@phdthesis{Fritsch2002, author = {Fritsch, Uta}, title = {Entwicklung von Landnutzungsszenarien f{\"u}r landschafts{\"o}kologische Fragestellungen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0000431}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2002}, abstract = {Die Landschaften Mitteleuropas sind das Resultat einer langwierigen Geschichte menschlicher Landnutzung mit ihren unterschiedlichen, z.T. konkurrierenden Nutzungsanspr{\"u}chen. Durch eine {\"u}berwiegend intensive Beanspruchung haben die direkten und indirekten Auswirkungen der Landnutzung in vielen F{\"a}llen zu Umweltproblemen gef{\"u}hrt. Die Disziplin der Landschafts{\"o}kologie hat es sich zur Aufgabe gemacht, Konzepte f{\"u}r eine nachhaltige Nutzung der Landschaft zu entwickeln. Eine wichtige Fragestellung stellt dabei die Absch{\"a}tzung der m{\"o}glichen Folgen von Landnutzungs{\"a}nderungen dar. F{\"u}r die Analyse der relevanten Prozesse in der Landschaft werden h{\"a}ufig mathematische Modelle eingesetzt, welche es erlauben die Landschaft unter aktuellen Verh{\"a}ltnissen oder hinsichtlich ver{\"a}nderter Rahmenbedingungen zu untersuchen. Die hypothetische {\"A}nderung der Landnutzung, die als Landnutzungsszenario bezeichnet wird, verk{\"o}rpert eine wesentliche Modifikation der Rahmenbedingungen, weil Landnutzung maßgeblich Einfluss auf die nat{\"u}rlichen Prozesse der Landschaft nimmt. W{\"a}hrend die Antriebskr{\"a}fte einer solchen {\"A}nderung {\"u}berwiegend von sozio-{\"o}konomischen und politischen Entscheidungen gesteuert werden, orientiert sich die exakte Verortung der Landnutzungs{\"a}nderungen an den naturr{\"a}umlichen Bedingungen und folgt z.T. erkennbaren Regeln. Anhand dieser Vorgaben ist es m{\"o}glich, r{\"a}umlich explizite Landnutzungsszenarien zu entwickeln, die als Eingangsdaten f{\"u}r die Modellierung verschiedener landschafts{\"o}kologischer Fragestellungen wie z.B. f{\"u}r die Untersuchung des Einflusses der Landnutzung auf den Wasserhaushalt, die Erosionsgefahr oder die Habitatqualit{\"a}t dienen k{\"o}nnen. Im Rahmen dieser Dissertation wurde das rasterbasierte deterministische Allokationsmodell luck (Land Use Change Scenario Kit) f{\"u}r die explizite Verortung der Landnutzungs{\"a}nderungen entwickelt. Es basiert auf den in der Landschafts{\"o}kologie {\"u}blichen r{\"a}umlichen Daten wie Landnutzung, Boden sowie Topographie und richtet sich bei der Szenarienableitung nach den Leitbildern der Landschaftsplanung. Das Modell fußt auf der Hypothese, dass das Landnutzungsmuster als Funktion seiner landschafts{\"o}kologischen Faktoren beschrieben werden kann. Das Ver{\"a}nderungspotenzial einer Landnutzungseinheit resultiert im Modell aus einer Kombination der Bewertung der relativen Eignung des Standortes f{\"u}r die jeweilige Landnutzung und der Ber{\"u}cksichtigung von Standorteigenschaften der umliegenden Nachbarn. Die Durchf{\"u}hrung der Landnutzungs{\"a}nderung im Modell ist iterativ angelegt, um den graduellen Prozess des Landschaftswandels nachvollziehen zu k{\"o}nnen. Als Fallbeispiel f{\"u}r die Anwendung solcher r{\"a}umlich expliziten Landnutzungsszenarien dient die Fragestellung, inwieweit Landnutzungs{\"a}nderungen die Hochwasserentstehung beeinflussen. Um den Einfluss auf die Hochwasserentstehung f{\"u}r jede der Landnutzungskategorien \– bebaute, landwirtschaftlich genutzte und naturnahe Fl{\"a}chen \– absch{\"a}tzen zu k{\"o}nnen, wird im Landnutzungsmodell luck exemplarisch f{\"u}r jede Kategorie ein Teilmodell f{\"u}r die Ver{\"a}nderung von Landnutzung angeboten: 1) Ausdehnung der Siedlungsfl{\"a}che: Dieses Teilmodell fußt auf der Annahme, dass sich