Landnutzung und Möglichkeiten einer systemstabilisierenden Nutzungsintensivierung
Untersuchungen zur aktuellen Stoffdynamik in einem Landwirtschaftsbetrieb am Rande der tropischen Metropole Habana (Kuba)
©2004
Diplomarbeit
132 Seiten
Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Einleitung:
Der zentrale Gegenstand der Diplomarbeit ist die Erfassung und Bewertung der Landnutzungsverhältnisse im hydrologischen Einzugsgebiet des Rio Cojímar am Rand der tropischen Metropole Habana. Der Untersuchungsraum ist dicht besiedelt und wird intensiv landwirtschaftlich genutzt. Ein Bevölkerungsanstieg in diesem Gebiet bedingt den wachsenden Versorgungsdruck der landwirtschaftlich genutzten Flächen.
Das Ziel ist es, Vorschläge für intensive, systemstabilisierende landwirtschaftliche Nutzungsformen zu unterbreiten, um die Ernährungssituation dieses Raumes zu verbessern. Beziehungen zwischen Tragfähigkeit und Landnutzung werden beschrieben. Die Untersuchungsmethodik, ihre Machbarkeit und Aussagekraft ist Gegenstand der Untersuchung.
Im Untersuchungsraum wurden die landschaftsräumlichen Bedingungen in Bezug auf eine landwirtschaftliche Nutzungseignung bewertet. Beispielhaft wurde in einem Agrarbetrieb eine Bewirtschaftungsanalyse durchgeführt. Eine effektive Bewertung konnte durch die zusätzliche Anwendung des Erosionsprognosemodells Erosion 2D erreicht werden.
Auf Basis der Untersuchungsergebnisse wurden Vorschläge zu einer systemstabilisierenden intensiven Nutzung gegeben, die bei praktischer Umsetzung die Produktivität dieses Betriebes langfristig steigern können.
Gang der Untersuchung:
Die Datenerhebung für meine Diplomarbeit fand während eines 3-monatigen Aufenthaltes, zusammen mit Herwig Hölzel, in Habana/Cuba, im Zeitraum zwischen Dezember 2002 und Februar 2003, statt. Dieser Aufenthalt wurde durch die Partnerschaft der Universitäten Habana und Leipzig ermöglicht. Weiterhin existiert seit dem 05.02.2002 ein Diplomprogramm für deutsche Geografiestudenten in Cuba. Dieses Programm wurde durch Dr. Manuel Bollo Manent, dem Dekan der Geographischen Fakultät Habana, und Prof. Dr. Neumeister, dem Leiter der Abteilung Physische Geographie des Geographischen Instituts Leipzigs, vertraglich beschlossen.
Die lokale Betreuung erfolgte durch die Mitarbeiter der Grupo Hidroclimatologia y Manejo de Cuencas (Abteilung Hydroklimatologie und Management hydrologischer Einzugsgebiete) der Geographischen Fakultät der Universität Habana. Sie unterstützten uns vornehmlich bei der Beschaffung offizieller Daten und bei der Organisation der Datenaufnahmen im Feld. Trotz dieser Unterstützung war die Datenbeschaffung, aufgrund politischer und sozioökonomischer Rahmenbedingungen in Cuba, mit Problemen und teilweise erheblichem Zeitaufwand […]
Der zentrale Gegenstand der Diplomarbeit ist die Erfassung und Bewertung der Landnutzungsverhältnisse im hydrologischen Einzugsgebiet des Rio Cojímar am Rand der tropischen Metropole Habana. Der Untersuchungsraum ist dicht besiedelt und wird intensiv landwirtschaftlich genutzt. Ein Bevölkerungsanstieg in diesem Gebiet bedingt den wachsenden Versorgungsdruck der landwirtschaftlich genutzten Flächen.
Das Ziel ist es, Vorschläge für intensive, systemstabilisierende landwirtschaftliche Nutzungsformen zu unterbreiten, um die Ernährungssituation dieses Raumes zu verbessern. Beziehungen zwischen Tragfähigkeit und Landnutzung werden beschrieben. Die Untersuchungsmethodik, ihre Machbarkeit und Aussagekraft ist Gegenstand der Untersuchung.
Im Untersuchungsraum wurden die landschaftsräumlichen Bedingungen in Bezug auf eine landwirtschaftliche Nutzungseignung bewertet. Beispielhaft wurde in einem Agrarbetrieb eine Bewirtschaftungsanalyse durchgeführt. Eine effektive Bewertung konnte durch die zusätzliche Anwendung des Erosionsprognosemodells Erosion 2D erreicht werden.
Auf Basis der Untersuchungsergebnisse wurden Vorschläge zu einer systemstabilisierenden intensiven Nutzung gegeben, die bei praktischer Umsetzung die Produktivität dieses Betriebes langfristig steigern können.
Gang der Untersuchung:
Die Datenerhebung für meine Diplomarbeit fand während eines 3-monatigen Aufenthaltes, zusammen mit Herwig Hölzel, in Habana/Cuba, im Zeitraum zwischen Dezember 2002 und Februar 2003, statt. Dieser Aufenthalt wurde durch die Partnerschaft der Universitäten Habana und Leipzig ermöglicht. Weiterhin existiert seit dem 05.02.2002 ein Diplomprogramm für deutsche Geografiestudenten in Cuba. Dieses Programm wurde durch Dr. Manuel Bollo Manent, dem Dekan der Geographischen Fakultät Habana, und Prof. Dr. Neumeister, dem Leiter der Abteilung Physische Geographie des Geographischen Instituts Leipzigs, vertraglich beschlossen.
Die lokale Betreuung erfolgte durch die Mitarbeiter der Grupo Hidroclimatologia y Manejo de Cuencas (Abteilung Hydroklimatologie und Management hydrologischer Einzugsgebiete) der Geographischen Fakultät der Universität Habana. Sie unterstützten uns vornehmlich bei der Beschaffung offizieller Daten und bei der Organisation der Datenaufnahmen im Feld. Trotz dieser Unterstützung war die Datenbeschaffung, aufgrund politischer und sozioökonomischer Rahmenbedingungen in Cuba, mit Problemen und teilweise erheblichem Zeitaufwand […]
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
ID 8605
Schindewolf, Marcus: Landnutzung und Möglichkeiten einer systemstabilisierenden
Nutzungsintensivierung - Untersuchungen zur aktuellen Stoffdynamik in einem
Landwirtschaftsbetrieb am Rande der tropischen Metropole Habana (Kuba)
Hamburg: Diplomica GmbH, 2005
Zugl.: Universität Leipzig, Diplomarbeit, 2004
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Printed in Germany
Autorenprofil
M
ARCUS
S
CHINDEWOLF
Dipl. Geogr.
Pfälzer Str. 5 07743 Jena
Tel.: 03641/368930 ·
E-Mail:
M.Schindewolf@gmx.de
persönliche Daten
Geboren am 29.07.1977 in Jena, ledig
wichtigste Eigenschaften
Einsatzbereitschaft, Verantwortungsbewusstsein,
Teamfähigkeit, Koordinationsvermögen, Trouble-shooting
angestrebter Beruf
Hochschullehrer, Projektleiter
Studium
06.07.2004
Diplomprüfung
Akad.-Grad:
Diplom-Geograph (Gesamtnote: 1,7)
Diplomarbeit: ,,Landwirtschaftliche Nutzung und
Möglichkeiten einer systemstabili-
sierenden Nutzungsintensivierung
Untersuchungen zur aktuellen Stoff-
dynamik in einem Landwirtschaftbetrieb
am Rande der tropischen Metropole
Habana (Kuba)"
1997-2004
Studium an der Universität
Leipzig
Fachrichtung: Physische Geographie/Geoökologie
Nebenfach:
Ethnologie
Projektmitarbeit
Seit 2003
Bilaterales geoökologisches
Ausbildungsprogramm
(Habana/Leipzig)
Tutor: Konzeption und Durchführung von
Geländeaufenthalten und Workshops,
Übersetzungstätigkeit und Korrespondenz
Praktika
2002
Jena GEOS Ingenieurbüro
(Jena)
Aufgabenbereiche: Datenbankerstellung,
Bodenkartierung, Pegelbeprobung
2001
Umwelt-Mensch-Technik
Beratungs- und Planungs-
gemeinschaft (Röttelmisch)
Aufgabenbereiche: Gewässeraufnahme und bewertung
im Rahmen einer AEP
2000 Biologische Station ,,Jatun
Sacha" (Tena/Ecuador)
Aufgabenbereiche: Agroforstwirtschaft, Ökologischer
Landbau, Umweltbildung, Regenwaldaufforstung
Kenntnisse und Interessen
fachlich
Feldmethoden
Labormethoden
Standortevaluierung
Vermessung & Landnutzungskartierung, pedo- und pedo-
hydrologische Methoden und ihre Feldapplikation geo-
physikalische und geochemische Labormethoden zur
Bestimmung von Pflanzennährstoffgehalten in Boden-
und Pflanzenmaterial
Landnutzungsbewertung hydrologischer Einzugsgebiete &
Bewirtschaftungsanalysen von Agrarbetrieben in den
Tropen, Mathematisch hydrologische
Bodenabtragsmodellierung realer Agroökosysteme,
Bewertung des Ernährungszustandes von
Dauerkultursystemen in den Tropen
IT
Software
Arc View 3.2, Arc GIS 9.0, Erdas Imagine, Erosion 2/3D,
WEPP, SWAT, HEC_HMS, HEC_RAS, MS Office, Adobe
Photoshop
Sprachen
Englisch; Spanisch
Russisch, Italienisch,
Französisch, Portugiesisch
gute Kenntnisse in Wort und Schrift (präsentationssicher)
Grundkenntnisse
Erklärung
,,Ich erkläre hiermit ehrenwörtlich, dass ich die vorliegende Diplomarbeit ohne unzulässige
Hilfe Dritter und ohne Benutzung anderer als der angegebenen Hilfsmittel angefertigt habe.
