Lehrerinfos zum Kit 5: Asien und der Reisbau
Satellitenbilder aus Radardaten ergänzen die multispektrale Sicht;
Prozesse erkunden

Das Themenset Nr. 5 befasst sich mit dem Reisanbau in Asien, speziell mit dem Reisanbau im vietnamesischen Mekong-Delta. Der Reisanbau erklärt weitgehend die Bevölkerungkonzentrationen auf dem asiatischen Kontinent. Drei der vier bevölkerungsreichsten Gebiete der Erde liegen in Monsun-Asien: Ostasien mit 1,5 Mrd. Einwohnern, Südostasien mit 0,6 Mrd. Einwohnern, Südasien mit 1,3 Mrd. Einwohnern.

Das Themenset bietet folgende Möglichkeiten:

• Erkennen der verschiedenen für den Reisanbau geeigneten Landschaftsformen;

• Das Zusammenwirken von Relief, Klima (Monsun), Agrargesellschaft und Bevölkerungsdichte;

• Beschäftigung mit dem Thema Reisanbau auf globaler, regionaler und lokaler Ebene;

• Unterrichtsideen: Monsun-Geschehen, Radar-Monitoring, Reiskultur;


Reisanbau in Monsun-Asien

Reis ist mehr als nur eine Getreideart. In ganz Asien steht er für eine Form der Zivilisation. Der Reis ist die wichtigste Getreideart und das Grundnahrungsmittel der Bevölkerung in Monsun-Asien. Er wird hier in den Flussebenen und Deltas der großen, aus dem Himalaya kommenden Flüsse wie dem Mekong, dem Roten Fluss (Song Hong), dem Chao Phraya und dem Irrawaddy angebaut. Aber auch im niederschlagsreichen Bergland ist der Reisanbau auf Bewässerungsterrassen weit verbreitet. Der Reis dient nicht nur als Nahrungsmittel. Reisstroh wird als Brennstoff und Dünger sowie zur Herstellung von Seilen, Taschen und Hüten verwendet. Lange Zeit wurde er auch als Tauschobjekt eingesetzt. Er hat sowohl einen wirtschaftlichen als auch einen sozialen Einfluss: Wasserkontrolle und Bewässerung haben eine hierarchisch aufgebaute Gesellschaft hervorgebracht.

Der Reisanbau erfordert einen hohen Arbeitskräfteeinsatz, so bestimmt er das Leben in den Regionen mit hoher Bevölkerungsdichte und prägt das Landschaftsbild: Deiche, Kanäle und Wehre in der Ebene, Bewässerungsterrassen und Kanäle im Bergland.

Der Reis ist eine anspruchsvolle Pflanze, die für ihr Wachstum drei Monate lang Temperaturen von mindestens 20 °C sowie 30 000 m3 Wasser pro Hektar benötigt. Nach einer Vorzucht von 50 Tagen werden die Setzlinge umgepflanzt. Das Monsunklima ermöglicht mehrere Ernten pro Jahr.

Im Jahr 2003 befanden sich neun der zehn größten reisproduzierenden Länder in Asien. China (166 Mio. t), Indien (115 Mio. t), Indonesien (52 Mio. t), Bangladesh (38 Mio. t), Vietnam (35 Mio. t), Thailand (27 Mio. t), Myanmar (22 Mio. t), die Philippinen (13 Mio. t) und Japan (10 Mio. t) stellen 90 % der weltweiten Reisproduktion. Paradoxerweise war der Reis von allen angebauten Getreidesorten diejenige, die bis 2008 international am wenigsten gehandelt wurde. Nur knapp 3 % der Gesamtproduktion wird international gehandelt, der Rest dient der Nahrungsmittelversorgung der Monsunregionen Asiens. Heute ist Thailand das weltweit größte Reisexportland, es hat auch die höchsten Erträge.