Siedlungen nur in direkter Nachbarschaft bereits bestehender Bebauung und bevorzugt entlang von Entwicklungsachsen ausbreiten. Steile Hangneigungen stellen f{\"u}r potenzielle Standorte ein Hemmnis bei der Ausbreitung dar. 2) Stilllegung von Grenzertragsackerfl{\"a}chen: Gem{\"a}ß der Hypothese, dass sich die Stilllegung von Ackerfl{\"a}chen an der potenziellen Ertragsleistung der Standorte orientiert, werden in diesem Teilmodell alle Ackerstandorte dahingehend bewertet und die Fl{\"a}chen mit der geringsten Leistungsf{\"a}higkeit stillgelegt. Bei homogenen Gebietseigenschaften werden die Stilllegungsfl{\"a}chen zuf{\"a}llig auf die Ackerfl{\"a}che verteilt. 3) Etablierung von Schutzgebieten in Ufer- und Auenbereichen: Ausgehend von der These, dass sich entlang von Fl{\"u}ssen sensible Fl{\"a}chen befinden, deren Schutz positive Folgen f{\"u}r das Leistungsverm{\"o}gen der Landschaft haben kann, werden in diesem Teilmodell sch{\"u}tzenswerte Ufer- und Auenbereiche auf derzeit landwirtschaftlich genutzten Fl{\"a}chen ausgewiesen. Die Gr{\"o}ße der Schutzgebietsfl{\"a}che orientiert sich an der Morphologie der umgebenden Landschaft. Die drei Teilmodelle wurden hinsichtlich der implizierten Hypothesen mit vielen unterschiedlichen Ans{\"a}tzen validiert. Das Resultat dieser intensiven Analyse zeigt f{\"u}r jedes Teilmodell eine zufriedenstellende Tauglichkeit. Die Modellierung der Landnutzungs{\"a}nderungen wurden in drei mesoskaligen Flusseinzugsgebieten mit einer Fl{\"a}che zwischen 100 und 500 km\&\#178; durchgef{\"u}hrt, die sich markant in ihrer Landnutzung unterscheiden. Besonderer Wert wurde bei der Gebietsauswahl darauf gelegt, dass eines der Gebiete intensiv landwirtschaftlich genutzt wird, eines dicht besiedelt und eines vorwiegend bewaldet ist. Im Hinblick auf ihre Relevanz f{\"u}r die vorliegende Fragestellung wurden aus bestehenden Landnutzungstrends die Szenarien f{\"u}r (1) die prognostizierte Siedlungsfl{\"a}che f{\"u}r das Jahr 2010, (2) die m{\"o}glichen Konsequenzen des EU-weiten Beschlusses der Agenda 2000 und (3) die Novelle des Bundesnaturschutzgesetzes aus dem Jahr 2001 abgeleitet. Jedes Szenario wurde mit Hilfe des Modells auf die drei Untersuchungsgebiete angewendet. Dabei wurden f{\"u}r die Siedlungsausdehnung in allen drei Gebieten realistische Landnutzungsmuster generiert. Einschr{\"a}nkungen ergeben sich bei der Suche nach Grenzertragsstilllegungsfl{\"a}chen. Hier hat unter homogenen Gebietseigenschaften die zuf{\"a}llige Verteilung von Fl{\"a}chen f{\"u}r die Stilllegung zu einem unrealistischen Ergebnis gef{\"u}hrt. Die G{\"u}te der Schutzgebietsausweisung ist maßgeblich an die aktuelle Landnutzung der Aue und die Morphologie des Gel{\"a}ndes gebunden. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Fl{\"a}chen in den Ufer- und Auenbereichen mehrheitlich unter derzeitiger Ackernutzung stehen und der Flusslauf sich in das Relief eingetieft hat. Exemplarisch werden f{\"u}r jeden Landnutzungstrend die hydrologischen Auswirkungen anhand eines historischen Hochwassers beschrieben, aus denen jedoch keine pauschale Aussage zum Einfluss der Landnutzung abgeleitet werden kann. Die Studie demonstriert die Bedeutung des Landnutzungsmusters f{\"u}r die nat{\"u}rlichen Prozesse in der Landschaft und unterstreicht die Notwendigkeit einer r{\"a}umlich expliziten Modellierung f{\"u}r landschafts{\"o}kologische Fragestellungen in der Mesoskala.