Innovative Szenarien zum Wandel der Landnutzung – Simulation von Veränderungen der Landallokation unter dem Einfluss des Klimawandels auf der Landschafts- und der Ökosystemebene

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Knoke
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386807763

Der Landnutzungswandel hat maßgeblichen Einfluss sowohl auf die Biodiversität als auch auf die Ökosystemfunktionen und bildet somit einen wichtigen Aspekt im Rahmen der RESPECT Forschergruppe. Aufbauend auf umfangreichen Vorarbeiten zu Landnutzungsmodellen möchten wir einen Prototyp zur dynamischen Modellierung von Entscheidungen zur Landallokation weiterentwickeln und zur Simulation innovativer Landnutzungsszenarien nutzen. Diese Szenarien berücksichtigen verschiedene Entscheidungskriterien, variierende Erwartungen der Entscheidungsträger und Veränderungen der Eingangsgrößen durch den Klimawandel. Die neuen Modellvarianten sollen Daten aus dem HUMBOL-DT Modell integrieren. Die Eingangsdaten werden über Unsicherheitsräume abgebildet, welche die Variabilität in den Erwartungen der Landnutzer repräsentieren. Als eine wichtige Erweiterung wird das neue Modell auch Aspekte berücksichtigen, die nicht mit der Landnutzung verknüpft sind, wie z.B. Einkommensquellen, die außerhalb der Farm liegen. Mit Hilfe entsprechender Entscheidungskriterien werden soll das vorgeschlagene Projekt wahrscheinliche Szenarien entwerfen, indem die Farmerpräferenzen und Bedürfnisse zur Modellierung verwendet werden. Zudem werden innovative, verbesserte Landnutzungsszenarien durch Optimierungsrechnungen abgleitet, welche Biodiversitätsindikatoren und Indikatoren zu Ökosystemleistungen zusätzlich berücksichtigen. Das Projekt wird schließlich neue Landnutzungstypen vorschlagen, beispielsweise Agroforst Systeme. Die Zusammensetzung und Bewirtschaftung solcher neuen Landnutzungstypen werden mit Hilfe moderner Techniken zur robusten Optimierung multipler Zielsetzungen ermittelt (Ökosystemebene). Die Landnutzungsszenarien werden Informationen zur Veränderung der Landallokation zu Landnutzungstypen liefern, die allerdings nicht räumlich konkret sind. Aufbauend auf diesen Informationen werden daher multikriterielle Optimierungsverfahren angewendet, um die simulierten Veränderungen räumlich konkreten Gitternetzzellen für den Bergregenwald und den Bergtrockenwald zuzuordnen. Zu diesem Zweck wird die Eignung jeder Gitternetzzelle für eine mögliche neue Landnutzung (z.B. bei einer simulierten Ausdehnung der Beweidungsfläche) berücksichtigt. Die Zuordnung baut auf Informationen der Partnerprojekte auf. Der aktuelle Forschungsantrag soll das existierende Landnutzungsmodell um folgende Aspekte erweitern: 1) Veränderungen der simulierten Landallokation aufgrund von durch den Klimawandel geänderten Eingangsinformationen. 2) Ein neues Landnutzungsmodell für den Bergtrockenwald. 3) Einbeziehung von Einkommensmöglichkeiten außerhalb der Farm. 4) Integration neuer, robuster und multifunktionaler Landnutzungstypen (z.B. Agroforst Systeme) und Bewirtschaftungspraktiken. 5) Generierung räumlich expliziter Informationen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2730: Umweltveränderungen in Biodiversitäts-Hotspot-Ökosystemen Süd-Ecuadors: Systemantwort und Rückkopplungseffekte (RESPECT)
• Internationaler Bezug: Ecuador
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Nikolay Aguirre; Dr. Luz Maria Castro; Dr. Wilman Santiago Ochoa; Dr. Ximena Palomeque