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Waldkonversion und Bodendegradation im tropischen Tiefland von Ostbolivien

GIS-gestützte Analyse zur Regionalisierung der Bodendegradation im Department Santa Cruz

dc.contributor.advisorGerold, Gerhard Prof. Dr.de
dc.contributor.authorKrüger, Jens-Peterde
dc.date.accessioned2006-04-21T15:24:29Zde
dc.date.accessioned2013-01-18T11:26:11Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:14Zde
dc.date.issued2006-04-21de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B32F-Ade
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-2367
dc.description.abstractDas Ziel der Studie war, auf der Grundlage existierender Bodenuntersuchungen sowie allgemein verfügbarer Daten und Angaben aus der Literatur, die durch ackerbauliche Nutzung ausgelösten Prozesse der Bodendegradation (Verlust organischer Bodensubstanz [SOM], Bodenverdichtungen) im tropischen Tiefland von Ostbolivien zu quantifizieren und regional darzustellen. Zudem wurde eine allgemeine Abschätzung der Bodenerosionsgefährdung durch Wind vorgenommen.Methodisch wurde die Landnutzungsentwicklung zwischen 1984 und 2001 ermittelt und wesentliche Bodeneigenschaften (Bodenart, organische Bodensubstanz, Lagerungsdichte) auf Grundlage eines digitalen Geländemodells (DGM) und klimatischer Parameter räumlich generiert und mit, aus der Literatur abgeleiteten, Größenordnungen potenzieller Änderungen in Beziehung gesetzt. Das potenzielle Winderosionsrisiko wurde über Erodibilität der Böden und die Erosivität der Winde bestimmt.Im Untersuchungszeitraum wurden ca. 13.000 km2 Primärwald gerodet und fast ausschließlich in eine ackerbauliche Nutzung überführt. Allein auf den Zeitraum von 1992-2001 entfallen gut vier Fünftel der seit 1984 festgestellten Rodungen. Die Abholzungsraten im nördlichen Untersuchungsgebiet zählten in den 1990er Jahren weltweit mit zu den höchsten. Die ältesten Anbauflächen befinden sich in der ersten landwirtschaftlichen Entwicklungszone (zentrale Zone). Von diesen sind annähernd 700 km2 wegen der fortschreitenden Bodendegradation nicht mehr rentabel zu bewirtschaften und werden allenfalls noch als extensives Weideland genutzt.Als ursächlicher Prozess des fortschreitenden Produktivitätsverlustes der Böden wurden konventionelle Bodenbearbeitungspraktiken (regelmäßiger Pflugeinsatz) identifiziert, infolge derer sich das Ausgangsniveau der organischen Substanz im Oberboden innerhalb von nur zwei Dekaden durchschnittlich um die Hälfte verringert. Die Analyse der Bodenverdichtung dokumentiert, dass in Abhängigkeit von der mechanischen Beanspruchung bei allen Bodenarten des Untersuchungsgebietes Verdichtungen auftreten können. Die relative Zunahme der Lagerungsdichte beträgt nach langjähriger Bewirtschaftung im Mittel zwischen 14-43 %. Einzig im kleinbäuerlichen slash and burn System konnten keine negativen Veränderungen der bodenphysikalischen Eigenschaften festgestellt werden. Der Anteil potenziell erosiver Winde liegt in der zentralen Zone im Jahresverlauf bei 14 % und steigt in der Trockenzeit auf 21 %. Im Norden und Osten sind die Windverhältnisse moderater. Der Anteil erosiver Windgeschwindigkeiten liegt dort zwischen 1-4 % pro Jahr, in der Trockenzeit bei maximal 8 %. Mit Blick auf die pedologischen Eigenschaften sind Böden mit Feinsandgehalten von über 60 Gew.-% und Aggregatanteilen von unter Gew.-15 % am leichtesten vom Wind erodierbar.Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die regelmäßige Pflugbewirtschaftung in tropischen Breiten zu einem raschen Verlust der natürlichen Bodenproduktivität führt. In diesem Zusammenhang muss, aufgrund der positiven chemischen (Nährstoffspeicher) und physikalischen (Aggregatstabilität) Bodeneigenschaften, besonders der schnelle Abbau der organischen Substanz im Boden als kritisch bewertet werden. Als Alternative sollte ein Wechsel von konventioneller zu konservierender Bodenbearbeitung, die in der industriellen Landwirtschaft anderer tropischer und subtropischer Länder schon länger erfolgreich betrieben wird, auch in Ostbolivien in Betracht gezogen werden. Nur eine bodenschonende Bearbeitung kann die natürliche Fruchtbarkeit der Böden in diesen Breiten langfristig erhalten und damit auch ihre Funktion als Produktionsstandort sichern.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.htmlde
dc.titleWaldkonversion und Bodendegradation im tropischen Tiefland von Ostboliviende
dc.title.alternativeGIS-gestützte Analyse zur Regionalisierung der Bodendegradation im Department Santa Cruzde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedForest conversion and soil degradation in the tropical lowland of Eastern-Boliviade
dc.contributor.refereeCyffka, Bernd Prof. Dr.de
dc.date.examination2006-01-20de
dc.subject.dnb550 Geowissenschaftende
