Koordinationsfonds

• Antragsteller: Professor Dr. Lutz Breuer
• Fachliche Zuordnung: Ökologie der Landnutzung ; Bodenwissenschaften ; Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517723694

FORMULA untersucht die ökosystemaren Leistungen (Nature’s Contributions to People, NCP) von Agroforstsystemen. Ziel ist es, optimale Bewirtschaftungsoptionen zu identifizieren, die sich aus der Integration von Bäumen in Ackerland ergeben. FORMULA, das sich in zwei Projektphasen gliedert, analysiert NCPs in zwei sukzessiven Agroforstsystemen in Hessen und Brandenburg (Deutschland) mit unterschiedlichen Produktionssystemen (ökologisch vs. konventionell) und Umweltbedingungen. Die Baumreihen erzeugen im Feld räumliche Gradienten von Umweltfaktoren. Diese bilden die Grundlage für zwei primäre Forschungsziele; erstens die Bewertung der Produktionsleistung und der Umweltwirkungen von silvo-arablen Agroforstsystemen im Vergleich zu baumlosen landwirtschaftlichen Referenzsystemen und zweitens die Verbesserung des mechanistischen Verständnisses der Prozesse, die den räumlichen Mustern von NCPs zugrunde liegen. Zwei zentrale Hypothesen von FORMULA sind, dass (H1) die räumliche Komplexität innerhalb eines Feldes als eine Reihe von NCP-Gradienten von den Baumreihen zum offenen Feld ausgedrückt werden kann und dass (H2) sich die NCP-Gradienten auf der Feldskala überlappen, mit Synergien und Kompromissen in Bezug auf Umweltwirkungen und agronomische Leistungen. FORMULA ist in fünf Teilprojekte (SP1-5) und ein koordinierendes Projekt (SPZ) gegliedert, in denen NCP in Bezug auf Klima, Wasserverfügbarkeit, Bodennährstoffe, Biodiversität, Habitat sowie Nahrungs- und Futtermittelproduktion untersucht werden. Die enge Kooperation zwischen der Justus-Liebig-Universität Gießen und dem Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) stärkt dieses interdisziplinäre Projekt. Neben den spezifischen Forschungsarbeiten in den Teilprojekten umfasst FORMULA drei zentrale Experimente, bei denen die Teilprojekte eng zusammenarbeiten. Das erste konzentriert sich auf die Auswertung von Gradienten entlang von Transekten, die senkrecht zur Baumgrenze verlaufen. Im zweiten wird mit Hilfe der Markierung von Stickstoff (15N) die Konkurrenz zwischen Bäumen und Pflanzen um diesen wichtigen Nährstoff untersucht. Das dritte Experiment dient der Erfassung räumlich hochaufgelöster Daten zur Hochskalierung von NCP auf die Feldebene. FORMULA wird auch ein innovatives Referenzsystem für die Agroforstforschung entwickeln und testen. Alle Experimente folgen einem dreistufigen Ansatz: Kernexperimente, die an beiden Standorten mit identischen Methoden durchgeführt werden (Stufe 1); Experimente, die an beiden Standorten mit vergleichbaren Methoden umgesetzt werden (Stufe 2); individuelle Experimente die eine spezifische wissenschaftliche Infrastruktur erfordern (Stufe 3). In der zweiten Phase von FORMULA wird ein integriertes mechanistisches Agroforstmodell entwickelt, das für das Upscaling auf Landschaftsebene und die Analyse von Nutzungsszenarien erforderlich ist. Ein Modellbeirat wird diese Modellentwicklung in erste Phase vorbereiten und begleiten.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5664: Agroforstwirtschaft für eine nachhaltige multifunktionale Landwirtschaft (FORMULA)