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A common problem in ecology is identifying the relationship between relief and site properties obtainable only by point measurements. The method of Multi-Scale Landscape Analysis (MSLA) identifies such correlations. MSLA combines frequency filtering of the digital elevation model (DEM) with an estimation of the optimum filter coefficients using an optimization procedure. Tested using point data of soil decarbonation from a German young moraine landscape, MSLA provided significant results. Implemented within open source software SAMT. MSLA is comfortable and flexible to use, offering applications for numerous other spatial analysis problems.
Indicators to assess sustainable land development often focus on either economic or ecologic aspects of landscape use. The concept of multifunctional land use helps merging those two focuses by emphasising on the rule that economic action is per se accompanied by ecological utility: commodity outputs (CO, e.g., yields) are paid for on the market, but non-commodity outputs (NCO, e.g., landscape aesthetics) so far are public goods with no markets. Agricultural production schemes often provided both outputs by joint production, but with technical progress under prevailing economic pressure, joint production increasingly vanishes by decoupling of commodity from non-commodity production. Simultaneously, by public and political awareness of these shortcomings, there appears a societal need or even demand for some non-commodity outputs of land use, which induces a market potential, and thus, shift towards the status of a commodity outputs. An approach is presented to merge both types of output by defining an indicator of social utility (SUMLU): production schemes are considered with respect to social utility of both commodity and non-commodity outputs. Social utility in this sense includes environmental and economic services as long as society expresses a demand for them. For each combination of parameters at specific frame conditions (e.g., soil and climate properties of a landscape) a production possibility curve can reflect trade-offs between commodity and non-commodity outputs. On each production possibility curve a welfare optimum can be identified expressing the highest achievable value of social utility as a trade-off between CO and NCO production. When applying more parameters, a cluster of welfare optimums is generated. Those clusters can be used for assessing production schemes with respect to sustainable land development. Examples of production possibility functions are given on easy applicable parameters (nitrogen leaching versus gross margin) and on more complex ones (biotic integrity). Social utility, thus allows to evaluate sustainability of land development in a cross-sectoral approach with respect to multifunctionality. (C) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved
Im Rahmen der Forschungen zur Landschaftsentwicklung des Pazifischen Nordwestens der USA wurde die Entwicklung eines Schluchtensystems im südlichen Teil des North Fork Cottonwood Creek bei Monument, Zentral-Oregon, untersucht. Die ackerbauliche Nutzung begann hier um 1870. Während des späten 19. Jahrhunderts überwog hier die Hangerosion. Bis zum frühen 20. Jahrhundert wurden Oberböden der Oberhänge erodiert und Sedimente mit sehr geringer Infiltrationskapazität freigelegt. Dieses bewog die Farmer zur Umstellung der Landnutzung auf extensives Weideland. Die dadurch eintretende Verringerung der Sedimentkonzentration im Oberflächenabfluß verursachte seitdem ausgedehnte Einkerbungen. Ein vor etwa 110 Jahren angelegter Brunnen im Süden der Talaue wurde dabei angeschnitten. Heute hat die Hauptschlucht eine Tiefe von mehr als 15m und eine Länge von mehr als einem Kilometer. Eine Terrasse im breiten Talboden der Schlucht enthielt Teile eines alten Autos. Durch das Hineinwerfen von Schrottautos in den oberen Teil der Schlucht konnten die Farmer deren weitere Ausbreitung verhindern.
Die zeitliche Veränderung von Hangerosion und bearbeitungsbedingter Bodenverlagerung konnten quantifiziert und auf die Landnutzungsentwicklung im 20. Jahrhundert zurückgeführt werden. Die Forschungsarbeiten wurden in einem kleinen, lößbedeckten Einzugsgebiet im zentralen Palouse in Ost-Washington durchgeführt, dessen hügeliges Relief durch die charakteristischen "rolling hills" geprägt ist. Detaillierte Untersuchungen der Bodenhorizonte und Kolluvien beweisen, daß Hangerosion und bearbeitungsbedingte Bodenverlagerung etwa seit dem Jahr 1935 in hohem Maße auftraten. In diesem Jahr wurde der Ackerbau auf die steilen Hangbereiche und die Hügelkuppen ausgedehnt. Eine zweijährige Fruchtfolge mit einjähriger Schwarzbrache ohne jegliche Vegetationsbedeckung bildete den Ansatzpunkt für extrem hohe Wassererosionsraten. Von 1935 bis 1980 wurde durchschnittlich 198t Bodenmaterial pro Hektar und Jahr erodiert. Die 1980 eingeführte pfluglose Bodenbearbeitung brachte nur eine Reduzierung der Erosionsraten um durchschnittlich 14%. Seitdem betragen diese durchschnittlich 171t pro Hektar und Jahr. Durch häufiges Pflügen besonders während der Brachejahre wurde zusätzlich Bodenmaterial hangabwärts bewegt. Auf den Kuppen wurde der Boden dadurch seit 1935 bis zu einer Tiefe von 130cm abgetragen. Der auf bearbeitungsbedingte Bodenverlagerung zurückzuführende Bodenverlust beträgt seitdem im Durchschnitt 84t pro Hektar und Jahr.