AgraSim
Der Klimasimulator für die Landwirtschaft der Zukunft entwickelt innovative Simulationsmodelle zur Bewertung von Landnutzung, Klimaeinflüssen und Managementoptionen in Agrarlandschaften.
Boden und Wasser sind essenzielle Ressourcen für die Bioökonomie. Unter den Bedingungen des Klimawandels geraten diese lebenswichtigen Systeme zunehmend unter Druck. Am Forschungszentrum Jülich entwickeln wir innovative Lösungen, um eine nachhaltige Landnutzung zu gewährleisten und damit eine klimaresiliente Landwirtschaft und globale Ernährungssicherheit zu unterstützen.
Für eine zukunftsfähige Nutzung der Ressourcen Boden und Wasser muss die Wissenschaft im Dialog mit den Landwirt:innen und allen Stakeholdern aus dem Agrarsektor bleiben. Nur gemeinsam können die Wirksamkeit angepasster Umwelt- und Klimamaßnahmen überprüft und neue Managementverfahren in einem Co-Design entwickelt werden, die sowohl die nötigen Anpassungen an den Klimawandel berücksichtigen als auch die Anforderungen einer ökologisch und ökonomisch nachhaltigen Landwirtschaft erfüllen.
Herausforderungen
Die steigende Weltbevölkerung und der wachsende Bedarf an Nahrungsmitteln, Fasern und biobasierten Produkten üben einen enormen Druck auf Land- und Wasserressourcen aus. Der Klimawandel verschärft diese Problematik durch häufigere Dürreperioden, Bodendegration und Wasserknappheit.
Jülicher Lösungen für Boden, Wasser und Landnutzung
Das Forschungszentrum Jülich ist Vorreiter in der Erforschung innovativer Technologien und Konzepte für den nachhaltigen Umgang mit Boden und Wasser. Mit Projekten in Forschungsverbünden wie dem Geoverbund ABC/J, BioökonomieREVIER und BioSC sowie mit Transferprojekten entwickelt in einem Co-Design mit der Industrie oder dem Agrarsektor treiben wir zudem multidisziplinäre Forschung und praxisorientierte Lösungen voran.
- Regenerative Landwirtschaft: Techniken wie Zwischenfruchtanbau, Direktsaat, Fruchtwechsel und Agroforstwirtschaft regenerieren die Bodenfruchtbarkeit und erhöhen die Kohlenstoffspeicherung. Unsere Forschung kombiniert Feldexperimente und Langzeitbeobachtungen mit der Nutzung von Isotopenmethoden und organischer Analytik, um biogeochemische Prozesse besser zu verstehen. Forschungsinfrastrukturen wie TERENO liefern Langzeitdaten für die Analyse von Klima- und Landnutzungseffekten. Der Anschluss an das Jülicher Supercomputing ermöglicht die Erschaffung eines digitalen Zwillings eines ganzen Farm-Systems, um so die Effekte der regenerativen Landwirtschaftspraktiken auf den Bodenkohlenstoff direkt messbar und vorhersagbar zu machen, wie im Co-Design Projekt ReGenFarm mit Bayer CropScience und der Landwirtschaft.
- Präzisionslandwirtschaft: Durch Fernerkundung, GPS-Technologien und Datenanalyse entwickeln wir präzise Bewirtschaftungsstrategien, die Ressourcenverbrauch und Umweltbelastung minimieren. Das CPEX-LAB unterstützt diese Forschung durch hochauflösende Daten zu Wolken- und Niederschlagsprozessen, die entscheidend für die Planung effizienter Bewässerungssysteme sind.
- Effiziente Wassernutzung: Unsere Forschung an trockenheitsresistenten Kulturpflanzen und wassersparenden Bewässerungsmethoden verbessert die Wasserverfügbarkeit in landwirtschaftlichen Systemen. Simulationen aus HPSC TerrSys ermöglichen Vorhersagen über den Wasserhaushalt auf verschiedenen Skalen. Instrumente wie der für die Öffentlichkeit frei zugängliche Wassermonitor liefern Echtzeitdaten zur Wasserverfügbarkeit und das Start-Up Drought Analytics bietet auf den Verbraucher maßgeschneiderte Datenprodukte an, die standortspezifische Dürreprognosen und Empfehlungen zum Bewässerungsmanagement in der Landwirtschaft beinhalten.
- Integriertes Landschaftsmanagement: Modelle zur Landnutzungsplanung helfen, Flächen effizient für Landwirtschaft, Bioenergie, Biodiversität und Erholung zu nutzen. HyCoGeo liefert dabei wichtige Erkenntnisse zur Dynamik der Hydrosphäre, die in Landnutzungsstrategien integriert werden. Simulationsumgebungen wie AgraSim verbessern die Bewertung von Szenarien für eine nachhaltige Landnutzung.
Zukunftsperspektiven
Nachhaltige Land- und Wassernutzung ist der Schlüssel zur Stärkung der Bioökonomie. Mit einem integrativen Forschungsansatz und innovativen Technologien gestalten wir resiliente Systeme, die die Bedürfnisse von Mensch und Umwelt gleichermaßen berücksichtigen. So sichern wir die langfristige Verfügbarkeit unserer wichtigsten natürlichen Ressourcen.
Institute mit Expert:innen zu Boden und Wasser
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Letzte Änderung: 09.05.2025