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Agronomische Anbaustrategien im Drâa-Tal bei
Wasserknappheit
Problemstellung
Im Durchschnitt der letzten Jahre zwang ein stark verringerter Zufluss aus dem Hohen Atlas in den Stausee „Mansour Eddahbi“ mit der Folge eines stark abgesenkten Füllstandes, zu deutlich verminderten Lâchergaben. Lâchers sind staatlich gesteuerte Bewässerungsgaben aus dem Stauseereservoir. Die Landwirtschaft ist abhängig von diesen stark variierenden Mengen an Wasser für die Bewässerung. Die landwirtschaftliche Produktion in den Drâa-Oasen, größtenteils auf Subsistenzwirtschaft ausgerichtet, leidet darunter. Um einen ausreichenden Erntertrag zu erwirtschaften, müssen die meisten Landwirte zunehmend auf individuelle Brunnenbewässerung zurückgreifen, welche als Folge die Grundwasserreserven negativ beeinflusst. Die Anbausysteme müssen daher dieser Entwicklung angepasst werden, um noch künftig landwirtschaftliche Nutzung bei stärkerer Schonung von Wasserreserven und unter Vermeidung einer Salzanreicherung im Oberboden, insbesondere im mittleren und südlichen Drâa-Tal betreiben zu können.
Fragestellung:
- Wie wirken sich die in Zukunft zu erwartenden Niederschläge, das verfügbare Grundwasser und Lâchers auf die Agrarproduktion aus?
- Welche landwirtschaftlichen Anbaustrategien lassen sich daraus ableiten?
- Welche Anbaustrategien wurden bei vergleichbaren Situationen in der Vergangenheit angewendet? Können Sie für die Zukunft nützlich sein?
Arbeitsschritte:
- Beschreibung und Quantifikation der menschlichen und natürlichen Faktoren
- Modellierung/ Szenarienrechnung des häuslichen Wasserverbrauches
- Evaluierung des Wasserbedarfs der Anbaukulturen
- Modellierung/ Szenarienrechnung der landwirtschaftlichen Ertragsfähigkeit
- Hydrogeologische Modellierung, Bilanzierung des Grundwasservorkommens
Produkte:
- Entwicklung eines spezifischen landwirtschaftlichen Informationssystems (IS)
- Entwicklung von Thematischen Karten (GIS)
- Modellierung/ Szenarienrechnung der Bodenversalzung
Mitarbeiter
Andreas Roth, Anna Klose, Stefan Klose, Claudia Heidecke, Christina Rademacher
Zielsetzung
Das Ziel des Problemkomplexes ist die Entwicklung eines agronomischen Strategiekataloges im Hinblick auf die landwirtschaftliche Produktivität und den Schutz der Ressource Wasser unter der Berücksichtigung unterschiedlicher Wasserverfügbarkeit. Auf der Grundlage der Analyse der verschiedenen Einflussfaktoren auf die agronomische Produktivität und die Verfügbarkeit der Ressource Wasser hinsichtlich Quantität und Qualität wird eine Bewertung der aktuellen Situation sowie potenzieller Entwicklungen durch Szenarienmodellierung möglich sind. Diese dienen im Folgenden als Grundlage für die multidisziplinären Modellrechnungen. Aus den Simulationsergebnissen gemäß der IMPETUS Szenarienentwürfe lassen sich landwirtschaftliche Handlungsoptionen mittels eines Informationssystems (IS) ableiten.
Modellierung
Blockdiagramm
Das Informationssystem (IS) AGRSIM-OY entspricht einer losen Kopplung von fünf Modellen. Als Grundmodell wurde ein Agrarmodell gewählt wurde, mit dem Ziel landwirtschaftliche –und Klimaszenarienrechnungen der landwirtschaftlichen Ernteerträge zu rechnen. Es muss als Schnittstelle mit den anderen Modellen verstanden werden muss.
Methodik
Die Grundlage für die Agrarmodellierung bildet das Prozessverständnis der Einflussfaktoren. Die Auswertung und Analyse der Feldforschungen liefern die Basis zum Systemverständnis und der systemimmanenten Parameter. Die Interpretationen der Modellergebnisse liefern Daten, auf deren Grundlage Entscheidungen getroffen und Handlungsoptionen entwickelt werden können. Die Ergebnisse werden in einem Fachinformationssystem zusammengefasst. Zur Simulation landwirtschaftlicher Anbaustrategien, sowie des Nährstoffkreislaufs und des Wasserverbrauchs von Kulturpflanzen wird ein Agrarmodell verwendet. Auf der Grundlage von sortenspezifischen Wachstumsparametern und Bodeneigenschaften sowie Klimaparametern werden monokulturelle oder in Fruchtwechselwirtschaft angebaute Kulturpflanzen in den Drâa Oasen simuliert und in die IMPETUS Szenarien eingebunden. Die Modellierung der Bodenversalzung durch Wasser wird durch das Modell SAHYSMOD gewährleistet: Durch die Bewässerung erlangt eine erhebliche Menge an Chloriden auf die landwirtschaftliche Fläche und hat somit direkte Auswirkungen auf die Bodeneigenschaften und den Ertrag. Der Einfluss dieser Eigenschaftsänderungen auf die Bodeneigenschaften wird modelliert und geht in die Szenarienrechnungen ein.
Die Modellierung des Grundwasserreservoirs sowie der Grundwasserströmungen wird durch das Modell BIL übernommen. Das Modell wurde für den Untersuchungsraum sowie die spezifischen Fragestellung parametrisiert und kalibriert. Das ethnologisches Expertenmodell CEM Drâa: „consommation d´eau menagere“; ist ein analytisches Modell zur Beurteilung des Wasserbrauchs anhand der Veränderung der Haushaltsgrößen beziehungsweise der Bevölkerung. Es wurde mit Datensätzen für den Untersuchungsraum parametrisierrt und kalibriert. Eine umfangreiche Datenbank (SPSS/ EXEL) zu lokalen Anbaufrüchten und Methoden der Düngegaben und Bewässerungen ist integrativer Bestandteil des landwirtschaftlichen Informationssystems.
Damit in Zusammenhang stehendes SDSS/IS/MT
Das AGRSIM-OY IS Fachinformationssystem besteht aus der geografisch verorteten Oasenfläche der Pilotgemeinde Ouled Yaoub im mittleren Draatal. Ihm zugrundegelegt sind Feldbeprobungen über die Anbaukulturen sowie Informationsdatensätze zu Feldgrößen, Ertrag, Düngegaben und Bewässerungsleistungen. Als Grund- und Antriebsmodell wurde ein landwirtschaftliches Ertragsmodell gewählt. Mit ihm sollen nach der Kalibrierung, Landnutzungsszenarien und die Klimaszenarien AB1 und B1 gerechnet werden. Zudem stellt es die Schnittstelle zu den oben erwähnten Modellen dar. Als Ergebnis sind Karten und Parameter eines landwirtschaftlichen „good practise“ Indexes für eine nachhaltige Bewirtschaftung unter Wasserverknappung in den Draaoasen vorgesehen.
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