Nachhaltige Wstenbegrnung Hany El Kateb Wissenschaftlicher Berater des

Nachhaltige Wüstenbegrünung Hany El Kateb Wissenschaftlicher Berater des Ägyptischen Präsidenten in der Landwirtschaft Mitglied des Präsidialrats für Wissenschaftler und Experten Ägypten Präsident des Ägyptischen Wissenschaftszentrums “Foresight for Development and Innovation” Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 1

Initiativen zur Entwicklung neuer Communities und des Agrarsektors in Ägypten Die ägyptische Regierung hat eine großflächige Reklamation von Wüstenland eingeleitet. Ziel dieser Initiative ist es nicht nur, die Ernährungssicherheit für die immer größer werdende Bevölkerung zu verbessern, sondern auch neue „Communities“ in verschiedenen Wüstengebieten des Landes zu gründen, die neue Wohngebiete und Beschäftigungsmöglichkeiten bieten. Dabei liegt der Schwerpunkt der Initiative auf der Landwirtschaft und den dazugehörigen Industrien. Für die neuen „Communities“ können Agrar-Ökosysteme und Urban Forestry (arboriculture) effiziente Instrumente zur Eindämmung und Anpassung an den Klimawandel sein und darüber hinaus zahlreiche ökologische, soziale und wirtschaftliche Vorteile befähigen. Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 2

Ressourcenbasierte Entwicklung - Ansatz Anhebung des Lebensstandards Hohes Bruttoinlandsprodukt Hohe wirtschaftliche und soziale Stabilität Aufklärung, Bildung, Qualifikation, Verständnis von Wissenschaft, Technik und Technologie (Professionalität) Hohe Stabilität in Bezug auf hohe Resistenz/hohe Resilienz Risiken reduzieren Regulierung, Kontrolle und Überwachung Nachhaltiges Management Vielfalt Zero waste Einsparung bei der Ressourcennutzung Nutzung der Ressourcen, die verfügbar und erneuerbar sind Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 3

Schematische Darstellung einer neuen Community in ariden Gebieten, die aus urbanen, landwirtschaftlichen und agroindustriellen Gebieten besteht e on z s t f a h c wirts Land Ur ba ne Zo ne ne o z e i r t s e Indu Grün Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 4

Layout einer neuen Community - Animation Ur ba ne e Zo ne n o z trie s u Ind Landwirtschaftszone Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 5

Da m W ag in in d g Windschutzstreifen zum Schutz der urbanen und landwirtschaftlichen Gebiete W ind bre ak Schutz der urbanen und landwirtschaftlichen Gebiete durch Windschutzanlagen aus lebenden Bäumen. Die Abbildung zeigt die Anordnung von aufeinander folgenden Windschutzanlagen im rechten Winkel zur Hauptwindrichtung. Die Abstände zwischen den Anlagen hängen vom gewünschten Reduktionsgrad der Windgeschwindigkeit ab. Ein geeigneter Windschutz muss den vorherrschenden Bedingungen jeder Örtlichkeit angepasst werden. Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 6

Gestaltung von Windschutzanlagen Ein Beispiel für eine Artenzusammensetzung einer Windschutzanlage für mittlere salzhaltige Böden in aridem Klima (links ohne Schutz und rechts mit Schutz gegen Tierverbiss) Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 7

Aufforstungspotential in Ägypten Beispiele für das Wachstumspotenzial einiger Baumarten, die 2013 und 2014 in ägyptischen Wüstengebieten gepflanzt wurden Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 8

Aufforstungspotential in Ägypten “A society grows great when old men plant trees whose shade they know they shall never sit in” (Griechisches Sprichwort, www. visitgreece. gr). Ismailia: Afforstung nach 42 Monaten Wegen des hohen Wachstumspotenzials in Ägypten können wir sagen: “A society grows great when young people, even old men, plants trees whose shade they know they shall sit in”. Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 9

Begrünung der Räume zwischen den Gebäuden El Kateb, Foresight for Development Hany El Kateb, Institute of Silviculture, TUM and Innovation 10

