Yangtze-Project: Teilprojekt „Diffuse Stoffeinträge“

Die Errichtung des Drei-Schluchten-Staudamms (TGD) am Oberlauf des Yangtze in China führte zu einschneidenden Veränderungen des Wasser- und Stoffhaushaltes in der Region. Durch die Aufstauung des Reservoirs wurden die fruchtbaren Talgründe in den betroffenen Einzugsgebieten für die Landwirtschaft unzugänglich und die Produktion musste Hang aufwärts in steile, vormals bewaldete Gebiete verlagert werden. Siedlungsräume wurden aufgegeben und an anderen Stellen neu errichtet oder vergrößert. Das Risiko für Bodenverlagerung durch Erosion oder Hangrutschung ist erheblich gestiegen.

Mit dieser Thematik beschäftigt sich seit 2008 das Verbundvorhaben “Yangtze: Landnutzungswandel - Erosion - Hangbewegungen”, das vom BMBF gefördert und vom Forschungszentrum Jülich koordiniert wird. Als Untersuchungsgebiet wurde das Einzugsgebiet des Xiangxi in der Provinz Hubei gewählt. Während sich vier Teilprojekte bereits seit April 2008 den terrestrischen Bereich des Einzugsgebiets untersuchen, ist das Kieler Teilprojekt erst im Juli 2009 hinzugekommen.

Bei der großflächigen Besiedlung und Nutzung von steilen Hanglagen werden große Mengen an Bodenmaterial erodiert und zusammen mit Nährstoffen in die Gewässer des Xiangxi und von dort in den Yangtze eingetragen. Vor dem Hintergrund, dass der Yangtze und viele seiner Nebenflüsse bereits aktuell zu den hoch belasteten, eutrophen Fließgewässern der Welt zählen, sind Prognosen über die potenziellen Belastungen der Gewässer, die von zukünftigen Landnutzungen ausgehen, unverzichtbar. Dementsprechend ist die Zielsetzung dieses Teilprojektes, am Beispiel des Xiangxi-Einzugsgebiets mit Hilfe der öko-hydrologischen Modellierung aufzuzeigen, wie die Wasserhaushalts- und Stoffkomponenten auf die großräumige Umnutzung der Landschaft reagieren und tragfähige Landnutzungskonzepte aus öko-hydrologischer Sicht zu erarbeiten.

Dazu soll das Modell SWAT (Arnold et al., 1998), mit dem bereits umfangreiche Erfahrungen zum Bereich Landnutzungsmodellierung gesammelt werden konnten, exemplarisch für das Einzugsgebiet des Xiangxi angepasst und kalibriert werden. Eine erste erfolgreiche Simulation des Wasserhaushalts basierend auf Proxydaten wurde bereits erfolgreich durchgeführt, um die Modellanwendbarkeit unter den gegebenen Bedingungen zu überprüfen. Die Proxydaten werden nun schrittweise durch die Ergebnisse der Feldkampagnen und der Fernerkundungsanalyse der Projektpartner ausgetauscht werden, um eine einzugsgebietsbezogene, integrierte Modellierung zu etablieren. Dabei werden in Abstimmung mit den Partnern in einem genesteten Ansatz die Testgebiete Xiangjiaba (2,8 km²) und Quyuan (88 km²) sowie der Unterlauf (200 km²) und das Gesamteinzugsgebiet des Xiangxi (3100 km²) modelliert und somit der Prozess der Upscalings und der Regionalisierung der räumlich begrenzten Feldarbeiten der Partnergruppen unterstützt. Der zeitlich versetzte Beginn dieses Teilprojekts erlaubt die Etablierung der Modellierung auf Grundlage der bereits erfassten Daten der Projektpartner. Diese wird durch eigene Datenerhebungen erweitert und ergänzt.