Vorstellung der ,,soil”- und ,,veg”-Datensätze

Niels Schwab | Melanie Werner
RLab - Skriptbasierte modulare Umweltstatistik (Universitätskolleg 2.0)
Universität Hamburg
CC BY-SA 4.0| 2018 - 2021

Ziel

Hier erfährst Du, welche Daten im ,,soil"-Datensatz, der in vielen RLab-Kursen verwendet wird, enthalten sind. In einem kurzen Video erhältst Du einen Überblick, auf den darauf folgenden Seiten findest Du einige Detailinformationen.

Der ,,soil”-Datensatz

Auf den folgenden Seiten findest Du detailliertere Infos zu den im Datensatz enthaltenen Variablen. Auch das Thema ,,Agroforstwirtschaft” wird etwas vertieft.

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Was ist Agroforstwirtschaft?

"... a dynamic, ecologically based, natural resource management system that, through the integration of trees [and shrubs] in farm- and rangeland, diversifies and sustains smallholder production for increased social, economic and environmental benefits.”

Agroforstwirtschaft kann viele verschiedene Ausprägungen haben: Von alley-cropping-Systemen zum Anbau von Energieholz über Waldweiden und die Integration von multipurpose trees in Ackerland bis hin zu Hausgärten. Agroforstwirtschaft bezeichnet ein uraltes Landnutzungssystem, das seit vergleichsweise kurzer Zeit wissenschaftlich analysiert, weiterentwickelt und von Landwirten (wieder-) entdeckt wird. Beabsichtigt wird immer eine nachhaltige Ertragssteigerung, direkt durch eine höhere Produktvielfalt und/oder indirekt durch Bodenschutz und Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit. Gemeinsam ist allen Formen der

• Anbau von perennierenden, verholzenden Arten
• in Kombination mit Feldfrüchten und/oder Nutztierhaltung
• innerhalb derselben räumlichen Einheit oder in einer zeitlichen Abfolge
• mit umfangreichen ökonomischen und/oder ökologischen Interaktionen zwischen den Gehölzen und den sonstigen Komponenten des Landnutzungssystems.

Agroforstwirtschaft unterstützt dabei eine Vielzahl ökosystemarer Dienstleistungen, auch im Himalaya und in Nepal. Sie besitzt häufig viele Merkmale einer Permakultur, was auch auf das Agroforstsystem in Kaule zutrifft.

• Nair, P.K.R., Garrity, D. (Hrsg.) (2012): Agroforestry - The Future of Global Land Use. Springer, Dordrecht (Buch als pdf für Angehörige der Universität Hamburg)
• Young, A. (1997): Agroforestry for Soil Management. CAB International, Wallingford.

• Amatya, S.M., Newman, S.M. (1993): Agroforestry in Nepal: research and practice. Agroforestry Systems 21,3:215–222 (Artikel frei zugänglich aus den Netzen deutscher wissenschaftlicher Einrichtungen und Bibliotheken per ,,Nationallizenz”)

Auf den folgenden Seiten findest Du Infos speziell zur Agroforstwirtschaft in Kaule.

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Quellen

Leaky, R. (1996): Definition of agroforestry revisited. Agroforestry Today 8,1:5–6

Lundgren, B. (1982): Introduction. Agroforestry Systems 1,1:3–6

Agroforstwirtschaft in Kaule

Das Agroforstsystem in Kaule entspricht im Kern einem besonders innovativ gestalteten gahrbari, einem Hausgarten, in dem Gemüseanbau und Baumkulturen mit hoher Artenvielfalt anzutreffen sind (Kollmair 1999). Nach Nair (1985) lässt sich das System als ,,mixed dense agrosilvopastoral system with homegarden characteristics” klassifizieren. Die Nutzung von aus Gemeinschaftswald und dem eigenen Ackerland stammendem Laub als Viehfutter und Streu, wie auch die Viehhaltung an sich, haben hinsichtlich der Düngung der Felder eine hohe Bedeutung (Schwab et al. 2015) und betonen den für ein Agroforstsystem typischen, integrativen Charakter (Lundgren 1987:48–49). Diese ursprüngliche, subsistenzwirtschaftliche Landnutzungsart war noch in den achtziger Jahren des 20. Jahrhunderts im Mittelland Nepals vorherrschend. Prinzipiell besteht dabei die Gefahr der Degradation der Wälder. Solange die Nutzung nicht zu intensiv betrieben wird, wird die Wirtschaftsweise aber als nachhaltig angesehen (Schroeder 1985; Haffner 1990).

