Was ist der CSA-Simulator?

Der Climate Smart Agriculture (CSA)-Simulator ist ein Tool, das alternative Szenarien für die Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Flächen aufzeigt, indem es aktuelle Bewirtschaftungspraktiken und alternative zukünftige Szenarien beschreibt.

Das Tool richtet sich vor allem an zukünftige Landwirte, Studenten, erfahrene Landwirte, Landwirtschaftsverbände und Organisationen, die daran interessiert sind, ihre Fähigkeiten im Bereich CSA zu erwerben oder ihre landwirtschaftlichen Kompetenzen zu erweitern und in einer virtuellen Umgebung zu testen.

Es handelt sich um ein geeignetes Schulungs- und Lernwerkzeug, das eine simulationsbasierte Ausbildung bietet und das Vertrauen der Ausbilder und Lernenden in agrartechnische Praktiken stärkt.

Der Simulator verwendet einen algorithmusbasierten Arbeitsablauf: Unterschiedliche Algorithmen werden für verschiedene landwirtschaftliche Flächen entwickelt und anschließend in eine modellbasierte Softwarearchitektur integriert, die für eine verteilte Verarbeitung optimiert ist. Die Optimierung des Simulationsarbeitsablaufs ist ein wichtiger Untersuchungsbereich, da sie den Benutzern ermöglicht, große und heterogene Probleme flexibler zu bewältigen.

Der Simulator wurde so konzipiert, dass er mit dem Massive Open Online Course (MOOC) in Bezug auf eine koordinierte Strategie für die landwirtschaftliche Online-Ausbildung zusammenpasst. Die Interaktion zwischen Forschungs-, Bildungs- und Innovationsaktivitäten innerhalb des Simulatorprojekts wird für die Koordinierung der verschiedenen Ansätze verantwortlich sein und mehrere bestehende Modelle einbeziehen.

Warum ist der CSA-Simulator nützlich?

Angesichts der Komplexität der Beziehung zwischen Anbausystemen und dem im Boden vorhandenen Kohlenstoff ist die Verfügbarkeit einer Simulationsumgebung von Vorteil. Diese ermöglicht eine vereinfachte und direkte Nutzung von „Vorhersage“-Angaben zur Entwicklung des organischen Kohlenstoffs im Boden (SOC) und des anorganischen Kohlenstoffs im Boden (SIC) in Abhängigkeit von den angewandten landwirtschaftlichen Verfahren, die dem CSA-Ansatz zugeordnet sind.

Der CSA-Simulator:

-ermöglicht Lernenden, Kleinbauern und Landwirten, in einer virtuellen Umgebung zu simulieren, welche Vorteile die Umsetzung der im Massive Open Online Course (MOOC) vorgestellten Maßnahmen zur klimaverträglichen Landwirtschaft (CSA) für ein bestimmtes Gebiet bringen.
-verbessert das Verständnis und den Kenntnisstand und erleichtert den Zugang zu innovativer und simulationsbasierter landwirtschaftlicher Bildung und Lösungen.
-ist eine Softwarekomponente, die in das MOOC-Webportal integriert wird, um projektive Simulationen auf der Grundlage deterministischer Modelle zu unterstützen.
-ist modular aufgebaut, so dass die Lernziele nicht nur von motivierten Studenten erreicht werden können, die eine umfassende Ausbildung anstreben, sondern auch von Teilnehmern, die aufgrund geringeren Interesses oder beruflicher Verpflichtungen nur begrenzte Zeit oder Aufmerksamkeit zur Verfügung.

Das Tool verwendet detaillierte, räumlich explizite Daten über den Zustand eines bestimmten Bodens und ermöglicht die Eingabe von Informationen über die Feldarbeiten, um eine maßgeschneiderte Schätzung zu erstellen.

Die benötigten Informationen für das Tool sind:

• Informationen über die landwirtschaftliche Fläche von Interesse (AOI), die aus den verfügbaren Flächen für die Simulationssitzung ausgewählt werden kann.
• Geomorphometrische Informationen des AOI, die durch Komponenten zur Verwendung und Verarbeitung des Europäischen Digitalen Höhenmodells EU-DEM v1.1 abgerufen werden. Dieser Datensatz ist ein digitales Oberflächenmodell (DSM), das auf der Fusion von SRTM- und ASTER GDEM-Daten basiert und eine relativ unverzerrte vertikale Gesamtgenauigkeit von 2,9 Metern RMSE aufweist.
• Biophysikalische Variablen, die den Zustand und die Entwicklung der Vegetation, des Energiehaushalts, des Wasserkreislaufs usw. auf der Oberfläche des AOI beschreiben. Diese räumlichen Indikatoren basieren auf Erdbeobachtungsdaten, die von der „Sentinel“-Satellitenkonstellation des Copernicus-Programms der Europäischen Union erzeugt werden.
• Angaben zu den Anbaupraktiken, einschließlich der Anbaufolge, des Weidesystems, der Bodenbearbeitung, der Dünger- und Dungausbringung, der Bewässerungsmethode und -rate sowie der Rückstandsverwaltung. Es werden vorkonfigurierte Optionen zur Auswahl gestellt, um die Simulationssitzung zu vereinfachen.

Wie modelliert der CSA-Simulator Szenarien?

Der CSA-Simulator modelliert Szenarien auf Basis einer intelligenten Softwareplattform, die die prädiktive Modellierung unterstützt. Dabei werden Szenarien definiert, die mit bestimmten Datensätzen arbeiten:

• Ein Datensatz repräsentiert das zentrale Objekt, das manipuliert wird und umfasst AOI, geomorphometrische Informationen und biophysikalische Variablen.
• Ein Szenario besteht aus einer Reihe von Aktionen, die unter bestimmten Bedingungen ausgeführt werden, wobei die Landmanagementpraktiken berücksichtigt werden.
• Ein Dashboard kombiniert verschiedene grafische und textuelle Objekte, um die in Echtzeit generierten Informationen der Simulation zugänglich zu machen.

Das Tool verwendet die Informationen über Landbewirtschaftungspraktiken zusammen mit den räumlich expliziten Informationen über die Bodenbedingungen des AOI, um Modelle für jedes potenzielle Szenario durchzuführen.

Diese Modelle erweitern das Wissen über verfügbare Methoden und Instrumente für die landwirtschaftliche Bodenbewirtschaftung und zeigen Richtungen für Forschung und Entwicklung auf, die für Landwirte nützlich sein können.