Die endemischen Arganbestände in Südmarokko sind die Quelle des wertvollen Arganöls, sind aber durch bspw. Überweidung oder illegale Feuerholzgewinnung stark übernutzt. Aufforstungsmaßnahmen sind vorhanden, sind aber aufgrund von zu kurz angelegten Bewässerungs- und Schutzverträgen häufig nicht erfolgreich. Das Aufkommen von Neuwuchs ist durch das beinahe restlose Sammeln von Kernen kaum möglich, durch Fällen oder Absterben von Bäumen verringert sich die kronenüberdeckte Fläche und unbedeckte Flächen zwischen den Bäumen nehmen zu.
Die Entwicklung der Arganbestände wurde über den Zeitraum von 1972 und 2018 mit historischen und aktuellen Satellitenbildern untersucht, ein Großteil der Bäume hat sich in dieser Zeit kaum verändert. Zustandsaufnahmen von 2018 zeigten, dass viele dieser Bäume durch Überweidung und Abholzung nur als Sträucher wachsen und so in degradiertem Zustand stabil sind.
Trotz der Degradierung einiger Bäume zeigt sich, dass der Boden unter den Bäumen die höchsten Gehalte an organischer Bodensubstanz und Nährstoffen auf den Flächen aufweist, zwischen zwei Bäumen sind die Gehalte am niedrigsten. Der Einfluss des Baumes auf den Boden geht über die Krone hinaus in Richtung Norden durch Beschattung in der Mittagssonne, Osten durch Windverwehung von Streu und Bodenpartikeln und hangabwärts durch Verspülung von Material.
Über experimentelle Methoden unter und zwischen den Arganbäumen wurden Erkenntnisse zur Bodenerosion gewonnen. Die hydraulische Leitfähigkeit unter Bäumen ist um den Faktor 1,2-1,5 höher als zwischen den Bäumen, Oberflächenabflüsse und Bodenabträge sind unter den Bäumen etwas niedriger, bei degradierten Bäumen ähnlich den Bereichen zwischen den Bäumen. Die unterschiedlichen Flächenbeschaffenheiten wurden mit einem Windkanal untersucht und zeigten, dass gerade frisch gepflügte Flächen hohe Windemissionen verursachen, während Flächen mit hoher Steinbedeckung kaum von Winderosion betroffen sind.
Die Oberflächenabflüsse von den unterschiedlichen Flächentypen werden in die Vorfluter abgeleitet. Die Sedimentdynamik in diesen Wadis wird hauptsächlich von Niederschlag zwischen den Messungen, Einzugsgebiet und Wadilänge und kaum von den verschiedenen Landnutzungen beeinflusst.
Das Landschaftssystem Argan konnte über diesen Multi-Methodenansatz auf verschiedenen Ebenen analysiert werden.
The endemic argan tree (Argania spinosa) populations in southern Morocco are highly degraded due to overbrowsing, illegal firewood extraction and the expansion of intensive agriculture. Bare areas between the isolated trees increase due to limited regrowth; however, it is unknown if the trees influence the soil of the intertree areas. Hypothetically, spatial differences in soil parameters of the intertree area should result from the translocation of litter or soil particles (by runoff and erosion or wind drift) from canopy-covered areas to the intertree areas. In total, 385 soil samples were taken around the tree from the trunk along the tree drip line (within and outside the tree area) and the intertree area between two trees in four directions (upslope, downslope and in both directions parallel to the slope) up to 50 m distance from the tree. They were analysed for gravimetric soil water content, pH, electrical conductivity, percolation stability, total nitrogen content (TN), content of soil organic carbon (SOC) and C/N ratio. A total of 74 tension disc infiltrometer experiments were performed near the tree drip line, within and outside the tree area, to measure the unsaturated hydraulic conductivity. We found that the tree influence on its surrounding intertree area is limited, with, e.g., SOC and TN content decreasing significantly from tree trunk (4.4 % SOC and 0.3 % TN) to tree drip line (2.0 % SOC and 0.2 % TN). However, intertree areas near the tree drip line (1.3 % SOC and 0.2 % TN) differed significantly from intertree areas between two trees (1.0 % SOC and 0.1 % TN) yet only with a small effect. Trends for spatial patterns could be found in eastern and downslope directions due to wind drift and slope wash. Soil water content was highest in the north due to shade from the midday sun; the influence extended to the intertree areas. The unsaturated hydraulic conductivity also showed significant differences between areas within and outside the tree area near the tree drip line. This was the case on sites under different land usages (silvopastoral and agricultural), slope gradients or tree densities. Although only limited influence of the tree on its intertree area was found, the spatial pattern around the tree suggests that reforestation measures should be aimed around tree shelters in northern or eastern directions with higher soil water content or TN or SOC content to ensure seedling survival, along with measures to prevent overgrazing.
Finding behavioral parameterization for a 1-D water balance model by multi-criteria evaluation
(2019)
Evapotranspiration is often estimated by numerical simulation. However, to produce accurate simulations, these models usually require on-site measurements for parameterization or calibration. We have to make sure that the model realistically reproduces both, the temporal patterns of soil moisture and evapotranspiration. In this study, we combine three sources of information: (i) measurements of sap velocities; (ii) soil moisture; and (iii) expert knowledge on local runoff generation and water balance to define constraints for a “behavioral” forest stand water balance model. Aiming for a behavioral model, we adjusted soil moisture at saturation, bulk resistance parameters and the parameters of the water retention curve (WRC). We found that the shape of the WRC influences substantially the behavior of the simulation model. Here, only one model realization could be referred to as “behavioral”. All other realizations failed for a least one of our evaluation criteria: Not only transpiration and soil moisture are simulated consistently with our observations, but also total water balance and runoff generation processes. The introduction of a multi-criteria evaluation scheme for the detection of unrealistic outputs made it possible to identify a well performing parameter set. Our findings indicate that measurement of different fluxes and state variables instead of just one and expert knowledge concerning runoff generation facilitate the parameterization of a hydrological model.