Einfluss von Windschutzanlagen auf urbane und landwirtschaftliche Areale in ariden Gebieten Ø Schutz urbaner und landwirtschaftlicher Gebiete vor Wind und Sand. Ø Verringerung der Temperaturschwankungen zwischen Tag und Nacht. Ø Eindämmung und Anpassung an den Klimawandel. Ø Erhöhung der Infiltrationsrate und Verminderung des Oberflächenwasserabflusses. Ø Abkühlungs- und leichte Erwärmungseffekte an Sommertagen bzw. Winternächten: Dies führt zu Energieeinsparung und Steigerung der Überlebens- und Wachstumsrate der Pflanzen. Ø Schaffung eines günstigen städtischen Mikroklimas. Ø Verbesserung der Luftqualität und damit der Gesundheit. Ø Schaffung von Freizeit- und Erholungsmöglichkeiten. Ø Schaffung eines günstigen Mikroklimas für Kulturpflanzen. Ø Reduzierung von Pflanzenschäden durch Frost und Schädlinge. Ø Verbesserung der Effizienz der Bewässerung und Düngung. Ø Konservierung von Bodenfeuchtigkeit. Ø Verbesserung der Lebensräume für die Bodenorganismen. Ø Ertragssteigerung der geschützten Kulturpflanzen. Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 11

Schematischer Aufbau des urbanen Gebiets, geteilt in verschiedene Zonen. Die Mobilität spielt sich zu Fuß, mit dem Fahrrad oder mit Elektrofahrzeugen ab. 1 23 4 Windschutz 5 Straßennetz 6 1. Zentrum 4. Wohngebiet mit Geschäften für den täglichen Bedarf 2. Einkaufszentrum mit Cafés, Restaurants etc. 5. Bildungs-, Gesundheits-, Kultur-, Erholungs-, und Freizeiteinrichtungen 3. Gebäudezone für öffentliche und private Unternehmen 6. Grüne Industriezone Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 12

Layout neuer Communities – Animation Zone 1 - 4 Zone 1, 2 & 3 Zone 4 Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 13

Layout neuer Communities – Animation Zone 5 -6 Zone 5 Zone 6 Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 14

Die Notwendigkeit einer nachhaltigen Landwirtschaft Die Landoberfläche der Erde ist zu fast einem Drittel mit ariden Gebieten bedeckt. Dort lebt ein Drittel der Weltbevölkerung. Angesichts der begrenzten Ressourcen der Erde, des Klimawandels, der drastischen Abnahme der Biodiversität, die steigende Zahl der Weltbevölkerung, der Mangel an Wasser, Nahrungs-mitteln und Energie, die Umweltverschmutzung einschließlich Boden, Luft und Wasser, sind die Ernährungssicherheit und die soziale Stabilität gefährdet, insbesondere in ariden Regionen, in denen Ressourcen knapp sind und die Anfälligkeit für den Klimawandel hoch ist. Strategien für umweltfreundliche und, gegen den Klimawandel, widerstandsfähige Landwirtschaftsysteme sind unbedingt erforderlich und nachhaltige Agrarökosysteme für die Produktion gesunder und vielfältiger Lebensmittel müssen entwickelt werden. Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 15

Agrarökosysteme in ariden Gebieten Ein Agrarökosystem kann als ein integriertes Bewirtschaftungssystem beschrieben werden, das optimale Habitate für Pflanzen und Tiere schafft und deren Bedürfnisse befriedigt. Das System soll eine hohe Stabilität in Bezug auf Resistenz und Resilienz aufweisen. Dies bedeutet hohe Resistenz gegen jene Faktoren, die das Gleichgewicht des Systems beeinflussen, z. B. Klima, Wind, Sand und Schädlinge; und hohe Elastizität. Anforderungen der Pflanzen Wasser Nachhaltiges Wassermanagement, Erschaffung von alternativen Wasserquellen 1 und Anwendung von Wassersparmaßnahmen 2 Licht Regulierung des Lichts nach Bedarf der verschiedenen Pflanzenarten Nährstoffe Steigerung und Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit durch Verbesserung der Lebensräume für die Bodenorganismen. Entwicklung von Fruchtfolgen und Intercropping & Steigerung der Pflanzenvielfalt. Nutzung aller im System vorhandenen Nährstoffquellen und Kompostierung/ Recycling von landwirtschaftlichen Abfällen. Ausführung von integrierten Systemen (Pflanzenbau, Tierhaltung, Aquakultur, Forstwirtschaft). Schutz, Anlage von Windschutz und Hecken; Aufbau und Erhalt von organischer Prävention & Bodensubstanz neben Mulchen und reduzierte Bodenbearbeitung; Erhöhung Anpassung der Artendiversifizierung und Biodiversität; Einrichtung integrierter Systeme. Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 16

