1.1 Die natürlichen Grundlagen

Grundlage für den Anbau von Spezialkulturen und für deren reiche Erträge sind das milde, sommertrockene Klima und die alluvialen Böden, die zwischen N-S streichenden Bergketten liegen.

1.1.1 Klimatische Verhältnisse

Mehr als 90% aller landwirtschaftlichen Produkte Kaliforniens kommen aus den Tieflandgebieten, die weniger als 500 mm Jahresniederschlag erhalten, was für Spezialkulturen ohne Bewässerung kaum ausreicht. "Jedoch wird der Nachteil, der sich aus der Niederschlagsverteilung ergibt, durch die Länge der Wachstumsperiode und durch die Qualität der Böden ausgeglichen."(Cole/Johnson 1967, S. 41)

Die klimatische Ausstattung Kaliforniens ist außerordentlich vielfältig, denn außer Tropenklimaten umfaßt Kalifornien alle Klimatypen nach KÖPPEN (Abb. 4).

Vom Spätherbst bis zum Frühligsbeginn bringen Zyklone vom Golf von Alaska Nordkalifornien reichliche Niederschläge (subtropisches Winterklima Cs). Diese sinken von 2500 mm im gebirgigen NW auf unter 150 mm im SW, wo fast der gesamte Niederschlag im Winter fällt. Das Große Zentraltal ist insgesamt niederschlagsarm, denn es liegt im Regenschatten der Küstenkette. Die Niederschläge reichen von über 1000 mm (im N) bis unter 200 mm (am Westrand). Bedingt durch die N-S streichenden Gebirgszüge nehmen die Niederschläge auch von W nach O ab. Eine genauere Verteilung ist in Abb. 5 ersichtlich.

Im Frühjahr schwächt sich das aleutische Tief ab und wandert nach N. Dadurch mindert sich der Regenfall in den südlichen Regionen. Während des Sommers wird das Wetter in Kalifornien vom Hawaii-Hoch beherrscht. Die absinkenden Luftmassen bringen Trockenheit. Insgesamt gibt es im Längstal Csb-, Csa-, Bs- und BWh-Klinazonen. Von August bis Dezember wandert der Gürtel der Nieder-schläge wieder südwärts. Somit hat Kalifornien nur eine aride Trockenzeit im Sommer- und eine humide Regenzeit im Winterhalbjahr. Die Grenze zwischen humider und arider Jahreszeit wird durch "die Differenz zwischen potentieller Evapotranspiration und dem Niederschlag gebildet. Monate, in denen die Nieder-schlagswerte über denen der Evapotranspiration liegen, gelten als <humid>" (Könnecke 1986, S. 18)(Abb. 6).

Die Jahresdurchschnittstemperaturen liegen zumeist zwischen 15° und 18° (z.B. Modesto 16,1°; Fresno 16,8°; Sacramento 15,7°C)(Abb. 7). Die Temperaturen (im San-Joaquin-Tal) variieren "im Januar zwischen 0°-13,5° und im Juli zwischen 15,5°-39,0°C. Extremwerte können im Januar bis -6,7°C abfallen, im Juli bis über 41,0°C ansteigen."(Gruber 1982, S. 156). Im Sacramento-Tal herrschen i.A. etwas niedrigere Werte.

Da wegen der hohen Evapotranspirationsleistungen im Längstal sehr große Bodenwasser-Defizite auftreten (500-750 mm), müssen hohe Bewässerungsgaben verabreicht werden, um sichere Erträge zu erzielen (vgl. Klohn 1990, S. 114) (Abb. 8). Diese werden durch ein Fernwasserleitungssystem, das das fruchtbare Kalifornische Längstal ausreichend versorgen kann, geliefert.

1.1.2 Böden

Die Böden des Kalifornischen Längstals sind typische Tieflandböden. Vorwiegend treten Talböden auf, die "zwischen den höhergelegenen Terassen und den tiefergelegenen Talbecken zu finden sind. Es handelt sich dabei um tiefgründige, gut drainierte Böden in zumeist ebener Lage"(Klohn 1990, S.14)(Abb. 9). Daher stellen sie ausgesprochen günstige Standorte für die landwirtschaftliche Produktion dar. Somit sind das Sacramento Valley und das San Joaquin Valley Standorte intensiver agrarischer Produktion.

In Teilbereichen des San-Joaquin-Tals treten auch sandige, trockene Talböden auf, die etwas schlechtere Nutzungsmöglichkeiten aufweisen. Diese "Alluvialböden an der Westseite des Längstals, die aus geologischem Material der Küstenkette aufgebaut sind, enthalten neben Salzen eine Reihe von Spurenelementen und Schwermetallen"(Windhorst 1990, S. 45). Sie sind ebenfalls nahezu eben, weisen aber eine schlechtere Drainage auf und sind landwirtschaftlich problematischer zu nutzen.

