SPACES II: Forschungspartnerschaften mit dem südlichen Afrika zur Anpassung komplexer Prozesse im System Erde
Im Fokus der BMBF-Fördermaßnahme „SPACES – Science Partnerships for the Adaptation/Adjustment to Complex Earth System Processes“ standen wissenschaftliche Verbundforschungsprojekte im südlichen Afrika. Dort wurden wissenschaftsbasierte Handlungsempfehlungen für die nachhaltige Nutzung und den Erhalt der Ökosystemleistungen entwickelt. Die Zusammenarbeit von deutschen Forschungseinrichtungen und Universitäten mit Partnereinrichtungen, insbesondere in Namibia und Südafrika, wurde zwischen 2018 bis 2024 mit rund 19 Millionen Euro vom BMBF gefördert. Die Forschungsergebnisse wurden in einem fast 1000-seitigen Gesamtwerk veröffentlicht.
Das südliche Afrika ist eine der Regionen, die unter dem globalen Klimawandel leiden, obwohl hier nur geringe Treibhausgase emittiert werden. Demgegenüber werden hier die Folgen des Klimawandels früher und intensiver beobachtet, da die Wechselwirkungen zwischen Klimaänderungen und anthropogenen (menschbedingten) Umwelteinflüssen wie Brandrodungen und Überfischung besonders stark sind. Wetterextreme führen zu Dürren und Überschwemmungen, zur Landdegradierung und zu Nahrungsmittelknappheit. Diese Auswirkungen prägen das südliche Afrika und stellen die Länder vor große Herausforderungen. Im südlichen Afrika sind Klima und Umwelt auf dem Land auch wesentlich durch die Meeresströmungen beeinflusst.
Nach einer erfolgreich durchgeführten ersten Forschungsphase von 2014 bis 2017 war es der Wunsch des BMBF und der Partner im südlichen Afrika, das Programm SPACES in einer zweiten Forschungsphase weiterzuführen. Das Ziel war jedoch nicht die Fortführung vorheriger Vorhaben, sondern vielmehr, auf der entwickelten Forschungserfahrung aufzubauen, neue Themen aufzunehmen, bzw. vorhandene Kenntnisse zu vertiefen und die Forschungspartnerschaften geografisch zu erweitern. Mit den neuen Forschungsthemen und mit weiteren Partnern aus dem südlichen Afrika wurden auch nationale Programme und Initiativen weiter gestärkt.
In der zweiten Förderphase hat das BMBF neun weitere große Verbundforschungsprojekte zu Landnutzungsthemen sowie zu Themen in der Meeresforschung gefördert. Diese Phase fokussierte stärker auf „Anpassungsmöglichkeiten" und baute auf die erste Förderphase zur „Bewertung" auf. Anfang 2024 wurden interdisziplinäre Forschungsergebnisse und Erfahrungen aus allen Verbundprojekten in einem fast 1000-seitigen Gesamtwerk veröffentlicht. Der Themenrahmen dafür wurde gemeinsam mit dem südafrikanischen Forschungsministerium (DSI) und der Nationalen Kommission für Forschung, Wissenschaft und Technologie in Namibia (NCRST) entwickelt.
Landnutzung
- Strukturen, Prozesse und Funktionen von vielfältig genutzten Landschaften für die nachhaltige Landnutzung, Landnutzungsänderung, zur Verbesserung von Kohlenstoff- und Wasserflüssen und deren Auswirkungen auf Lebensräume und Ökosystemleistungen inklusive der biologischen Vielfalt
- Management-Optionen für vielfältig genutzte Landschaften für die Ökosystementwicklung sowie die gesellschaftlich notwendige Widerstandsfähigkeit gegenüber Umweltveränderungen
- Entwicklung und Felderprobung von Maßnahmen, die durch die Wiederherstellung und nachhaltige Nutzung degradierter Ökosysteme zu Resilienz-, Anpassungs- und Schadensminderungszielen beitragen.
Meeresforschung
- Saisonale und inter-annuelle Variabilität und Trends der Küstenströmungssysteme unter Berücksichtigung ihres Einflusses auf die Wechselwirkungen der Land-Ozean-Atmosphäre im südlichen Afrika sowie ihre Auswirkungen auf biogeochemische Kreisläufe und auf das Management von marinen natürlichen Ressourcen,
- Kohlenstoff-, Wasser-, Nähr- und Schadstofftransport unter Berücksichtigung ihrer Transformationsmechanismen und -dynamiken in Fluss-, Ästuar- und Küstengebieten und im Hinblick auf ihre Bedeutung für Bevölkerung, Artenvielfalt und Ökosystemleistungen.