Die aus fremden Quellen direkt oder indirekt übernommenen Gedanken sind als solche
kenntlich gemacht.
An der geistigen Herstellung der vorliegenden Diplomarbeit war außer mir niemand beteiligt.
Insbesondere habe ich nicht die Hilfe eines Diplomberaters in Anspruch genommen. Dritte
haben von mir weder unmittelbar noch mittelbar geldwerte Leistungen erhalten, die im
Zusammenhang mit dem Inhalt der vorliegenden Diplomarbeit stehen.
Die Arbeit wurde bisher weder im Inland noch im Ausland in gleicher oder ähnlicher Form oder
auszugsweise einer Prüfungsbehörde vorgelegt.
Ich erkläre mich einverstanden, dass meine Diplomarbeit nach positiver Bewertung in der
Zweigstelle Geographie der Universitätsbibliothek Leipzig zur Benutzung zur Verfügung steht."
Leipzig, den... Marcus Schindewolf............................................
Danksagung
Ich möchte mich herzlich bei allen Personen und Institutionen bedanken, die zum Gelingen
dieser Diplomarbeit beigetragen haben.
Mein Dank gilt besonders meinen Betreuern und Gutachtern Herrn Prof. Dr. Neumeister und
Herrn Prof. Dr. Heinrich, die wertvolle Hilfestellungen bei der Konzeption der Arbeit gaben und
für inhaltliche Fragen während der Bearbeitung jederzeit zu Verfügung standen.
Weiterhin gilt mein Dank den Mitarbeitern der Abteilung ,,Hydroklimatologie und
Einzugsgebietsmanagement" der Geographischen Fakultät der Universität Habana Dr. Ivan
Gonzales Piedra, Dr. Juan Manuel Fernández Lorenzo, Msc. Julio Diaz Sosa und Lic. Aramis
Remirez waren maßgeblich an der Beschaffung offizieller Daten beteiligt.
Herwig Hölzel bin ich für die geistige, moralische und tatkräftige Unterstützung bei den
Geländeaufnahmen vor Ort zu Dank verpflichtet.
Des Weiteren gilt mein Dank den Mitarbeitern der Finca ,,La Rosita", insbesondere Faustino
Ribera Griñan die durch ihre Hilfsbereitschaft und Gastfreundschaft den Großteil der
Forschungen erst ermöglicht haben.
Für die Hilfsbereitschaft und Unterstützung bei Laborarbeiten danke ich Frau Dr. Schneider,
Frau Kramer und Frau Dr. Krüger des Geographischen Institutes der Universität Leipzig,
Herrn Dr. Zierdt und Frau Schulz des Geographischen Institutes der Universität Halle sowie
Herrn Dr. Neubert und Frau Kirschner der Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft.
Frau Dr. Mayer, Herrn Dipl. Ing. Decker und Torsten Wolf danke ich für die Unterstützung bei
der digitalen Datenverarbeitung.
Für die fachliche Unterstützung bei Anwendung des Modells ,,Erosion 2D" danke ich Prof. Dr.
Schmidt der TU Freiberg sowie Enrico Thiel und Berno Zimmerling der Sächsischen
Landesanstalt für Landwirtschaft.
Weiterhin gilt mein Dank Antje Guschel , Denise Wagner, Andreas Schneider und Paul
Kösling für nützliche Hinweise, sowie Silvia Richter und Jan Zäumer für die hilfreiche
Unterstützung bei Laborarbeiten.
Schließlich möchte ich mich bei meinen Eltern und meinem Bruder bedanken, die mich auf
meinem bisherigen Weg stets unterstützt haben.
I Kurzfassung
I
I Kurzfassung
Der zentrale Gegenstand der Diplomarbeit ist die Erfassung und Bewertung der
Landnutzungsverhältnisse im hydrologischen Einzugsgebiet des Rio Cojímar am Rand der
tropischen Metropole Habana. Der Untersuchungsraum ist dicht besiedelt und wird intensiv
landwirtschaftlich genutzt. Ein Bevölkerungsanstieg in diesem Gebiet bedingt den
wachsenden Versorgungsdruck der landwirtschaftlich genutzten Flächen.
Das Ziel ist es, Vorschläge für intensive, systemstabilisierende landwirtschaftliche
Nutzungsformen zu unterbreiten, um die Ernährungssituation dieses Raumes zu verbessern.
Beziehungen zwischen Tragfähigkeit und Landnutzung werden beschrieben. Die
Untersuchungsmethodik, ihre Machbarkeit und Aussagekraft ist Gegenstand der
Untersuchung.
Im Untersuchungsraum wurden die landschaftsräumlichen Bedingungen in Bezug auf eine
landwirtschaftliche Nutzungseignung bewertet. Beispielhaft wurde in einem Agrarbetrieb eine
Bewirtschaftungsanalyse durchgeführt. Eine effektive Bewertung konnte durch die
zusätzliche Anwendung des Erosionsprognosemodells ,,Erosion 2D" erreicht werden.
Auf
Basis
der
Untersuchungsergebnisse
wurden
Vorschläge
zu
einer
systemstabilisierenden intensiven Nutzung gegeben, die bei praktischer Umsetzung die
Produktivität dieses Betriebes langfristig steigern können.
