des Land-Stadt-Gradienten von Bangalore. Dies hat zum weitgehenden Ersatz des Regenfeldbaus durch intensiv bewässerte Gemüseproduktion geführt. Die Folgen solcher Veränderungen der traditionellen indischen Anbausysteme auf die Nährstoffdynamik und die Bodenfruchtbarkeit sind bisher weitgehend unbekannt. Dieses Projekt befasst sich mit den transformationsbedingten Änderungen in der Intensität der landwirtschaftlichen Produktionssysteme auf der Mikro- (Versuchsparzelle) und Meso-Ebene (Feld und Betrieb). Analysiert werden horizontale und vertikale Flüsse von Nährstoffen (Stickstoff (N), Phosphor (P), Kalium (K) und Schwefel (S)) und Kohlenstoff (C), der Umsatz von bodenbürtigem C und N in verschiedenen Pools in Feld- und Laborexperimenten, deren Auswirkungen auf die Nährstoff- und Wassernutzungseffizienz unter Regenfeldbau und bewässerten Bedingungen auf der Forschungsstation unseres indischen Kooperationspartners UASB, sowie auf 72 ausgewählten bäuerlichen Feldern. Das Vorhaben trägt zu den Gesamtzielen von FOR2432 bei, indem räumlich explizite Daten über die Auswirkungen von intensivierungsbedingten Landnutzungsänderungen für die wichtigsten Ackerkulturen erhoben werden. Zudem sollen die Wirkungen auf die wichtigsten chemischen Bodenparameter (Pools von C, N, P, K und S), die pflanzliche Erzeugung und die Ökosystemdienstleistungen geprüft werden. Damit wird auch eine Kalibrierung und Validierung von Modellen zu längerfristigen Veränderungen dieser Parameter ermöglicht. Dazu werden wir die Aufnahme und dem Umsatz von C, N, P, K und S einschließlich gasförmiger (N2O, NH3, CO2) und auswaschungsbedingter Verluste (NO3-, gelöster organischer C, organisches P und SO4(2-)) untersuchen. Die photoakustische Spektroskopie und Gaschromatographie sowie der Einsatz von Anionen-/Kationenaustauschern und Mikro-Lysimetern, erfolgen in engem Austausch mit dem Teilprojekt A02 (bodenhydrologische Untersuchungen) sowie C01 und C02 (Erhebung multi-spektraler Signaturen). Der Einsatz von 15N im Feldexperiment ermöglicht es, das Umsetzungsgeschehen des zugesetzten Dünger-N zu verfolgen. Die Daten werden dazu verwendet, das DNDC Modell zu parametrieren. Hochauflösende Luftaufnahmen und Hexakopter-gestützte, multispektrale Scans der Biomassenoberfläche erlauben in Zusammenarbeit mit C01 ein zerstörungsfreies Monitoring der Wachstumsverläufe der untersuchten Pflanzen unter Berücksichtigung kleinräumiger Variabilität auf der Station und auf kleinbäuerlichen Feldern sowie das Sammeln von Bestandessignaturen aus mittlerer Höhe. Das Projekt trägt zudem dazu bei, den Ertragswert landwirtschaftlicher Flächen genauer abschätzen zu können, der eine wesentliche Entscheidungsgröße eines Landwirts dafür ist, die pflanzliche Erzeugung entweder zu intensivieren oder aufzugeben.
Neben Bewirtschaftungsmethoden und Bodeneigenschaften ist die landwirtschaftliche Produktion im Wesentlichen abhängig von Wetterbedingungen bzw. vom Klima, wenn lange Zeiträume betrachtet werden. Auf 95% der landwirtschaftlichen Flächen in Afrika wird Regenfeldbau betrieben, der stärker von aktuellen Wetterbedingungen und der Wasserverfügbarkeit abhängig ist als der Bewässerungsfeldbau. Weiterhin ist der Anteil der afrikanischen Bevölkerung, der von Subsistenzwirtschaft lebt und zu 70% im Agrarsektor beschäftigt ist, besonders hoch. Die landwirtschaftliche Produktion sowie die damit zusammenhängende Ernährungssituation in vielen afrikanischen Ländern ist daher besonders vulnerabel gegenüber Klimaveränderungen und Wetterextremen.
Klimaveränderungen werden häufig als langfristige Änderungen der Jahresmittel von Temperaturen oder Niederschlägen untersucht und dargestellt. Eine Einschätzung der Änderungen von Extremereignissen oder der Klimavariabilität und deren Auswirkungen ist deutlich komplexer und unsicherer als die Betrachtung von Mittelwerten. Diese Informationen sind jedoch von besonderer praxisrelevanter Bedeutung für das Land- und Wassermanagement. Es gibt eine wachsende Evidenz für die Zunahme der interannuellen und saisonalen Niederschlagsvariabilität. Regenzeiten in Westafrika unterliegen Änderungen hin zu extremen Trockenzeiten, die die Länge der Vegetationsperiode einschränken, gepaart mit zunehmender Häufigkeit von Starkregenereignissen. Während der Exkursion wurde uns berichtet, dass der Beginn der Regenzeit in jüngster Vergangenheit Veränderungen unterliegt, der sich zum einen in einer zunehmenden Variabilität des Beginns widerspiegelt und zum anderen in dem Phänomen, dass nach anfänglichen Regentagen die Gefahr wochenlanger Trockenheit besteht, bevor die eigentliche Regenzeit einsetzt. Letzteres Phänomen kann verheerende Auswirkungen für die Landwirtschaft zur Folge haben. Eine Verstärkung der Klimavariabilität im 21. Jahrhundert wird sich hauptsächlich in der Dauer und der Intensität von Dürren und Überflutungen manifestieren, aber auch auf die Variabilität der Wasserverfügbarkeit. Zusätzlich zur Veränderung der Niederschlagsvariabilität kommt die Reduzierung der Jahresmengen, die seit den 1970iger Jahren in Westafrika beobachtet werden. Geringere Jahresniederschläge führen, zusammen mit langen Trockenzeiten, zu verringerten Wasserständen in Flüssen und Grundwasserleitern, die die Wasserverfügbarkeit für die Landwirtschaft beeinträchtigen.
