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Basierend auf zahlreichen Untersuchungen zur Auswirkung von Störungen auf rastende Wildgänse stellen wir die Folgen zunehmender Nutzungsintensivierung und Zerschneidung beispielhaft für das Rheiderland (Niedersachsen) dar. Dazu haben wir mit Hilfe eines Geographischen Informationssystems (GIS) den Verlust an ungestörten Nahrungsflächen für Gänse quantifziert und die Konsequenzen für den Naturschutz dargestellt.
Quantitative Veränderungen der Waldfläche im Laufe der letzten beiden Jahrhunderte für bestimmte Gebiete gehen aus zahlreichen Arbeiten zur Kulturlandschaftsanalyse hervor, die auf der Grundlage von geographischen Informationssystemen (GIS) durchgeführt wurden. Diese Untersuchungen beschäftigen sich in der Regel mit Flächenverschiebungen zwischen einzelnen Kulturarten und berücksichtigen standortskundliche Faktoren meist nicht oder nur indirekt. BENDER (2002, S.20 ff) beispielsweise verwendet pflanzensoziologische Aufnahmen im Gelände, um den Standort in seine Untersuchung mit einzubeziehen. Im Auftrag des Bundesamtes für Naturschutz wurde von GLASER (2004) eine deutschlandweite Erhebung historisch alter Waldstandorte durchgeführt, die sich mit der Analyse von Fläche und Baumartenzusammensetzung historisch alter und neuer Wälder beschäftigt. Daten zu Waldflächenverlusten, die für eine Bewertung der Waldflächenentwicklung unerlässlich sind, gehen daraus nicht direkt hervor. Daneben war es Ziel der Untersuchung von GLASER (2004), einen Datenbestand für weitergehende Fragestellungen aufzubauen. Das in dieser Untersuchung aufgebaute GIS ist bis zu einem Maßstab von 1:100.000 einsetzbar. Die Verwendbarkeit beschränkt sich daher auf großflächige, übersichtsartige Auswertungen (GLASER 2004, S. 123). UEBERFUHR & MIETKE (2003) haben für den Freistaat Sachsen eine Waldflächenbilanz von 1800 bis 2000 mit dem Zielmaßstab 1:50.000 erstellt. Ökologische Aspekte wurden dabei durch die Gliederung der Ergebnisse nach Wuchsbezirken berücksichtigt. Auf dieser Grundlage können jedoch keine qualitativen Aussagen über konkrete Waldflächen getroffen werden. Eine GIS-basierte Untersuchung der Standortsabhängigkeit der Waldflächenentwicklung liegt daher nahe, wurde aber bislang nur selten mit quantitativen Methoden in Angriff genommen (JANSEN 2005). Die kombinierte Nutzung historischer und aktueller Karten der Waldbedeckung mit bodenkundlichen Standortskarten vergleichbaren Maßstabs ist deshalb ein vielversprechender Ansatz. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es daher, am Beispiel des oberbayerischen Fünfseenlandes darzustellen, in wieweit die Standortseigenschaften die Waldflächenentwicklung der letzten 200 Jahre beeinflusst haben. Die Analyse gründet sich auf ein speziell für diesen Zweck erstelltes GIS. Als Datengrundlage dienen alte Flurkarten zur Rekonstruktion der Waldfläche von 1800, der aktuelle Stand der Waldfläche des Digitalen Basis-Landschaftsmodells und vektorisierte Bodenkarten im Maßstab 1:25.000. Das GIS ist bis zu einem Maßstab von 1:25.000 einsetzbar und liefert dadurch sehr detaillierte Informationen über die Beziehung zwischen Standort und Waldflächenentwicklung.