II Inhaltsverzeichnis
II
II Inhaltsverzeichnis
I Kurzfassung... I
II Inhaltsverzeichnis ... II
III Abbildungsverzeichnis ... IV
IV Tabellenverzeichnis ... VI
V Abkürzungsverzeichnis ... VII
1 Rahmenmodul... 1
1.1 Untersuchungsrahmen ...1
1.2 Systemstabilisierende und intensive Landwirtschaft als Grundlage der
Ernährungssicherung in den Tropen ...3
1.3 Problematik der cubanischen Landwirtschaft...5
1.5 Bearbeitungsebenen und Daten ...9
2 Steuermodul... 12
2.1 Problemstellung ...12
2.2 Ziele und Aufgabenstellungen ...12
2.3 Material und Methoden ...12
2.4 Ergebnisse und Diskussion ...13
2.4.1 Klima und Witterung ...13
2.4.2 Agrarpolitische Vorgaben ...17
2.4.3 Methodendiskussion...19
2.5 Zusammenfassung...20
3 Focusmodul ... 21
3.1 Problemstellung ...21
3.2 Ziele und Aufgabenstellungen ...21
3.3 Material und Methoden ...22
3.4 Ergebnisse und Diskussion ...25
3.4.1 Das Gesamteinzugsgebiet ...25
3.4.1.1 Räumliche/ Administrative Einordnung und Ausdehnung ...25
3.4.1.2 Vegetation/ Landnutzung, Relief und Boden ...25
3.4.2 Die Teileinzugsgebiete ...30
3.4.2.1 Landnutzungs-, Relief- und Bodensequenzen ...30
3.4.2.2 Gewässereigenschaften ...35
3.4.3 Bewirtschaftungsanalyse der Finca ,,La Rosita" ...37
3.4.3.1 Fincabeschreibung ...37
II Inhaltsverzeichnis
III
3.4.3.2 Summenparameterbewertung ...39
3.4.3.3 Landnutzungsbewertung ...41
3.4.3.4 Landnutzungsvorschläge...46
3.4.4 Methodendiskussion...51
3.5 Zusammenfassung...54
4 Prozessmodul - Feststoffdynamik ... 56
4.1 Problemstellung ...56
4.2 Ziele und Aufgabenstellungen ...56
4.3 Material und Methoden ...57
4.3.1 Modellbeschreibung ,,Erosion 2D" ...57
4.3.2 Modellparameter ...58
4.3.2.1 Niederschlagsparameter ...58
4.3.2.2 Reliefparameter ...59
4.3.2.3 Bodenparameter...59
4.4 Ergebnisse und Diskussion ...67
4.4.1 Standortbeschreibung ...67
4.4.1.1 Ackerstandort ...67
4.4.1.2 Zitrusstandort...67
4.4.2 Eingangsparameter ...68
4.4.2.1 Niederschlagsparameter ...68
4.4.2.2 Reliefparameter ...68
4.4.2.3 Bodenparameter...69
4.4.3 Simulationsergebnisse unter realer Nutzung...70
4.4.4 Bodenschutzmaßnahmen ...72
4.4.4.1 Ackerstandort ...72
4.4.4.2 Zitrusstandort...77
4.4.5 Methodendiskussion...82
4.4.5.1 Modellanwendung ,,Erosion 2D" ...82
4.4.5.2 Niederschlagsparameter ...82
4.4.5.3 Reliefparameter ...84
4.4.5.4 Bodenparameter...85
4.5 Zusammenfassung...94
5 Fazit ... 96
6 Quellenverzeichnis ... 99
7 Anhang ... 108
III Abbildungsverzeichnis
IV
III Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Schematischer Aufbau der Diplomarbeit ... 8
Abb. 2: Lage und räumliche Einordnung Cubas und des Großraums Habanas ... 13
Abb. 3: Klimadiagramm der Station Casablanca... 13
Abb. 4: Witterungsdiagramm der Station Casablanca ... 14
Abb. 5: Hurrikan Isodore über Cuba... 15
Abb. 6: Räumliche Verteilung der Jahresniederschläge ... 16
Abb. 7: Schematische Darstellung des im Stofffluss gebundenen Systems ,,Finca"... 23
Abb. 8: Lage des Einzugsgebietes des Rio Cojímar ... 25
Abb. 9: Landnutzungsverhältnisse im Einzugsgebiet des Rio Cojímar... 26
Abb. 10: Leitbodentypen im Einzugsgebiet des Rio Cojímar ... 27
Abb. 11: Gewässer- und Reliefverhältnisse im Einzugsgebiet des Rio Cojímar... 28
Abb. 12: Summenparameter der Gewässer und Lage der Landnutzungs-, Relief- und Boden-
sequenzen in den Teileinzugsgebieten ... 30
Abb. 13: Erosionsschäden durch Viehtritt ... 31
Abb. 14: Rückschreitende Erosion ... 32
Abb. 15: Landnutzungs-, Relief- und Bodensequenz A ... 33
Abb. 16: Landnutzungs-, Relief- und Bodensequenz B ... 33
Abb. 17: Landnutzungsverhältnisse und Summenparameter in der Finca ... 38
Abb. 18: Die Wirkung des pH-Wertes auf ausgewählte Elemente im Boden... 39
Abb. 19: Landnutzungseinschränkungen in der Finca ... 42
Abb. 20: Erosion an einem Kulminationsbereich... 43
Abb. 21: Leguminosenstreifenpflanzung in der Finca ... 44
Abb. 22: Ruderalfläche in der Finca ... 45
Abb. 23: Garten in der Finca ... 45
Abb. 24: Vorschläge zur systemstabilisierenden Landnutzungsintensivierung in der Finca... 47
Abb. 25: Schematische Darstellung der Erosionssimulation... 65
Abb. 26: Lage und Höhenschichtendarstellung der untersuchten Standorte... 67
Abb. 27: Normiertes Niederschlagsdiagramm der Station Arroyo las Vegas vom 10.12.02... 68
Abb. 28: Abtragsgeschehen auf dem Ackerstandort unter realer Nutzung... 70
Abb. 29: Abtragsgeschehen auf dem Zitrusstandort unter realer Nutzung ... 70
Abb. 30: Abtragsgeschehen auf dem Ackerstandort bei 22% Bodenbedeckung... 72
Abb. 31: Abtragsgeschehen auf dem Ackerstandort bei 90% Bodenbedeckung... 73
Abb. 32: Abtragsgeschehen auf dem Ackerstandort unter konventioneller Bodenbearbeitung... 74
Abb. 33: Abtragsgeschehen auf dem Ackerstandort unter konservierender Bodenbearbeitung ... 74
Abb. 34: Abtragsgeschehen unter realer Nutzung ... 75
Abb. 35: Abtragsgeschehen auf der Ackerfläche nach Anlage von Streifepflanzungen... 75
Abb. 36: Abtragsgeschehen auf der Ackerfläche unter realer Nutzung ... 76
III Abbildungsverzeichnis
V
Abb. 37: Abtragsgeschehen auf der Ackerfläche unter Kombination auskonservierender Bearbeitung
und Mulchauflage ... 76
Abb. 38: Abtragsgeschehen auf dem Zitrusstandort unter realer Nutzung ... 77
Abb. 39: Abtragsgeschehen auf dem Zitrusstandort unter Zwischennutzung durch Bohnen ... 78
Abb. 40: Abtragsgeschehen auf dem Zitrusstandort unter realer Nutzung ... 79
Abb. 41: Abtragsgeschehen auf dem Zitrusstandort unter Zwischennutzung durch Futtergräser... 79
Abb. 42: Abtragsgeschehen auf dem Zitrusstandort unter realer Nutzung ... 80
Abb. 43: Abtragsgeschehen auf dem Zitrusstandort nach Anlage von Streifenpflanzungen... 80
Abb. 44: Abtragsgeschehen auf dem Ackerstandort mit normierten Niederschlagswerten... 83
Abb. 45: Abtragsgeschehen auf dem Ackerstandort mit nicht normierten Niederschlagswerten ... 83
Abb. 46: Abtragsgeschehen auf dem Ackerstandort unter realer Nutzung... 84
Abb. 47: Abtragsgeschehen auf dem Zitrusstandort bei Übertragung der Bodeneigenschaften des
Ackers ... 84
Abb. 48: Abtragsgeschehen auf dem Ackerstandort mit Korngrößenverteilungswerten der Sieb- und
Sedimentationsanalyse... 85
Abb. 49: Abtragsgeschehen auf dem Ackerstandort mit Korngrößenverteilungswerten der LASER-
Beugung... 86
Abb. 50: Änderung des Bodenabtrages in Abhängigkeit des Corg-Gehaltes ... 87
Abb. 51: Änderung des Bodenabtrages in Abhängigkeit der Bodenbedeckung ... 88
Abb. 52: Änderung des Bodenabtrages in Abhängigkeit der Bodenfeuchte ... 89
Abb. 53 & 54: Änderung des Bodenabtrags in Abhängigkeit der Bodendichte ohne Anpassung der
Bodenfeuchte und mit Anpassung der Bodenfeuchte ... 89
Abb. 55: Änderung des Bodenabtrages in Abhängigkeit des Erosionswiderstandes ... 90
Abb. 56: Änderung des Bodenabtrages in Abhängigkeit der Oberflächenrauhigkeit ... 91
Abb. 57: Änderung des Bodenabtrages in Abhängigkeit des Korrekturfaktors ... 92
IV Tabellenverzeichnis
VI
IV Tabellenverzeichnis
Tab. 1: Dimensionen, Maßstabsbereiche und Datenproblematik ökologischer Raumgliederungs-
konzepte ... 9
Tab. 2: Informationsquellen und Datengrundlagen des Steuer-, Focus- und Prozessmoduls ... 11
Tab. 3: Teilziele, Informationsquellen und abgeleitete Aufgaben des Steuermoduls... 12
Tab. 4: Teilziele, Informationsquellen und abgeleitete Aufgaben des Focusmoduls... 24
Tab. 5: Konzentrationen ausgewählter Ionen im Zufluss I in mg/l ... 35
Tab. 6: Konzentrationen ausgewählter Ionen im Zufluss II in mg/l ... 35
Tab. 7: Konzentrationen ausgewählter Ionen im Zufluss III in mg/l ... 36
Tab. 8: Konzentrationen ausgewählter Ionen im Cacaosee in mg/l ... 36
Tab. 9: Die pH-Optima ausgewählter Nutzpflanzen ... 40
Tab. 10: Vorschläge zur Nutzung der Dauerkulturflächen... 47
Tab. 11: Vorschläge zur Nutzung der Ackerflächen ... 48
Tab. 12: Vorschläge zur Nutzung der Gras- und Buschlandflächen ... 49
Tab. 13: Vorschläge zur Nutzung der Ruderalflächen... 50
Tab. 14: Eingangsparameter zur Berechnung der Anfangsbodenfeuchte ... 62
Tab. 15: Teilziele, Informationsquellen und abgeleitete Aufgaben des Prozessmoduls ... 66
Tab. 16: Gerundete Korngrößenverteilung des Ackerstandortes ... 69
Tab. 17: Eingabeparameter für den Ackerstandort... 69
Tab. 18: Gerundete Korngrößenverteilung des Dauerkulturstandortes... 69
Tab. 19: Eingabeparameter für den Dauerkulturstandort ... 69
V Abkürzungsverzeichnis
VII
V Abkürzungsverzeichnis
GEZ
hydrologisches Gesamteinzugsgebiet
GIS
Geographisches Informationssystem
EZ
hydrologisches Einzugsgebiet
ITC
Innertropische Konvergenzzone
LN
Landnutzung
KA4
Bodenkundliche Kartieranleitung (nach A
G
B
ODEN
1994)
TEZ
hydrologische Teileinzugsgebiete
TIN
Triangulated Irregular Network
WRB
World Reference Base for Soils (nach D
ECKERS
,
N
ACHTERGAELE
&
S
PARGAREN
(Ed.) 1998)
Institutionen
COMECON
Council for Mutual Economic Aid
DAAD
Deutscher Akademischer Austauschdienst
DSE
Deutsche Stiftung für Entwicklung
IFA
International Fertilizer Industry Association
LFL
Landesanstalt für Landwirtschaft
PCC
Partido Communista de Cuba
Einheiten, Formeln, Parameter
°C
Grad Celsius
µS/cm
Mikrosiemens pro Zentimeter
Ca
2+
Calcium
Cl
-
Chlorid
Corg
organischer Kohlenstoff
fS
Feinsand
fU
Feinschluff
gS
Grobsand
gU
Grobschluff
Ls2
schwach sandiger Lehm
Ls3
mittel sandiger Lehm
V Abkürzungsverzeichnis
VIII
mg/l
Milligramm pro Liter
Mg
2+
Magnesium
mS
Mittelsand
mU
Mittelschluff
NH
4
+
Ammonium
NO
3
-
Nitrat
PO
4
2-
Phosphat
SO
4
2-
Sulfat
Vol.%
Volumenprozent
1 Rahmenmodul
1
1 Rahmenmodul
1.1 Untersuchungsrahmen
Die Datenerhebung für meine Diplomarbeit fand während eines 3-monatigen Aufenthaltes,
zusammen mit Herwig Hölzel, in Habana/Cuba, im Zeitraum zwischen Dezember 2002 und
Februar 2003, statt.