1.1.3 Natürliche Wasserversorgung

Alle Wasserläufe Kaliforniens zusammen liefern im Jahr etwa 86,5 Mrd. m, genug für die Versorgung der Landwirtschaft und der Städte. Doch das nördliche Küstengebiet und das Sacramento-River-Becken bringen 73% des gesamten Oberflächenwassers. Die verbleibenden 27%, die in den fruchtbaren mittleren und südlichen Teilen des Staates fließen, reichen nicht aus für eine intensive Landwirtschaft.

Die meisten Niederschläge verdankt man den Winterzyklonen, aber ihr Einfluß ist südlich einer O-W-Linie, die durch Sacramento läuft, nur gering. Etwa 80% der Nachfrage nach Wasser erfolgt jedoch südlich von Sacramento. Dort sind die Niederschläge weitaus geringer und die Verdunstung ist weitaus höher, somit treten beträchtliche Wasserdefizite auf (Abb. 8).

Neben dieser räumlichen Ungleichheit der Wasserressourcen kommt noch das zeitliche Auseinanderklaffen von Wasserangebot und -nachfrage hinzu. Zwischen August und November erreicht die Wasserführung der Flüsse ihr Minimum. Das bedeutet, daß im Spätsommer nur ein sehr geringes Wasserangebot verfügbar ist, während die Nachfrage nach Bewässerungswasser zu jener Zeit besonders hoch ist (Abb. 10).

Der größte Teil dieser Niederschläge fließt ungenutzt in den Pazifischen Ozean, davon allein 30,8 Mrd. m aus dem Einzugsbereich des Klamath-Flusses. Andererseits liegen 80% der genutzten oder nutzbaren Böden in den mittleren und südlichen Küstentälern, dem San-Joaquin-Tal und den Wüsten Mojave und Colorado, also in Gebieten, in denen das dringend benötigte Wasser fehlt.

1.2 Wirtschaftliche Gegebenheiten

Der Goldrausch von 1848 brachte den ersten großen Bevölkerungszuzug nach Kalifornien. Die Folge war eine erhöhte Nachfrage nach Nahrungsmitteln. Doch erst die Fertigstellung der Transkontinentalbahn 1869 brachte den Anschluß an die Wirtschaft der USA und gleichzeitig eine neue Siedlerwelle. In dieser Zeit begann auch der kommerzielle Anbau von Obst und Südfrüchten. In den siebziger und achtziger Jahren wurde das für die Bewässerung wichtige Wasser ohne Stauanlagen direkt aus den Bächen auf die Felder geleitet. Infolgedessen war der Anbau noch auf wenige Monate im Jahr beschränkt. Den Anstoß für die überregionale Wasserplanung aber gab erst der wachsende Wassermangel der Großstädte. 1905 baute die Stadt Los Angeles einen 370 km langen Aquädukt zum Owen´s Valley östlich der Sierra Nevada, und in den dreißiger Jahren folgte der Bau eines Aquädukts zum Colorado River, des All American Canal und des Central-Valley-Projektes. Seit den sechziger Jahren entstand das California-State-Water-Projekt, der mit seinen Dämmen, Reservoiren, Kanälen, Pumpen und Pipelines den ganzen Staat über 1000 km hinweg mit einem Verbundnetz überzieht.

"In der Landwirtschaft Kaliforniens spiegelt sich der hohe Stand der Mechanisierung der amerikanischen Wirtschaft wieder."(Cole/Johnson 1967, S. 41) Aufgrund eines hochentwickelten Transportsystemes versorgt diese Region in großem Maße die dichtbevölkerten Gebiete des O und mittleren W. Durch Einsatz von modernsten Maschinen und Anbaumethoden produzieren die Farmer in dieser teilweisen künstlichen Umwelt Rekordernten. "Sie haben Kalifornien zu einem der führenden landwirtschaftlichen Gebiete der Welt gemacht."(Cole/ Johnson 1967, S. 41)(Abb. 11) Das Kernstück dieser ertragsreichen landwirt-schaftlichen Räume bildet das Kalifornische Längstal (Abb. 12).

1.2.2 Der gegenwärtige Stand

Mit 26 Mill. Einwohnern (1985) ist Kalifornien der bevölkerungsreichste Staat der USA. 90% der Bevölkerung Kaliforniens lebt in Städten, davon allein 75% in den drei Ballungszentren von San Francisco, Los Angeles und San Diego. Noch 1940 lebten 10% der Bevölkerung auf Farmen, 1968 dagegen nur noch 2,7% (Tendenz bis heute sinkend). Die Quote der in der Landwirtschaft Beschäftigten beträgt heute unter 5% gegenüber 11% (1940), wobei die Jahresschwankung beträchtlich ist. Im März (der Monat mit den wenigsten Beschäftigten) 1963 zählte man 255500 Farmarbeiter bzw. Farmer, im September dagegen 404500 (wegen der Ernte). Einen großen Teil der Arbeitskräfte stellen günstige ausländische Hilfsarbeiter (v.a. Mexikaner), die zu einem Bruchteil der üblichen Lohnkosten arbeiten.

