Agroforstsysteme im Klimawandel

Agroforstsysteme im Klimawandel
Freese, Böhm, Quinkenstein, Repmann, Wöllecke

Nachhaltige Produktion von Bioenergie:
‐ Integrierte Landnutzung für die Produktion von energetisch
und stofflich verwertbarer Biomasse und Nahrungsmitteln
‐ Erhalt von Kulturlandschaften
‐ Erhöhung der Biodiversität
‐ Erhöhung von Grundwasserqualität und
Grundwasserneubildung
‐ Entstehung eines neuen landschaftlichen Leitbildes
These:
Agroforstsysteme haben ein hohes Potential für die
Bereitstellung von Biomasse bei gleichzeitig hoher Effizienz der
Ressourcennutzung und Erbringung von Umweltleistungen.
Agroforstsysteme sind eine ökonomisch tragfähige und politisch
konsensfähige Alternative zu traditionellen Formen der
Landnutzung.

Kurzumtriebsplantagen
Kurzumtriebsplantagen sind
Anpflanzungen von schnell
wachsenden Baumarten bzw.
Sorten, die innerhalb kurzer
Umtriebszeiten hohe Erträge
holzartiger Biomasse liefern.
(bei ausschließl. energetischer
Verwertung = Energiewald)

Agroforstsysteme
Bei einem Agroforstsystem handelt es sich
um ein Landnutzungssystem, daß sowohl
Elemente der Forstwirtschaft (mehrjährige,
verholzte Pflanzen) als auch der Landwirtschaft
(einjährige landwirtschaftliche Nutzpflanzen, Grünland)
auf einer Bewirtschaftungsfläche integriert.
Quelle: BUND Lemgo, 2008
Quelle: wikipedia, 2008
Beispiele: Hutewälder/ Dehesas,
Streuobstwiesen, Alley-Cropping
Quelle: wikipedia, 2008
Quelle: Dupraz, 2005

5 Typen Agroforstsysteme
• Alley Cropping/Intercropping
– rows of trees among rows of
crops
• Forest Farming
– shade-tolerant crops planted in
forests
• Riparian Forest Buffer
– forest along perimeter of streams
and lakes
• Silvopasture
– pasture in the forest
• Windbreak
– forest around perimeter of
agricultural field
(USDA National Agroforestry Center)
Main
Focus of
Recent
Research
www.ncga.com
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Agroforstsystem Alley-Cropping
Alley-Cropping ist ein Agroforstsystem, bei dem holzartige Pflanzen in
Heckenstrukturen angepflanzt und die dazwischen befindlichen Ackerstreifen
mit landwirtschaftlichen Kulturen bestellt oder als Grünland genutzt werden

Agroforstsystem Alley-Cropping
teilweise Beerntung der Gehölzstreifen gewährleistet dauerhafte
Windschutzwirkung

Alley-Cropping – Versuchsfläche Welzow-Süd
Norden
Ackerstreifen
Ackerstreifen
24 m 24 m
1,80 m 0,75 m
Süden
1,30 m

Alley-Cropping – Versuchsfläche Welzow-Süd

Alley-Cropping – Versuchsfläche Welzow-Süd

Alley-Cropping – Versuchsfläche Welzow-Süd

Agroforstsystem Alley-Cropping
Durch die Integration von Heckenstrukturen
entstehen ökologische Vorteilswirkungen für die
dazwischen befindlichen Ackerkulturen
• Humusgehalt (C-Senke)
• Mikroklima
• Nährstoff- und Wasserkreislauf des Bodens

Alley-Cropping
Beeinflussung mikroklimatischer Kenngrößen
Einfluß und Intensität der mikroklimatischen Veränderungen hängen in
entscheidendem Maße von der Ausrichtung, Struktur und Höhe der
Heckenstreifen ab
größte windreduzierende Effekte bei Ausrichtung in Nord-Süd-Richtung
höchster Beschattungsgrad bei Ausrichtung in Ost-West-Richtung
Höhe der Gehölzstreifen ist wesentliche Bestimmungsgröße für den
Wirkungsbereich der Heckenstrukturen (höchste windbremsende Wirkung
zwischen 4-12-fachem der Heckenhöhe (Nuberg, 1998))

Lage der Energielandschaft in Brandenburg
Europe
Germany
Brandenburg
Berlin
Cottbus
study area
Böhm et al., 2009