Seit den 1960er Jahren bis 1991 verdoppelte sich die Einwohnerzahl Nepals von 9,4 Millionen auf 18,5 Millionen nahezu, um bis zur Volkszählung im Jahr 2001 auf 23,2 Millionen Einwohner anzusteigen (Donner 2007). Damit stieg auch der Lebensmittelbedarf kontinuierlich. Seit den 1980er Jahren verbesserte sich die Zugänglichkeit vieler Gebiete, da sie einen Straßenanschluss erhielten oder dieser heute zumindest näher liegt. In der Folge kam es zu einer stärkeren Marktorientierung mit dem Anbau von Hochertragsgetreidesorten und cash crops (Aase & Chapagain 2005). Dabei handelt es sich in Kaule vor allem um Erdbeeren und Tomaten, wobei letztere weitaus weniger Fläche als erstere einnehmen. Die Entwicklung führte vermutlich von ursprünglich ausgedehnten Hausgärten hin zu Monokulturen mit einem nur noch kleinen Gartenanteil. Die ursprünglich traditionelle Einbeziehung von Leguminosen wird von einem Großteil der Landwirte in Kaule nicht mehr praktiziert (Schwab et al. 2015).

Auch wenn die Viehhaltung auf den ersten Blick nur ergänzend zum Feldbau betrieben wird, stellt sie alleine aufgrund des Dungs einen sehr wichtigen Beitrag zur Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit dar. Für die Viehhaltung ist angesichts der geringen Wald- und Weideflächen des nepalischen Mittellandes die Nutzung des Laubs von im Idealfall auf der Feldflur stehenden Bäumen und Sträuchern als Futter unabdingbar. Auch in Kaule wird das Laub als Futter und Einstreu verwendet. Die Landwirte vermeiden damit weite Wege und eine Degradation der Wälder. Die Hauptquellen des Grünfutters befinden sich beim Agroforstsystem in Kaule auf dem Betriebsgelände, während der Großteil des Grünfutters bei den anderen beiden Systemen aus umliegenden Gebieten, unter anderem den Gemeinschaftswaldflächen, stammt (Schwab et al. 2015). Zur eindeutigen Definition des Agroforstsystems und Abgrenzung von den in Umstellung befindlichen und konventionell bewirtschafteten Flächen wurden weitere Merkmale hinzugezogen:

• höhere Bestandsdichte von Bäumen und Sträuchern
• home garden-ähnliche Verhältnisse nicht nur in unmittelbarer Nähe des Hauses, sondern auf dem Großteil der Betriebsfläche
• der Großteil des Futterlaubs stammt aus der eigenen Feldflur
• kombinierter Anbau von Feldfrüchten und Gehölzen auf allen Feldern
• gezielter Anbau von Obstbäumen
• höhere Sortenvielfalt der Feldfrüchte
• Fischzucht in kleinem Maßstab
• gezielter Anbau stickstofffixierender Baum- und Straucharten
• Gründüngung mit in situ angebauten, stickstofffixierenden Arten
• Düngung mit organischer Substanz wie Kompost, Dung und Algen
• Verzicht auf mineralische Düngemittel und Pestizide
• generell geringer Import von externen Ressourcen in das System
• allgemeine Experimentier- und Innovationsfreude

Auf den in Umstellung befindlichen Flächen werden die genannten Merkmale seit Ende 2008 schrittweise eingeführt. Einige sind auch bei den konventionell bewirtschafteten Flächen vorhanden, dort aber in wesentlich schwächerer Ausprägung. Im Fall der Agroforstwirtschaft in Kaule wird kein Mineraldünger, sondern Dung und Kompost verwendet. Auf allen anderen Flächen nutzen die Landwirte unterschiedliche Kombinationen organischer und mineralischer Düngemittel. Bereits auf einem Luftbild des Orts sind deutliche Unterschiede der Systeme zu erkennen (siehe Video bei Min. 1:30). Das Agroforstsystem liegt als zusammenhängendes Gebiet vor, da es nur einen einzigen Landwirt in Kaule gibt, der Agroforstwirtschaft bereits seit etwa 15 Jahren betreibt. Die Felder der beiden anderen Systeme sind über das Gebiet des Orts verteilt.