Jedes Jahr gehen der Landwirtschaft große Flächen verloren. Bis 1955 wurden der landwirtschaftlichen Nutzung über 1,1 Mio. ha zugunsten von Stadterweiterungen entzogen (Tendenz steigend). Auch für Straßenbau wird immer mehr Land benötigt. Gleichzeitig stieg in den letzten Jahren der Druck der Öffentlichkeit, die Wasserversorgung zugunsten der Wohnsiedlungen und Industrie und zu Lasten der Landwirtschaft umzustellen.

Knapp 3,4 Mio. ha Ackerfläche (88,8% der gesamten angebauten Fläche Kaliforniens) wird bewässert. "Nach Angaben des State Department of Water Resources könnten insgesamt 8,5 Mio. ha bewässert werden."(Cole/Johnson 1967, S. 44)(Abb. 13)

Eine regional überragende Stellung hat das Längstal für die drei großen Ver-brauchzentren San Francisco, Los Angeles und San Diego: "Ein hoch entwickeltes Transportsystem ermöglicht die Verfrachtung fast eines jeden Produktes noch während der Nacht zu einem oder mehreren Märkten des Staates."(Cole/Johnson, S. 45)
 

2.1 Das Sacramento-Tal

Das Tal ist etwa 270 km lang und bis zu 60 km breit. Die Niederschläge reichen von über 1000 mm im Norden bis unter 300 mm im Süden. Dieses Tal hat sehr unterschiedliche Bodentypen, die sich - soweit sie nicht vom Grundwasser beeinflußt werden oder in den Horizonten hohe organische Bestandteile haben - durch eine gute bis sehr gute Bearbeitbarkeit und durch eine mittlere bis sehr gute Fertilität auszeichnen.

Die ackerbauliche Produktionsweise des Sacramento-Tals war bis Anfang des 20. Jhs. durch Regenfeldbau gekennzeichnet; Getreideanbau spielte eine führende Rolle. Heute jedoch herrscht vorwiegend Bewässerungsfeldbau vor (Abb. 14).

1959 stellte das Tal 20% der bebauten Nutzfläche Kaliforniens, 15% des bewässerten Landes und 11% der landwirtschaftlichen Verkaufserlöse (diese Zahlen haben sich bis heute wenig geändert). Feldfrüchte (besonders Reis), Zucker-rüben, Mandeln, Heu, Obst und Gemüse erbringen rund zwei Drittel der landwirt-schaftlichen Erlöse. Den restlichen Teil erwirtschaften die dortigen Farmer durch Rind-, Kalb-, Schaf-, Lamm- und Milchviehhaltung (Abb. 15).

Das Sacramento-Tal bezieht sein Wasser vorwiegend aus dem Sacramento-Fluß, seinen Nebenflüssen und aus Tiefenbrunnen.

2.2 Das San-Joaquin-Tal

In diesem 430 km langen und 100 km breiten Tal liegt ungefähr die Hälfte des bewässerten Landes Kaliforniens, über ein Drittel der Farmen und mehr als die Hälfte des bebauten Bodens. Die Counties Fresno, Kern und Tulare stehen an erster bis dritter Stelle unter den zehn führenden landwirtschaftlichen Counties der USA. Noch deutlicher zeigt sich die Dominanz in der Statistik der zehn führenden Counties in der Bewässerungswirtschaft, in der die ersten sechs Plätze durch Counties des San-Joaquin-Tals eingenommen werden (Abb. 16). Rund 40% der Einnahmen aus dem Verkauf landwirtschaftlicher Produkte in Kalifornien entfallen auf diese Region. Die Böden (v.a. mittlere bis große Tiefe mit geringen organischen, aber hohen Mineralanteilen) sind fruchtbar und nicht zu feucht. Das Land ist eben bis leicht wellig (Abb. 17), das Klima warm und trocken. Niederschläge fallen fast nur im Winter.

Den Hauptanteil der landwirtschaftlichen Erzeugnisse stellen Viehhaltung, Baumwollanbau, Trauben- und Obstkulturen. Aus dieser Region stammen etwa 93% der kalifornischen Baumwolle (Abb. 15).

Die Westseite des San-Joaquin-Tals (280 km lang maximal 40 km breit) "hatte bis in die 60er Jahre mit der landwirtschaftlichen Entwicklung des übrigen Längstals nicht Schritt halten können. Als Gründe dafür gelten im wesentlichen die unzureichende Versorgung mit Bewässerungswasser und die hohe Bodensalinität." (Könnecke 1991, S. 451)

Die Zusammensetzung der Sedimente der Westseite unterscheidet sich deutlich derer der Ostseite. Denn die westlichen Sedimente sind feinkörniger und haben eine andere chemische Zusammensetzung, die durch große Mengen Natrium-Salz und andere chemische Verbindungen (Selen, Chrom, Arsen, Bor, Blei, Quecksilber, Cadmium, Kupfer und Zink) wesentlich ungünstiger für die Landwirtschaft ist. Ferner hatten die Ablagerungsprozesse komplizierte Schichtungsverhältnisse zur Folge. Unter dem westlichen Talgrund liegen in unterschiedlicher Tiefe (2-50 m unter Flur) großflächige, zusammenhängende Tonschichten, die wasserundurchlässig sind und mehrere Grundwasserstockwerke zur Folge haben (Abb. 18). Die Böden haben einen hohen Tongehalt, eine geringe Wasserdurchlässigkeit und einen hohen pH-Wert.