Nun bearbeiten BMBF-geförderte Verbundforschungsprojekte in den beiden Themenschwerpunkten folgende Aspekte:
In Zusammenarbeit von elf Partnerinstitutionen wurden innovative Werkzeuge zur Beurteilung der Landdegradation in unterschiedlich genutzten Landschaften in Südafrika weiterentwickelt und implementiert. In Südafrika wurden Erdbeobachtungsmethoden genutzt und sechs Schwerpunktgebiete detailliert analysiert. Die Methoden und Daten stehen den regionalen Nutzern für das Monitoring der Landdegradation digital und frei zur Verfügung. Die Arbeiten haben zum nationalen Ziel der „Land degradation neutrality" beigetragen.
Weitere Informationen unter: www.saldi.uni-jena.de
Das Verbundprojekt EMSAfrica mit 15 Projektpartnern hat eine Forschungsinfrastruktur zur Entwicklung effektiver Managementstrategien für die nachhaltige Entwicklung südafrikanischer Ökosysteme ausgebaut. Die langfristige Konsolidierung des Beobachtungsnetzwerks für Treibhausgaskonzentrationen und Austauschflüsse von CO2 und Wasserdampf zwischen Ökosystemen und der Atmosphäre in Südafrika waren ein zentrales Element. Dabei wurden auch die Veränderungen von Biodiversität und Ökosystemen analysiert.
Weitere Informationen unter: https://www.emsafrica.org
Im Nordosten Südafrikas wurde in Zusammenarbeit mit acht Partnerinstitutionen ein neues Informationssystem zur Resilienz von Ökosystemen und für eine nachhaltige Landnutzung entwickelt. Ziel war es, klimawandelbedingte Risiken für das Landnutzungsmanagement in der Region Limpopo zu bewerten. Ebenso wurden experimentelle Arbeiten sowie Interview- und Simulationsanalysen für die Landnutzungstypen „Ackerbau" und „Plantagenwirtschaft" durchgeführt. Die Ergebnisse wurden in einer Synthese mit Stakeholdern unter Berücksichtigung verschiedener Landnutzungsszenarien für die Gegenwart und Zukunft integrativ zusammengefasst.
Weitere Informationen unter: https://www.uni-goettingen.de/de/592566.html
Forschende aus zwölf Partnerinstitutionen untersuchten, wie mit Hilfe von Agroforstsystemen Antworten auf Herausforderungen in vier Ländern im südlichen Afrika zu finden sind. Ökosystemleistungen von Agroforstsystemen wurden als ein innovatives, multifunktionales Landnutzungssystem im südlichen Afrika untersucht und dabei die Mensch-Umwelt-Beziehung sowie der Nutzen als Lebensgrundlage für den ländlichen Raum analysiert. Besonders die Ausbildung von Studierenden und der Austausch von jungem Forschungsnachwuchs wurden gefördert. Die Erkenntnisse dienen zugleich der Forschung und der praktischen Landnutzung durch die lokalen Akteure.
Weitere Informationen unter: https://kommunikation.uni-freiburg.de/pm/online-magazin/forschen-und-entdecken/die-klimafolgen-in-afrika-bekaempfen
Aufbauend auf dem namibisch-deutschen OPTIMASS-Verbundprojektkonsortium untersuchten sechs Projektpartner die Chancen und Risiken wildtierbasierter Landnutzungsoptionen in Savannen. Dieser Projektschwerpunkt wurde auf Basis intensiver Stakeholderdialoge erarbeitet. Anhand der Analysen von wildtierbasierten Landnutzungsoptionen und ihrer Wirkung auf Klima, Wasserkreislauf und Vegetationsentwicklung wurden Managementempfehlungen für nachhaltige wildtierbasierte Landnutzungsstrategien abgeleitet.
Weitere Informationen unter: https://www.uni-potsdam.de/orycs
Das interdisziplinäre Verbundvorhaben TRACES (Tracing Human and Climate Impacts in South Africa) untersuchte die kombinierten Auswirkungen des Klimawandels und der anthropogenen Einflüsse auf aquatische und terrestrische Ökosysteme im Osten Südafrikas in den vergangenen 250 Jahren. Die Ergebnisse deuten auf erhöhte Bodenerosion, Eutrophierung (Anreichung von Nährstoffen) in Gewässern und Schadstoffeinträge mit negativen Auswirkungen auf die lokale Biodiversität hin. Die Erforschung der Zusammenhänge zwischen Nutzung von Ökosystemleistungen, Klimaveränderungen und anthropogenen Faktoren ist eine wichtige Voraussetzung, um künftig mit natürlichen Ressourcen nachhaltiger umzugehen.
