Modelling of global crop production and resulting N2O emissions

Landwirtschaft spielt eine zentrale Rolle im Erdsystem. Sie trägt durch die Emission von CO2, CH4 und N2O zum Treibhauseffekt bei, kann Bodendegradation und Eutrophierung verursachen, regionale Wasserkreisläufe verändern und wird außerdem stark vom Klimawandel betroffen sein. Da all diese Prozesse durch die zugrunde liegenden Nährstoff- und Wasserflüsse eng miteinander verknüpft sind, sollten sie in einem konsistenten Modellansatz betrachtet werden. Dennoch haben Datenmangel und ungenügendes Prozessverständnis dies bis vor kurzem auf der globalen Skala verhindert. In dieser Arbeit wird die erste Version eines solchen konsistenten globalen Modellansatzes präsentiert, wobei der Schwerpunkt auf der Simulation landwirtschaftlicher Erträge und den resultierenden N2O-Emissionen liegt. Der Grund für diese Schwerpunktsetzung liegt darin, dass die korrekte Abbildung des Pflanzenwachstums eine essentielle Voraussetzung für die Simulation aller anderen Prozesse ist. Des weiteren sind aktuelle und potentielle landwirtschaftliche Erträge wichtige treibende Kräfte für Landnutzungsänderungen und werden stark vom Klimawandel betroffen sein. Den zweiten Schwerpunkt bildet die Abschätzung landwirtschaftlicher N2O-Emissionen, da bislang kein prozessbasiertes N2O-Modell auf der globalen Skala eingesetzt wurde. Als Grundlage für die globale Modellierung wurde das bestehende Agrarökosystemmodell Daycent gewählt. Neben der Schaffung der Simulationsumgebung wurden zunächst die benötigten globalen Datensätze für Bodenparameter, Klima und landwirtschaftliche Bewirtschaftung zusammengestellt. Da für Pflanzzeitpunkte bislang keine globale Datenbasis zur Verfügung steht, und diese sich mit dem Klimawandel ändern werden, wurde eine Routine zur Berechnung von Pflanzzeitpunkten entwickelt. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung mit Anbaukalendern der FAO, die für einige Feldfrüchte und Länder verfügbar sind. Danach wurde das Daycent-Modell für die Ertragsberechnung von Weizen, Reis, Mais, Soja, Hirse, Hülsenfrüchten, Kartoffel, Cassava und Baumwolle parametrisiert und kalibriert. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass Daycent die wichtigsten Klima-, Boden- und Bewirtschaftungseffekte auf die Ertragsbildung korrekt abbildet. Berechnete Länderdurchschnitte stimmen gut mit Daten der FAO überein (R2 = 0.66 für Weizen, Reis und Mais; R2 = 0.32 für Soja), und räumliche Ertragsmuster entsprechen weitgehend der beobachteten Verteilung von Feldfrüchten und subnationalen Statistiken. Vor der Modellierung landwirtschaftlicher N2O-Emissionen mit dem Daycent-Modell stand eine statistische Analyse von N2O-und NO-Emissionsmessungen aus natürlichen und landwirtschaftlichen Ökosystemen. Die als signifikant identifizierten Parameter für N2O (Düngemenge, Bodenkohlenstoffgehalt, Boden-pH, Textur, Feldfrucht, Düngersorte) und NO (Düngemenge, Bodenstickstoffgehalt, Klima) entsprechen weitgehend den Ergebnissen einer früheren Analyse. Für Emissionen aus Böden unter natürlicher Vegetation, für die es bislang keine solche statistische Untersuchung gab, haben Bodenkohlenstoffgehalt, Boden-pH, Lagerungsdichte, Drainierung und Vegetationstyp einen signifikanten Einfluss auf die N2O-Emissionen, während NO-Emissionen signifikant von Bodenkohlenstoffgehalt und Vegetationstyp abhängen. Basierend auf den daraus entwickelten statistischen Modellen betragen die globalen Emissionen aus Ackerböden 3.3 Tg N/y für N2O, und 1.4 Tg N/y für NO. Solche statistischen Modelle sind nützlich, um Abschätzungen und Unsicherheitsbereiche von N2O- und NO-Emissionen basierend auf einer Vielzahl von Messungen zu berechnen. Die Dynamik des Bodenstickstoffs, insbesondere beeinflusst durch Pflanzenwachstum, Klimawandel und Landnutzungsänderung, kann allerdings nur durch die Anwendung von prozessorientierten Modellen berücksichtigt werden. Zur Modellierung von N2O-Emissionen mit dem Daycent-Modell wurde zunächst dessen Spurengasmodul durch eine detailliertere Berechnung von Nitrifikation und Denitrifikation und die Berücksichtigung von Frost-Auftau-Emissionen weiterentwickelt. Diese überarbeitete Modellversion wurde dann an N2O-Emissionsmessungen unter verschiedenen Klimaten und Feldfrüchten getestet. Sowohl die Dynamik als auch die Gesamtsummen der N2O-Emissionen werden befriedigend abgebildet, wobei die Modelleffizienz für monatliche Mittelwerte zwischen 0.1 und 0.66 für die meisten Standorte liegt. Basierend auf der überarbeiteten Modellversion wurden die N2O-Emissionen für die zuvor parametrisierten Feldfrüchte berechnet. Emissionsraten und feldfruchtspezifische Unterschiede stimmen weitgehend mit Literaturangaben überein. Düngemittelinduzierte Emissionen, die momentan vom IPCC mit 1.25 +/- 1% der eingesetzten Düngemenge abgeschätzt werden, reichen von 0.77% (Reis) bis 2.76% (Mais). Die Summe der berechneten Emissionen aus landwirtschaftlichen Böden beträgt für die Mitte der 1990er Jahre 2.1 Tg N2O-N/y, was mit den Abschätzungen aus anderen Studien übereinstimmt.