Vor dem Ausbau und Anschluß von Wasserversorgungsleitungen beschränkte sich die landwirtschaftliche Nutzung vorwiegend auf Beweidung. Durch den Anschluß an den San-Luis-Canal und das California-Aqueduct waren Baumwoll-, Hafer-, Gersten-, Alfalfa- und Weizenanbau möglich. "Bodenmeliorationen durch Salzextraktion (Ernten) bzw. durch Salzauswaschungen (Irrigation) erweiterten die Produktpalette, so daß auch Gemüsesorten in die Rotation aufgenommen werden konnten."(Könnecke 1991, S. 451) Die Flächenerträge und die Erzeugnisqualität waren konkurrenzfähig.
 

Von entscheidender Bedeutung ist für die Landwirtschaft Kaliforniens die Verfügbarkeit von Wasser, das wegen der Sommertrockenheit bzw. wegen des Steppenklimas den begrenzenden Faktor für die Landwirtschaft darstellt und zur Bewässerung von Kulturen dringend erforderlich ist. "Eine gleichmäßige Versorgung der Pflanzen mit Wasser, wie sie durch zusätzliche Bewässerung erreicht wird, erlaubt eine höhere und bessere Dosierung der Dünge- und Pflanzenschutzmittel, verlängert die Wachstumsperiode und ermöglicht eine Erhöhung der Pflanzendichte sowie einen Doppelfruchtanbau."(Windhorst 1989, S. 67-69)

Insgesamt ändert die Bewässerung die "Betriebsform von anspruchslosen, weniger intensivierungsfähigen Kulturen in die Richtung anspruchsvoller, stärker intensivierungsfähiger Intensivkulturen mit stetigem Betriebsablauf und erhöhter Flächenproduktivität"(Gruber 1982, S. 149).

3.1.1 Wasser als limitierender Faktor

Selbst in einem hochentwickeltem Agrarraum wie Kalifornien bleibt die landwirtschaftliche Erzeugung stets den naturbedingten Sachzwängen ausgesetzt. Zwar verfügen die winterfeuchten Subtropen des Kalifornischen Längstals über eine hohe thermische und edaphische Gunst, doch sind die Wasserreserven beschränkt. Gerade hier, wo innovatives Denken und sein schnelles Umsetzen in die Praxis Tradition haben, lassen sich die Wirkungen solcher limitierenden Faktoren für Agrarbetrieb und Landnutzung gut verfolgen.

Im Sacramento-Tal ergeben sich Probleme für die ackerbauliche Produktion "bei der Ertragssicherheit in Abhängigkeit vom Niederschlagsregime, da die Niederschlagsverteilung in den winterhumiden Subtropen gegenüber dem Jahrestemperaturverlauf phasenverschoben ist."(Könnecke 1991, S. 448)

Als Beispiel dienen die zwölf Monate vom 1. Juli 1983 bis zum 30. Juni 1984, die als durchschnittlich anzusehen sind. Ab Ende Oktober treffen heftige Regenschauer auf eine hart getrocknete Bodenoberfläche, wodurch sie in den ersten Tagen mehr erosive Wirkung haben und weniger die Bodenwasserkörper auffüllen. Deswegen gilt für die Getreidesaat erst der späte November als sicherer Termin. Nach Niederschlägen im Dezember bis Februar sprießen die Keimlinge bei Tageslufttemperaturen von 15° bis 21°C dann gut, wenn die Halmlänge "Anfang Febru-ar 15-18 cm erreicht haben. Fallen noch weitere Niederschläge bis März, so ist ein sortenspezifischer Fruchtansatz in der Ähre zu erwarten."(Könnecke 1991, S. 448)

Die Niederschlagsmenge in der feuchten Saison im Sacramento-Tal genügt für eine gute Ernte, wenn sie pflanzlich verwertbar fällt. Jedoch sind niederschlags-freie Phasen in der humiden Phase von 10 bis 15 Tagen möglich (Abb. 19).

Ganzjährig hohe Einstrahlung und erhebliche Wasserdruckdefizite führen zu hohen Verdunstungswerten über das Jahr, besonders im Frühjahr und Herbst. Bei unzureichend aufgefülltem Bodenwasserkörper kann aufgrund der gegebenen Evapotranspiration im Februar und März das Pflanzenwachstum verzögert oder auch beendet werden, wodurch ausreichender Halmwuchs und Ährenansatz dann ausgeschlossen wäre. In solch einem Fall übersteigen die Erntekosten den finanziellen Ertrag, so daß die Flächen als verlustmindernde Alternative ggf. beweidet werden.