Inappropriate land management leads to soil loss with destruction of the land’s resource and sediment input into the receiving river. Part of the sediment budget of a catchment is the estimation of soil loss. In the Ruzizi catchment in the Eastern Democratic Republic of the Congo (DRC), only limited research has been conducted on soil loss mainly dealing with local observations on geomorphological forms or river load measurements; a regional quantification of soil loss is missing so far. Such quantifications can be calculated using the Universal Soil Loss Equation (USLE). It is composed of four factors: precipitation (R), soil (K), topography (LS), and vegetation cover (C). The factors can be calculated in different ways according to the characteristics of the study area. In this paper, different approaches for calculating the single factors are reviewed and validated with field work in two sub-catchments of Ruzizi River supplying the water for the reservoirs of Ruzizi I and II hydroelectric dams. It became obvious that the (R)USLE model provides the best results with revised R and LS factors. C factor calculations required to conduct a supervised classification using the Maximum Likelihood Procedure. Different C factor values were assigned to the land cover classes. The calculations resulted in a soil loss rate for the predominantly occurring Ferralsols and Leptosols of around 576 kt/yr in both catchments, when 2016 landcover and precipitation are used. This represents an area-normalized value of 40.4 t/ha/yr for Ruzizi I and 50.5 t/ha/yr for Ruzizi II due to different landcover in the two sub-catchments. The mean value for the whole study area is 47.8 t/ha/yr or even 27.1 t/ha/yr when considering land management techniques like terracing on the slopes (P factor). This work has shown that the (R)USLE model can serve as an easy to handle tool for soil loss quantification when comprehensive field work results are sparse. The model can be implemented in Geographic Information Systems (GIS) with free data; hence, a validation is crucial. It becomes apparent that the use of high resolution Sentinel 2a MSI data as the basis for C factor calculations is an appropriate method for considering heterogeneous Land Use Land Cover (LULC) patterns. To transfer the approach to other regions, the calculation of factor R needs to be modified
In diesem Beitrag werden an einigen Beispielen die Auswertungsmöglichkeiten aufgezeigt, die die digital vorliegende Vegetationskarte des Nationalparks Harz bietet. Es wird deutlich, dass beim Vergleich der vorliegenden Daten mit Wiederholungsaufnahmen Aussagen zu den ökologischen Veränderungen im Nationalpark Harz gemacht werden können, die das Ergebnis der natürlichen Sukzession bzw. das Ergebnis forstlicher Initialmaßnahmen sind. Die Arbeit zeigt, dass neben den Flächenanteilen der erfassten Pflanzengesellschaften die vorkommenden Arten und ihre Deckungsanteile in der jeweiligen Gesellschaft berechnet werden können. Damit ist es z. B. perspektivisch möglich, flächendeckende Aussagen zu den Ausbreitungstendenzen der Arten z. B. in den Pflanzengesellschaften und in den unterschiedlichen Höhenstufen des Nationalparks Harz zu machen. So zeigt die aktuelle Verbreitung von Picea abies im Nationalpark Harz, dass die Verteilung der Baumart nicht annähernd deckungsgleich mit der Verteilung ihrer natürlichen bzw. naturnahen Waldgesellschaften ist. Diese Diskrepanz tritt bei Fagus sylvatica nicht ganz so extrem auf. Am größten ist die Differenz in Höhenbereichen, in denen Fagus sylvatica ihr natürliches Verbreitungsgebiet hat, aber auch in der Vergangenheit am stärksten zurückgedrängt wurde. Das sind genau die Gebiete, in denen die Rotbuche im Rahmen der forstlichen Initialmaßnahmen des Nationalparks verstärkt eingebracht wurde. Ob Fagus sylvatica dort, wo sie gepflanzt wurde und in höheren Deckungsgraden auftritt, in der Lage ist, das Potenzial für natürliche Buchenwaldgesellschaften zu bilden, wird mit Hilfe der hier dargestellten Erfassungsmethode perspektivisch nachweisbar sein. Dass es sinnvoll ist, zu dem jetzigen Zeitpunkt zwischen naturnahen Waldgesellschaften und Fichtenforsten zu unterscheiden, wird anhand des Vergleichs ausgewählter Parameter aufgezeigt.
The Global Irrigation Model (GIM) is used within the framework of the global hydrological model WaterGAP to calculate monthly irrigation crop water use. Results on a 0.5 degrees grid include, consumption (ICU) and, via division by irrigation efficiencies, water withdrawal (IWU). The model distinguishes up to two cropping periods of rice and non-rice crops, each grown for 150 days, using a grid of area equipped for irrigation (AEI). Historical development of AEI and fraction of area actually irrigated (AAI) was previously considered via scaling of cell-specific results with country-specific factors for each year. In this study, GIM was adapted to use the new Historical Irrigation Data set (HID) with cell-specific AEI for 14 time slices between 1900 and 2005. AEI grids were temporally interpolated, and using the optional grid of AAI/AEI, results for years 1901-2014 were generated (runs "HID-ACT"). Thus, new installation or abandonment of irrigation infrastructure in new grid cells can be represented in a spatially explicit manner. For evaluated years 1910, 1960, 1995, and 2005, ICU from HID-ACT was superior to country-specific scaled results (run "HID-ACTHIST") in representing historical development of the spatial pattern. Compared to US state-level reference data, spatial patterns were better, while country totals were not always better. For calculating the cropping periods, 30-years climate means are needed, the choice of which is relevant. Four chosen periods before 1981-2010 all resulted in considerable, pertaining changes of ICU spatial pattern, and various percent changes in country totals. This might be because of already present climate change.
