Weiterentwicklung mechanistischer Landnutzungsmodelle zur Abschätzung des Potentials von Agroforstwirtschaft für eine verbesserte Bereitstellung ökologischer und ökonomischer Funktionen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Carola Paul
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 388768018

Agroforstwirtschaft wird als bedeutende Möglichkeit angesehen, um die steigende Nachfrage nach Nahrungsmitteln und Energie zu stillen und gleichzeitig vielfältige Ökosystemdienstleistungen bereit zu stellen. Die bisherige Agroforstforschung hat sich oft auf die Feldebene beschränkt. Gleichzeit fordern Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger die Entwicklung multifunktionaler Landschaften. Die Forschungsidee dieses Vorhabens ist es, mit Hilfe von mechanistischen Landnutzungsmodellen die Rahmenbedingungen zu identifizieren, unter welchen Agroforstwirtschaft Landnutzungskonflikte reduzieren kann. Ziel ist die Untersuchung des idealen Diversifikationsgrades auf der Feld, Betriebs- und Landschaftsebene, um betriebliche und gesellschaftliche Ziele in Einklang zu bringen. Zu diesem Zweck werden moderne ein- und mehrkriterielle Optimierungsansätze weiterentwickelt, welche die Einbeziehung von Unsicherheiten in die Landnutzungsentscheidung erlauben. Ein erster Prototyp soll für eine typische tropische Landschaft im Osten Panamas entwickelt werden. Dazu soll ein Modellierungsansatz auf Landschaftsebene zunächst die Frage klären wie viel agroforstwirtschaftliche Fläche für ein multifunktionales Landnutzungsportfolio wünschenswert wäre, um Zielkonflikte zwischen Ökosystemdienstleistungen zu reduzieren (multikriterielles Modell). Das Betriebsmodell wird dann untersuchen wie Agroforstwirtschaft ausgestaltet sein sollte, um als effizienter Teil des Betriebsportfolios die (voraussichtlich ökonomischen) Ziele des Landbesitzers zu erfüllen. Dazu werden verschiedene bereits verbreitete und neuartige Agroforstsysteme und Layouts mit Hilfe des prozessbasierten Modells WaNuLCAS simuliert und entsprechend den identifizierten Kriterien vorausgewählt. Schließlich wird die Zusammensetzung der Landnutzungsportfolios, als auch die Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen zwischen den aggregierten Betriebsmodellen und dem Landschaftsmodell verglichen. Die zentrale Fragestellung ist, ob die Einbeziehung von Agroforstsystemen mögliche Unterschiede und Konflikte abmildern kann.Die Innovation dieses Vorhabens ist die Betrachtung von Agroforstwirtschaft als Teil einer diversifizierten Landnutzung. Zudem werden verschiedene Arten der Unsicherheiten in den Entscheidungsprozess einbezogen. Die Anwendung robuster Optimierungsalgorithmen erlaubt eine deutliche Reduzierung der Komplexität im Vergleich zu alternativen Modellierungsansätzen und ermöglicht daher die gleichzeitige Betrachtung einer großen Zahl an Landnutzungsalternativen. Die vorgeschlagene Forschungsrichtung könnte somit zur Entwicklung resilienter und multifunktionaler Landschaften beitragen und wichtige Hinweise für die zukünftige Agroforstforschung liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen