Water use efficiency and management of agro-pastoral landuse systems in the Mongolian-Chinese Altay
| dc.contributor.corporatename | Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften | |
| dc.contributor.referee | Buerkert, Andreas (Prof. Dr.) | |
| dc.contributor.referee | Schlecht, Eva (Prof. Dr.) | |
| dc.date.accessioned | 2017-02-08T09:39:30Z | |
| dc.date.available | 2017-02-08T09:39:30Z | |
| dc.date.examination | 2016-11-29 | |
| dc.date.issued | 2017-02-08 | |
| dc.description.sponsorship | WATERCOPE project by IFAD (I-R-1284) Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD) Universität Kassel | eng |
| dc.identifier.uri | urn:nbn:de:hebis:34-2017020852011 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/123456789/2017020852011 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.rights | Urheberrechtlich geschützt | |
| dc.rights.uri | https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/ | |
| dc.subject | Semiarid | eng |
| dc.subject | Gases emission | eng |
| dc.subject | Transhumance | eng |
| dc.subject | GPS tracking | eng |
| dc.subject | Soil and water assessment tool | eng |
| dc.subject.ddc | 630 | |
| dc.subject.swd | Altai | ger |
| dc.subject.swd | Wassernutzung | ger |
| dc.subject.swd | Beweidung | ger |
| dc.title | Water use efficiency and management of agro-pastoral landuse systems in the Mongolian-Chinese Altay | eng |
| dc.type | Dissertation | |
| dcterms.abstract | The use of organic fertilizers is an important approach to maintain soil fertility of irrigated agricultural land under the semi-arid climate conditions of Oman. However, gaseous emissions of carbon and nutrients from soil and organic fertilizers are a major challenge. Activated charcoal and tannins have the potential to reduce gaseous losses of carbon and nitrogen. Therefore, gaseous emissions of carbon dioxide (CO2), ammonia (NH3) and nitrous oxide (N2O) were measured by a photo-acoustic infrared multi-gas monitor. These gaseous losses were determined from compost and soil amended with goat manure and additionally mixed with either activated charcoal, tannin or the sum of these both additives. Results showed that peaks of gaseous carbon and nitrogen emission were reduced and/or temporally shifted after tannin applications to compost as well as soil. Tannins applied directly to soil reduced N2O (-17%) and in particular NH3 (-51%) emissions in comparison with the control. Based on these results, tannins appear to be a promising amendment to composts and soils to mitigate gaseous emissions, especially under semi-arid climate conditions. Transhumance systems in the Altay-Dzungarian region of China and Mongolia are characterized by mixed herds on seasonal grazing sites in the desert, mountain steppe and alpine belt. Spatio-temporal mobility patterns of pastoral herds, number and size of utilized pastures, and the herbage offer and its nutritive value were investigated. To this end, one representative goat and cattle was equipped with a GPS collar and biomass was determined at 869 sampling locations. allowance (kg dry matter per sheep unit-1 day-1) ranged in average from 34/17 to 91/95 (China/Mongolia) at the onset of a grazing period, whereby only Chinese spring pastures showed lower values. It can be concluded that official regulations in combination with higher amounts of spring rainfall seem to generate higher herbage yields on the Chinese site. In Mongolia, increased goat numbers and reduced livestock mobility in combination with low precipitation affect herbage allowance. Increasing the animals’ daily grazing radius by active herding may reduce grazing pressure and improve pasture productivity. Land cover and land use changes are likely to decrease the water availability of river oases in Mongolia. Therefore, a study was conducted to analyze land cover changes between 1972 and 2013 as well as the current prevailing farming practices of a river oasis in Western Mongolia. Additionally, the water-use efficiency was simulated by using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT). The comparison of two satellite images indicated a change from natural rangeland to built-up areas and river water receiving sites. Overall, an area of 769 ha received irrigation water drawn from the Bulgan River. Modelled auto-irrigation as well as auto-irrigation and fertilization management increased the yield by about 46 and 77%, respectively. The water use efficiency of biomass ranged from 11 to 52 kg ha-1 mm-1 for rangeland and wetland. High evapotranspiration/precipitation ratio values and the potential rise of evapotranspiration, especially due to land cover changes, underlined the importance of a more efficient use of water in the Bulgan sum watershed. Under these conditions biomass productivity per unit water transpired and evaporated need to be improved by adapted irrigation practices and management practices. | eng |