Weitere, verschärfend wirkende Probleme sind der jährlich schwankende Beginn und Verlauf der humiden Jahreszeit. Außerdem ist die Niederschlagsgesamtsumme sehr variabel (Abb. 20). Falls die herbstlichen Regen verfrüht im September fallen, kann eine zu früh in den Boden gebrachte Saat kurz nach dem Keimen vertrocknen.

3.1.2 Probleme des Bewässerungsfeldbaus am Beispiel des Sacramento-Tals

Wegen der klimatisch günstigen Bedingungen des Sacramento-Tals wurde in diesem Jahrhundert vermehrt auf Bewässerungsfeldbau umgestellt. Anfang des 20. Jh. ermöglichte die Technik nur die Nutzung von Oberflächenwasser, was neben wasserrechtlichen auch wasserbauliche Probleme schaffte. Später errich-tete man Be- und Entwässerungskanäle sowie Staudämme, wodurch eine regelbare Wasserversorgung sichergestellt war. Doch in trockenen Jahren reichte die zu verteilende Wassermenge aber nicht aus, um den steigenden Wasserbedarf zu decken. Außerdem war die Wasserqualität im westlichen Sacramento-Tal durch die hohen natürlichen Bor- und Quecksilbergehalte für Bewässerungszwecke ungenügend. Die Lösung fanden viele Farmer durch Erweiterung des Wasserangebots mit Hilfe von Brunnen.

Der Ausbau der Bewässerungskanäle verlief aber nicht gleichmäßig, denn die Ostseite hatte Standortvorteile bei der Versorgung aus der Sierra Nevada. Durch verfeinerte Bewässerungstechniken und effizientere Verteilersysteme wuchs die Produktpalette genauso schnell wie die Bewässerungsfläche an.

"Das Departement of Water Resources ermittelte für das Jahr 1912 zum ersten Mal ein hydrologisches Budget für das Grundwasser im Sacramento-Tal"(Könnecke 1991, S. 449) (Abb. 21a-c). Die Daten für Oberflächenzu- und -abfluß, Niederschlag, Evapotranspiration und Grundwasserwiederauffüllung wurden bestimmt. Infolgedessen wurde angenommen, daß das Grundwasservolumen bei einer jährlichen Wiederauffüllung von 1,023 Mio. m stabil sei. Der Grundwasserkörper folgte größtenteils dem Talgrundgefälle, das dem Gefälle des Vorfluters Sacra-mento River entspricht.(Abb. 21a)

Die Situation hat sich nach fast 50 Jahren Bewässerung deutlich gewandelt (Abb. 14). Seit Mitte der 40er Jahre wurden große Pumpwerke installiert, die den steigenden Bedarf (z.B. nach trockenen Wintern) zu decken versuchten. In einigen Townships war das Wasserverbrauchsvolumen von 3000m/a (1941) auf 148000m/a (1961) gestiegen (Abb. 21b). Die Folge war ein Absenken des Grundwasserspiegels um bis zu 21m, womit sich auch die Strömungsrichtungen des Grundwassers veränderte. Daraufhin starben Baumkulturen auf grundwassernahen Standorten entlang der torrentiellen Abflußrinnen ab, und die Bewässerungsbrunnen mußten weiter abgesenkt werden.

Anfang der 70er Jahre war die wasserwirtschaftliche Lage wieder anders (Abb. 21c). Seit der Einspeisung großer Mengen an Oberflächenwasser in die Bewässerungsanlagen der westlichen Talseite konnte ein Wiederanstieg des Grundwasserspiegels erreicht werden. Hingegen fällt der Spiegel auf der östlichen Seite bis heute weiter ab. Das Departement of Water Resources ermittelte für das gesamte Sacramento-Tal eine Überförderung von durchschnittlich 14,8 hm/a im Zeitraum von 1963 bis 1972. Für die vom Grundwasser abhängigen Betriebe im östlichen Sacramento-Tal bereitet dieser Sachverhalt erhebliche Schwierigkeiten. Einige Brunnen sind trockengefallen, und die gekürzten Zuteilungen an Oberflächenwasser nach trockenen Wintern reichen nicht mehr aus, wodurch die Wasserversorgung für viele Farmer nicht mehr gesichert ist.

Ein besonderes Problem stellt sich im Mündungsbereich des Sacramento River, wo im Sommer brackiges Wasser bis in den unteren Lauf des Sacramento eindringt und zum Teil den Grundwasserkörper einspeist. Die Senkung des Grundwasserspiegels hat diesen Prozeß beschleunigt (Abb. 21c). Als Folge ist die Wasserqualität entlang des Flusses für die Landwirtschaft ungeeignet.

