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Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung
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Entwicklung physikalisch fundierter Modelle von Gasflüssen in Waldbeständen im Maßstab von Wassereinzugsgebieten

BITÖK-W 3

Von 01/1995 bis 12/1997

Projektleiter: John Tenhunen
Mitarbeiter: Wolfgang Faltin, Stefan Fleck, Ulrich Joss, Bertram Ostendorf
Bewilligung: 0339476 B Vorhersage und Erklärung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Ökosystemen unter veränderten Umweltbedingungen

Mehrere Arbeiten am BITÖK beschäftigten sich in den letzten Jahren damit, physiologische Bestandes-Gaswechselmodelle für eine Reihe von Ökosystemtypen zu entwickeln. Ein Fernziel ist die räumliche Simulation von Wasser- und Kohlenstoffflüssen und anderer Spurengase auf Landschaftsebene unter Verwendung von GIS-Systemen. Zu diesem Zweck wird ein Bestandesmodell eingesetzt, das als Kern eines GIS-basierten Landschaftsmodells des Kronendach-Gaswechsels benutzt werden kann. Das Pixel Modell PROXEL (Process Pixel) berücksichtigt vier Kompartimente: das Kronendach, die ungesättigte Bodenzone, die Atmosphäre und die grundwasserführende Bodenschicht.Das Untersuchungsgebiet stellt einen Ausschnitt des Fichtelgebirges dar, der die Intensiv-Meßflächen des Lehstenbach-Einzugsgebietes beinhaltet und um die wichtigsten Landschaftselemente erweitert wurde, aber eine spätere Untersuchung der Kopplung von Prozessen und deren Variation entlang typischer Toposequenzen und an den Grenzen unterschiedlicher Ökosystem-Typen noch ermöglicht. Aufgrund der gewählten Größe ist eine relativ intensive Ökosystemforschung noch möglichVerfügbare Strukturdaten der Waldbestände in diesem Gebiet wurden gesammelt und ein Datenbank-Design zur späteren Weiterverwendung der Daten im Rahmen einer GIS-basierten Modellierung wurde erarbeitet, um die Bedeutung unterschiedlicher struktureller Zusammensetzung von Waldbeständen auf Landschaftsebene zu untersuchen.106 A/Ci-Kurven der Photosynthese von Buchenblättern wurden untersucht, um ihre Stickstoff-Abhängigkeit zu quantifizieren und in den vorhandenen Modellen zu berücksichtigen. Die Ergebnisse zeigen eine lineare Abhängigkeit der Elektronentransportkapazität (Jmax) und der Carboxylierungskapazität (Vcmax) bezüglich des Stickstoff-Gehaltes der Blätter, insbesondere für deren temperaturabhängiges Maximum. Die Aktivierungsenergien für Respiration und Caboxylierung waren sowohl von der Konzentration des Blatt-Stickstoffs als auch der spezifischen Blattfläche (SLA) abhängig.Das bestehende Photosynthese-Modul von STANDFLUX und GASFLUX wurde auf Buche als neue Baumart erweitert, Stickstoff- und SLA-Anhängigkeiten wurden in das Modell eingebracht und erfolgreich anhand von Saftflußdaten aus dem Steigerwald validiert.
(Abschlußbericht 1998)


Publikationsliste dieses Projekts

Tenhunen, JD; Matzner, E; Heindl, B; Chiba, R; Manderscheid, B: Assessing environmental influences on ecological function of a spruce forest catchment in the Fichtelgebirge in Beck E., Bendix J, Kottke I, Makeschin F, Mosandl R,: Ecological Studies, Springer Verlag, 147, 357-375 (2001)
Tenhunen, JD; Kabat, P: Integrating hydrology, ecosystem dynamics, and biogeochemistry in complex landscapes in Tenhunen, JD and Kabat, P: Dahlem Workshop Series, Wiley, Chichester, 1-367 (1999) -- Details
Joss, U; Graber, WK: Profiles and Simulated Exchange of H2O, O2, NO2 Between the Atmosphere and the HartX Scots Pine Plantation, Theoretical and Applied Climatology, 53, 157-172 (1996)
Ostendorf, B; Boyns, M: Spatial information system (SIS). Documentation for a C++ toolkit for linking environmental models and GIS in Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung (BITÖK): Bayreuther Forum Ökologie, Selbstverlag, 26, 1-64 (1995) -- Details
Ostendorf, B: Räumlich-differenzierte Modellierung von Ökosystemen in Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung (BITÖK): Bayreuther Forum Ökologie, Selbstverlag, 13, 1-140 (1995)
Ostendorf, B: Berechnung der räumlichen Variabilität der Einstrahlungsstärke mit der "Image Processing Workbench" in Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung (BITÖK): Bayreuther Forum Ökologie, Selbstverlag, 13, 95-104 (1995)
Ostendorf, B; Tenhunen, JD: Möglichkeiten zur räumlich differenzierten Parameterisierung von Bestandesmodellen in Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung (BITÖK): Bayreuther Forum Ökologie, Selbstverlag, 13, 17-29 (1995)
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