Soil organic carbon stocks in estuarine and marine mangrove ecosystems are driven by nutrient colimitation of P and N

Mangroves play an important role in carbon sequestration, but soil organic carbon (SOC) stocks differ between marine and estuarine mangroves, suggesting differing processes and drivers of SOC accumulation. Here, we compared undegraded and degraded marine and estuarine mangroves in a regional approach across the Indonesian archipelago for their SOC stocks and evaluated possible drivers imposed by nutrient limitations along the land-to-sea gradients. SOC stocks in natural marine mangroves (271–572 Mg ha-1 m-1 were much higher than under estuarine mangroves (100–315 Mg ha-1 m-1 with a further decrease caused by degradation to 80–132 Mg ha-1 m-1. Soils differed in C/N ratio (marine: 29–64; estuarine: 9–28), δ15N (marine: 0.6 to 0.7‰; estuarine: 2.5 to 7.2‰), and plant-available P (marine: 2.3–6.3 mg kg-1; estuarine: 0.16–1.8 mg kg-1). We found N and P supply of sea-oriented mangroves primarily met by dominating symbiotic N2 fixation from air and P import from sea, while mangroves on the landward gradient increasingly covered their demand in N and P from allochthonous sources and SOM recycling. Pioneer plants favored by degradation further increased nutrient recycling from soil resulting in smaller SOC stocks in the topsoil. These processes explained the differences in SOC stocks along the land-to-sea gradient in each mangrove type as well as the SOC stock differences observed between estuarine and marine mangrove ecosystems. This first large-scale evaluation of drivers of SOC stocks under mangroves thus suggests a continuum in mangrove functioning across scales and ecotypes and additionally provides viable proxies for carbon stock estimations in PES or REDD schemes.

Interne Unternehmenskommunikation im Wandel der Zeit: Ihre Entwicklung und ihre Modelle als Instrument der Unternehmensführung

Über die vergangenen Jahrzehnte hat sich die Interne Unternehmenskommunikation stets auf durch ökonomische Herausforderungen bedingte organisationale Veränderungen eingestellt und ihre Modelle zur Motivation und Integration von Mitarbeitern den Veränderungen im strategischen und operativen Management angepasst. Ging es in den 70er und 80er Jahren dabei noch um das Herstellen von Mitarbeiterzufriedenheit, drehte sich seit den 90er Jahren in der Folge des zunehmenden globalen Wettbewerbs dann alles um das Mitarbeiterengagement.
Dieser Beitrag unternimmt einen Versuch, die Geschichte der Internen Unternehmens-kommunikation in Deutschland zu beleuchten. Dazu wird der Blickwinkel des Kommunikationsmanagements eingenommen, welches die Funktion der generellen Unternehmenskommunikation und damit auch die ihrer Teildisziplin für die Anspruchsgruppe der Mitarbeiter unter betriebswirt-schaftlichen Gesichtspunkten betrachtet und in den Wertschöpfungsprozess eines Unternehmens einordnet.
Es wird gezeigt, dass und wie sich die Interne Unternehmenskommunikation über die vergangenen Jahrzehnte auf durch ökonomische Herausforderungen bedingte organisationale Veränderungen eingestellt und diese unterstützt hat. Die jeweiligen Lösungsansätze der Internen Kommunikation dienten immer dazu, die Mitarbeiter zum Vorteil der Unternehmensführung in das Unternehmensgeschehen zu integrieren.
Und so, wie sich im Laufe der Zeit das strategische und operative Management veränderte, entwickelte sich auch die hier zu beschreibende Disziplin weiter.
Unterdessen ist der Wandel Normalität geworden, doch mehr als jeder dritte Veränderungsprozess kann auch heute noch vor allem durch eine mangelnde Integration der Mitarbeiter als nicht erfolgreich betrachtet werden. Aber mehr denn je ist die kreative Beteiligung der Betroffenen und die Übernahme von Eigenverant-wortung notwendig. Entsprechende Maßnahmen der Internen Unternehmenskommunikation müssen nun aus einem Modell für Mobilisierung erwachsen.
Inzwischen stellen diese Zusammenhänge die Verantwortlichen für die Interne Kommunikation vor große Herausforderungen und erfordern ein hohes Maß an Professionalität, die aber in der Praxis noch längst nicht überall Einzug gehalten hat. So gibt dieser Beitrag auch einen Ausblick auf die aktuell zu erkennenden Unterstützungspotenziale der Internen Unternehmenskommunikation im Wertschöpfungsprozess.