Nach mehreren Jahren mit trockenen Wintern werden vom Department of Water Resources seit 1980 Pläne erarbeitet, die abgestufte Wasserkürzungen für das gesamte Central Valley vorsehen. "Unter diesem Aspekt könnte der Regenfeldbau langfristig wieder an Bedeutung gewinnen."(Könnecke 1991, S. 451)

3.1.3 Probleme durch Trockenperioden

Mehrfach ergaben sich Probleme mit der Wasserversorgung in Trockenjahren (z.B. 1975-1977; 1987-1989), wenn die Niederschläge der Wintermonate nicht ausreichten, die Reservoire aufzufüllen, und in den darauffolgenden Sommern nicht ausreichend Wasser zur Verfügung stand. In diesen Fällen müssen die Farmer auf Grundwasser zurückgreifen, das z.T. aus großen Tiefen hochgepumpt werden muß und daher beträchtlich teurer ist als das staatlich verbilligte Bewässerungswasser. Probleme entstehen auch durch die zunehmende Versalzung einiger Böden als Folge der Bewässerung.

Anfang November 1975 drängten die Wetterfronten, die üblicherweise im Winter Feuchtigkeit nach Kalifornien bringen, nordwärts nach Oregon und Washington. Daraufhin wurde das Wasserwirtschaftsjahr 1975/76 das bis dahin dritt-trockenste Jahr in der Geschichte Kaliforniens. Mit dem Wasserwirtschaftsjahr 1976/77 folgte das bisher trockenste Jahr. Schon früher erlebte Kalifornien mehrere Dürren. Eine schwere Trockenzeit (1928-1934) dauerte gar sechs Jahre.

Da die Ansprüche an das Wasser immer weiter gestiegen sind, wurden Trockenheiten zu sehr belastenden Einflüssen sowohl auf die städtischen Zentren als auch auf die Landwirtschaft. Kalifornien erhält in einem Normaljahr durchschnittlich 250000 Mio. m Niederschläge, von denen 65% durch Evapotranspiration verlorengehen. Die verbleibenden 35% ergeben einen mittleren jährlichen Abfluß von 87500 Mio. m, der zu großen Teilen durch Speicherbecken (Kapazität 1979: 48100 Mio. m) reguliert wird.

1976 und 1977 verringerten sich die Abflüsse der Bäche und Flüsse infolge des geringen Niederschlages und der spärlichen Schneevorräte. In den Speicherbecken wurden am 1. 8.77 lediglich 11800 Mio. m gesammelt (10-Jahres-Mittel für 1. 8.: 30400 Mio. m).

Bedingt durch die wasserwirtschaftlichen Systeme wurden die Probleme der Auswirkungen der Trockenheit erst im zweiten Trockenjahr akut. Die Landwirtschaft ohne Bewässerung führte zum fast vollständigen Verlust, die Bewässerungswirtschaft erlitt ebenso große Einbußen. Auf bewässerten Feldern konnten die Verluste durch verbesserte Bewirtschaftungsmethoden und durch intensive Nutzung der Grundwassermöglichkeiten teilweise verringert werden (z.B. Tropfbewässerung; Beregnung; Verbesserung des Bewässerungsmanagements).

3.2 Bewässerungsanlagen für das Längstal

Bis in die zwanziger Jahre diente die Fernwasserversorgung hauptsächlich dem städtischen Verbrauch und zur Ergänzung der örtlichen Grundwasservorkommen in der Landwirtschaft. Seitdem wurden durch die Planungsbehörde des Staates und Bundes drei Gebiete mit Wasserüberschuß durch gewaltige Rohrfernleitungen mit potentiell fruchtbaren Trockengebieten verbunden (Abb. 22). Diese drei Hauptlieferanten sind der Colorado-Fluß, die Flüsse des Sacramento-Beckens und die Flüsse, die in das San-Joaquin- und das Tulare-Becken fließen und von den Schneemengen der Sierra Nevada gespeist werden (Abb. 23). Diese Großprojekte liefern zusammen mit vielen örtlichen Bewässerungsanlagen und Tausenden von Grundwasserbrunnen Wasser für fast 3,4 Mio. ha besten Ackerbodens und machen Kalifornien zu einer Agrarlandschaft von Weltbedeutung. "Dabei finden sehr unterschiedliche Bewässerungssysteme wie das Überfluten der Flächen, die Sprinklerbewässerung , die Furchenbewässerung, die wheel-roll-Bewässerung und die Tropfenbewässerung."(Klohn 1990, S. 14)

Die beiden bedeutendsten Bewässerungsprojekte sind das Central Valley Project (CVP) und das California State Water Project (SWP). Das CVP (Verwaltung durch die Bundesregierung) geht auf Planungen zurück, die bereits 1873 vorgelegt, aber erst zwischen 1938 und 1951 realisiert wurden. Die in den Wintermonaten im Nordteil Kaliforniens anfallenden Wassermengen werden gesammelt und in großen Reservoiren (v.a. dem Shasta-Stausee) gespeichert. Über verschiedene Kanäle von insgesamt 560 km Länge (z.B. Delta-Cross-Kanal; Delta-Mendota-Kanal) wird das Wasser den Bedarfsgebieten zu Bewässerungszwecken zugeführt. Aus dem Oberlauf des San Joaquin Rivers wird - zum Teil durch den Friant-Kern-Kanal - auch Wasser in das Tulare-Becken geführt, wo es ebenfalls Bewässerungszwecken dient (Abb. 24).