dc.description.abstractengThe objective of the present study was to assess the main types of soil degradation such as nutrient decline (e.g. soil organic matter) and soil compaction caused by different land use systems, as well as the susceptibility of the soils to wind erosion in the tropical lowlands of Eastern-Bolivia.To obtain information about current and former land uses (period: 1984-2001) and the applied cultivation system (e.g. small holder, industrial farming) several Landsat images were analyzed. The main soil properties (soil texture, soil organic matter, bulk density) were spatially predicted using terrain attributes and climate variables. Relative changes in soil properties (soil organic carbon, total nitrogen and bulk density) following cultivation of previously untilled soils, were derived using data from a literature review and local soil studies. To assess the current state of specific soil properties, the rates of change were related to the respective initial level. The potential risk of wind erosion was assessed by the relative soil erodibility and the wind erosivity.Within the study area, approximately 13.000 km2 forest were converted to agricultural use between 1984 and 2001. About four-fifths of the total deforestation account solely for the period off 1992 to 2001. In the northern sector, the estimated deforestation rates during the 1990s were among the highest in the world. The older cropping areas are located closer to the city of Santa Cruz, in the so-called central zone . Due to ongoing soil degradation processes, approximately 700 km2 of land in this sector are currently not profitable for cultivation anymore and hence mostly turned into extensive pasture land.Conventional tillage (plow-based systems) has been identified as the principal factor responsible of triggering soil degradation in the Santa Cruz region. This technique led to an average loss of about 50 % of organic matter in the topsoil within only two decades of continuous cropping. The analysis of soil compaction in the study area has shown, that under mechanized cultivation severe compaction with a negative impact on plant growth and yields can occur in all soil types. The mean relative increase of topsoil bulk density was between 14 and 43 %. No negative changes in physical soil properties were observed for the traditional slash and burn system.About 14 % of the winds in the central zone are highly erosive, with a proportion of 21 % during the dry season. In contrast, the mean proportion of erosive wind speeds in the northern and eastern part of the study area only accounts for 1-4 %, with a maximum of 8 % during the dry season. Regarding the textural properties, soils that contain 60 % or more fine sand and a proportion of aggregates less than 15 % are most susceptible to wind erosion. The results of the study show, that conventional farming practices under tropical and subtropical conditions lead to a rapid loss of soil fertility. In this context the rapid loss of soil organic matter is of particular importance, because of its positive function in the maintenance as well as improvement of many chemical (e.g. nutrient pool) and physical (e.g. aggregate stability) soil properties. A possible alternative to maintain soil organic matter pools in tropical agriculture consists of the conversion from conventional to conservation tillage management systems, which have already been successfully applied in other tropical or sub-tropical countries for a long time. These techniques should be taken into account for future agricultural practices in Eastern-Bolivia. Only soil conservation practices maintain long-term soil fertility and thus productivity in areas with warm climates.de
dc.title.alternativeTranslatedGIS-based analysis for regionalization of soil degradation in the Santa Cruz departmentde
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerBodendegradationde
dc.subject.gerAbholzungde
dc.subject.gerHumusverlustde
dc.subject.gerVerdichtungde
dc.subject.gerWinderosionde
dc.subject.gerBoliviende
dc.subject.gerGISde
dc.subject.engsoil degradationde
dc.subject.engdeforestationde
dc.subject.engSOM-lossde
dc.subject.engsoil compactionde
dc.subject.engwind erosionde
dc.subject.engBoliviade
dc.subject.engGISde
dc.subject.bk38.09de
dc.subject.bk38.60de
dc.subject.bk74.48de
dc.subject.bk74.26de
dc.subject.bk43.70de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-704-5de
dc.identifier.purlwebdoc-704de
dc.affiliation.instituteFakultät für Geowissenschaften und Geographiede
dc.subject.gokfullQGX 544: Bolivien {Geographie}de
dc.subject.gokfullQBD 700: Geoinformationssysteme {Geographie}de
dc.subject.gokfullQDH 300: Angewandte Bodenkundede
dc.subject.gokfullQDN 300: Landschaftsökologie {Geographie}de
dc.identifier.ppn579209202de


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