Einsatzmöglichkeiten von GIS zur Aufstellung großräumiger,
agrarökologischer Wasserbilanzen anhand eines Fallbeispiels aus der Provinz
Yunnan/VR China
Seminar Geoinformation WS 00/01
Referentin: Iris Galler
06.11.2000
1. Einführung
Feststellung der landwirtschaftlichen Tragfähigkeit einer Region mit Hilfe einer Wasserbilanz
Einteilung in Gebiete unterschiedlicher Nutzbarkeit für die Landwirtschaft
graphische Darstellung
Übersicht und Entscheidungshilfe
Aufstellung der Wasserbilanz mit Hilfe von GIS
2. Allgemeine Begriffe
Wasserbilanz =
Wassergewinn einer Pflanze
durch Bodenwasser und Niederschlag
Wasserverlust einer Pflanze
durch Transpiration
Wassergewinn - Wasserverlust
2. Allgemeine Begriffe
agrarökologische Wasserbilanz =
Diese Wasserbilanz muß 3 flächenhafte Angaben enthalten:
Wasserbilanz landwirtschaftlich
genutzter Flächen
2. Allgemeine Begriffe
1. die von den angebauten Pflanzen benötigte
Wassermenge (Soll)
2. den Grad der tatsächlichen Wasserversorgung
durch Niederschlag und Bodenwasser (Ist)
3. den Bedarf an Bewässerungswasser, der zum Erzielen
eines maximal möglichen Ertrages zusätzlich zum
Niederschlag notwendig ist (Soll - Ist)
2. Allgemeine Begriffe
Regenfeldbau =
Aussaat erfolgt vor der Regenzeit
Form der Ackerlandnutzung
in feuchten und wechselfeuchten Gebieten
3. Die Provinz Yunnan
Geographie: Südwesten (21° - 29° nördl. Breite)
grenzt an Vietnam, Laos, Birma
436.200 km²
Morphologie: im Westen: Gebirge
im Osten: Karstplateau
3. Die Provinz Yunnan
Klima: zwischen Tropen und Subtropen
überwiegend Landwirtschaft,
insb. Anbau von Reis, Mais & Weizen
Bevölkerung: zu einem Drittel nichtchinesische
Minderheiten
Nutzung:
warmgemäßigtes Monsunklima
4. Arbeitsmethodik
interne Arbeitsschritte (GIS):
a) Digitalisierung topogr. Karten & Bodenkarten
b) Erstellung d. digitalen Höhenmodells (DHM)
c) Verschneidung: DHM & Bodenkarte
d) Klassifikation und Ausgabe
4. Arbeitsmethodik
externe Arbeitsschritte:
e) Ableitung klimatologischer Mittelwerte
f) Berechnung der Wasserbilanz
4. Arbeitsmethodik
Daten aus GIS steuern externe Berechnungen
Ergebnisse wirken modifizierend auf das GIS
Wechselwirkung
4. Arbeitsmethodik
a) Digitalisierung topogr. Karten & Bodenkarten
in Form von „Höhenschichtpolygonen“ mit Identifikationsnummern
b) Erstellung d. digitalen Höhenmodells (DHM)
4. Arbeitsmethodik
e) Ableitung klimatologischer Mittelwerte
monatliche Werte für
Temperatur
potentielle Evapotranspiration (ET0)
Niederschlag
digitales Klimamodell
4. Arbeitsmethodik
c) Verschneidung: DHM & Bodenkarte
FAO-UNESCO-“Soil map of the world“
digitales agrarökologisches Modell
Einteilung in Gebiete verschiedener max. Bodenwassergehalte
414 Polygone
4. Arbeitsmethodik
Feldarbeit
Erstellung von Pflanzkalender:
• erfassen Anbauform und räuml. Verteilung
aus denen die maximale Evapotranspiration (ETm) berechnet wird
• kc-Werte können abgeleitet werden,
• erfassen Beginn und Dauer der Anbausaison
4. Arbeitsmethodik
interne Daten sind die individuellen Daten der einzelnen Polygone
externe Daten sind die Daten, die auf jedes Polygon bezogen werden müssen (Angaben aus der Feldarbeit)
Verknüpfung mit pointer über die Identifikationsnummern
4. Arbeitsmethodik
f) Berechnung der Wasserbilanz
Wasserangebot Wasserbedarf (ETm)
Ertragsindex Yi
Hauptergebnisse: Gesamtwasserbedarf
Ertragsindex
Bewässerungsbedarf
4. Arbeitsmethodik
Berücksichtigung thermischer Bedingungen
Ergebnis: 5 Klassen
erfolgt als kartographische Darstellung
d) Klassifikation und Ausgabe
Ausgabe
5. Zusammenfassung
• Unterteilung in westliche Hälfte (geeignet)
und östliche Hälfte (weniger geeignet)
• Grenze stimmt mit klimatischer Trennungslinie überein
• Hochlage ist nicht immer schlechter geeignet
• Mais hat nur geringfügig kleineren Ertragsindex Yi
als Reis Maisanbau erweitern
5. Zusammenfassung
• Einbeziehung sozioökonomischer Daten
• Erweiterung durch Einbeziehung von Satellitendaten
• direkter Zugriff externer Programme auf das GIS
Verbesserungsmöglichkeiten:
Alles klar?!
digitales Höhenmodell Höhenschichten
digitales Klimamodell Niederschlag
Temperatur Evapotranspiration
digitales agraökol. Modell Verdunstungssummen
Wasserbilanzen Bewässerungsbedarf Ertragsabschätzung
Klassifikation Tabellen Kartenprodukte
Höhendiagramm Niveaumittelwerte von
Niederschlag Temperatur
Evapotranspiration
digitales Bodenkarte max. Bodenwassergehalt
Wasserbilanzberechnung Beginn der Anbausaison
effektiver Niederschlag kc-Werte
ARC/Info-Cover
Externe Datenbank und/oder externes
Programm
Ausgabevorgang