Weitere Informationen unter: https://www.marum.de/wir-ueber-uns/Sediment-Geochemistry/TRACES.html
Die Küstenstaaten von Südwestafrika sind in besonderer Weise vom Ozean abhängig. Die gesellschaftliche Entwicklung, die Fischerei und der Tourismus in diesen Ländern werden aufgrund des Klimawandels großen Veränderungen unterliegen. Jedoch ist der Einfluss des regionalen Klimawandels komplex und noch nicht vollständig verstanden. Im Rahmen des Verbundprojekts BANINO dienen die bei Feldarbeiten, Fernerkundungen und Simulationen gewonnenen Daten als Basis für Ozeanzirkulations- und Klimamodelle, mit denen physikalische Prozesse des Küstenauftriebs vor Südwestafrika und seine Veränderungen dargestellt werden können. Durch Kooperationen von deutschen und afrikanischen Forschenden, durch Sommerschulen, gemeinsame Forschungsfahrten sowie die Bereitstellung von Daten und Modellsimulationen soll ein Aufbau wissenschaftlicher Kapazitäten in afrikanischen Universitäten und Instituten erreicht werden.
Weitere Informationen unter: https://banino.geomar.de/index.html
Die Gewässer um Südafrika spielen eine besondere Rolle im weltweiten Strömungssystem. Sie sind geprägt vom Agulhasstrom, der als eine der mächtigsten Strömungen der Ozeane warmes und salzreiches Wasser aus dem tropischen Indischen Ozean entlang der afrikanischen Küste nach Süden transportiert. Die Forschenden im Verbundprojekt CASISAC untersuchen die unterschiedlichen Einflussfaktoren, die sich auf den Agulhasstrom auswirken. Von besonderem Interesse sind die Auswirkungen der globalen Erwärmung und des Ozonabbaus. CASISAC analysiert auch die Veränderungen des regionalen Klimas - insbesondere der Niederschläge - im südlichen Afrika und quantifiziert die Veränderungen des Meeresspiegels und der Wellen entlang der Küsten. Zudem bewertet CASISAC die Folgen der globalen Erwärmung für die dortigen Küstenregionen.
Weitere Informationen unter: https://www.crslr.uni-kiel.de/de/projekte/casisac.html
TRAFFIC (Trophic Transfer Efficiency in the Benguela Current) ist ein Kooperationsprojekt von deutschen, namibischen und südafrikanischen Instituten. Ziel ist die Vertiefung des Wissens über Prozesse in den Nahrungsnetzen des nördlichen und südlichen Benguela-Auftriebssystems (nBUS, sBUS) und über die Auswirkungen auf Fischerei und Klima. Während die Primärproduktion in beiden Teilsystemen ähnlich verläuft, unterscheiden sie sich in der Zusammensetzung und Biomasse der Fischfauna sowie in der CO2-Bilanz: nBUS fungiert überwiegend als CO2-Quelle, sBUS als CO2-Senke.
Weitere Informationen unter: https://www.leibniz-zmt.de/en/research/research-projects/traffic.html
Nachwuchs fördern
Die Nachwuchsförderung ist ein wesentlicher Bestandteil von SPACES II. Neben Workshops und Sommerschulen sind Aus- und Fortbildungen wichtige Elemente des Programms. In diesem Zusammenhang fördert das BMBF auch ein DAAD-Stipendienprogramm (Master- und Promotionsstipendien). Darüber hinaus fanden bereits mehrere Ausbildungsfahrten mit erfahrenen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern für afrikanische Studierende auf deutschen Forschungsschiffen statt.
VorhERIGE SPACES-Programme
SPACES II baut sowohl in der Meeresforschung als auch im Themenschwerpunkt Nachhaltige Landnutzung auf die erfolgreich in SPACES I abgeschlossenen Verbundprojekte und auf die vorherigen Aktivitäten deutscher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf.
In der Meeresforschung sind deutsche Einrichtungen seit über zehn Jahren im südlichen Afrika aktiv und beteiligen sich an internationalen Programmen wie Benguela Current Large Marine Ecosystem (BCLME) und Benguela Environment Fisheries Interaction and Training (BENEFIT) sowie an Kooperationsprojekten wie BIOTA und Inkaba yeAfrica. Weitere bilaterale und multilaterale Projekte in der Meeresforschung wie NAMIBGAS und GENUS stellen die aktuellen Kooperationsaktivitäten auf eine breite Basis.
Die zweite Förderphase zu SPACES II im Themenschwerpunkt Nachhaltige Landnutzung baut auf dem deutsch-südafrikanischen Wissenschaftsjahr 2012 sowie auf vorherigen Verbundprojekten der ersten SPACES-Phase auf.
In den vier Landmanagementprojekten von SPACES I wurden Forschungsarbeiten zu Integrativen Entscheidungshilfen für eine nachhaltige Landnutzung in Savannen des Südlichen Afrikas (IDESSA), zur Dynamik ökologischer und sozio-ökonomischer Prozesse in der Limpopo Region Südafrikas unter dem Eindruck des globalen Wandels (Limpopo Living Landscapes), zur adaptiven Resilienz südafrikanischer Ökosysteme (Ars Africae) und zu den Optionen für ein nachhaltiges Geo-Biosphären-Rückkopplungs-Management in Savannen (OPTIMASS) durchgeführt.
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