Dieser Aufenthalt wurde durch die Partnerschaft der Universitäten Habana und Leipzig
ermöglicht. Weiterhin existiert seit dem 05.02.2002 ein Diplomprogramm für deutsche
Geografiestudenten in Cuba. Dieses Programm wurde durch Dr. Manuel Bollo Manent, dem
Dekan der Geographischen Fakultät Habana, und Prof. Dr. Neumeister, dem Leiter der
Abteilung Physische Geographie des Geographischen Instituts Leipzigs, vertraglich
beschlossen.
Die lokale Betreuung erfolgte durch die Mitarbeiter der Grupo Hidroclimatologia y
Manejo de Cuencas (Abteilung Hydroklimatologie und Management hydrologischer
Einzugsgebiete) der Geographischen Fakultät der Universität Habana. Sie unterstützten uns
vornehmlich bei der Beschaffung offizieller Daten und bei der Organisation der
Datenaufnahmen im Feld. Trotz dieser Unterstützung war die Datenbeschaffung, aufgrund
politischer und sozioökonomischer Rahmenbedingungen in Cuba, mit Problemen und
teilweise erheblichem Zeitaufwand verbunden. Zusätzlich wurden die Feldarbeiten durch
fehlende öffentliche Verkehrsmittel erschwert. Als einzig mögliche Transportmittel standen
uns lediglich Fahrräder zur Verfügung.
Der räumliche Umfang der Untersuchungen wird durch die Produktionsfläche eines
Landwirtschaftsbetriebes (Finca) im Oberlauf des hydrologischen Einzugsgebietes des Rio
Cojímar vorgegeben. Die Finca liegt in einer landwirtschaftlich intensiv genutzten, dicht
besiedelten Kulturlandschaft im östlichen suburbanen Raum der tropischen Metropole
Habana/Cuba. Jahrhunderte lange menschliche Tätigkeit schuf tief greifende Veränderungen
im Prozessgefüge des Landschaftsökosystems. Die Lage des Untersuchungsgebietes im
,,Cordon de la Habana"
1
lassen dessen Bedeutung für die Nahrungsmittelversorgung der
Stadt deutlich werden. In diesem Zusammenhang erhalten sowohl die aktuelle Nutzung der
Landschaft, als auch deren abschätzbare Folgen für die Landwirtschaft eine zentrale Rolle
für meine Fragestellungen.
1
landwirtschaftlich intensiv genutzter Gürtel um Habana, der in den 60erJahren errichtet wurde und die
Grundlage der Nahrungsmittelversorgung der Stadt Habana darstellt
(S
OSA
R
UIZ
2002: 30).
1 Rahmenmodul
2
Da sich Herwig Hölzel unter anderen Fragestellungen mit dem hydrologischen
Teileinzugsgebiet des Cacaosees, in welchem sich die Finca befindet, beschäftigte, kann ich
auf zusätzliche Daten zurückgreifen, die vergleichend verwendet werden.
Im Rahmen des DAAD-Programms
,,Fachbezogene Partnerschaften mit Entwicklungsländern"
begann im letzten Jahr die Erarbeitung eines
Bilateralen Ausbildungsprogramms ,,Geoökologie"
mit dem Titel
Nachhaltige Entwicklung, Bewirtschaftung und Schutz agrarisch, forstwirtschaftlich,
wasserwirtschaftlich und touristisch genutzter Landschaften
für deutsche und kubanische Studenten. Das Programm umfasst u.a. Exkursionen und
Workshops in beiden Partnerländern.
Im Workshop vom 01.12.03 - 12.12.03 in Habana wurden Teilergebnisse meiner Arbeit
dargestellt (S
CHINDEWOLF
2004 in I
NSTITUT FÜR
G
EOGRAPHIE DER
U
NIVERSITÄT
L
EIPZIG
2004:
95-106). Des Weiteren fließen die Ergebnisse in das DAAD-Projekt insgesamt ein. Das
erarbeitete Material und die darin aufgeworfenen Fragen können Grundlage für weitere
Untersuchungen (u.a. Diplomarbeiten) sein.
1 Rahmenmodul
3
1.2 Systemstabilisierende und intensive Landwirtschaft als Grundlage der
Ernährungssicherung in den Tropen
Ein Grossteil der tropischen Länder sind sog. Entwicklungsländer, deren Hauptproblem ein
rapides Bevölkerungswachstum ist (B
REMER
1999: 216). Die Mehrheit der Bevölkerung der
Entwicklungsländer lebt von der Landwirtschaft und ist demzufolge abhängig von den
natürlichen Ressourcen, die sie versucht nach ihrem Vermögen auszunutzen. Ein armuts-
und bevölkerungsbedingter Nutzungsdruck hat oft die unkontrollierte Nutzung der natürlichen
Ressourcen
2
und in diesem Zusammenhang eine Einschränkung der landwirtschaftlichen
Produktivität zur Folge.
Zwischen den Hauptaspekten der Entwicklungszusammenarbeit, der Armutsbekämpfung,
des Umwelt- und Ressourcenschutzes und der Ernährungssicherung bestehen
wechselseitige Beziehungen. Nur durch die optimale und schonende Nutzung der
Ressourcen kann die Ernährung der Entwicklungsländer längerfristig gesichert und Armut
wirksam bekämpft werden. Erfahrungen zeigen weiterhin, dass wirtschaftliches Wachstum
zum Rückgang des Bevölkerungswachstums führt (
DE
H
AAS
1995: 18).
Der ausreichende Schutz der Ressourcen muss auf regionaler oder staatlicher
Planungsebene als Umweltqualitätsziel
3
definiert werden, welches zu Leitbildern
weiterentwickelt werden sollte (S
ÖLLNER
2000: 86).
Darauf aufbauend müssen Landschaftsleitbilder
4
erarbeitet werden, die eine Erhöhung
der Tragfähigkeit
5
der landwirtschaftlich genutzten Landschaften beinhalten, um die
Nahrungsmittelversorgung und die Bereitstellung nachwachsender Rohstoffe für die
ansässige Bevölkerung zu gewährleisten. Darin eingeordnet gilt es, Nutzungsleitbilder
6
zu
definieren, die eine ressourcenschonende, d.h. systemstabilisierende
7
, intensive land- bzw.
forstwirtschaftliche Produktion der Nutzflächen reglementieren.
W
EISCHET
(1980) ist der Meinung, dass die Tropen als landwirtschaftliche Ungunsträume
gelten. E
MMERICH
(1997: 20f.) sieht das es Verallgemeinerung, die sich hauptsächlich auf die
katastrophalen ökologischen Auswirkungen der Abholzung tropischer Regenwälder und die
Übertragung europäischer Landnutzungssysteme in die Tropen bezieht.
2
Boden, Vegetation , Wasser und Energie
3
Umweltqualitätsziele sind die qualitativen Ziele des Umweltschutzes um eine vorgestellte Qualität der Umwelt
bzw. einzelner Medien zu erreichen (L
ESER
1997: 927).
