Landnutzung und Resilienz

Masterarbeiten und Praktika:

 

Zusammenfassung:

Diese Arbeitsgruppe erforscht wie eine verbesserte landwirtschaftliche Bewirtschaftung dazu beitragen kann, die Landnutzungssysteme widerstandsfähiger zu machen gegenüber den Folgen des Klimawandels. Die Bewirtschaftungsformen von Weide- und Ackerland haben starken Einfluss auf die landwirtschaftliche Produktivität, die verursachten Umweltbelastungen und Ressourcennutzungseffizienz. Verschiedene Managementaspekte müssen besser verstanden und in Simulationsmodellen und Zukunftsszenarien dargestellt werden, um die Auswirkungen des Klimawandels besser abschätzen zu können. So kann eine Palette von Anpassungsmöglichkeiten entwickelt und evaluiert werden, wie z.B. die Sortenwahl von Nutzpflanzen oder den Mehrfachanbau. Geplante Arbeiten dieser Arbeitsgruppe zielen auf die weitere Entwicklung von Modellierungskapazitäten, um zukünftige Herausforderungen in der menschlichen Ernährung besser zu verstehen, wobei der Fokus auf Lebensmittelvielfalt liegt. Die Landwirtschaft liefert nicht nur Kalorien zur Ernährung der Weltbevölkerung, sondern auch verschiedene Makro- und Mikronährstoffe. Um die Rolle des Klimawandels für die Ernährungssicherheit zu bewerten, soll der bisherige Schwerpunkt von Grundnahrungsmitteln auf Obst und Gemüse ausgeweitet werden. Die Modelle LPJmL und MAgPIE werden stetig weiterentwickelt, um diesen neuen Anforderungen gerecht zu werden.

Die Arbeitsgruppe Landnutzung und Resilienz ist Teil der Querschnittsaktivität Landnutzung, in der die beiden Arbeitsgruppen Landnutzungsmanagement (FA3) und Landnutzung und Resilienz (FA2) ein starkes, interdisziplinäres Team bilden. Diese beiden Arbeitsgruppen befassen sich gemeinsam mit diversen landnutzungsbezogenen Forschungsfragen, darunter Klimaauswirkungen, Anpassung an die Folgen des Klimawandels und nachhaltige Entwicklung.

Weitere Informationen finden Sie auf der gemeinsamen Webseite der Landnutzungsgruppe.


Schlüsselfragen:

  1. Wie wird sich ein zukünftiger starker Anstieg der Nachfrage nach Bioenergie auf die Landpreise auswirken? Wo liegen das Potentail der globalen Bioenergieproduktion, und wie ist dieses begrenzt durch die Verfügbarkeit von Land- und Wasserressourcen?
  2. Welche Rolle spielt der technologische Wandel bei der konkurrierenden Nutzung von Land- und Wasserressourcen für die Nahrungsmittelproduktion, Energieerzeugung, Forstwirtschaft und den Erhalt der Biodiversität?
  3. Wie wichtig sind Veränderungen in den Ernährungsgewohnheiten für globale Landnutzungsmuster und Emissionen aus Flächennutzung?
  4. Was ist eine optimale globale Landnutzungsstrategie zur Erhaltung der Artendiversität und Landschaftsvielfalt?

Ergebnisse:

Die Arbeitsgruppe Landnutzung und Resilienz deckt sowohl große biogeochemische als auch sozioökonomische Prozesse in ihrer Modellierung ab. Sie stellt langfristige globale Szenarien mit hoher räumlicher Auflösung zu sozioökonomischer Entwicklung, Klimafolgenabschätzungen und Anpassungsstrategien zur Verfügung, die von regionalen und sektoralen Modellierungsgruppen als Input weiterverwendet werden können. Regionale Modellierungsgruppen bringen ihre detaillierten Ergebnisse systematisch in hochaggregierte globale Synthesen von Klimawirkungen und -kosten ein. Globale Evaluierungen können die Auswahl der regionalen Hot Spots für detaillierte Folgenabschätzungen unterstützen. Diese Interaktionen zwischen regionalen und globalen Aspekten wird am PIK bereits erfolgreich im aktuellen Projekt SUSTAg umgesetzt. Die enge Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Modellierungsgruppen innerhalb der FA2 und außerhalb wird weiter gestärkt und ausgebaut.


Teammitglieder:

  • Felicitas Beier Doktorandin, hat Internationale Wirtschaft studiert und arbeitet zurzeit an der Umsetzung von politischen Maßnahmen im Bezug auf Wasserresourcen in der Landnutzungsmodellierung.
  • Benjamin Bodirsky PostDoc, arbeitet an der Ausarbeitung von Langzeitszenarien im Landnutzungssektor basierend auf dem MAgPIE-Modell, insbesondere am globalen Stickstoffkreislauf und Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft und Landnutzungswandel
  • Marie Brunel Doktorandin, sie modelliert die Rolle von Graslandfeuer in Brasilien auf den Landnutzungswandel, finanziert wird sie durch die DFG IRTG Arbeitsgruppe
  • Niall Farrell hat ein Marie-Sk.-Curie Forschungs Stipendium und integriert Klimaauswirkungen und räumliche Mikrosimulationsmodelle zur Verbesserung der Entscheidungsfindung bei der Anpassung an den Klimawandel
  • Jens Heinke analysiert die Auswirkungen des globalen Wandels auf den Wasserkreislauf mit Schwerpunkt auf Wasserressourcen, Nahrungsmittelproduktion und Interaktion zwischen Mensch und Umwelt und wird in Kürze promovieren.
  • Tobias Herzfeld ist Doktorand in der Nachwuchsgruppe MACMIT und modelliert die Auswirkungen landwirtschaftlicher Managementpraktiken auf die globale Bodendegradation.
  • Yvonne Jans modelliert mit LPJmL Biodiversität, Bioenergie, Biomasseplantagen und Klimaschutz und wird bald ihre Doktorarbeit abschließen.
  • Hermann Lotze-Campen ist Leiter der Forschungsabteilung 2 und entwickelt einen globalen Rahmen für Landnutzungsmodellierung  für die Bewertung des Zusammenspiels zwischen Klimaauswirkungen, globalem Nahrungsmittel- und Bioenergiebedarf, landwirtschaftlicher Land- und Wassernutzung, Handel und Umwelt
  • Femke Lutz bewertet mit der Nachwuchsgruppe MACMIT die Auswirkungen landwirtschaftlicher Managementstrategien auf die Dynamik der Bodennährstoffe auf globaler Ebene.
  • Sara Minoli ist Doktorandin in der Nachwuchsgruppe MACMIT arbeitet zu den Schwerpunkten landwirtschaftliche Managementpraktiken und ihre Auswirkungen auf die Pflanzenproduktivität und die Treibhausgasemissionen.
  • Christoph Müller ist Leiter der Arbeitsgruppe "Landnutzung und Resilienz" und der Nachwuchsgruppe MACMIT. Seine Forschungsinteressen liegen in der prozessbasierten Modellierung von biogeochemischen Kreisläufen, Landnutzungsdynamik und landwirtschaftlichen Systemen und er verfügt über eine fundierte LPJmL-Modellierungskompetenz.
  • Vera Porwollik arbeitet an globalen Pflanzenmanagementsystemen zur Beurteilung des globalen Wandels und ist Doktorandin in der Nachwuchsgruppe MACMIT.
  • Susanne Rolinski ist langjährige Wissenschaftlerin und ihre Forschungsschwerpunkte liegen in der Identifizierung und Charakterisierung von bewirtschafteten Graslandschaften, und biogeochemischen Zyklen in aquatischen und terrestrischen Ökosystemen. Sie verfügt über eine starke Fachkompetenz in der LPJmL-Modellierung.
  • Xiaoxi Wang ist PostDoc und forscht in den Bereichen Volkswirtschaftslehre und Landnutzungsdynamik. Er quantifiziert die Auswirkungen der Landbewirtschaftung auf Entwaldung, Lebensmittelpreise und Handelsmuster durch Modellierung mit MAgPIE.
  • Stephen Wirth modelliert mit LPJmL die funktionale Vielfalt in bewirtschafteten Graslandschaften und beabsichtigt, eine Promotion durchzuführen.
  • Isabelle Weindl ist PostDoc mit dem Forschungsschwerpunkt Modellierung des Nutztiersektors im globalen Landnutzungsmodell MAgPIE sowie der Bewertung der nachhaltigen Nutzung von Biomasse und der Umweltauswirkungen der landwirtschaftlichen Produktion.

Drittmittelprojekte der Arbeitsgruppe:

  • ASCI_unilever: Adding Simulations of new Crops to the Isimip archive, funded by Unilever, 01.05.2018-31.12.2018, contact person: Christoph Müller
  • CLIMOD: Integrating climate impact and spatial microsimulation modelling for improved climate change adaptation decision-making, funded by EU H2020 Marie Curie, 02.04.2018-31.03.2020, contact: Herman Lotze-Campen
  • COACCH: CO-designing the Assessment of Climate CHange costs , funded by H2020, 01.12.2017-31.05.2021, contact: Hermann Lotze-Campen / Benjamin Bodirsky
  • IIASA 2018: Unterstützung der deutschen IIASA Geschäftsstelle, funded by BMBF, 01.01.2018-31.12.2018, contact: Hermann Lotze-Campen
  • IKI-Impact: Unterstützung von SIDS und LDC zur wissenschaftsbasierten Anpassungs- und Minderungsplanung, Zugang zu internationaler Klimafinanzierung und zur Umsetzung und weiteren Ausgestaltung des Paris Abkommens, funded by BMUB, International Climate Initiative (IKI), 01.10.2016-30.09.2019, contact: Louise Jeffery / Christoph Müller
  • MACMIT: Climate mitigation in agricultural production systems through sustainable resource management,  funded by BMBF Junior research group "global change 4+1", 01.08.2014-31.07.2018, contact: Christoph Müller
  • SUSTAg: Assessing options for the SUSTainable intensification of Agriculture for integrated production of food and non-food products at different scales, funded by BMBF, 01.04.2016-31.03.2019, contact: Christopf Müller
  • YSSP 2018: Young Scientist Summer Program 2018 IIASA, funded by BMBF, 01.01.2018-31.12.2018, contact: Hermann Lotze-Campen

Abgeschlossene Projekte


Publikationen und Visualisierung


Masterarbeiten und Praktika:

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Modelle


Gemeinsame Forschungsaktivitäten:


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