Beim SWP handelt es sich um ein Projekt des Staates Kalifornien, das in den 50er Jahren begonnen wurde. Das wichtigste Reservoir ist der Oroville-Stausee, der wichtigste Kanal ist der über 700 km lange California Aqueduct (Abb. 25). Insgesamt sind zwanzig Stauseen und Reservoire, fünf Kraftwerke, 17 große Pumpstationen und etwa 200 km Seitenkanäle mit dem California Aqueduct verbunden, der die Anbaugebiete in Teilen des San-Joaquin-Tales versorgt.

Allerdings sind die Wasservorräte der Staaten des trockenen Westens "bis an die äußerste Grenze genutzt, und so zeichnet sich eine lebensbedrohende Wasserknappheit"(Weiss 1978, S. 137) ab. Mit wachsender Bevölkerung und expandierendem Markt steigt auch der Wasserverbrauch weiter an.

"Die nächsten wasserreichen Gebiete liegen erst außerhalb der Union in Kanada: Der nördliche Nachbar der USA ist zugleich der potentielle Hauptwasserlieferant der Vereinigten Staaten."(Weiss 1978, S.137) Dies kann jedoch zu großen politischen und wirtschaftlichen Spannungen führen.

Wegen der existentiellen Bedeutung des Bewässerungswassers für die Landwirtschaft Kaliforniens liegt eine komplizierte Rechtslage über sämtliche Wasserrechte vor.

3.3 Probleme des Westlands Water District

In den Westlands, das sind die östlichen Fußflächen der Küstenkette mit den Übergangsgebieten zum eigentlichen Talboden des San Joaquin (westliches Fresno County und nördliches Kings County), war man vor Errichtung der großen Bewässerungssysteme auf die Verwendung von Grundwasser angewiesen, welches nur in begrenztem Umfang vorhanden und zumeist von minderer Qualität (hoher Salzgehalt) war (Abb. 26). Also war das Wasser aus den Tiefenbrunnen der limitierende Faktor sowohl im Hinblick auf Qualität als auch auf verfügbare Mengen. In den frühen fünfziger Jahren begannen sich die Probleme in den Westlands zu verschärfen. Durch die kontinuierliche Entnahme von Grundwasser aus Tiefbrunnen sank der Grundwasserspiegel immer tiefer ab, z.T. wurde es notwendig, Wasser aus Tiefen bis zu 600 m heraufzupumpen (Abb. 27). Diese Tiefenbrunnen waren sehr kostenaufwendig in der Anlage und Unterhaltung, außerdem verschlangen die Motoren sehr viel Energie, was die Rentabilität des Anbaus einschränkte.

Wegen dieser Probleme errichtete man 1952 den Westlands Water District, den größten Bewässerungsdistrikt der USA. Er umfaßt eine Fläche von etwa 2500 km (Abb. 28).

Erst 1962 begann man die Realisierung des San-Luis-Projekts, der einen Stausee (San Luis Dam) mit 2,6 Mrd. m^3 Fassungsvermögen und Kanäle zum California Aqueduct vorsah. Wasser wurde teilweise schon ab November 1967 geliefert, doch erst Mitte der 70er konnte (wegen des noch des noch im Aufbau befindlichen Verteilungssystems) die volle Leistungsfähigkeit erreicht werden (Abb. 29).

Mit Fertigstellung des California Aqueduct und Errichtung der Unterversorgungsleitungen zu den Farmen weiteten sich die Bewässerungsflächen des Westlands Water District von 46106 ha (1969) auf über 231000 ha (1988) aus (Abb. 30). Das erhöhte aber den Grundwasserspiegel.

Schon bei den Bewässerungsprojekten in den 20er Jahren war festgestellt worden, daß der Grundwasserspiegel durch das Bewässerungswasser unterschiedlich schnell bis in den Bereich der Wurzelzone angehoben wurde. Dabei traten Spurenelemente und Metallverbindungen in der Bodenlösung in einer für die Kulturpflanzen toxischen Konzentration auf (Abb. 31). Eine Umkehrung der Wasserbewegung im Boden geschah, weil die Tonschichten in unterschiedlichen Tiefen sperrend wirkten (Abb. 18). Darum mußten seit Ende der 40er Jahre unterirdische Drainagesysteme zur Sammlung der landwirtschaftlichen Abwässer verlegt werden. Unter Drainage (Dränung) versteht man die Entwässerung eines Bodenareals mit Hilfe eines unterirdisch verlegten Rohrsystems, eines Grabnetzes oder einer Unterbodenmelioration (z.B. Einbringen sickerfähiger Bodenschichten). Diese einzeln oder kombiniert eingesetzten Maßnahmen dienen der beschleunigten Ableitung von Sickerwasser, um dieses von den Wurzelzonen fernzuhalten. Die Flächenerweiterungen seit Mitte der 60er Jahre machten den Ausbau der Drainage-Einrichtungen nötig.