„Real“ Laboratory
in the Landscape
(Welzow-South)
• area: 170 ha
• establishment: since
2005
• Actual 7 experiments

Alley-Cropping 2010 in INKA-BB
70 ha Alley Cropping AG Forst e.G. / Vattenfall New Energy)

Soil C and N stocks in soil under different land
use systems in the 0-10 and 10-20 cm layers.
SP: Silvopasture, apple tree
and grass use for > 50 years;
SP-GL: Grassland for 4 years of
use after > 46 years of silvopasture
(apple tree + grass);
SP-AR: Arable land for 4 years of
use after > 46 years of silvopasture
(apple tree + grass);
AR: Arable land use for > 50
years.
(Matos et al., 2010,
Agroforestry Systems)
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Carbon Allocation
Biomass allocation in a 14-year
year-old plantation of black locust on a
post-mining site in Welzow-South
Soil organic carbon:
average increase of 2–4 t ha -1 yr -1 (0–30 cm soil depth)
source: Quinkenstein et al. (2009), World Congress of Agroforestry 2009

Kohlenstoffgehalte im Boden in Abhängigkeit des
Bestockungsalters
Energiewald Welzow-Süd
4,00
C-Gehalt [%]
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0-3 cm
3-10 cm
10-30 cm
0,50
0,00
14-jährig 10-jährig 3-jährig 2-jährig

Zuwachsentwicklung Robinie –
Energiewald-Versuchsfläche Welzow-Süd
4,5
Zunahme des Wurzelhalsdurchmessers
während vierjähriger Umtriebszeit
1,8
400
Höhenzuwachs während
vierjähriger Umtriebszeit
160
4,0
3,5
WHD
0,8
1,6
1,4
350
300
Baumhöhe
76
140
120
WHD (cm)
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
1,3
1,2
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
Zuwachs (cm)
Baumhöhe (cm)
250
200
150
100
92
133
100
80
60
40
Zuwachs (cm)
0,5
0,2
50
20
0,0
1
2
Vegetationsperiode
3
4
0,0
0
1
2
Vegetationsperiode
3
4
0

Energiewald – Tagebau Welzow-Süd
Korrelationskoeffizient r = 0,8996

Ausblick
‣Erstellung einer ökologisch-ökonomischen Gesamtbilanz
‣Monitäre Bewertung von ökosystemare Dienstleistungen

Ökosystemare Dienstleistungen (Ecosystem Services)
= Dienstleistungen, die von der Natur erbracht werden und vom
Menschen genutzt werden können.
• bereitsstellende Dienstleistungen (Nahrung, Wasser, Holz,
Fasern, genetische Ressourcen)
• regulierende Dienstleistungen (Klima, Überflutung, Krankheiten,
Wasserqualität)
• kulturellen Dienstleistungen (Erholung, ästhetisches Vergnügen,
spirituelle Erfüllung)
• unterstützende Dienstleistungen (Bodenbildung,
Nährstoffkreislauf)

Ziel
Bewertungsmatrix, als Entscheidungshilfe für die zuständige
Politik als auch für Praktiker
Verbindung zwischen den Ökosystemfunktionen
(Bodenfruchtbarkeit, Nährstoffkreislauf, Humusakkumulation,
Photosystheseleistung, Biomasseertrag) und
Ökonomie (direkte, indirekte und nutzungsunabhängige Werte)

Alley-Cropping-Systeme können weitaus mehr leisten - neben
der Erzeugung traditioneller landwirtschaftlicher Produkte
werden bei dieser Anbauform auch nachwachsende Rohstoffe,
im speziellen Fall holzartige Biomasse produziert, die für eine
energetische und stoffliche Verwertung vorgesehen ist.
Dieser Aspekt ist neu und für die Zukunft eine
Schlüsselposition, wenn im Sinne dezentraler Stoffkreisläufe die
Selbstversorgung mit Energie und nachwachsenden Rohstoffen
im ländlichen Raum angestrebt wird.
Dadurch wird die regionale Wertschöpfung verstärkt und die
Etablierung regionaler Märkte unterstützt, wodurch der
Landwirt mehr Einfluß auf die Preisgestaltung seiner Produkte
bzw. die Erlössituation im Betriebsmaßstab gewinnt.

Agroforestry.EU
Information on European Agroforestry, , Farm
Woodlands and Farm Forestry
„ Currently this links the activities of the three EU
Countries with formal Agroforestry Networks
(France, UK and Greece), but the Society is
growing.“