Der Wald wird häufig als ein natürliches Landschaftselement wahrgenommen, das im Gegensatz zu anderen, anthropogen begründeten Flächennutzungsarten über sehr lange Zeiträume besteht. Im Ergebnis einer seit Jahrhunderten andauernden Landnutzungsgeschichte hat sich aber auch der Wald in Mitteleuropa in seinem strukturellen Aufbau stark gewandelt. Anhand historischer und aktueller Forsteinrichtungswerke sowie weiterer historischer topographischer Karten wurden diese Veränderungen für die vergangenen zwei Jahrhunderte am Beispiel der Nationalparkregion Sächsische Schweiz flächengenau untersucht. Die wesentlichen Ziele der Studie bestanden darin, die Eignung der historischen Kartenwerke zur Forsteinrichtung für eine digitale Aufbereitung zu prüfen und den aus dieser Datenbasis ableitbaren Erkenntnisgewinn zu den strukturellen Veränderungen in den Wäldern zu ermitteln. Die Erkenntnisse wurden mit Ergebnissen zu räumlichen Veränderungen der Waldbedeckung in der Sächsischen Schweiz verknüpft. Die Ergebnisse zeigen, dass auf der erstellten Datengrundlage räumlich-statistische Analysen zur Waldentwicklung möglich sind, insbesondere quantitative aber auch qualitative Aussagen zu den strukturellen Veränderungen sowie zum Wandel der Nutzungsstrukturen. Analysen auf Basis von historischen topographischen Karten zeigen, dass der Waldanteil von 1780 bis heute von 60 % auf 56 % nur wenig abnahm. Deutlich werden jedoch örtlich großflächige Abnahmen an den Rändern der Rodungsinseln sowie eine Abnahme kleinerer Waldflächen des Offenlandes. Dem gegenüber stehen Zunahmen durch die Aufforstung offener Bereiche innerhalb großer geschlossener Waldbereiche. Aus dem Vergleich der berechneten Flächenanteile einzelner Altersklassen und Baumartengruppen aus den Forsteinrichtungskarten waren Entwicklungen wie die Zunahme der Altbestände im Bereich des Nationalparks Sächsische Schweiz oder die Abnahme der Weißtannenbestände in der Nationalparkregion quantitativ erfassbar. Für Erkenntnisse zu den Veränderungen in der Baumartenzusammensetzung wurden flächengenaue Analysen durchgeführt, die es beispielsweise ermöglichen, die Entwicklung der gegenwärtig sehr geringen Verbreitung der Weißtanne zu rekonstruieren. Es sind auf dieser Grundlage genaue Aussagen möglich, welche Baumarten an die Stelle der historischen Vorkommen der Weißtanne getreten sind. Die Ergebnisse belegen, dass die Intensivierung der Forstwirtschaft zu Beginn des letzten Jahrhunderts zu wenig standortgerechten Wäldern geführt hat. Mittlerweile zeigt sich eine deutliche Annäherung der Baumarten- und Alterszusammensetzung an einen naturnäheren Zustand. Ein wesentlicher Wert solcher Untersuchungen liegt darin, dass die Zielformulierungen für Waldflächen anhand der generierten Informationen überprüft und die Pflege- und Entwicklungsplanung der Wälder unterstützt werden können.
A long-term systematic survey of grassland communities was performed in the Biele Karpaty Mts. in Slovakia. The main aims of the research were i) syntaxonomical classification of meso- and subxerophilous grassland vegetation, ii) analysis of the main gradients in species composition, iii) evaluation of the effect of environmental factors on species composition of grasslands. The data set included 342 phytosociological relevés of grasslands recorded between 1991 and 1999. For the classification of relevés to associations, the expert system for identification of grassland vegetation of Slovakia was used. The main environmental gradients of species composition were analysed by detrended correspondence analysis (DCA). For the ecological interpretation of ordination axes Ellenberg indicator values were used. The relationship between species composition and environmental factors (geology, pedology, climate, topography, management) was analysed by canonical correspondence analysis (CCA). The expert system identified (according to association definitions) 220 phytosociological relevés (64% of the whole data set). Grassland communities were classified within seven associations belonging to four alliances and three classes: Festuco-Brometea: Bromion erecti and Cirsio-Brachypodion pinnati; Molinio- Arrhenatheretea: Arrhenatherion; Nardetea strictae: Violion caninae. The results of the DCA support our assumption that the main environmental gradient in species compositions of grasslands is related to moisture and soil reaction (content of CaCO3 in the soil). The results of the direct gradient analysis (CCA) show that all 23 environmental variables explained 16.15% of the variability of the species data. The most important factors affecting the data variation were precipitation and geological bedrock.