4
Landschaftsleitbilder sind Projektionen gewollter künftiger Landschaftszustände, die als Maßstab gelten
sollen, um die aktuelle Abweichung von diesem Zustand messen zu können (R
IEDL
1994 in M
EYER
1997: 37).
5
Tragfähigkeit bedeutet in der Humanökologie, dass eine Menschenpopulation eines Zivilisations- und
Entwicklungsstandes auf agrarischer, pastoraler und forstwirtschaftlicher Basis auf längere Sicht überleben kann
(L
ESER
1997: 898).
6
Nutzungsleitbilder sind programmatische Zielvorstellungen eines vorher definierten Nutzungszustandes.
7
Systemstabilität bezeichnet im Allgemeinen das Vermögen eines Systems gegenüber Einwirkungen von
außen seine Ordnung zu behalten, wenn der Einwirkungsgrad es zulässt, also das Regenerationsvermögen nicht
gefährdet. Ein dynamisches Ökosystem gilt als stabil, wenn das durch Störung aus dem Gleichgewichtszustand
gebrachte System in diesen durch Rückkopplung wieder zurückkehrt (L
ESER
1997: 807).
1 Rahmenmodul
4
Er nennt lediglich zwei wichtige Störfaktoren der Nutzung:
Erosion und relativ schnelle Nährstoffauslaugung.
Beides sind die Folgen hoher Niederschläge und entfernter Vegetation bzw. periodischer
Vegetationsfreiheit unter landwirtschaftlicher Nutzung.
Die Einführung einer systemstabilisierenden intensiven Landwirtschaft in tropischen
Ländern setzt deshalb die umfassende Kenntnis der landschaftsräumlichen Bedingungen
voraus. Um die optimalen Nutzungsmöglichkeiten zu erfassen, bedarf es einer Standort-
Evaluierung
8
. Die Erkenntnisse aus diesen Ergebnissen müssen Grundlage der regionalen
Landnutzungsplanung der höchsten Planungsebenen sein. Von größter Bedeutung ist es,
mit Hilfe der tropischen Agrarforschung die Kenntnisse auf diesem Forschungsgebiet zu
vermehren und in die Praxis zu übertragen. In der Fachliteratur finden sich zahlreiche
Beispiele erfolgreicher Einführung systemstabilisierender intensiver Landnutzungformen
9
, die
zu einer längerfristigen Ernährungssicherung für die ansässige Bevölkerung beitragen. Diese
Arbeit kann auf diesem Gebiet weitere wichtige Erkenntnisse liefern.
8
Standort-Evaluierungen erfolgen in mehreren Schritten: 1. Erfassung und Beschreibung der ökologischen
Standorteigenschaften, 2. Bewertung der Eigenschaften im Hinblick auf einen Nutzungstyp, 3. Einbeziehung
sozioökonomischer Faktoren und 4. Beurteilung der Anbaumöglichkeiten spezieller Kulturen. Als Basis der
Standortbewertungen
dienen
Bodenkartierungen,
Klimadaten,
Vegetationsaufnahmen,
hydrologische
Untersuchungen, Anbauversuche, Luftaufnahmen und Satellitenphotos (P
RINZ
1986:
116).
9
z.B. standortgerechter Landbau in Ruanda (K
LAER
1989;
K
LAER ET AL
.
1989;
K
ÖNIG
1992),
Mischkultursysteme
kleiner Kaffee- und Kakaoplantagen in Costa Rica (C
OMBE
1982), ökologischer Landbau in Brasilien (S
CHULZ
1993), Baum-Dauerkulturmischsysteme in Costa Rica und Ecuador (K
APP
1998), agrosilvopastorale Systeme in
Costa Rica und Ecuador (K
APP
1998;
B
ISHOP
1982) und integrierte Intensivnutzung in kleinbäuerlichen Betrieben
(H
ESSMER
1966;
M
AC
D
ONNALD
1981;
S
ALAS
1979;
T
EWARI
1980
in
VON
M
AYDELL
1986).
1 Rahmenmodul
5
1.3 Problematik der kubanischen Landwirtschaft
Seit der Entdeckung durch Christoph Columbus im Jahre 1492 ist Cuba ein Agrarland. Der
großflächigen monokulturellen Produktion, vor allem von Zuckerrohr und Tabak, fielen bis
1959 ca. 76% der Waldfläche zum Opfer (B
ATISTA
N
EUMEISTER
1988: 1).
Das wohl einschneidendste Ereignis für die postrevolutionäre Entwicklung der kubanischen
Landwirtschaft bestand im US-Embargo von 1960, welches noch heute aufrechterhalten
wird. Durch das Embargo, dem sich auch viele lateinamerikanische Staaten anschlossen,
verlor Cuba die nahen Märkte für landwirtschaftliche Produkte und die Möglichkeit für
Importe von Technologien und Betriebsmitteln für die Landwirtschaft (www.cuba-si.org/
downloads/milchbro/milchbroschuere.pdf).
Hilfe aus dieser Situation brachten die damaligen Ostblockstaaten. Sie nahmen
landwirtschaftliche Produkte zu Vorzugspreisen ab und lieferten alle Betriebsmittel für die
Landwirtschaft, die im Lande nicht hergestellt werden konnten. (www.agrecol.de/dokumente
/1SEILER.pdf). Die kubanische Landwirtschaft zeichnete sich durch die höchste Produktivität
im karibischen Raum aus. Sie war hoch industrialisiert, hoch zentralisiert und exportorientiert
(www.blauen-institut.ch/Tx/tF/tfCubaLandwirtsch.html).
Die Landwirtschaft als Teil der kubanischen Planwirtschaft ist hinsichtlich ihrer Funktions-
und Entscheidungsstrukturen hierarchisch gegliedert. Zuständigkeiten sind an bestimmte
Personen bzw. Ämter gebunden, weshalb Beschlüsse erst nach Rücksprache mit der höher
gestellten Planungs- bzw. Organisationsebene gefällt werden können. Wesentliche
Richtlinien und Vorgaben werden deshalb häufig auf höherer Ebene getroffen, auch wenn
kaum Kontakt zwischen den besagten Entscheidungsträgern besteht (A
MMERL
1998: 25).
Diese Organisationsstruktur wirkt sich hemmend auf die Flexibilität und Effizienz der
kubanischen Landwirtschaft aus.
Der plötzliche Wegfall des COMECON als Außenhandelspartner stürzte Cuba seit 1990 in
die schwerste Wirtschaftskrise seit Einführung des Embargos, dessen Folgen besonders für
die Landwirtschaft verheerend waren (M
ERTINS
N
UHN
2001: 3). Der Import von
Agrochemikalien und Lebensmitteln sank um 80%. Die Treibstofflieferungen wurden halbiert.
Kuba
stand
1991
am
Rande
einer
Hungerskrise
(www.blauen-institut.ch/Tx/
tF/tfCubaLandwirtsch.html).
Zusätzlich setzte Anfang der 90er Jahre eine Binnenwanderung der ländlichen
Bevölkerung in die agraren Gunstzonen in der Nähe zum Absatzmarkt Habana ein (M
ERTINS
N
UHN
2001: 3). Dieser Bevölkerungsanstieg in den stadtnahen Bereichen der Metropole
Habana bedingte einen wachsenden Versorgungsdruck der land- und forstwirtschaftlich
genutzten Flächen. Aus diesem Grund bedarf dieser Raum einer besonderen Stellung bei
der Beantwortung landschaftsökologischer Fragestellungen intensiv genutzter Landschaften.
1 Rahmenmodul
6
1.4 Ziele und Aufgabenstellungen der Arbeit
Ziel der Arbeit ist es, Vorschläge für eine angepasste, systemstabilisierende
landwirtschaftliche und forstwirtschaftliche Nutzung zu geben, um die Tragfähigkeit der
Nutzökosysteme
eines
landwirtschaftlichen
Betriebes
(Finca),
als
Teil
des
Landschaftsökosystems, zu sichern. Die ausreichende Bereitstellung an Nahrungsmitteln
und nachwachsender Rohstoffe für die jetzige Bevölkerung und zukünftige Generationen in
diesem Raum ist das wirtschaftliche Ziel.