Ab 1976 baute man den San Luis Drain, einem von Süd nach Nord gerichteten Kanal, der das Drainagewasser aus dem Westlands Water Destrict aufnehmen und über das Delta des Sacramento und San Joaquin in die San Francisco Bay einleiten sollte. Wegen Knappheit an finanziellen Mitteln und Widerstand gegen die Einleitung in die Bay wurde der Bau unterbrochen. Das anfallende Drainage-wasser sollte stattdessen in einem künstlich angelegten Verdunstungsbecken (Kesterson-Reservoir) gespeichert werden. Doch wurde man seit 1982 "durch Embryonendeformationen bei Vögeln darauf aufmerksam, daß sich in diesem Speicher Selen angereichert hatte, das aus Sedimenten unterhalb der bewässerten landwirtschaftlichen Nutzfläche stammte."(Könnecke 1991, S. 451) Daher wurde die weitere Einleitung unterbunden. "Seit Juni 1986 besteht keine Möglichkeit mehr, Drainagewasser abzuleiten. Seit dem Zeitpunkt steigt der Grundwasserspiegel kontinuierlich an und gefährdet die Weiterführung der Agrarproduktion in den betroffenen Gebieten"(Windhorst 1990, S. 44). Die Entsorgung der Bewässerungsabwässer war seitdem Problem jeder einzelnen Farm, die sich wiederum mit kleinen Verdunstungsbecken (evaporation ponds) halfen (mit den selben ökologischen Problemen).

3.4 Lösung der Bewässerungsprobleme

Seit Mitte der 80er Jahre arbeiten das Department of Water Resources und Institute der University of California an Projekten zur Lösung der Bewässerungs-probleme. Eine Möglichkeit, die auftretenden Probleme zu entschärfen, wird in der Verbesserung der Bewässerungstechnik und der exakten Dosierung gesehen. Wasserabgaben, die auf den jeweiligen Wasserbedarf der Pflanzen abgestimmt sind, könnten ebenso dazu beitragen, die anfallende Menge an Drainagewasser zu reduzieren, wie eine genaue Bestimmung der notwendigen <Überwässerung> zur Reduzierung des Salzgehaltes im Boden. "Durch Übergang zu Sprinkleranlagen und drip irrigation könnte darüber hinaus die benötigte Wassermenge reduziert werden. Neue Formen des field monitoring könnten dazu beitragen, eine optimale Verteilung auf den Bewässerungsflächen zu erreichen."(Windhorst 1990, S. 47)

Eine Wiederverwendung von Drainagewasser wird als weitere Lösungsmöglichkeit gesehen. Hierbei könnte ein Wechsel von salztoleranten und salzempfind-lichen Pflanzen den Einsatz erleichtern. Außerdem besteht die Möglichkeit des blending (Mischung von Frisch- und Drainagewasser).

Eine technische Möglichkeit wurde in der Entfernung von Selen aus dem Drainagewasser gefunden (98% des Selens konnten in einer Pilotanlage entfernt werden), doch scheint dieses Projekt aus Kostengründen nicht realisierbar.

Manche Farmer haben sich selbst geholfen, indem man begann, "das Drainage-wasser in einer Eukalyptusplantage zu konzentrieren und dieses Konzentrat zur Bewässerung einer Salzbuschvegetation (Atroplex lentiformis) zu verwenden." (Windhorst 1990, S. 77) Dabei wird ein Teil des Salzes verdunstet, ein Teil in den Pflanzen festgelegt. Die Salzbuschvegetation kann dann als Heu an Rindermastbetriebe verkauft werden. Diese Verarbeitung von Drainagewasser ist aber sehr flächenintensiv und damit sehr kostspielig.

Eine letzter Lösungvorschlag ist bei Problemen durch die Variabilität der Niederschläge (Abb. 20) das Dryfarming (unbewässerter Getreideanbau). Dies bringt eine winterliche Speicherperiode von ein oder zwei Jahren und dient der speicherfördernden Bodenbearbeitung. "Der reine Regenfeldbau auf der Talebene ist infolgedessen aufgegeben, der unbewässerte Getreideanbau in die Rotation rentabel integriert worden. Mit ihm erzielt man die Bodenaustrocknung nach bewässerungsintensiven Kulturen wie Tomaten oder Zuckerrüben."(Könnecke 1991, S.448)
 

- Cole, C.F. und Johnson, A.H.: Die Landwirtschaft Kaliforniens; in: Geographische Rundschau; 1967; Heft 1; S. 41-47

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