}, subject = {Landnutzung}, language = {de} } @book{KadenItzerottZebischetal.1999, author = {Kaden, Klaus and Itzerott, Sibylle and Zebisch, Marc and Fritsch, Uta}, title = {R{\"a}umliche Unterschiede im Wassertransfer (Boden - Pflanze - Atmosph{\"a}re) in Niederungen des mitteleurop{\"a}ischen Binnentieflandes}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-53037}, publisher = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {1999}, language = {de} } @book{Fritsch2002, author = {Fritsch, Uta}, title = {Entwicklung von Landnutzungsszenarien f{\"u}r landschafts{\"o}kologische Fragestellungen}, number = {12}, publisher = {Universit{\"a}tsverlag Potsdam}, address = {Potsdam}, isbn = {3-935024-48-7}, issn = {1434-2375}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-3996}, publisher = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2002}, abstract = {Die Landschaften Mitteleuropas sind das Resultat einer langwierigen Geschichte menschlicher Landnutzung mit ihren unterschiedlichen, z.T. konkurrierenden Nutzungsanspr{\"u}chen. Durch eine {\"u}berwiegend intensive Beanspruchung haben die direkten und indirekten Auswirkungen der Landnutzung in vielen F{\"a}llen zu Umweltproblemen gef{\"u}hrt. Die Disziplin der Landschafts{\"o}kologie hat es sich zur Aufgabe gemacht, Konzepte f{\"u}r eine nachhaltige Nutzung der Landschaft zu entwickeln. Eine wichtige Fragestellung stellt dabei die Absch{\"a}tzung der m{\"o}glichen Folgen von Landnutzungs{\"a}nderungen dar. F{\"u}r die Analyse der relevanten Prozesse in der Landschaft werden h{\"a}ufig mathematische Modelle eingesetzt, welche es erlauben die Landschaft unter aktuellen Verh{\"a}ltnissen oder hinsichtlich ver{\"a}nderter Rahmenbedingungen zu untersuchen. Die hypothetische {\"A}nderung der Landnutzung, die als Landnutzungsszenario bezeichnet wird, verk{\"o}rpert eine wesentliche Modifikation der Rahmenbedingungen, weil Landnutzung maßgeblich Einfluss auf die nat{\"u}rlichen Prozesse der Landschaft nimmt. W{\"a}hrend die Antriebskr{\"a}fte einer solchen {\"A}nderung {\"u}berwiegend von sozio-{\"o}konomischen und politischen Entscheidungen gesteuert werden, orientiert sich die exakte Verortung der Landnutzungs{\"a}nderungen an den naturr{\"a}umlichen Bedingungen und folgt z.T. erkennbaren Regeln. Anhand dieser Vorgaben ist es m{\"o}glich, r{\"a}umlich explizite Landnutzungsszenarien zu entwickeln, die als Eingangsdaten f{\"u}r die Modellierung verschiedener landschafts{\"o}kologischer Fragestellungen wie z.B. f{\"u}r die Untersuchung des Einflusses der Landnutzung auf den Wasserhaushalt, die Erosionsgefahr oder die Habitatqualit{\"a}t dienen k{\"o}nnen. Im Rahmen dieser Dissertation wurde das rasterbasierte deterministische Allokationsmodell luck (Land Use Change Scenario Kit) f{\"u}r die explizite Verortung der Landnutzungs{\"a}nderungen entwickelt. Es basiert auf den in der Landschafts{\"o}kologie {\"u}blichen r{\"a}umlichen Daten wie Landnutzung, Boden sowie Topographie und richtet sich bei der Szenarienableitung nach den Leitbildern der Landschaftsplanung. Das Modell fußt auf der Hypothese, dass das Landnutzungsmuster als Funktion seiner landschafts{\"o}kologischen Faktoren beschrieben werden kann. Das Ver{\"a}nderungspotenzial einer Landnutzungseinheit resultiert im Modell aus einer Kombination der Bewertung der relativen Eignung des Standortes f{\"u}r die jeweilige Landnutzung und der Ber{\"u}cksichtigung von Standorteigenschaften der umliegenden Nachbarn. Die Durchf{\"u}hrung der Landnutzungs{\"a}nderung im Modell ist iterativ angelegt, um den graduellen Prozess des Landschaftswandels nachvollziehen zu k{\"o}nnen. Als Fallbeispiel f{\"u}r die Anwendung solcher r{\"a}umlich expliziten Landnutzungsszenarien dient die Fragestellung, inwieweit Landnutzungs{\"a}nderungen die Hochwasserentstehung beeinflussen. Um den Einfluss auf die Hochwasserentstehung