Speziell zur Agroforstwirtschaft in Kaule finden sich weitere Informationen unter anderem in folgenden Publikationen:

• Schick, A., Wieners, E., Schwab, N., Schickhoff, U. (2018): Sustainable disaster risk reduction in mountain agriculture: agroforestry experiences in Kaule, mid-hills of Nepal. In: Mal, S., Singh, R.B., Huggel, C. (Hrsg.): Climate Change, Extreme Events and Disaster Risk Reduction:249–264 (Buchkapitel frei zugänglich aus den Netzen einiger wissenschaftlicher Einrichtungen und Bibliotheken - z. Zt. nicht Uni Hamburg; eine pers. Kopie kann bei den Autoren per E-Mail angefordert werden)
• Schwab, N., Schickhoff, U., Fischer, E. (2015): Transition to agroforestry significantly improves soil quality: a case study in the central mid-hills of Nepal. Agriculture, Ecosystems & Environment 205: 57–69 (Artikel frei zugänglich aus den Netzen vieler wissenschaftlicher Einrichtungen und Bibliotheken; eine pers. Kopie kann bei den Autoren per E-Mail angefordert werden)

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Quellen

Aase, T.H., Chapagain, P.S. (2005): Nepali agriculture in crisis? Studies in Nepali History and Society 10,1:39–56

Donner, W. (2007): Nepalkunde. Edition Kathmandu, Bergisch Gladbach

Haffner, W. (1990): Hinreichende Ernterträge trotz nährstoffreicher Böden - die spezielle Strategie nepalesischer Gebirgsbauern. In: Moll, W., Höfner, B. (Hrsg.): Bodenfruchtbarkeit und Pflanzenernährung. Wissenschaftliches Zentrum Tropeninstitut, Gießen:39–51

Kollmair, M. (1999): Futterbäume in Nepal: Traditionelles Wissen, Stellenwert in kleinbäuerlichen Betrieben und räumliche Verteilung. LIT Verlag, Münster

Lundgren, B.D. (1987): Institutional aspects of agroforestry research and development. In: Steppler, H.A., Nair, P.K.R. (Hrsg.): Agroforestry, a decade of development. ICRAF, Nairobi:43–51

Nair, P.K.R. (1985): Classification of agroforestry systems. Agroforestry Systems 3:97–128

Schmidt-Vogt, D. (1999): Traditionelle agroforstliche Nutzungssysteme in Nepal. Die Erde 130,3/4:315–330

Schroeder, R. F. (1985): Himalayan subsistence systems: indigenous agriculture in rural Nepal. Mountain Research and Development 5,1:31–44

Schwab, N., Schickhoff, U., Fischer, E. (2015): Transition to agroforestry significantly improves soil quality: a case study in the central mid-hills of Nepal. Agriculture, Ecosystems & Environment 205: 57–69

Abbildung ,,Nährstoffkreislauf” nach:

Amatya, S.M., Newman, S.M. (1993): Agroforestry in Nepal: research and practice. Agroforestry Systems 21,3:215–222

Bick, H. (1999): Grundzüge der Ökologie. Spektrum, Heidelberg

Gisi, U. (1997): Bodenökologie. Thieme, Stuttgart

Kollmair, M. (1999): Futterbäume in Nepal: Traditionelles Wissen, Stellenwert in kleinbäuerlichen Betrieben und räumliche Verteilung. LIT Verlag, Münster

Martin, K., Sauerborn, J. (2006): Agrarökologie. Ulmer / UTB, Stuttgart.

Schultz, J. (2000): Handbuch der Ökozonen. Ulmer / UTB, Stuttgart

Bodenkundliche Variablen

Hier findest Du kurze Beschreibungen zu allen in den RLab-Kursen verwendeten bodenkundlichen Variablen, Reliefparametern und Variablen zur Kategorisierung der Flächen. Vertiefende Informationen zur Bedeutung der Variablen und den zum Teil genannten Analysemethoden findest Du in entsprechender Fachliteratur (siehe unten) und in Lehrveranstaltungen, z.B. den bodenkundlichen Labor- und Geländepraktika des Instituts für Geographie der Uni Hamburg. Informationen zu den in einigen RLab-Kursen verwendeten vegetationskundlichen Daten findest Du auf der folgenden Seite.