| dcterms.abstract | Ein wichtiger Ansatz für den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit von bewässerten Landwirtschaftsflächen unter den semi-ariden Klimabedingungen des Omans ist die Nutzung organischer Düngemittel. Eine große Herausforderung stellen jedoch gasförmigen Kohlenstoff- und Nährstoffemissionen aus dem Boden und den organischer Düngemitteln dar. Aktivkohle und Tannine besitzen das Potential, gasförmige Kohlenstoff- und Stickstoffverluste zu reduzieren. Zwei Experimente erfassten daher gasförmige Kohlendioxid- (CO2), Ammoniak- (NH3) und Lachgasverluste (N2O) mithilfe eines photoakkustischen Infrarotmultigasmonitor. Diese Emissionen wurden während der Kompastierung und nach Zugabe von Ziegendung entweder gemischt mit Aktivkohle, Tanninen oder beidem bestimmt. Gasförmigen Emissionsspitzen für Kohlenstoff und Stickstoff wurden nach der Zugabe von Tanninen reduziert und/oder zeitlich versetzt. Im Vergleich zur Kontrolle reduzierten dem Boden applizierte Tannine sowohl N2O- (-17%) als auch vor allem NH3-Emissionen (-51%). Die Zugabe von Aktivkohle steigerte dagegen die Emissionen aller Gase aus dem Kompost. Auf Grundlage dieser Ergebnisse erscheint die Zugabe von Tanninen zum Kompost und Boden vielversprechend zu sein, um Gasemissionen in semiariden Klimabedingungen zu mindern. Transhumanzsysteme der Altai-Dsungarei-Region in China und der Mongolei sind durch gemischte Herden auf saisonalen Weidegründen in der Wüste, in Bergsteppen und auf alpinen Höhenstufen geprägt. Die räumlich-zeitliche Verteilung, die Anzahl und Größe der genutzten Weidegründe sowie deren Weidefutterangebot und -nährstoffgehalte wurden untersucht. Stellvertretend wurden hierzu eine Ziege und ein Rind mit einem GPS-Halsband ausgestattet. Die Biomasse wurde an 869 Probenahmestellen erfasst. Die Grünfuttervefügbarkeit (kg Trockenmasse pro Schafeinheit-1 und Tag-1) lag zwischen 34/17 und 91/95 (China/Mongolei), wobei lediglich die chinesische Frühjahrsweide geringere Werte aufwies. Vorschriften bezüglich der Tieranzahl, des Zeitpunkts der Weidenutzung und der Zuteilung saisonaler Weidegründe in Kombination mit höheren Frühjahrsniederschlägen führen offensichtlich auf chinesischer Seite zu höheren Grünfuttererträgen. In der Mongolei beinträchtigen gestiegene Ziegenbestände, reduzierte Viehbewegungen innerhalb der saisonalen Weiden in Verbindung mit einem geringeren Niederschlag die Grünfutterverfügbarkeit. Eine Steigerung Tierbewegungsradius im Zuge einer aktiveren Hütung könnte den Beweidungsdruck reduzieren und zu einer Verbesserung der Weidenproduktivität führen. Wie auch in anderen Gegenden der Mongolei verringert ein Wandel der Landbedeckung und Landnutzung die Wasserverfügbarkeit in Flussoasen. Daher wurden in der Flussoase Bulgan sum sowohl die Landbedeckungsänderungen zwischen 1972 und 2013, als auch die gegenwärtig vorherrschenden Ackerbaupraktiken analysiert. Zusätzlich wurde die Wassernutzungseffizienz mithilfe des ‚Soil and Water Assessment Tools‘ (SWAT) simuliert. Der Vergleich der Satellitenbilder zeigte einen erkennbaren Wandel von natürlichem Weideland hin zu bebauten Gebieten und wassererhaltenden Standorten. Insgesamt wurden 769 ha mit Wasser aus dem Fluss Bulgan bewässert. In der Modellierung führten eine automatisch angepassten Bewässerung und diese in Kombination mit einer angepassten Düngung zu einem Ertragszuwachs um durchschnittlich 46 beziehungsweise 77%. Die Wassernutzungseffizienz für Biomasse schwankte für Weideland und Feuchtgebiete zwischen 11 und 52 kg ha-1 mm-1. Hohe Evapotranspiration-Niederschlag-Verhältnisse und der potentielle Anstieg der Evapotranspiration insbesondere durch Landbedeckungsänderungen unterstreichen die Bedeutung einer effizienteren Wassernutzung im Bulgan sum Wassereinzugsgebiet. Die Biomasseproduktivität pro Einheit transpiriertes und evaporiertes Wasser müsste durch veränderte Bewässerungs- und Managementpraktiken verbessert werden. | ger |
| dcterms.accessRights | open access | |
| dcterms.creator | Jordan, Greta |