Achim Schulte

Impact of short-rotation coppice on water and land resources.

The European Union is focusing on increasing renewable energy sources. One of these sources, known as short-rotation coppice (SRC), involves planting wood, as an energy carrier, on agricultural sites. By presenting a literature research, this paper studies the advantages and disadvantages of SRC in relation to its effects on water and land resources. In terms of renewable energy sources, considering these effects in the current process of social reconstruction is essential for sustainable development. With regard to this, SRC is a key element in the environmental management of land and water.

Improvement and comparison of the rainfall–runoff methods in SWAT at the monsoonal watershed of Baocun, Eastern China

ABSTRACT A new physics-based rainfall–runoff method of the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) was developed, which integrates a water balance (WB) approach with the variable source area (WB-VSA). This approach was further compared with four methods—soil-water-dependent curve number (CN-Soil), evaporation-dependent curve number (CN-ET), Green and Ampt equation (G&A) and WB—in a monsoonal watershed, Eastern China. The regional sensitivity analysis shows that volumetric efficiency coefficient (VE) with river discharges is sensitive to the most parameters of all approaches. The results of model calibration against VE demonstrate that WB-VSA is the most accurate owing to its reflection of the spatial variation of runoff generation as affected by topography and soil properties. Other methods can also mimic baseflow well, but the G&A and CN-ET simulate floods much worse than the saturation excess runoff approaches (WB-VSA, WB and CN-Soil). Meanwhile, CN-Soil as an empirical method fails to simulate groundwater levels. By contrast, WB-VSA captures them best. Editor M.C. Acreman; Associate editor S. Kanae

Boden – eine endliche Ressource

Boden uberziehen nahezu flachendeckend die Landoberflache und stellen die wichtigste Energieumsatzflache der Erde dar. Fur den Begriff Boden gibt es mehrere Definitionen, meist in Abhangigkeit seiner Funktion, die er fur die unterschiedlichen Arbeitsrichtungen besitzt. Aus geographischer Sicht ist der Boden der extrem dunne, oberste belebte Bereich der Erdoberflache von der Streu bis zum unverwitterten Ausgangsmaterial. Grundsatzlich besteht ein Boden aus etwa 50% Poren, 45% mineralischer Substanz sowie etwa 5% organischer Substanz.

Dry Season Runoff and Natural Water Storage Capacity in the High Andean Catchment of the River Ronquillo in the Northern Sierra of Peru

In the northern Sierra of Peru, water scarcity issues arise owing to the seasonal rainfall distribution and the lack of appropriate natural water storage capacity of river basins. The present study assesses the base flow and water storage volume of the Ronquillo watershed, an important rivulet for water abstraction for the city of Cajamarca. Mean base flow is 184 ls-1, thus representing 44 percent of total stream flow. Flow recession curve analysis yields a mean catchment water storage volume of 3.57 × 106 m³, which corresponds to a runoff depth of 85 mm. The dischargeable water storage volume of Andosols, a soil type known to be a very important water reservoir in the Andes, corresponds to a runoff depth of 33 mm. Moreover, the study shows that the geological environment is of major relevance. Springs (18 mm) and an effluent flow regime (20 mm) contribute significantly to dry seasonal runoff. The findings imply that water conservation in the Ronquillo watershed should place emphasis not only on the preservation of soils, but also on subsurface water flow paths, as water availability is affected by processes operating beyond topographically derived catchment boundaries.En el norte de la Sierra del Perú, surgen problemas de escasez de agua debido a la distribución de la precipitación estacional y la falta de capacidad de almacenamiento de agua natural adecuado de las cuencas hidrográficas. El presente estudio evalúa el flujo base y el volumen de almacenamiento de agua de la cuenca del Ronquillo, un arroyo importante para la extracción de agua para la ciudad de Cajamarca. El flujo media de base es de 184 ls-1, lo que representa 44 porciento del flujo total de corriente. Del análisis de la curva de flujo de recesión se obtiene un volumen de almacenamiento de agua de captación media de 3.57 × 106 m³, lo que corresponde a una profundidad de 85 mm de escurrimiento. El volumen de almacenamiento de agua descargable de Andosoles, un tipo de suelo conocido por ser un depósito de agua muy importante en los Andes, corresponde a una profundidad de 33 mm de escurrimiento. Por otra parte, el estudio muestra que el entorno geológico es de gran relevancia. Ojos de agua (18 mm) y un régimen de caudal de los efluentes (20 mm) contribuyen de manera significativa a secar la escorrentía estacional. Los resultados implican que la conservación del agua en la cuenca del Ronquillo debe poner énfasis no solo en la conservación de los suelos, sino también en las trayectorias de flujo de agua del subsuelo, ya que la disponibilidad de agua se ve afectada por los procesos que operan más allá de las fronteras de captación derivadas topográficamente.