Im Einzelnen werden die Teilziele verfolgt:
1.: -
Einordnung der Produktionsfläche der Finca als Teil des hydrologischen
Gesamteinzugsgebietes und Erfassung der resultierenden Energie- und
Stoffflüsse
-
Erfassung von landschaftsökologischen Zuständen und Prozessen, die eine
Landnutzung im Untersuchungsraum und in der Finca fördern bzw. limitieren
-
Herausstellen von Problembereichen der Nutzung und Vorschläge für eine
systemstabilisierende Landnutzung auf der Produktionsfläche der Finca
2.: -
Analyse der Wirkungen der Bodenerosion und Vorschläge für die
Verringerung dieser in einzelnen Nutzökosystemen auf dem Gebiet der Finca
3.: -
Bewertung der Aussagekraft der Ergebnisse und Anwendbarkeit der Methodik
1 Rahmenmodul
7
Die Erfüllung der Teilziele erfolgt über die Aufgaben:
zu 1.:- Problemorientierte Focussierung in vier Abstraktionsstufen vom Großraum
Cuba (Habana) über das hydrologische Gesamteinzugsgebiet, die hydro-
logischen Teileinzugsgebiete auf die Produktionsfläche der Finca
Großraum Cuba
- Beschreibung großräumiger Zustände und Prozesse, die eine Landnutzung im
Untersuchungsraum, im Besonderen in der Finca steuern und zum Teil
Eintragsfunktionen
10
übernehmen
Gesamteinzugsgebiet
- Beschreibung der landschaftlichen Ausstattung des Gesamteinzugsgebietes
für die Abschätzung der Landnutzungseignung in diesem Gebiet
Teileinzugsgebiete
- Beschreibung der landschaftlichen Ausstattung der Teileinzugsgebiete für die
Abschätzung der Landnutzungseignung in diesem Gebiet und Beschreibung
der Stoffflüsse
11
, welche die Finca aus der Umgebung erhält bzw. an sie abgibt
Finca
- Erfassung des Zustandes der realen Landnutzungsverhältnisse, Herausstellen
von Problembereichen der Nutzung in der Finca und Darlegen von
Möglichkeiten für die systemstabilisierende Nutzungsintensivierung.
zu 2.:- Modellierung der Wirkungen der Bodenerosion mit Hilfe des computer-
gestützten Modells ,,Erosion 2D" und Ableitung von Möglichkeiten zu ihrer Ver-
minderung
zu 3:.- Diskussion der Aussagekraft der Ergebnisse und der Anwendbarkeit der
Methodik
10
Über die Beschreibung klimatischer und meteorologische Verhältnisse können die Wassereinträge (via
Niederschlag) und Energieeinträge (via Temperatur) bewertet werden.
11
Die betrachteten Stoffflüsse stehen im Zusammenhang mit den Oberflächengewässern im Gebiet. Es werden
die wassergebundenen Ioneneinträge (via Bewässerungswasser) bzw. Ionenausträge (via Abspülung und Aus-
waschung) dargestellt. Die Datengrundlage bilden die Ergebnisse hydrochemischer Analysen von H
ÖLZEL
(2002).
1 Rahmenmodul
8
Da sich auch die Landschaftsökologie als Wissenschaftszweig vor dem Problem der
Vergleichbarkeit von Ergebnissen sieht und innerhalb der deutschen Universitätslehre der
internationale Zwang nach Modularisierung der Lehrfächer besteht, habe ich mich
entschlossen, durch die von mir gewählte Gliederungsart, einen Beitrag dafür zu leisten.
Die Module bilden hierbei in sich geschlossene Kapitel, welche durch gleichen Aufbau,
untereinander und zwischen anderen Arbeiten gleicher Struktur, verglichen werden können.
Sie bedingen sich teilweise gegenseitig durch deduktive und induktive Informations-
gewinnung.
Abb. 1: Schematischer Aufbau der Diplomarbeit
Das Rahmenmodul übernimmt die Funktion eines notwendigen Überbaus. Es führt durch Vorstellung
fachlicher und administrativer Hintergründe in die Thematik der Arbeit ein. Im Steuermodul werden
Prozesse und Zustände erläutert, die eine steuernde Funktion auf den Untersuchungsraum (GEZ,
TEZ) und das Untersuchungsgebiet (Finca) ausüben, von diesen aber weitgehend unabhängig sind.
Im Focusmodul findet eine dreistufige Focussierung auf die Produktionsfläche der Finca statt. Es
beschreibt die landschaftsräumlichen Bedingungen in den von mir gewählten Abstraktionsstufen, im
Besonderen die realen Landnutzungsverhältnisse in der Finca. Das Prozessmodul dient der
kausalen Interpretation der realen Verhältnisse im Focus, wobei das Hauptaugenmerk auf
Nutzökosysteme der Finca gerichtet ist. Durch die Abnahme zeitlicher und räumlicher Auflösung und
Zunahme der Prozessdetailliertheit, gelangt man im Verlauf zu einer umfangreichen Erfassung der
Landschaft und den beschriebenen Wechselwirkungen in ihr. Man löst gewissermaßen das Problem
der geografischen Dimension (Kap. 1.5) und ihrer textlichen Zuordnung durch eine
dimensionsabhängige Modulbildung.
1 Rahmenmodul
9
1.5 Bearbeitungsebenen und Daten
Die Bearbeitung landschaftsökologischer Fragestellungen ist in ihrer Ausführung an
verschiedene Dimensionen und Maßstabsebenen gebunden. Die Theorie der geografischen
Dimension beruht auf N
EEF
(1963). Dabei werden Dimensionen als Maßstabsbereiche
definiert, in welchen vergleichbare inhaltliche Aussagen möglich sind, gleiche methodische
Ziele verfolgt werden und ein bestimmtes Methodenniveau eingehalten wird (L
ESER
1997:
198; N
EEF
1963: 361).
Tab. 1: Dimensionen, Maßstabsbereiche und Datenproblematik ökologischer Raumgliederungs-
konzepte (nach D
UTTMANN
1999;
L
ESER
1997)
Daten
Dimensionsbereich
Kartenmaßstab
V
e
rf
ü
g
b
a
rk
e
it
rä
u
m
lic
h
e
u
n
d
z
e
it
lic
h
e
A
u
fl
ö
s
u
n
g
Q
u
a
lit
ä
t
regionisch Makroskala
10³km²
1:200.000
obere Mesoskala
10²-10³km²
1:25.000-1:200.000
chorisch
untere Mesoskala
10
-1
-10²km²
1:5.000-1:25.000
topisch
Mikroskala
10
-1
km²
1:5.000
hoch
gering
gering
hoch
gering
hoch
Maßstabswechsel bedingen demzufolge eine Anpassung des Methodenspektrums
(D
UTTMANN
1999). Eine Maßstabsvergrößerung bedeutet nicht allein größere Genauigkeit,
sondern in erster Linie neue Zusammenhänge, Methoden und Einsichten (W
EICHEL
2001:
12).
Nach O´N
EIL
(1988) ist für die Lösung jeder geoökologischen Aufgabenstellung im Voraus
eine spezifische raum-zeitliche Betrachtungsebene, die sog. Focusebene vorgegeben. Der
Prozessablauf in der Focusebene wird durch eine oder mehrere übergeordnete
Hierarchieebenen, sog. Steuerebenen, in Abhängigkeit von Zeitkonstanten gesteuert. Die
eigentlichen Prozessmechanismen laufen aber in kohärenten Individualstrukturen unterhalb
der Focusebene, der sog. Prozessebene ab (O´N
EIL
1988). Dieses Schema soll die
Grundlage der Bearbeitung meiner Fragestellungen liefern.
Die Betrachtung der Steuerebene findet in der regionischen Dimension der Makroskala
statt. Hierbei beschränke ich mich auf die Darstellung meteorologischer und klimatischer
Verhältnisse sowie wirtschaftspolitischer
Gegebenheiten, die eine steuernde Funktion auf
den Focusbereich ausüben. Grundlage der meteorologisch-klimatischen Betrachtung bilden
offizielle Datensätze. Informationen zu den wirtschaftspolitischen Gegebenheiten lagen vor
allem durch die Untersuchungsergebnisse anderer Autoren vor.
1 Rahmenmodul
10
Die Focussierung (Top-down-Ansatz
12
) auf das reale Untersuchungsobjekt Finca findet in
der Focusebene statt. Es werden Zustände und Prozesse im hydrologischen
Gesamteinzugsgebiet des Rio Cojímar in der chorischen Dimension der oberen Mesoskala
erläutert. Die problemorientierte Beschreibung der landschaftsräumlichen Bedingungen
erfolgt auf der Basis offizieller Datensätze und dient zur Aufdeckung möglicher
Landnutzungseinschränkungen. Die Datensätze aus offiziellen kubanischen Quellen liegen
vor allem in kleinen Maßstabsebenen (1:10.000) vor und zeichnen sich teilweise (z.B.
Bodenkarte) durch eine geringe Detailliertheit aus.
Aus diesem Grund wählte ich mir innerhalb des Focus eine zweite Maßstabsebene in der
chorischen Dimension der unteren Mesoskala, um reale Zustände, die eine Landnutzung
möglicherweise einschränken, besser erfassen zu können. Die Erstellung von Sequenzen
ermöglicht mir die Übertragung von punktuell gewonnenen Daten auf die Flächen der Finca
(Bottom-up-Ansatz
13
). Weiterhin werden Stoffflüsse in die Finca und aus der Finca über die
Ergebnisse der hydrochemischen Analysen von H
ÖLZEL
(2004) beschrieben.
