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Kohlendioxid- und WasserflĂŒsse ĂŒber semiarider Steppe in der Inneren Mongolei (China)
Die semiaride Steppe der Inneren Mongolei (China) ist ein gefĂ€hrdetes Ăkosystem. Der Wandel vom traditionellen nomadischen Lebensstil hin zur konventionellen Landwirtschaft ĂŒberlastet die Steppe und fĂŒhrt zu Degradierung und Desertifikation. Besonders die intensive Beweidung belastet die weiten GrasflĂ€chen und mindert deren natĂŒrliches Potential Kohlen-stoff (C) im Boden zu speichern.
Um den Einfluss unterschiedlicher BeweidungsintensitĂ€ten auf die semiaride Steppe zu untersuchen, wurden im Rahmen des Projektes Matter fluxes in grasslands of Inner Mongolia as influenced by stocking rate (MAGIM) das Einzugsgebiet des Xilin Flusses in der Inneren Mongolei von 2004 bis 2009 untersucht. DafĂŒr wurden u. a. meteorologische und Eddykovarianz-Messungen an definierten Standorten durchgefĂŒhrt. Ziel dieser Messungen war es, die Unterschiede im Energiehaushalt und den Kohlendioxid- und WasserflĂŒssen (CO2- und H2O-FlĂŒsse) fĂŒr die dominanten Steppenarten und unter verschiedenen BeweidungsintensitĂ€ten zu erfassen. Die SchlieĂung der Energiebilanz ergab eine SchlieĂungslĂŒcke von 10 â 30% in AbhĂ€ngigkeit der meteorologischen Bedingungen, wobei die LĂŒcke unter feuchten Bedingungen kleiner ist. Die gemessenen CO2- und H2O-FlĂŒsse sind klein im Vergleich zu GraslĂ€ndern in den gemĂ€Ăigten Zonen und reagieren sensitiv auf VerĂ€nderungen der Einflussfaktoren. Dabei ist die Evapotranspiration (ET) eng an den eingehenden Niederschlag (P) gekoppelt und ĂŒber lĂ€ngere ZeitrĂ€ume wie ein Jahr entspricht ET dem P (ET: 185,7 mm a-1 bis 242 mm a-1; P: 138 mm a-1 bis 332 mm a-1). Die Jahressummen fĂŒr den Nettoökosystemaustausch (NEE) reichen von -10,7 g C m-2 a-1 (2005) bis -67,5 g C m-2 a-1 (2007) fĂŒr die unbeweidete Steppe und charakterisieren diese als eine leichte Nettosenke fĂŒr atmosphĂ€risches CO2. GrundsĂ€tzlich zeigt die unbeweidete Steppe eine höherer C-Sequestrierung (maximale C-Sequestrierung im Mittel -0,06 g C m-2 s-1) als die beweidete Steppe (maximale C-Sequestrierung im Mittel -0,02 g C m-2 s-1).
Die Messergebnisse zeigen, dass die Steppe unter trockenen VerhĂ€ltnissen zur CO2-Quelle wird, unter erhöhten Niederschlagsbedingungen zur CO2-Senke und die Beweidung die C-Sequestrierung des Ăkosystems unter beiden Bedingungen einschrĂ€nkt. Im Vergleich der beiden Steppenarten (Leymus chinensis und Stipa grandis) konnte fĂŒr Leymus chinensis eine höhere Trockentoleranz beobachtet werden. Diese fĂŒhrt zu einer höheren C-Sequestrierung unter trockeneren VerhĂ€ltnissen. UnabhĂ€ngig von der Steppenart sind die wichtigsten EinflĂŒsse auf das Ăkosystem die Bodenfeuchte, die vom eingehenden P abhĂ€ngt, die Temperatur (T) und die Beweidung. Diese Faktoren können dabei nicht unabhĂ€ngig voneinander betrachtet werden. Der Einfluss durch die Beweidung beeinflusst das Ăkosystem nachhaltig, wobei die IntensitĂ€t und die Dauer (Jahre) der Beweidung entscheidend sind, da nicht nur die oberirdische Biomasse reduziert wird, sondern gleichzeitig die Bodeneigenschaften.
Um die SensitivitĂ€t auf den CO2- und H2O-Austausch der semiariden Steppe ĂŒber die Messungen hinaus abzuschĂ€tzen, wurden Simulationen mit den Modellen BROOK90 und DAILYDAYCENT (DDC) durchgefĂŒhrt. Beide Modelle konnten gut an die Bedingungen der semiariden Steppe angepasst werden, wobei die Ăbereinstimmung zwischen der gemessenen und modellierten ET fĂŒr BROOK90 besser war (r2 = 0,7) als fĂŒr DDC (r2= 0,34). Beide Modelle konnten gut die Dynamik der ET-Messungen wiedergeben. Die SensitivitĂ€tsanalyse hat gezeigt, dass die Beziehung zwischen P und ET entscheidend fĂŒr das Ăkosystem ist und sich Ănderungen in der T nur zum Ende und Beginn der Vegetationsperiode auf den Wasseraustausch auswirken.
