Systemischer Modellierungsansatz dient Optimierung von Boden- und Wassermanagement im südlichen Afrika

Mit vielen neuen Kontakten und Ideen für die Zusammenarbeit zum Themenkomplex Boden und Wasser im Gepäck ist Dr. Johan van Tol, Associate Professor an der südafrikanischen University of the Free State in Bloemfontein, gemeinsam mit seiner Frau und seinen drei Kindern nach Hause zurückgekehrt. Als „Dresden Fellow 2019“ war er im Juli für einen Monat am Institut für Bodenkunde und Standortslehre der TU Dresden zu Gast und vor allem auf der Suche nach Wissenschaftspartnern, die vorhandene Daten in computergestützte Modelle und Simulationen überführen können. Damit ließen sich in diversen Szenarien die Wechselwirkungen zwischen Boden und Wasser abbilden. Am Institut fand er mit Dr. Stefan Julich den passenden Partner. Die Modelle dienen unter anderem bei der nachhaltigen Entwicklung der südafrikanischen Agrarbranche, die van Tol schon immer gern mitgestalten wollte: „If you know, how to manage soils, you know how to do sustainable agriculture.“ Insbesondere die abgestimmte Optimierung von Boden- und Wassermanagement im Hinblick auf die Auswirkungen des Klimawandels spielt dabei eine Rolle.

Dr. van Tol betrachtet in seiner Forschungsrichtung, der Hydropedologie, die Wechselwirkungen zwischen Boden und Wasser – insbesondere der Wasser- und Sedimenttransport entlang von Hängen – aus einer gesamtheitlichen systemischen Perspektive. Aus Bodenuntersuchungen leitet er ab, wie sich z. B. der Wasserfluss im Boden verhält und wie lange das Wasser dort verbleibt. „What you see in the soil, tells you a story. Every soil has a story“, veranschaulicht van Tol seine Leidenschaft für sein Forschungsthema. Mit seinem gesamtheitlichen Ansatz lassen sich Veränderungen im System Atmosphäre-Vegetation-Boden in Folge menschlicher Eingriffe etwa durch Landwirtschaft oder im Bergbau auf den Wasserkreislauf beschreiben. Daraus kann er unter anderem grundsätzliche Informationen für das Wassermanagement in der Landwirtschaft gewinnen. Bei seinen Forschungsaktivitäten legt van Tol ein besonderes Augenmerk auf die Auswirkungen des Klimawandels auf die Region um Kapstadt. „It´s the reality of climate change. Capetown will be one of the first cities in the world without water“, unterstreicht van Tol die Dringlichkeit einer optimierten Nutzung der vorhandenen Wasserressourcen in seiner Heimat. Im Kontrast zum voranschreitenden Bevölkerungswachstum und damit einem steigenden Nahrungsmittel- sowie Wasserbedarf in der Landwirtschaft, steht der zu beobachtende Rückgang im Jahresniederschlag. Hingegen häufiger werdende Extremereignisse führen zu Überflutungen und verstärkter Bodenerosion.

In möglichen Modellszenarien lassen sich Auswirkungen wie etwa die Entwaldung von Hanglagen, eine intensivierte landwirtschaftliche Bodenbearbeitung oder Bergbauaktivitäten auf naheliegende Gewässer und die darin lebenden Organismen abschätzen. Gleichzeitig kann damit die Landnutzung so angepasst werden, dass möglichst wenige Folgeschäden für die Umwelt entstehen.

Bei einem deutsch-süfafrikanischen BMBF-Workshop zum Thema Anpassung an den Klimawandel im Dezember 2018 lernten sich Prof. Dr. Karl-Heinz Feger, Leiter des Instituts für Bodenkunde und Standortslehre, und Dr. van Tol kennen. Zusammen mit 12 weiteren Partnern, darunter auch mittelständische Unternehmen, reichten sie im Mai dieses Jahres beim BMBF einen Verbundforschungsantrag zu diesem topaktuellen zukunftsweisenden Thema ein.

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Karl-Heinz Feger
Institut für Bodenkunde  und Standortslehre
Tel.  (+49)  351 463 31806
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