Landnutzungsuntersuchungen bzw. -statistiken in Cuba finden vor allem auf Kreis- oder
Gemeindeebene statt, wie es die Beispiele von H
ERRERA
(2001) und E
CHEVARRIA
G
ONZALES
(1999) belegen. Diese Quellen geben lediglich Aufschluss über Ausdehnung, Besitzstruktur
und Hauptanbauprodukte der einzelnen Betriebe.
Da diese Informationen zur effektiven Bewertung der Landnutzungsverhältnisse nicht
ausreichen, wählte ich eine dritte Maßstabsebene in der topischen Dimension der
Mikroskala. Die Beschreibung des realen Zustandes der Landnutzung auf der
Produktionsfläche der Finca erfolgt vornehmlich über selbst erhobene Daten. Um die
Effektivität der Bewertung weiter zu erhöhen, fließen die offiziellen Daten aus Interviews in
die Betrachtung ein.
Die zu beschreibende Dynamik und Funktion des Focusbereiches wird über Zustände und
Prozesse der untersten Abstraktionsebene, der Prozessebene bestimmt. Es sind
spezifische Einzelobjekte und Prozesse, die in Wechselwirkung zum System des
Focusbereiches stehen (N
EUMEISTER
1989: 120). Bei den von mir bearbeiteten
Einzelobjekten handelt es sich um einzelne Nutzökosysteme der Finca, die in der topischen
Dimension der Mikroebene erfasst werden. Die betrachteten Prozesse beschreiben
Wechselwirkungen zwischen den Geokomponenten unter landwirtschaftlicher Nutzung.
12
Top-Down-Ansatz ist die problemorientierte Focussierung auf eine höhere Maßstabsebene (Duttmann 2000:
6).
13
Bottom-up-Ansatz beschreibt die Übertragung punktuell erfasster Daten auf die Flächen der niedrigeren
Maßstabsebene, auch upscaling genannt (M
EYER
1997:
37).
1 Rahmenmodul
11
Tab. 2: Informationsquellen und Datengrundlagen des Steuer-, Focus- und Prozessmoduls
Bearbeitungs-
maßstab im:
Informationsquelle/
Datengrundlage
räuml.
Gültigkeit
zeitl.
Gültigkeit
Verbindlichkeit
Überprüf-
barkeit
Steuermodul
Klimastation
Casablanca
punktuell
1940-1988
offizielle Daten
gegeben
10 Regenschreiber
punktuell
1970-2000
offizielle Daten
gegeben
Cuba
1.200.000
Literatur Interviews
Cuba
1990-2003
offizielle Daten
bedingt
gegeben
Focusmodul
Bodenkarte
1:25.000
1984
offizielle Daten
gegeben
Topographische Karte
1:25.000
1999
offizielle Daten
gegeben
Gesamt-
einzugsgebiet
ca.1:100.000
Landsat TM7-Aufnahme 180x180km
30x30m
03.04.01
offizielle Daten
gegeben
Teileinzugs-
gebiete
ca.1:12.500
Elementgehalt- und
Summenparameter-
Messung in Gewässern
punktuell
23.12.02-
28.01.03
Daten von H
ÖLZEL
gegeben
Bodenprofile
dm
Profilansprachen
(Boden, Relief, Land-
nutzung)
punktuell
21.12.02-
30.01.03
selbst erhobene
Daten
gegeben
Landnutzungskartierung
der Finca
Finca
Nutzökosysteme
21.12.02-
30.12.02
selbst erhobene
Daten
gegeben
Herbarium
punktuell
Nutzökosysteme
21.12.02-
30.01.03
selbst erhobene
Daten
gegeben
Interviews
Finca
Nutzökosysteme
21.12.02-
30.01.03
offizielle Daten
bedingt
gegeben
Bodenbedeckungs-
Messung
punktuell
Nutzökosysteme
21.12.02-
30.01.03
selbst gemessene
Daten
gegeben
pH-Wert-Messung in
Bodeneluaten
punktuell
Nutzökosysteme
21.12.02-
30.01.03
selbst gemessene
Daten
gegeben
elektrische-
Leitfähigkeits-Messung
in Bodeneluaten
punktuell
Nutzökosysteme
21.12.02-
30.01.03
selbst gemessene
Daten
gegeben
Finca
ca.1:4.000
Nutzökosysteme
ca. 1:500
Carbonatgehalt-
Messung
punktuell
21.12.02-
30.01.03
selbst gemessene
Daten
gegeben
Prozessmodul
Feststoffdynamik
Interviews
Nutzökosysteme 21.12.02-
30.01.03
offizielle Daten
bedingt
gegeben
Niederschlagsschreiber/
erosionsrelevante
Niederschlags-
parameter
punktuell
Nutzökosysteme
10min-1h
10.12.02
offizielle Daten
bedingt
gegeben
Topografische Karte/
erosionsrelevante
Reliefparameter
1:25.000,
(2m Isohypsen-
abstand)
1997
offizielle Daten
gegeben
Messung/
erosionsrelevante
Bodenparameter
punktuell
Nutzökosysteme
21.12.02-
30.12.02
selbst gemessene
Daten
gegeben
Nutzökosystem
ca. 1:500
Parameterkatalog/
erosionsrelevante
Bodenparameter
Nutzökosysteme 21.12.02-
30.12.02
offizielle Daten
bedingt
gegeben
2 Steuermodul
12
2 Steuermodul
2.1 Problemstellung
Der Inhalt dieses Moduls bezieht sich auf die Erfassung von Zuständen und Prozessen,
welche eine Steuerfunktion auf die Zustände und Prozesse der Focusebene ausüben.
2.2 Ziele und Aufgabenstellungen
Zu den Zielen des Moduls gehört in erster Line die Beschreibung von Steuerfaktoren in
ihrer Wirkung auf die Landnutzung des Untersuchungsraumes und -gebietes. Von
Bedeutung besitzen klimatische und meteorologische Zustände und Prozesse in der
Karibik und vor allem auf Cuba. Weiterhin steuert der Staat Cuba die Landnutzung durch
gesetzliche Vorgaben, welche vor allem die Organisation der Betriebe, die Erfüllung von
Produktionssolls und die Verfügbarkeit an Produktionsmitteln regelt. Die Beantwortung
dieser Fragestellungen basiert vornehmlich auf der Interpretation offizieller Daten. Die
gewonnenen Ergebnisse werden analysiert, bewertet und durch eine Methodendiskussion
hinsichtlich ihres Wahrheitsgehaltes geprüft.
2.3 Material und Methoden
Grundlage der Beschreibung bildet die Interpretation vor allem offizieller Daten. Darunter
zählen die Klimadaten der Klimastation Casablanca (E
STACÍON CLIMATICA DE
C
ASABLANCA
in
S
ANCHEZ
A
MANDO
1991: 25). Monatsmittel von Temperatur und Niederschlag werden im
Klimadiagramm nach W
ALTER
L
IETH
(1960-1967), Monatsmittel von Witterungsparametern
in einem Witterungsdiagramm abgebildet. Weiterhin wurden die Jahressummen der
Niederschläge von acht Niederschlagsschreibern (F
ACULTAD DE
G
EOGRAFIA
U
NIVERSIDAD DE
L
A
H
ABANA
2003) durch die Interpolation mit dem Computerprogramm Arc-Tollbox bearbeitet.
Die erstmalige Darstellung mittels Thiessen-Polygonen (T
HIESSEN
1911
IN
:
B
AHR
V
OGTLE
1999:
185) für diesen Raum erfolgt in einem GIS, basierend auf dem Programm Arc-Map.
Daten
zur
Organisation
der
cubanischen
Landwirtschaft
lagen
durch
die
Untersuchungsergebnisse anderer Autoren vor und wurden durch mündliche Mitteilungen
erweitert (Kap. 2.4.2).
Tab. 3: Teilziele, Informationsquellen und abgeleitete Aufgaben des Steuermoduls
Ziel ist
Erkundung von:
Informationsquelle/
Datengrundlage
abgeleitete
Aufgaben
Aussage
Begrenzung
Klima und
Witterung im GEZ
Klimastation
Casablanca
Interpretation,
Analyse
Bewertung für LN
Jahres- und Monatsmittel
von: Temperatur, Nieder-
schlag, rel. Luftfeuchte, ET
pot. etc.
Station stark
von maritimem
Klima
beeinflusst
Niederschlags-
verhältnissen im
GEZ
8 Regenschreiber
Interpolation,
(Thiessen-Methode),
Übertragung in GIS
räumliche Verteilung der
Jahressummen der
Niederschläge
ausschließlich
mathematisch
staatlichen
Regelungen der
Landnutzung
Literatur
Interviews
Analyse
Bewertung
für LN
Organisation, Vorgaben für
Anbau, Arbeitskräfte,
Absatz, Produktionsmittel
geringe
Informations-
gehalte
2 Steuermodul
13
2.4 Ergebnisse und Diskussion
Abb. 2: Lage und räumliche Einordnung Cubas und des Großraums Habanas
Cuba erstreckt sich zwischen 74°08´ und 84°56´westl icher Länge bzw. zwischen 19°50´ und
23°13´nördlicher Breite. Cuba hat eine Fläche 114525 km². Die Längsausdehnung der Hauptinsel
beträgt ca. 1225 km. Die Einwohnerzahl beträgt 11,2 Mio. (Stand 2002), wovon ca. 2,2 Mio. in der
Hauptstadt Habana leben. Der sozialistische Staat wird unter der Führung der Kommunistischen
Partei Cubas (PCC) regiert (E
NCARTA
W
ELTATLAS
2003).