Deckblatt

Aufnahme Deckblatt: Das Mekong-Delta (Envisat)

Auf diesem Satellitenbild sind die vom Fluss ins Meer geschwemmten Sedimente als hellgrüner Farbsaum entlang der Küste besonders gut zu sehen. Das Delta wächst und dehnt sich jedes Jahr ca. 75 m weit in das Südchinesische Meer aus. Die Ostküste im südlichen Teil des Deltas unterliegt in jüngster Zeit jedoch einer starken meerseitigen Erosion, die stärker ist als die Sedimentation. Veränderte Meeresströmungen oder das Steigen des Meeresspiegels (Transgression) könnten Ursachen sein (siehe auch Bild Nr. 2).


Mittelteil

Bild Nr. 1: Südostasien (ESA / Envisat - 2004)

Auf diesem Ausschnitt des globalen Satellitenbilds der Landbedeckung ist die Gebirgskette des Himalaya gut zu erkennen, Quellgebiet für die großen Flüsse Südostasiens. Die Ozeane und Meere sind schwarz dargestellt, da die Meeresdaten in diese Aufnahme nicht mit einbezogen wurden. Es sind auch keine Wolken zu sehen, da nur Daten mit klarem Himmel benutzt wurden.

Bild Nr. 2: Das Mekong-Delta (Envisat)

Auf diesem Teilbild sind die verschiedenen Flussarme sowie die zum Zeitpunkt der Aufnahme vorhandenen Wolken erkennbar. Auch die vom Fluss ins Meer getragenen Sedimente sind deutlich als grüner Farbsaum vor der Küste zu sehen. Bei den grün-rötlichen Bereichen handelt es sich um Reisfelder ohne geschlossene Vegetation, man erkennt also hier den Boden in den Überschwemmungsbecken.

Bild Nr. 5: Reisfelder im Mekong-Delta (Spot-5)

Die Vegetation reflektiert nicht nur Licht im grünen Bereich, sondern auch im Nahen Infrarot (NIR), insbesondere bei starker Photosynthese. Je stärker das NIR reflektiert wird, umso stärker ist das Wachstum der Pflanzen. Der Einsatz dieser Messwerte ist somit wichtiger als die der Reflexion des grünen Lichts. Letzeres gibt nur einen Hinweis auf das Vorhandensein von Chlorophyll (Blattgrün). In diesem Kit der ESA wird der NIR-Kanal auf Satellitenbildern in Rot dargestellt RGB=(NIR, Rot, Grün), das hat vor allem historische Gründe. Besonders auffällig sind die Feuchtgebiete in Magenta (links unten), während die Reisfelder in vollem Rot erscheinen. Weiter sind das Netz der Bewässerungskanäle sowie die Flussarme deutlich zu sehen. Manche Parzellen (in Blau) zeigen geflutete Reisfelder ohne oder mit niedrig gewachsenem Reis, was den zeitlichen Unterschied der Reisaussaat verdeutlicht.

Diese „Rotbilder“ erfordern bei der Interpretation ein starkes Umdenken. Um eine Satellitenbild in assoziativ verständlicherer Farbgebung mit ähnlichem Informationsgehalt zu bekommen, muss man die Farbkanäle anders kombinieren, z.B. RGB=(Rot, NIR, Blau).  Dies ist ein (beinahe) Echtfarbenbild, bei dem nicht das Chlorophyll der Blätter sondern das Wachstum der Pflanzen angezeigt wird. Behelfsmäßig kann man mit Fotosoftware den roten Kanal mit dem grünen Kanal tauschen, das erleichtert dann die Interpretation.

Bild Nr. 8: Die Auswirkungen des Monsun (MODIS / Nasa GSFC)

Diese beiden Aufnahmen von Oktober 2002 (Regenzeit) und Januar 2003 (Trockenzeit) zeigen die Ausdehnung des Tonle Sap (Großer See), dessen Oberfläche von über 12 000 km2 auf wenige Hundert km2 schrumpft und dessen Tiefe von 10 auf 2 m reduziert wird (Aufnahme des Rapid Response Team des NASA GSFC anhand von MODIS-Daten).


