Kurzfassung
Kernziel von ViWA ist die Entwicklung innovativer Instrumente zur effizienten und nachhaltigen Nutzung der globalen Wasserressourcen in der Landwirtschaft. Über ein hochaufgelöstes Monitoring- und Managementsystem auf Basis von Satelliten-Fernerkundungsdaten werden aktuelle Wassernutzungseffizienzen, Erträge und virtuellen Wasserflüsse der wichtigsten gehandelten Agrargüter global und in Pilotregionen simuliert. Die Ergebnisse dienen dazu, mit einem „computable general equilibrium“ (CGE) Modell den Weltagrarhandel zu simulieren, die Auswirkungen nachhaltiger Wassernutzung auf die Wohlfahrt wasserarmer und wasserreicher Regionen mit Szenarien abzubilden und die Vulnerabilität von Landwirtschaft und Ökosystemen gegenüber Klimavariabilität zu bewerten. An identifizierten „Hot-spots“ werden Trade-offs zwischen der Nutzung von Wasserressourcen für wirtschaftliche Zwecke und dem Schutz von Ökosystemleistungen erfasst und Nachhaltigkeitsszenarien untersucht. ViWA basiert auf einem transdisziplinären Forschungsansatz, bei dem nationale und internationale Stakeholder in einem Co-Design Prozess eingebunden sind.
Arbeitsschwerpunkte
- Aufbau und Fortschreibung einer globalen Datenbasis für agro-hydrologische Simulationen
- Anpassung des agro-hydrologischen Simulationsmodells PROMET für die Nutzung auf High Performance Computing Infrastrukturen
- Aufbereitung und Nutzung der aktuellen Sentinel-2 Zeitserien für 150 globale landwirtschaftliche Testgebiete
- Ensemble-Simulationsrechnungen mit PROMET und MODFLOW für globale Wasserflüsse, Ernteerträge und Wassernutzungseffizienz unter Nutzung von Zeitserien von Fernerkundungsdaten und meteorologischer Antriebe
- Wasserbilanzsimulationen in ausgewählten Flusseinzugsgebieten
- Kopplung der Simulation der virtuellen Wasserflüsse, Wassernutzungseffizienzen und landwirtschaftlicher Erträge mit dem Angewandten CGE Modell DART-WATER
- Modellierung der Wasserknappheit
- Identifikation von Hot- und Cold-Spots der Wassernutzung
- Untersuchung von Szenarien für Handelsanreize zur lokalen Steigerung der Wassernutzungseffizienz in der Landwirtschaft
- Bewertung der Nachhaltigkeit der globalen landwirtschaftlichen Wassernutzung
- Simulation von natürlicher Variabilität von Wasserflüssen, Ertrag und Wassernutzungseffizienz
Relevanz
Eine wachsende Weltbevölkerung lebt mit im Wesentlichen konstanten und damit zunehmend knappen Wasserressourcen. Dabei wird ein Großteil des grünen und blauen Wassers (92-99%) von der Landwirtschaft genutzt. Die globalisierte Wirtschaft bewegt daher durch den internationalen Handel mit Nahrungsmitteln große Mengen an virtuellem Wasser – dem Wasser, das benötigt wird, um Nahrungsmittel zu produzieren. Grundsätzlich kann der globale Handel von Nahrungsmitteln regionale Auswirkungen auf die Umwelt mindern, indem er wassereffiziente und wassernachhaltige Nahrungsmittelproduktion fördert. Bisher fehlt jedoch ein globales System, das in der Lage ist, die aktuelle nachhaltige und effiziente Nutzung der Wasserressourcen auf regionaler und lokaler Ebene zu quantifizieren und diese Informationen in die Modelle von virtuellen Wasserströmen zu integrieren. Damit ist es derzeit nicht möglich, die lokale Knappheit und die (In-) Effizienz, mit der Wasser zur Herstellung von Agrargütern verwendet wird, beim internationalen Handel mit Nahrungsmitteln zu berücksichtigen. ViWA will dazu beitragen dies zu ändern, indem lokale Knappheit und (In-)Effizienz einberechnet werden und so Hot-Spots identifiziert und Handelsanreize geschaffen werden können, um diese zu reduzieren.
lmu.de