2.4.1 Klima und Witterung
Der Untersuchungsraum befindet sich klimazonal gesehen im Bereich der nördlichen
Passatzone und weist ein Tageszeitenklima mit ganzjährig hohen monatlichen
Durchschnittstemperaturen (zwischen 23 und 27°C) un d beständiger Frostfreiheit auf.
Sommer- und Winterhalbjahr unterscheiden sich geringfügig in den Durchschnitts-
temperaturen, deutlich hingegen im Niederschlagsverhalten. Zwischen November und April
fallen nur 20-30% der jährlichen Niederschlagsmenge (B
AREIS
1998: 13).
Abb. 3: Klimadiagramm der Station Casablanca
Demzufolge lässt sich eine winterliche Trockenzeit von einer sommerlichen Regenzeit
unterscheiden. Nach der Klimaklassifikation von K
ÖPPEN
(1936) befindet sich das
Einzugsgebiet in einem Aw-Klima, einem wintertrockenen Tropenklima, dessen trockenster
Klimadiagramm der Station Casablanca
(1940-88)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Monat
mm
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
°C
Niederschlag in mm
Temperatur in °C
2 Steuermodul
14
Monat März unter 60mm Niederschlag erhält (K
OEPPEN
in H
ENDL
L
IEDTKE
1997:406).
Jährlich fallen 1210mm. Die Jahresmitteltemperatur liegt bei 25°C. Die relative Luftfeuchte
beträgt im Jahresmittel 78%, die Jahressumme der potentiellen Evapotranspiration 1908mm
(E
STACÍON CLIMATICA DE
C
ASABLANCA
in S
ANCHEZ
A
MANDO
1991: 25; F
ERNÁNDEZ
L
ORENZO
1999: 77).
In der Trockenzeit, zwischen November und April, fallen in den trockensten Monaten März
und April nur jeweils 3,6 bzw. 4,8% der jährlichen Niederschläge. Die durchschnittliche
Temperatur liegt bei 23,3°C. Die niedrigste relativ e Luftfeuchte wird im April mit 74%, die
niedrigste potentielle Evapotranspiration im Dezember mit 120,5mm erreicht (E
STACÍON
CLIMATICA DE
C
ASABLANCA
in S
ANCHEZ
A
MANDO
1991: 25; F
ERNÁNDEZ
L
ORENZO
1999: 77).
Die winterlichen Niederschläge stehen hauptsächlich in Zusammenhang mit dem Durchzug
von Kaltluftfronten (sog. Frente frios) aus dem amerikanischen Festland (B
AREIS
1998: 13).
Aufgleitvorgänge, die im langjährigen Mittel ca. 20-mal vorkommen, bringen eine starke
Bewölkung und kräftige Niederschläge mit sich (N
EUMEISTER
P
ERES
-P
EREIRAS
1992: 31).
Während meines Aufenthaltes in Cuba erlebte ich die Trockenzeit folgendermaßen: Die
erste Dezemberwoche war durchweg durch trockene Witterungsbedingungen und
Tagestemperaturen von ca. 23-28°C gekennzeichnet. M it der zweiten Dezemberwoche
änderte sich die Witterung deutlich, da sich mehr und mehr der Einfluss der oben erwähnten
Kaltluftfronten bemerkbar machte. Das Auftreten dieser Fronten geschah in Abständen von
5-10 Tagen. Sie brachten in den ersten Stunden teilweise ergiebige Niederschläge. In
diesem Zusammenhang verringerte sich die Temperatur spürbar. Die darauf folgenden Tage
waren zum Teil stark bewölkt und kühl, bei Temperaturen zwischen 15-20°C. Nach 3-5
Tagen wurde es bis
zum
Eintreffen
der
nächsten Front merklich
wärmer.
Ab
Mitte
Februar endete diese
Periode. Danach waren
die
Witterungs-
bedingungen vergleich-
bar
mit
denen
der
ersten
Dezember-
woche.
Abb. 4: Witterungsdiagramm der Station Casablanca
Witterungsdiagramm der Station Casablanca
(1940-1988)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Monat
Anzahl
der Tage
70
72
74
76
78
80
82
84
%
Sonnentage
Nebeltage
bewölkte Tage
Gewittertage
rel. Feuchte in %
2 Steuermodul
15
In der Regenzeit, zwischen Mai und Oktober, fallen 68% der jährlichen
Gesamtniederschlagsmenge, wobei die niederschlagsreichsten Monate Juni, Oktober und
September jeweils 15,3%, 12,9% bzw. 11,8% der Niederschläge erhalten. Die
Durchschnittstemperatur liegt bei 26,9°C, die höch ste relative Luftfeuchte wird im
September mit 82%, die höchste potentielle Evapotranspiration im Juli mit 186mm erreicht
(E
STACÍON CLIMATICA DE
C
ASABLANCA
in S
ANCHEZ
A
MANDO
1991: 25; F
ERNÁNDEZ
L
ORENZO
1999: 77).
Für die Niederschläge in der Regenzeit ist die sommerliche höhere Lage der
Passatinversionsschicht verantwortlich. Aufsteigende Luftmassen können infolge Abkühlung
das Kondensationsniveau erreichen und zu Niederschlägen führen. Auch tropische
Tiefdrucksysteme (sog. Hurrikans) bringen in dieser Zeit Regen (B
AREIS
1998: 13). Diese
zyklonalen Wirbel haben Niederschläge hoher Intensitäten zur Folge (N
EUMEISTER
P
ERES
-
P
EREIRAS
1992: 31).
Die Wahrscheinlichkeit solcher Ereignisse ist besonders in den Monaten September und
Oktober hoch. Zwischen 1800 und 1990 ereigneten sich im Untersuchungsraum 37
Hurrikans (S
ANCHEZ
A
MANDO
1991: 26). Sie stellen nicht nur eine Gefahr für das
menschliche Leben dar, sondern bringen auch erheblichen wirtschaftlichen und
ökologischen Schaden mit sich.
N
EUMEISTER
P
ERES
-P
EREIRAS
(1992: 36) beschreiben ein Ereignis vom Juni 1982 bei
dem in 24 Stunden 700mm Niederschlag fiel. Der Abfluss des Rio Itabo, ca. 30 km östlich
des Rio Cojímar, der im langjährigen Mittel bei 3m³/s liegt, erhöhte sich auf 3000m³/s, was
dem Hochwasserabfluss der Elbe bei Dresden entspricht. Die Folgen waren die Überflutung
des Mündungsbereiches sowie die Beschädigungen von Gebäuden. Der starke Abfluss im
Einzugsgebiet resultierte aus der beinahe völligen Entwaldung und der Nutzung durch
extensive Beweidung des Gebietes.
Abb. 5: Hurrikan Isodore über Cuba (Datum: 20.09.02)
(Quelle:
http://www.visibleearth.nasa.gov./data/ev200/ev
26086 -Isodore.A.2002263) Hurrikans entstehen über
Meeren mit einer Oberflächentemperatur von über 26°C.
Eine zusätzliche Bedingung ist eine scharf ausgeprägte
ITC, in der nord- und süd-hemisphärische Tropik-
luftmassen zusammengeführt werden, was mindestens 8°
vom Äquator entfernt geschehen muss. Dort treffen diese
mit einer aus den Außertropen herangeführten Kaltluft
zusammen, so dass ein Dreimasseneck ausgebildet wird.
Dann kann sich eine tropische Zyklone bilden, die von der
östlichen Höhenströmung mit einer Geschwindigkeit von
20-30 km/h am Südrand des jeweiligen Subtropenhochs
zunächst nach Westen, später nach NW abgeführt wird.
Diese Zyklonen mit Durchmessern zwischen 60 und 200
km bringen Orkane von 120-130 km/h, häufig sogar mehr
als 200 km/h sowie Starkregen von großer Intensität mit
sich (W
EISCHET
1995: 247f.).
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Jahr
- 2004
- ISBN (eBook)
- 9783832486051
- ISBN (Paperback)
- 9783838686059
- DOI
- 10.3239/9783832486051
- Dateigröße
- 9.9 MB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Universität Leipzig – Physik und Geowissenschaften
- Erscheinungsdatum
- 2005 (März)
- Note
- 1,0
- Schlagworte
- ökologie starkniederschläge erosion landnutzung bodenerosion