Seite 5 – Anbaumanagement

Es ist wichtig, die Funktionen der Radarinstrumente hervorzuheben, die die Erstellung von Aufnahmen in einer Region mit regelmäßiger und dichter Bewölkung ermöglichen, denn diese werden von Wissenschaftlern für die genaue Beobachtung der Reisfelder eingesetzt.

Bild Nr. 10: Küstenregion des Mekong-Deltas (ERS-2 – SAR)

Diese „multitemporale“ Aufnahme wurde aus drei Radarbildern des ESA-Satelliten ERS-2 zusammengesetzt und zeigt die Unterschiede zwischen den verschiedenen Reisanbaugebieten im westlichen Teil des Deltas.

Sie vereint Radaraufnahmen, die zu verschiedenen Zeitpunkten erstellt wurden, denen jeweils ein bestimmter Farbcode zugeordnet wurde (5. Mai: Rot / 9. Juni: Grün / 14. Juli: Blau). Jede Farbe zeigt den Zeitpunkt und Ort an, an dem die Reispflanzen ihre Reife erlangt haben. So bietet eine einzige Aufnahme dieses Typs den Experten für jedes Gebiet Informationen über die angebauten Reissorten, die Produktivität und die Bewässerungsqualität.

Bild Nr. 11: Serie von Radarbildern der Küstenregion des Mekong-Deltas (ERS-2 – SAR)

Diese sechs kleinen Schwarzweißbilder zeigen die Unterschiede zwischen jeweils zwei Aufnahmen, sog. Differenzbilder. Jedes Bild zeigt hier die Zu- oder Abnahme des Radarsignals für ein bestimmtes Zeitintervall.


Seite 6 – Die Funktionen von Erderkundungssatelliten

Diese Seite ist dem Verständnis der Funktionsweise der an Bord der Satelliten mitgeführten Radarinstrumente gewidmet.

Bild Nr. 12: Schema „So entsteht eine Radarbild“

Fernerkundungssatelliten können mit zwei großen Sensorfamilien ausgestattet sein: „passiven“ und „aktiven“ Sensoren. Passive Sensoren messen die direkt von der Erde abgegebenen Strahlen wie thermisches Infrarot oder von der Erdoberfläche reflektierte Wellen (Sonnenlicht). Aktive Sensoren empfangen das Echo von Signalen (Mikrowellen), die sie selbst ausgesendet haben. Bei einem Radar handelt es sich somit um einen aktiven Sensor.

Jedes Objekt, auf das eine vom Radar kommende Welle trifft, „sendet“ ein mehr oder weniger starkes „Echo“ zurück. Diese Stärke des reflektierten Signals dient der Erkennung der verschiedenen Objekte, der Zeitabstand zwischen der Aussendung und dem Empfang des Signals dient der Feststellung der Abstandsmessung.

Bilder Nr. 13, 14, 15, 16: Mithilfe des Radarsignals kann das Wachstum der Reispflanzen gemessen werden

Radarwellen reagieren insbesondere auf feine Bodenunebenheiten und oberflächliche Feuchtigkeit, bilden aber auch das Relief einer Landschaft ab. Somit ist ein Radar in der Lage, unterschiedliche Bodenrauhigkeit (glatte Wasserfläche, rauhe Böden, z. B. durch Bewuchs, etc.) zu erkennen. Je rauher eine Oberfläche ist, desto heller erscheint sie auf dem Radarbild.


Unterrichtsideen

Level 1, Jgst. 5 und 6:

- zum Kit
- zum Thema Radar
- zum Thema Monsun
- zum Thema Reisanbau

Level 2, Jgst. 7 mit 9:

- zum Kit
- zum Thema Radar
- zum Thema Monsun
- zum Thema Reisanbau

Level 3, Jgst. 10 mit 12:

zum Kit
- zum Thema Radar
- zum Thema Monsun
- zum Thema Reisanbau