Rund ums Wasser – Hydrogeographie

Wasser steht uns immer zur Verfugung! In diesem Luxus leben wir Mitteleuropaer und die Menschen in anderen Regionen gemasigter Klimate. Trotzdem streben wir an, mit der Ressource Trinkwasser sehr sparsam umzugehen, so verbrauchen wir in Deutschland pro Tag und Person 127 Liter Trinkwasser und erreichen damit gemeinsam mit Belgien den geringsten Verbrauch in der EU (www.umweltlexikon-online.de: Trinkwasserverbrauch, Februar 2009). In einigen Regionen (z.B. Brandenburg) wurde die Grenze von 100 Litern pro Person und Tag schon deutlich unterschritten.

Kreisläufe – als Betrachtungsdimension in der Geographie

Viele geographische Sachverhalte und Prozesse unterliegen einem zeitlichen Wandel – und andern sich dabei in Intensitat und Auspragung. Wahrend einige Prozesse einen definierten Anfangs- und Endpunkt besitzen, scheinen andere eher regelhaften und zyklischen Veranderungen zu unterliegen – beispielsweise das Auftreten von Sonnenflecken. Anfang der 1960er Jahre begann man im Rahmen der Geosystemlehre, mehr oder weniger in sich geschlossene Kreislaufe zu identifizieren, die sogenannten Stoffkreislaufe.

Auf Kohle und Stahl gebaut – die Bildung von Lagerstätten und Bodenschätzen

Viele Stadte in Deutschland verdanken ihre Existenz und ihre historische Bedeutung dem Vorkommen von Lagerstatten bzw. Bodenschatzen. Ohne Silberbergbau hatten sich Goslar und Freiburg i.Br. anders entwickelt, ohne Salz waren die zahlreichen Hall-Orte nicht entstanden und ohne Kohle und Eisen gabe es das Ruhrgebiet und das Saargebiet in ihrer heutigen Form nicht.

Umweltschutz als gesellschaftlicher Diskurs

Umweltschutz ist in den letzten Jahrzehnten zu einem der fuhrenden gesellschaftlichen und politischen Leitbegriffe geworden. Bei genauerer Betrachtung sind es verschiedene Motive, die in diesem Zusammenhang aufblitzen: Was ist schutzenswert? Was halten wir fur Natur? Welche Einschrankungen und welche Risiken wollen wir als Gesellschaft tragen und welchen Stellenwert messen wir der Umwelt generell bei? Die sehr verschiedenen Exkurse zu den Natur- und Kulturlandschaften wie sie durch die jungsten Diskussionen und Bewertungen uber Weltnatur- und -kulturerbe ersichtlich sind, betonen dies.

Die Wirkung endogener Kräfte

Lange war es fur Wissenschaftler schwierig, das Erdinnere zu erforschen. Bei einem Erdradius von ca. 6 300 km konnte selbst die bis heute tiefste Bohrung auf der russischen Halbinsel Kola, die 1994 eine Tiefe von 12 262 m erreichte, nur einen geringen Teil des Erdinneren aufschliesen. Doch schon fruh entwickelten die Menschen – mutmaslich gepragt durch die Beobachtung von Vulkanausbruchen und heisen Quellen – die Vorstellung, dass die Temperaturen im Erdinneren hoher sind als an ihrer Oberflache.

Global Change und seine Risiken

Globale Umweltveranderungen sind in den letzten Jahren zunehmend in den Blick der Offentlichkeit geruckt. Dazu beigetragen haben Filme wie The Day after Tomorrow, wo durch das plotzliche Abreisen des Golfstroms eine neue Eiszeit uber Nordamerika hereinbricht – selbstverstandlich massenwirksam inszeniert durch Be gleitphanomene wie Uberschwemmungen und schwere Sturme –, oder auch Al Gores Dokumentarfilm Eine unbequeme Wahrheit, in dem der ehemalige amerikanische Vizeprasident vor den Folgen des Klimawandels warnt. Das gilt ebenso fur Buchbestseller wie Frank Schatzings Der Schwarm, in dem die Folgen des globalen Wandels zu katastrophenartigen Weltuntergangsszenarien fuhren. Die negativen Auswuchse der modernen globalisierten Wirtschaft, insbesondere der industriellen Massenproduktion von Nahrungsmitteln, wurden im Kinofilm We feed the World thematisiert.