Khorezm
Das vom BMBF geförderte deutsch-usbekische Projekt "Ökologische und ökonomische Umstrukturierung der Land- und Wassernutzung in Khorezm, Usbekistan" (www.khorezm.uni-bonn.de) ist ein interdisziplinäres Vorhaben im Bereich der Entwicklungsforschung. Die Projektkoordination liegt am Zentrum für Entwicklungsforschung (ZEF) in Bonn, das Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR)und der Lehrstuhl für Fernerkundung an der Uni Würzburg sind Projektpartner für die Bereiche GIS und Fernerkundung.
Die Forschung beschäftigt sich mit der schwierigen ökologischen und wirtschaftlichen Situation in der zu Sowjetzeiten stark expandierten Landwirtschaft in den Schwemmlandbereichen des Flusses Amu Darja. Wie im ganzen Einzugsgebiet des Aralsees führte eine Vielzahl von Faktoren wie beispielsweise der wasserintensive Anbau von Baumwolle und Reis zu komplexen Wirkungsketten, deren Analyse vielseitige Herangehensweise erforderlich machen. Die Zusammenführung von Forschungsarbeiten aus den Bereichen Ökologie, Ökonomie und Sozialforschung hilft hierbei, angepasste Lösungsstrategien zu entwickeln.
In den Anfangsphasen (2002-2006) fokussierte das Projekt auf die Erfassung und das Verständnis der gegenwärtigenökologischen und ökonomischen Zusammenhänge von der Feld- zur Bezirksebene.Seit 2007 wird in einer Entwicklungs- und Umsetzungsphase versucht, die gewonnenen Erfahrungen und Erkenntnisse in größerem Maßstab umzusetzen.
Der Lehrstuhl für Fernerkundung ist in mehreren Arbeitspaketen an dem Projekt beteiligt:
- Leitung des in Urgench aufgebauten GISLabors: Das Projekt verfügt über eine in der Region einmalige technische und personelle Ausstattung im Bereich GIS und Fernerkundung. Bei regelmäßigen Schulungen werden neben den drei ständigen Mitarbeitern des Labors auch Personal der Universität Urgench in GIS- und Fernerkundungsanwendungen unterrichtet.
- Regionale Abschätzung von Ernteerträgen: Regionale Ernteertragsabschätzungen und eine saisonale Evaluierung des Wachstums verschiedener Feldfrüchte (Baumwolle, Winterweizen und Reis) dienen der Bewertung von unterschiedlichen landwirtschaftlichen Anbausystemen in der Region Khorezm und stellt eine wertvolle Planungsgrundlage zur Verfügung. Hierzu werden Satellitenzeitreihen mit einfachen Pflanzenwachstumsmodellen kombiniert um flächendeckende Informationen zu erhalten. Die Nutzung verschiedener Satellitensysteme erlaubt dabei sowohl eine hohe räumliche als auch zeitliche Abschätzung der Wachstumsmuster.
- Wasserverteilungsmodellierung: Wissenschaftliches Kernziel in diesem Paket ist die Modellierung der Wasserverteilung in Khorezm für den operationellen Betrieb eines Bewässerungssystems. Dazu werden verschiedene Modelle zum Wasserbedarf und zur angepassten Verteilung kombiniert und mit lokalen Modellen verglichen.Im Zuge derArbeitenwerden weiterhin Aufgaben wie z.B. die Erstellung von multi – skaligenLandnutzungsklassifikationen behandelt.
- Erstellung von Performanceindikatoren zur Bewertung des Umgangs mit Land- und Wasserressourcen: Eine Kombination von Fernerkundungsdaten mit verschiedenen GIS-Informationen sowie umfangreichen Sekundärdaten erlaubt es, regionale Bewertungen hinsichtlich der Nutzung vorhandener Land- und Wasserressourcen durchzuführen. Hierbei finden v.a. auch Zeitserien aus Fernerkundungsdaten Verwendung.
- Bestimmung und Validierung der tatsächlichen Evapotranspiration: Die auf Fernerkundungsdaten basierende Modellierung der tatsächlichen Evapotranspiration wird u.a. durch die Messungen turbulenter Wärmeflüsse an einer Eddy-Kovarianz Station validiert. Die Ableitung des tatsächlichen pflanzlichen Wasserbedarfs dient dazu, die Bewässerung an den regionalen Bedarf anzupassen und somit den Druck auf die Ressource Wasser zu mindern.
Für diese Arbeiten ist die kontinuierliche Erstellung folgender Parameter und Produkte mit Methoden und Daten der Fernerkundung erforderlich:
- Klassifikation der Landbedeckung und Landnutzung von lokalem bis zum regionalen Maßstab (Zielklassen sind unterschiedliche Anbaufrüchte und Fruchtfolgen).
- Bestimmung der tatsächlichen Evapotranspiration mit verschiedenen Modellen und Eingangsdaten auf lokaler bis regionaler Ebene.
- Abschätzung der Ernteerträge auf Feld- und regionaler Ebene.
- Bestimmung der Intensität landwirtschaftlicher Nutzung auf Basis langjähriger Zeitreihen, inklusive der Detektion von marginalem, nicht mehr genutzten Flächen.
Kontakt: Christopher Conrad