Veränderungen im natürlichen System führen zwangsläufig zu Veränderungen (Anpassung) von Bewirtschaftungsmethoden, z.B. vom Regenfeldbau zum Bewässerungsfeldbau oder der Regulierung der natürlichen Abflüsse durch Staudämme. Diese anthropogenen Veränderungen beeinflussen wiederum das natürliche System, deren Rückkopplungsmechanismen untersucht werden müssen. (Text gekürzt)
Landwirtschaftliche Produktion in semiariden Gebieten findet haeufig in Kombination von Regenfeldbau und Bewaesserungsfeldbau wie auch von Oberflaechen- und Grundwassereinsatz statt. Mit zunehmender Intensivierung der Produktion ergeben sich oekologische und sozio-oekonomische Ungleichgewichte, deren Ursachen in traditionellen Systemen wenig bekannt sind. Dies ist jedoch Voraussetzung fuer die Formulierung zukuenftiger Strategien. Ziel des Projektes ist es, das Konzept des 'Composite Watershed Management' mit koordinierter Grund- und Oberflaechenwassernutzung auf seine Zweckmaessigkeit an verschiedenen Standorten zu ueberpruefen und um die Kombination Regen-/Bewaesserungsfeldbau zu erweitern.
Die Abteilung IV des DIE wird sich im Rahmen des Leuchtturmvorhabens 'Klimawandel und Entwicklung' auf den Bereich 'Anpassung an den Klimawandel' konzentrieren. Der Schwerpunkt der klimapolitischen Aktivitäten in der deutschen Entwicklungszusammenarbeit liegt bisher auf der Verringerung und Vermeidung von Treibhausgasemissionen. Dies umfasst vor allem Maßnahmen in den Bereichen Energieeffizienz, erneuerbare Energien und Energiepolitik. Was Entwicklungsländer für die unvermeidlichen Folgen des Klimawandels verletzlich macht und wie sie bei der Anpassung daran unterstützt werden können sind Fragen, die erst seit der Veröffentlichung des Stern Review on the economics of climate change im Oktober 2006 größere Aufmerksamkeit genießen. Entsprechend groß ist die Lücke bei den Forschungs- und Beratungskapazitäten in Deutschland. Das DIE konzentriert die zusätzlichen Ressourcen des Leuchtturmvorhabens auf diesen Bereich, um der in den kommenden Jahren erwarteten zunehmenden Nachfrage nach Wissen zu begegnen und Strategien zu entwickeln, wie die Anpassung an den Klimawandel in die Entwicklungspolitik integriert werden kann. In der ersten Phase (2008-2009) wird sich das Leuchtturmprojekt auf zwei Arbeitsschritte konzentrieren: Erstens eine genauere Systematisierung dessen, von welchen Rahmenbedingungen Anpassung an den Klimawandel ausgehen muss (Ausmaß und Geschwindigkeit der erwarteten klimatischen und naturräumlichen Veränderungen, Qualität der erforderlichen Anpassungsprozesse). Um dies zu präzisieren, ist eine räumliche Fokussierung notwendig. Zweitens sollen die Vulnerabilität und Anpassungsfähigkeit in ausgesuchten Ländern analysiert werden, und zwar in den Bereichen der politischen Steuerung (Governance-Systeme), des Ressourcenmanagements und der sozialen Netze. Damit wird größere Klarheit über die Relevanz des Klimawandels für Entwicklungsprozesse und -strategien erzielt. Gleichzeitig werden konzeptionelle Anknüpfungspunkte für eine klima- und armutsorientierte Entwicklungspolitik identifiziert. Der Fokus der Untersuchung wird in der ersten Phase auf LDCs liegen, da deren Anpassungsfähigkeit im öffentlichen Bereich aufgrund schwacher öffentlicher Strukturen und geringer finanzieller, materieller und Wissensressourcen in der Regel niedrig ist. Da die meisten LDCs in Subsahara-Afrika liegen, wird sich die Untersuchung zunächst auf diese Region beziehen. Der IPCC prognostiziert, dass 2020 in Afrika 350 bis 600 Millionen Menschen zusätzlich unter Wasserknappheit leiden werden; in manchen Ländern können die Erträge im Regenfeldbau um bis zu 50Prozent sinken und in ariden und semiariden Gebieten wird die landwirtschaftliche Nutzfläche abnehmen. Weitere Regionen - Südostasien, Lateinamerika - können in der zweiten Phase bzw. bei Erweiterung der Personalressourcen dazukommen.