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Agriculture of crops provides more than 85% of the energy in human diet, while also securing income of more than 2.6 billion people. To investigate past, present and future changes in the domain of food security, water resources and water use, nutrient cycles, and land management it is required to know the agricultural land use, in particular which crop grows where and when. The current global land use or land cover data sets are based on remote sensing and agricultural census statistics. In general, these only contain one or very few classes of agricultural land use. When crop-specific areas are given, no distinction of irrigated and rainfed areas is made, whereas it is necessary to distinguish rainfed and irrigated crops, because crop productivity and water use differ significantly between them.
To support global-scale assessments that are sensitive to agricultural land use, the global data set of Monthly Irrigated and Rainfed Crop Areas around the year 2000 (MIRCA2000) was developed by the author. With a spatial resolution of 5 arc-minutes (approximately 9.2 km at the equator), MIRCA2000 provides for the first time, spatially explicit irrigated and rainfed crop areas separately for each of the 26 crop classes for each month of the year, and includes multi-cropping. The data set covers all major food crops as well as cotton, while the remaining crops are grouped into three categories (perennial, annual and fodder grasses). Also for the first time, crop calendars on national or sub-national level were consistently linked to annual values of harvested area at the 5 arc-minutes grid cell level, such that monthly growing areas could be computed that are representative for the time period 1998 to 2002.
The downscaling algorithm maximizes the consistency to the grid-based input data of cropland extent [Ramankutty et al., 2008], crop-specific total annual harvested area [Monfreda et al., 2008], and area equipped for irrigation [Siebert et al., 2007]. In addition to the methodology, this dissertation describes differences to other datasets and standard scaling methods, as well as some applications. For quality assessment independent datasets and newly developed quality parameters are used, and scale effects are discussed.
Supplementary Appendices document crop calendars for irrigated and rainfed crops for each of the 402 spatial units (Appendix I), data sources of harvested area and of cropping periods for irrigated crops, country by country (Appendix K), as well as data quality parameters (Appendix L, including spreadsheet files).
An overview over 20 years of archaeobotanical studies in West Africa is given. The Holocene vegetation history of the West African savannahs and the development of plant cultivation were major research topics. The existence of climatically induced savannahs throughout the Holocene could be confirmed. Archaeobotanical data indicate the late emergence of agriculture around 2000 BC and the development of a cultural landscape in the course of the last 2000 years.
Seit 1990 werden in einem interdisziplinären Forschungsprojekt ("INTEX") die ökologischen und ökonomischen Auswirkungen verschiedener Extensivierungsmaßnahmen im Ackerbau untersucht. Auf drei Versuchsstandorten in Niedersachsen wurden in einer Rapsfruchtfolge zwei unterschiedliche Extensivierungsmodelle (integriert, extensiv) mit einem konventionellen Anbausystem verglichen. Daneben wurde eine selbstbegrünte Dauerbrache mit in die geobotanischen Untersuchungen über Flora, Vegetation und Samenbank einbezogen. Während im konventionellen System die Unkrautdeckungsgrade und das Artenspektrum gering blieben, nahmen im integrierten Anbausystem die Artenzahlen deutlich zu, ohne daß sich bisher seltene oder gefährdete Arten oder standortstypische Ackerwildkrautgesellschaften einstellten. Dies galt bisher auch für das extensive System mit dem völligen Verzicht auf Herbizide und mineralische Düngung, wobei hier die höchste floristisch-strukturelle Vielfalt aller verglichenen Segetalgesellschaften ermittelt wurde. Allerdings wird der hohe Naturschutzwert des extensiven Anbausystems durch eine zu starke Schwächung der Kulturpflanzen erkauft, die zu ökonomisch nicht tolerierbaren Ertragseinbußen führt. Typisch für die Ackerbrachen war zunächst die Massenentfaltung weniger Arten, bedingt durch die stark dezimierte Samenbank bzw. die Lage der Versuchsstandorte in der ausgeräumten Intensivagrarlandschaft. Mit fortschreitender Sukzession entwickelte sich eine standörtlich differenzierte, kleinräumig heterogene Vegetation mit hoher Arten- und Strukturvielfalt. Ein Vergleich der Samenbank zeigte nach dreijähriger Versuchsdauer für das konventionelle Anbausystem weiterhin einen stark dezimierten Samenvorrat, während sich im integrierten und extensiven System sowohl die Artenzahl als auch die Samenzahl deutlich erhöhten. Um ein Vielfaches höher als in den Anbausystemen war nach drei bzw. vier Brachejahren der Diasporenvorrat auf den Dauerbrachen. Er enthielt nicht nur erheblich mehr Arten, sondern unter den dominanten Arten auch einen höheren Anteil an Nicht-Ackerunkräutern als in den bewirtschafteten Systemen. Die Interessen von Landwirtschaft und Naturschutz lassen sich nach den vorliegenden geobotanischen Ergebnissen in Intensivagrarlandschaften am ehesten durch eine Verknüpfung des integrierten Anbausystems mit Dauerbrachen verwirklichen.