Bei der Vergabe von Variablennamen wurden kurze, ,,sprechende” Namen verwendet, was hilft, die Länge des R-Codes kurz zu halten und gleichzeitig zu wissen, was sich hinter einem Namen ,,versteckt”. Leer- und Sonderzeichen wurden vermieden, da diese in R zu Fehlern führen. Die englische Bezeichnung ist angegeben, wenn der Variablenname aus einem englischen Begriff abgeleitet wurde. In der Spalte ,,Beschreibung” ist in eckigen Klammern die Einheit, in der die Werte vorliegen, angegeben. Bei kategorialen Variablen sind in den eckigen Klammern die Kategorien angegeben.

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Literatur

AD-HOC-ARBEITSGRUPPE BODEN (2005): Bodenkundliche Kartieranleitung. 5. Auflage, Schweizerbarth, Stuttgart

Blume H.-P., Brümmer G.W., Horn R., Kandeler E., Kögel-Knabner I., Kretzschmar R., Stahr K., Wilke B.-M. (2010): Lehrbuch der Bodenkunde (Scheffer/Schachtschabel). Spektrum, Heidelberg

Fischer, E. (2020): Digitales eLab für Grundlagen der Geographie. PatternPool, Hamburg.

Leyer I., Wesche K. (2007): Multivariate Statistik in der Ökologie. Springer, Berlin (Kap. 3, S. 45 zur Umrechnung von zirkulären Variablen, z.B. Expositionsangaben in Grad, Nördlich- / Östlichkeit; Buch als pdf für Angehörige einiger Hamburger Universitäten)

Vegetationskundliche Variablen

Hier findest Du kurze Beschreibungen zu allen in den RLab-Kursen verwendeten vegetationskundlichen Variablen und zu Variablen zur Kategorisierung der Flächen. Vertiefende Informationen zur Bedeutung der Variablen und den genannten Aufnahmemethoden findest Du in entsprechender Fachliteratur (siehe unten) und in Lehrveranstaltungen, z.B. in einer vegetationskundlichen Übung des Instituts für Geographie der Uni Hamburg, die regelmäßig im Sommersemester stattfindet.

Dieser Datensatz beinhaltet Daten, die sich auf drei verschiedene Flächentypen beziehen:

• Aufnahmeflächen, die sich auf der Ackerfläche befinden (zwei kleine Flächen pro Terrasse)
• Aufnahmeflächen, die sich auf den Randbereichen / Terrassenwänden befinden (zwei kleine Flächen pro Terrasse)
• pro Terrasse eine Fläche, die die gesamte Terrasse abdeckt

Für die Variablen ,,Gesamtdeckung” und ,,Gesamtdeckung_nur_BS” wurden Werte nur für die gesamte Terrasse erfasst, das heißt Ackerfläche und Randbereiche zusammen. Daher stehen für diese Variablen nicht für alle Fälle Daten zur Verfügung. Für die Variablen der Krautschicht (Hges_Hoehe, Kges_Deckung, Kges_Artenzahl) wurden Werte nur für die kleinen Aufnahmeflächen erfasst, Daten für die gesamte Terrasse liegen nicht vor. An Stelle nicht vorhandener Werte befinden sich im Datensatz die Buchstaben ,,NA”, die von R als not available interpretiert werden.

Häufig werden Vegetationsschichten bei der Aufnahme in untere und obere Teilschichten getrennt. Der ,,ges”-Teil einiger Variablennamen zeigt an, dass es sich um Zusammenfassungen aller potentiell vorhandenen Schichten der jeweiligen Kategorie handelt.

Definitiv nicht best pratice sind die hier relativ langen Variablennamen. Hier ging Lesbarkeit zu Lasten der Länge.

Wenn Du bis hierher durchgehalten hast, hast Du Dir ein recht umfangreiches Wissen zur Agroforstwirtschaft in Kaule und zu den in den RLab-Kursen verwendeten Variablen erarbeitet. Auf der folgenden Seite findest Du noch einen Überblick über die in diesem Skript genannte Literatur. Vielen Dank für die Nutzung dieses Digitalen Skripts!

