Forschungsverbund Agrarökosysteme München

Teilprojekt I4.2


Thema

Pflanzenwachstum und Standortvariabilität

Dipl. Ing. agr. K.M. Syring, Dr. R. Gutser und Prof. Dr. N. Claassen
TU München-Weihenstephan
Lehrstuhl für Pflanzenernährung
D-85350 Freising
Telefon: 08161/ 713390 Fax: 08161/ 714528

Die Struktur von Modellen der für das Pflanzenwachstum relevanten Prozesse beruht meist auf der Vorstellung der Existenz eines Punktes im Raum, für den alle Prozesse deterministisch beschrieben werden können. Für die Übertragung in die Fläche werden die Eingangsparameter mit geostatistischen Methoden kartiert, für homogene Regionen wird eine Modellrechnung durchgeführt und die Ergebnisse werden dann wieder als Karte dargestellt. In realen Ökosystemen muß jedoch den Modellparametern und auch den Ausgabegrößen an einem Punkt eine Variabilität zugeordnet werden. Die Modellbildung in diesem Projekt soll diese stochastischen Elemente direkt integrieren und für repräsentative Flächen die Mittelwerte und die Varianz der Ausgabevariablen ausgeben. Der erste Arbeitsschritt besteht in der Simulation der räumlichen Struktur der Bodenparameter unter Einschluß der stochastischen Komponenten. Die hierzu erforderlichen Daten und geostatistischen Auswertungen/Pedotransferfunktionen sind aus der Inventurphase des FAM vorhanden. Die Modellierung der Wachstumsprozesse erfolgt unter einer großen Anzahl von Realisationen der regionalisierten Variablen (Monte Carlo-Methode). Die Modellausgaben können dann mit räumlich interpolierbaren Größen wie Biomasse und Nitratgehalt im Boden sowie mit flächenhaft meßbaren Größen wie Blattflächenverteilung, Biomasse, Infrarottemperatur, Greenness (spektraler Index für den N-Versorgungszustand der Pflanzen), Wassergehalt des Bodens, CO2-Fluß und H2O-Fluß verglichen werden. Die räumliche Struktur der Meßgrößen einschließlich der Varianz sollte aus den Modellrealisationen ableitbar sein. Erste Ergebnisse zeigen, daß die statistischen Verteilungen von räumlich aggregierten Größen (z.B. die Nitratmenge in 0-90 cm Bodentiefe) zu bestimmten Zeitpunkten (Frühjahr) unimodal mit relativ geringer Varianz sind und damit durch ihren Mittelwert sinnvoll beschrieben werden können, wenn die räumliche Skala der Variabilität der Eingabegrößen (primär die hydraulische Parameter) wesentlich kleiner ist als die der Ausgabevariablen.

Institut

TUM - Lehrstuhl für Pflanzenernährung
Universität Göttingen - Institut für Agrikulturchemie


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Zuletzt bearbeitet:

K. M. Syring, 2.7.96