DDC konnte sehr gut den gemessenen CO2-Austausch simulieren. Die Ergebnisse zeigen die SensitivitĂ€t gegenĂŒber den klimatischen Faktoren T, P und der Beweidung. Die CO2-FlĂŒsse werden durch hohe BeweidungsintensitĂ€ten so stark minimiert, dass andere Einflussfaktoren dahinter zurĂŒcktreten. Bei leichten BeweidungsintensitĂ€ten wirkt sich dagegen besonders der P auf die Austauschprozesse aus. Die DDC-Ergebnisse zeigen, dass unter den derzeitigen Bedingungen der bodenorganische Kohlenstoff (SOC) verringert wird, also C aus dem Boden freigesetzt wird. Auch unter unbeweideten VerhĂ€ltnissen steigt der SOC nicht wieder auf das Ausgangsniveau (von vor der Beweidung) an. Die Ergebnisse zeigten, dass die C-Sequestrierung der Steppe nur erhöht werden kann, wenn der P steigt, die T in einem Optimumbereich (+/- 2°C) bleibt und die Beweidung minimiert wird.
Die Messungen und Modellergebnisse zeigen, dass der Niederschlag der limitierende Faktor der semiariden Steppe ist. P bestimmt die Bodenfeuchte, diese wiederum beeinflusst das Pflanzenwachstum und somit den CO2- und H2O-Austausch der Pflanzen. Die Beweidung strapaziert das Ăkosystem und reduziert dadurch die CO2- und H2O-FlĂŒsse und verĂ€ndert die Bodeneigenschaften nachhaltig. UnabhĂ€ngig von der klimatischen Entwicklung, ist die derzeitige ĂŒberwiegend hohe BeweidungsintensitĂ€t der Steppe eine Belastung fĂŒr das Ăkosystem und schrĂ€nkt das Pflanzenwachstum langfristig ein, was u. a. die Desertifikation begĂŒnstigt.Semiarid grasslands in Inner Mongolia (China) are degrading. The change from the traditional Nomadic lifestyle to conventional agriculture stresses the semiarid grasslands and increases desertification. In particular, intense grazing of the semiarid grasslands reduces their potential of storing carbon (C) in the soil.
In the project Matter fluxes in grasslands of Inner Mongolia as influenced by stocking rate (MAGIM) a team of scientists researched the catchment area of the Xilin River to investigate impacts of different grazing intensities on semiarid grasslands. Meteorological and eddy covariance measurements took place from 2004 to 2009. The aim of the measurements was to examine the energy balance and the exchange of the carbon dioxide (CO2) and water (H2O) fluxes of the dominant grasslands in Inner Mongolia under different grazing intensities. The energy balance could be closed by 70 â 90% depending on the driving factors. The energy balance shows a smaller gap for moist conditions. The CO2 und H2O fluxes in the study area are much smaller than in temperate grasslands and show a high sensitivity towards the driving factors. Evapotranspiration (ET) is closely connected to the precipitation (P) and over longer periods of a year or more, ET nearly matches P (ET: 185.7 mm a-1 to 242 mm a-1; P: 138 mm a-1 to 332 mm a-1). The annual net ecosystem exchange (NEE) of ungrazed grassland ranges from -10.7 g C m-2 a-1 (2005) to -67.5 g C m-2 a-1 (2007), which makes the grassland a small CO2-sink. Overall, ungrazed grassland shows higher C sequestration (averaged maximum -0.06 g C m-2 s-1) than grazed grassland (averaged maximum -0.02 g C m-2 s-1).
The measurements show the semiarid grassland as a CO2-source under dry conditions and as a CO2-sink under moist conditions, while grazing decreases the C sequestration for both climatic conditions. A comparison of the two dominant steppe types (Leymus chinensis and Stipa grandis) showed a higher tolerance for Leymus chinensis under dry conditions, which resulted in higher C sequestration for this vegetation. Besides the steppe type, the main driving factors are P, temperature (T) and grazing. These factors can not only be considered in isolation, but cross correlation needs to get considered as well. Grazing affects the sustainability of the ecosystem, with an increasing impact due to grazing intensity and duration (years). The impact of grazing influences the vegetation directly and shows indirect impacts for the soil properties.
