Seminar Geoinformation WS 00/01 Referentin: Iris Galler 06.11.2000 Einsatzmöglichkeiten von GIS zur Aufstellung großräumiger, agrarökologischer Wasserbilanzen anhand eines Fallbeispiels aus der Provinz Yunnan/VR China Seminar Geoinformation WS 00/01 Referentin: Iris Galler 06.11.2000

1. Einführung Aufstellung der Wasserbilanz mit Hilfe von GIS Feststellung der landwirtschaftlichen Tragfähigkeit einer Region mit Hilfe einer Wasserbilanz Einteilung in Gebiete unterschiedlicher Nutzbarkeit für die Landwirtschaft graphische Darstellung Übersicht und Entscheidungshilfe Aufstellung der Wasserbilanz mit Hilfe von GIS

Wassergewinn - Wasserverlust 2. Allgemeine Begriffe Wasserbilanz = Wassergewinn - Wasserverlust Wassergewinn einer Pflanze durch Bodenwasser und Niederschlag Wasserverlust einer Pflanze durch Transpiration

agrarökologische Wasserbilanz = 2. Allgemeine Begriffe agrarökologische Wasserbilanz = Wasserbilanz landwirtschaftlich genutzter Flächen Diese Wasserbilanz muß 3 flächenhafte Angaben enthalten:

2. Allgemeine Begriffe 1. die von den angebauten Pflanzen benötigte Wassermenge (Soll) 2. den Grad der tatsächlichen Wasserversorgung durch Niederschlag und Bodenwasser (Ist) 3. den Bedarf an Bewässerungswasser, der zum Erzielen eines maximal möglichen Ertrages zusätzlich zum Niederschlag notwendig ist (Soll - Ist)

2. Allgemeine Begriffe Regenfeldbau = Form der Ackerlandnutzung in feuchten und wechselfeuchten Gebieten Aussaat erfolgt vor der Regenzeit

3. Die Provinz Yunnan Geographie: Morphologie: Südwesten (21° - 29° nördl. Breite) grenzt an Vietnam, Laos, Birma 436.200 km² Morphologie: im Westen: Gebirge im Osten: Karstplateau

zwischen Tropen und Subtropen 3. Die Provinz Yunnan Klima: zwischen Tropen und Subtropen warmgemäßigtes Monsunklima Nutzung: überwiegend Landwirtschaft, insb. Anbau von Reis, Mais & Weizen Bevölkerung: zu einem Drittel nichtchinesische Minderheiten

interne Arbeitsschritte (GIS): 4. Arbeitsmethodik interne Arbeitsschritte (GIS): a) Digitalisierung topogr. Karten & Bodenkarten b) Erstellung d. digitalen Höhenmodells (DHM) c) Verschneidung: DHM & Bodenkarte d) Klassifikation und Ausgabe

externe Arbeitsschritte: 4. Arbeitsmethodik externe Arbeitsschritte: e) Ableitung klimatologischer Mittelwerte f) Berechnung der Wasserbilanz

4. Arbeitsmethodik Daten aus GIS steuern externe Berechnungen Wechselwirkung Ergebnisse wirken modifizierend auf das GIS

4. Arbeitsmethodik a) Digitalisierung topogr. Karten & Bodenkarten in Form von „Höhenschichtpolygonen“ mit Identifikationsnummern b) Erstellung d. digitalen Höhenmodells (DHM)

digitales Klimamodell 4. Arbeitsmethodik e) Ableitung klimatologischer Mittelwerte monatliche Werte für Niederschlag potentielle Evapotranspiration (ET0) Temperatur digitales Klimamodell

digitales agrarökologisches Modell 4. Arbeitsmethodik c) Verschneidung: DHM & Bodenkarte FAO-UNESCO-“Soil map of the world“ Einteilung in Gebiete verschiedener max. Bodenwassergehalte 414 Polygone digitales agrarökologisches Modell

4. Arbeitsmethodik Feldarbeit Erstellung von Pflanzkalender: • erfassen Anbauform und räuml. Verteilung • erfassen Beginn und Dauer der Anbausaison aus denen die maximale Evapotranspiration (ETm) berechnet wird • kc-Werte können abgeleitet werden,

Verknüpfung mit pointer über die Identifikationsnummern 4. Arbeitsmethodik interne Daten sind die individuellen Daten der einzelnen Polygone externe Daten sind die Daten, die auf jedes Polygon bezogen werden müssen (Angaben aus der Feldarbeit) Verknüpfung mit pointer über die Identifikationsnummern

Wasserangebot  Wasserbedarf (ETm) 4. Arbeitsmethodik f) Berechnung der Wasserbilanz Wasserangebot  Wasserbedarf (ETm) Ertragsindex Yi Hauptergebnisse: Gesamtwasserbedarf Ertragsindex Bewässerungsbedarf

d) Klassifikation und Ausgabe 4. Arbeitsmethodik d) Klassifikation und Ausgabe Berücksichtigung thermischer Bedingungen Ergebnis: 5 Klassen Ausgabe erfolgt als kartographische Darstellung

5. Zusammenfassung • Unterteilung in westliche Hälfte (geeignet) und östliche Hälfte (weniger geeignet) • Grenze stimmt mit klimatischer Trennungslinie überein • Hochlage ist nicht immer schlechter geeignet • Mais hat nur geringfügig kleineren Ertragsindex Yi als Reis  Maisanbau erweitern

Verbesserungsmöglichkeiten: 5. Zusammenfassung Verbesserungsmöglichkeiten: • Einbeziehung sozioökonomischer Daten • Erweiterung durch Einbeziehung von Satellitendaten • direkter Zugriff externer Programme auf das GIS

Alles klar?!

digitales Höhenmodell Höhenschichten Höhendiagramm Niveaumittelwerte von Niederschlag Temperatur Evapotranspiration digitales Klimamodell Niederschlag Temperatur Evapotranspiration digitales Bodenkarte max. Bodenwassergehalt digitales agraökol. Modell Verdunstungssummen Wasserbilanzen Bewässerungsbedarf Ertragsabschätzung Wasserbilanzberechnung Beginn der Anbausaison effektiver Niederschlag kc-Werte ARC/Info-Cover Externe Datenbank und/oder externes Programm Klassifikation Tabellen Kartenprodukte Ausgabevorgang