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Wasser- und Stoffhaushalt - Forschungsansatz und Methoden

Simulationskonzept Wasser- und Stoffhaushalt

Quantitative Abschätzungen werden für die aktuelle Landnutzung und mögliche alternative Landnutzungsszenarien in Kombination mit dem aktuellen Klima und Klimaszenarien durchgeführt. Dazu wird ein Modellsystem eingesetzt, das aus dem öko-hydrologischen Modell SWIM und dem Waldwachstumsmodell 4C (http://www.pik-potsdam.de/~lasch/4c.htm) besteht. Das Teilprojekt gehört zum integrierten Modellverbund CC-LandStraD (Module M).

Dazu werden die Modelle unter Verwendung von Beobachtungs- und Satellitendaten sowie Pegelstandsdaten der Flüsse evaluiert. Die Simulationsergebnisse für Wasser-, Kohlenstoff- und Stickstoffhaushaltsgrößen der Land- und Forstwirtschaft können auf verschiedenen administrativen Ebenen und Landschaftseinheiten für ausgewählte Zeiträume aggregiert werden.

Weiterhin stellt das Teilprojekt regionalisierte Klimadaten und Klimaszenarien auf der Basis des IPCC-Sachstandberichtes 4 bereit, die mit dem statistischen Regionalmodell STAR 2.0 erzeugt werden, sowie Klimaszenarien, die auf Anforderungen von Praxispartnern basieren.


Simulationskonzept Wasser- und Stoffhaushalt Forst

Das Ziel der Simulationen mit 4C ist die Analyse der Auswirkungen verschiedener Landnutzungs- und Klimaszenarien auf den Stoffhaushalt der Wälder in Deutschland. Dazu wird eine flächige Repräsentation der Gesamtwaldfläche in Deutschland benötigt. Da das Modell 4C einzelne Bestände simuliert und keine vollständige Erfassung aller Waldbestände vorliegt, muss auf eine repräsentative Stichprobe zurückgegriffen werden. Die beste Datengrundlage einer solchen Stichprobe liefert die Bundeswaldinventur (BWI). Sie ermittelt auf einem regelmäßigen Gitter baumbezogene Parameter für einen Untersuchungsplot (nähere Informationen unter: www.bundeswaldinventur.de). Die Ergebnisse der BWI2 (2002) wurden für 4C aufbereitet und stellen die Ausgangssituation für die Simulationen dar. Dabei wurden Vereinfachungen in der Bestandsstruktur vorgenommen, da nicht die genaue Entwicklung eines einzelnen Waldbestandes interessiert, sondern die Aggregation des Waldes auf Kreis-, Landes- und Bundesebene. Aus den Informationen des Untersuchungsplots wurden die Informationen Baumart und Alter entnommenen. In einem zweiten Schritt wurden diesen Beständen die bundesland-, baumarten- und altersklassenspezifischen mittleren Parameter Höhe, Durchmesser und Grundfläche zugeordnet und danach für die Simulation mit 4C initialisiert. Jeder einzelne Bestand wurde dann über die zugehörige Waldfläche (ermittelt über Satellitendaten: http://www.corine.dfd.dlr.de) gleichmäßig verteilt (siehe Abbildung). Es werden nur die Baumartengruppen Fichte, Kiefer, Douglasie, Buche und Eiche (keine Unterscheidung von Traubeneiche und Stieleiche) von 4C berücksichtigt.

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