Simulations with the models BROOK90 and DAILYDAYCENT (DDC) enable a sensitivity analysis of CO2 and H2O fluxes of the semiarid grassland. Both models performed well, but BROOK90 showed a better fit to observed ET (r2 = 0.7) than DDC (r2= 0.34). Both models simulated the dynamics of the measured ET well. The sensitivity analysis showed a close relationship between P und ET and a smaller impact on ET due to a change in T. DDC performs well in the simulation of CO2 exchange dynamics of the semiarid grassland. The results show for high grazing intensities a decreasing influence of the other driving factors. A change in P has an influence on CO2 and H2O fluxes under low grazing intensities. The results also show a decrease in soil organic carbon (SOC) as grazing intensity increases (under current climatic conditions). An increase in SOC could only be achieved under an increase in P, an optimum T and low grazing intensities.
The measurements and results of the simulations indentify P as the main driving factor controlling the CO2 and H2O fluxes in the semiarid grassland. P influences the soil moisture and this influences plant growth, which governs the CO2 and H2O exchange of the vegetation. Grazing decreases the CO2 and H2O exchange and affects the soil properties in the long term. Besides climate change, the current high grazing intensities of the semiarid grassland have a negative impact on the ecosystem, decreasing plant growth and increasing desertification
Dauernachtarbeit: Eine Sichtung des vorhandenen Wissenstandes mit Thesen, Empfehlungen & Forschungsfragen
Im Falle der Dauernachtarbeit, also einer dauerhaften Schichtarbeit bei Nacht, ste-hen begrĂŒndete BefĂŒrchtungen erheblicher Nachteile anderen Sichtweisen gegen-ĂŒber. Dieser Artikel beruht auf einer umfassenden Literatursuche und einer breiten Diskussion in der Arbeitszeitgesellschaft. Es werden von Expertinnen und Experten konsensual abgestimmte Thesen zu der Wirkung von Dauernachtarbeit sowie zum Forschungsbedarf vorgestellt. Das Kernergebnis der Diskussion ist, dass Dauer-nachtarbeit in den meisten FĂ€llen problematisch ist, aber auch Konstellationen exis-tieren, bei denen die Dauernachtarbeit wenig problematisch oder vielleicht sogar po-sitiv fĂŒr manche Personen wirkt. Es besteht ein erheblicher Forschungsbedarf, um hier ein klares Bild zu gewinnen
Editorial: Vielfalt der Arbeitszeiten
Editorial zum Schwerpunktheft "Vielfalt der Arbeitszeiten
CCAFS-MOT - A tool for farmers, extension services and policy-advisors to identify mitigation options for agriculture
This work was implemented as part of the CGIAR Research Program on Climate Change, Agriculture and Food Security (CCAFS), which is carried out with support from CGIAR Fund Donors (RG12839-10) and through bilateral funding agreements. For details please visit https://ccafs.cgiar.org/donors. The views expressed in this document cannot be taken to reflect the official opinions of these organizations. This work has also been partially funded by the UK Natural Environment Research Council (NERC).Peer reviewedPublisher PD
Arbeitszeitentwicklungen in Deutschland, Ăsterreich und der Schweiz
Editorial des Schwerpunktheftes "Arbeitszeitentwicklungen in Deutschland, Ăsterreich und der Schwei
Assessing the economic and mitigation benefits of climate-smart agriculture and its implications for political economy: a case study in Southern Africa
Environmental impacts of dietary shifts in India :: a modelling study using nationally-representative data
Funding LAâs studentship is funded through the Leverhulme Centre for Integrative Research on Agriculture and Health. This study contributes to the Sustainable and Healthy Diets in India (SADHI) and the Sustainable and Healthy Food Systems (SHEFS) programmes supported by the Wellcome Trustâs Our Planet, Our Health programme (grant numbers: 103932 and 205200/Z/16/Z). The funders of this study had no role in study design, data collection, data analysis, data interpretation, or writing of the report. Acknowledgments LA designed the study in discussion with RG and AH, as part of his doctoral thesis. LA analysed the data and drafted the paper. EJMJ, FH, SV and JH contributed environmental footprint data. All authors were involved in critical revisions of the paper, and approved the final version. LA had final responsibility for the decision to submit for publication.Peer reviewedPublisher PD
Evaluation of the ECOSSE Model for Estimating Soil Respiration from Eight European Permanent Grassland Sites
Acknowledgments We are grateful to Lukas Hörtnagl, Keller Sabina, Shiva Ghiasi and people from other investigated sites for providing us with the data. Funding This work is funded by the Super-G project (funded under EU Horizon 2020 programme: project number 774124).Peer reviewedPublisher PD
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