Potenzielle Techniken zur Wasserversorgung und Wassereinsparung in ariden Gebieten 1 Techniken - zur Wasserversorgung durch alternative Wasserquellen Ernte von Regenwasser, Nebel* und Tau*, soweit relevant Generierung atmosphärischer Wasser* Wiederverwendung von Abwässer (nicht Essbares, wie Waldbäume oder Windschutzanlagen, können mit vorgereinigtem Abwasser, während Essbares mit kontaminationsfreiem Wasser bewässert werden) Kostengünstige Meerwasserentsalzung (dies ist in vielen Ländern in ariden Regionen immer noch erforderlich, um Wasser für die Ernährungssicherheit bereitzustellen). *Windschutz erhöht die relative Luftfeuchtigkeit und steigert somit die Effizienz der Techniken. 2 Techniken - zur Wassereinsparung in der Landwirtschaft Unterirdische Bewässerung, wenn Regenfeldbau nicht möglich ist Windschutzanlagen Mulchen Mehrschichtanbau und Zwischenkulturen (Intercropping) Verbesserung der Lebensräume für die Bodenorganismen und den Aufbau organischer Bodensubstanz Keine Produktion von Abwässer, ansonsten Wiederverwendung/Recycling. Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 17

Population und Wasser in Ägypten Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 18

Ackerland und Bewässerungswasser in Ägypten * Defizit in 2050: 8, 3± 1, 4 Mill. ha und 134± 24 Mrd. m 3 Wasser. In geeigneten Agrarökosystemen und bei Verwendung von unterirdischer Bewässerung kann das Defizit drastisch verringert werden, um 32% und 87% für Land bzw. Bewässerungswasser. *7, 300 m 3/feddan according to Ministry of Water Resources and Irrigation, Egypt (2014) Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 19

Nachhaltige integrierte Landwirtschaft Renewable energy - Schematische Darstellung Agro-industry Wide-range of food & other products Buildings Organic waste Anaerobic digester Livestock farming Waste water Agriculture Open field Fertilisation: Compost teas (outputs of animal, aquatic and crop farming) Algae Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation Multi-trophic aquaculture Filtered Water Fertiliser Transesterification Irrigation: Sub-soil Plants Nutrientrich Water Greenhouse Aquaponic 20

Nachhaltige integrierte Landwirtschaft - Design Damaging Wind Vertikale und horizontale Anordnung in einem nachhaltigen Anbausystem mit 7 verschiedenen Schichten: Schicht 1 -3: Windschutz, Schicht 4 und 5: Obstbäume, Schicht 6 und 7: Getreide, Gemüse und Kräuter unter Palmen. Unter dem Dach der Schichten 2 bis 5 sind Schicht 8: Schattertragende Pflanzen und Schicht 9: Kletterpflanzen. Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 21

Nachhaltige integrierte Landwirtschaft - Design Anordnung diverser Arten auf Sub. Einheiten in den Schichten 4 bis 7 Beispiel für die Anordnung schematische Darstellung von mehreren landwirtschaftlichen Einheiten, die durch Windschutzanlagen geschützt sind. Für optimalen Schutz von Wind, ist die Größe einer Einheit 4, 6 ha (175 m X 264 m). Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 22

Schutz der Anbauflächen durch Windschutz - Animation Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 23

Nachhaltige integrierte Landwirtschaft - Animation Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 24

Nachhaltige integrierte Landwirtschaft - Animation Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 25

Nachhaltige Gewächshausbewirtschaftung – Design Layer 4 Layer 2 Layer 1 Layer 5 Damaging Wind Layer 3 Layer 6 Poly-culture greenhouse Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 26

Polykultur im Gewächshaus - Animation Skizze von innen (Except Integrated Sustainability) Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 27

Ökonomische, ökologische und soziale Vorteile des Systems -Etabliert beispielhafte moderne und ökologische Landwirtschaft, die in verschiedenen Regionen Anwendung finden kann. -Verringert die Anfälligkeit für Dürre und Klimawandel erheblich. -Verringert die Verdunstung, senkt den Wasserverbrauch und sichert einen sauberen Oberflächenwasserabfluss. -Verbessert die Bodenfruchtbarkeit und verringert die Bodenerosion. -Bietet Schutz für die landwirtschaftlichen Kulturen vor Wind und Sand. -Reduziert potenzielle Risiken für Schädlinge und Krankheiten durch eine hohe Artenvielfalt. -Unterstützt nicht die Verwendung von Agrarchemikalien. -Steigert die Erträge und sichert nachhaltiges Einkommen und die Produktion hochwertiger Anbaukulturen. -Führt zur Erhöhung des BIP und des Lebensstandards als Folge des Aufbaus einer gesamten landwirtschaftlichen Wertschöpfungskette von der Verteilung bis zur Verarbeitung. -Bietet zahlreiche Beschäftigungsmöglichkeiten und ein breites Spektrum an Karrieren. -Sequestriert Kohlendioxid, nicht unerheblich (5 -10 t/ha/Jahr). -Darstellt ein attraktives Erholungsgebiet & fördert des Ökotourismus. Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 28

Vielen herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Hany El Kateb, Foresight for Development and Innovation 29