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Literatur

Tremp, H. (2005): Aufnahme und Analyse vegetationsökologischer Daten. Ulmer / UTB, Stuttgart (Buch als UTB E-Book für Angehörige der Universität Hamburg)

Literatur

Hier noch einmal die in diesem Skript genannte Literatur auf einen Blick:

Aase, T.H., Chapagain, P.S. (2005): Nepali agriculture in crisis? Studies in Nepali History and Society 10,1:39–56

AD-HOC-ARBEITSGRUPPE BODEN (2005): Bodenkundliche Kartieranleitung. 5. Auflage, Schweizerbarth, Stuttgart

Amatya, S.M., Newman, S.M. (1993): Agroforestry in Nepal: research and practice. Agroforestry Systems 21,3:215–222

Bick, H. (1999): Grundzüge der Ökologie. Spektrum, Heidelberg

Blume H.-P., Brümmer G.W., Horn R., Kandeler E., Kögel-Knabner I., Kretzschmar R., Stahr K., Wilke B.-M. (2010): Lehrbuch der Bodenkunde (Scheffer/Schachtschabel). Spektrum, Heidelberg

Donner, W. (2007): Nepalkunde. Edition Kathmandu, Bergisch Gladbach

Gisi, U. (1997): Bodenökologie. Thieme, Stuttgart

Haffner, W. (1990): Hinreichende Ernterträge trotz nährstoffreicher Böden - die spezielle Strategie nepalesischer Gebirgsbauern. In: Moll, W., Höfner, B. (Hrsg.): Bodenfruchtbarkeit und Pflanzenernährung. Wissenschaftliches Zentrum Tropeninstitut, Gießen:39–51

Fischer, E. (2020): Digitales eLab für Grundlagen der Geographie. PatternPool, Hamburg.

Leaky, R. (1996): Definition of agroforestry revisited. Agroforestry Today 8,1:5–6

Leyer I., Wesche K. (2007): Multivariate Statistik in der Ökologie. Springer, Berlin

Lundgren, B. (1982): Introduction. Agroforestry Systems 1,1:3–6

Lundgren, B.D. (1987): Institutional aspects of agroforestry research and development. In: Steppler, H.A., Nair, P.K.R. (Hrsg.): Agroforestry, a decade of development. ICRAF, Nairobi:43–51

Kollmair, M. (1999): Futterbäume in Nepal: Traditionelles Wissen, Stellenwert in kleinbäuerlichen Betrieben und räumliche Verteilung. LIT Verlag, Münster

Martin, K., Sauerborn, J. (2006): Agrarökologie. Ulmer / UTB, Stuttgart.

Nair, P.K.R. (1985): Classification of agroforestry systems. Agroforestry Systems 3:97–128

Nair, P.K.R., Garrity, D. (Hrsg.) (2012): Agroforestry - The Future of Global Land Use. Springer, Dordrecht

Schick, A., Wieners, E., Schwab, N., Schickhoff, U. (2018): Sustainable disaster risk reduction in mountain agriculture: agroforestry experiences in Kaule, mid-hills of Nepal. In: Mal, S., Singh, R.B., Huggel, C. (Hrsg.): Climate Change, Extreme Events and Disaster Risk Reduction:249–264

Schultz, J. (2000): Handbuch der Ökozonen. Ulmer / UTB, Stuttgart

Schmidt-Vogt, D. (1999): Traditionelle agroforstliche Nutzungssysteme in Nepal. Die Erde 130,3/4:315–330

Schroeder, R. F. (1985): Himalayan subsistence systems: indigenous agriculture in rural Nepal. Mountain Research and Development 5,1:31–44

Schwab, N., Schickhoff, U., Fischer, E. (2015): Transition to agroforestry significantly improves soil quality: a case study in the central mid-hills of Nepal. Agriculture, Ecosystems & Environment 205: 57–69

Tremp, H. (2005): Aufnahme und Analyse vegetationsökologischer Daten. Ulmer / UTB, Stuttgart

Young, A. (1997): Agroforestry for Soil Management. CAB International, Wallingford.

Der Nachweis der Online-Verfügbarkeit einzelner Medien ist exemplarisch angegeben. Auch nicht verlinkte Publikationen sind zum Teil online erhältlich (aus den Netzen wissenschaftlicher Einrichtungen und Bibliotheken in der Regel kostenfrei) und viele als gedruckte Version in Uni-Bibliotheken verfügbar.

Wenn Du bis hierher durchgehalten hast, hast Du Dir ein recht umfangreiches Wissen zur Agroforstwirtschaft in Kaule und zu den in den RLab-Kursen verwendeten Variablen erarbeitet. Vielen Dank für die Nutzung dieses Digitalen Skripts!

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