f{\"u}r jede der Landnutzungskategorien - bebaute, landwirtschaftlich genutzte und naturnahe Fl{\"a}chen - absch{\"a}tzen zu k{\"o}nnen, wird im Landnutzungsmodell luck exemplarisch f{\"u}r jede Kategorie ein Teilmodell f{\"u}r die Ver{\"a}nderung von Landnutzung angeboten: 1) Ausdehnung der Siedlungsfl{\"a}che: Dieses Teilmodell fußt auf der Annahme, dass sich Siedlungen nur in direkter Nachbarschaft bereits bestehender Bebauung und bevorzugt entlang von Entwicklungsachsen ausbreiten. Steile Hangneigungen stellen f{\"u}r potenzielle Standorte ein Hemmnis bei der Ausbreitung dar. 2) Stilllegung von Grenzertragsackerfl{\"a}chen: Gem{\"a}ß der Hypothese, dass sich die Stilllegung von Ackerfl{\"a}chen an der potenziellen Ertragsleistung der Standorte orientiert, werden in diesem Teilmodell alle Ackerstandorte dahingehend bewertet und die Fl{\"a}chen mit der geringsten Leistungsf{\"a}higkeit stillgelegt. Bei homogenen Gebietseigenschaften werden die Stilllegungsfl{\"a}chen zuf{\"a}llig auf die Ackerfl{\"a}che verteilt. 3) Etablierung von Schutzgebieten in Ufer- und Auenbereichen: Ausgehend von der These, dass sich entlang von Fl{\"u}ssen sensible Fl{\"a}chen befinden, deren Schutz positive Folgen f{\"u}r das Leistungsverm{\"o}gen der Landschaft haben kann, werden in diesem Teilmodell sch{\"u}tzenswerte Ufer- und Auenbereiche auf derzeit landwirtschaftlich genutzten Fl{\"a}chen ausgewiesen. Die Gr{\"o}ße der Schutzgebietsfl{\"a}che orientiert sich an der Morphologie der umgebenden Landschaft. Die drei Teilmodelle wurden hinsichtlich der implizierten Hypothesen mit vielen unterschiedlichen Ans{\"a}tzen validiert. Das Resultat dieser intensiven Analyse zeigt f{\"u}r jedes Teilmodell eine zufriedenstellende Tauglichkeit. Die Modellierung der Landnutzungs{\"a}nderungen wurden in drei mesoskaligen Flusseinzugsgebieten mit einer Fl{\"a}che zwischen 100 und 500 km² durchgef{\"u}hrt, die sich markant in ihrer Landnutzung unterscheiden. Besonderer Wert wurde bei der Gebietsauswahl darauf gelegt, dass eines der Gebiete intensiv landwirtschaftlich genutzt wird, eines dicht besiedelt und eines vorwiegend bewaldet ist. Im Hinblick auf ihre Relevanz f{\"u}r die vorliegende Fragestellung wurden aus bestehenden Landnutzungstrends die Szenarien f{\"u}r (1) die prognostizierte Siedlungsfl{\"a}che f{\"u}r das Jahr 2010, (2) die m{\"o}glichen Konsequenzen des EU-weiten Beschlusses der Agenda 2000 und (3) die Novelle des Bundesnaturschutzgesetzes aus dem Jahr 2001 abgeleitet. Jedes Szenario wurde mit Hilfe des Modells auf die drei Untersuchungsgebiete angewendet. Dabei wurden f{\"u}r die Siedlungsausdehnung in allen drei Gebieten realistische Landnutzungsmuster generiert. Einschr{\"a}nkungen ergeben sich bei der Suche nach Grenzertragsstilllegungsfl{\"a}chen. Hier hat unter homogenen Gebietseigenschaften die zuf{\"a}llige Verteilung von Fl{\"a}chen f{\"u}r die Stilllegung zu einem unrealistischen Ergebnis gef{\"u}hrt. Die G{\"u}te der Schutzgebietsausweisung ist maßgeblich an die aktuelle Landnutzung der Aue und die Morphologie des Gel{\"a}ndes gebunden. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Fl{\"a}chen in den Ufer- und Auenbereichen mehrheitlich unter derzeitiger Ackernutzung stehen und der Flusslauf sich in das Relief eingetieft hat. Exemplarisch werden f{\"u}r jeden Landnutzungstrend die hydrologischen Auswirkungen anhand eines historischen Hochwassers beschrieben, aus denen jedoch keine pauschale Aussage zum Einfluss der Landnutzung abgeleitet werden kann. Die Studie demonstriert die Bedeutung des Landnutzungsmusters f{\"u}r die nat{\"u}rlichen Prozesse in der Landschaft und unterstreicht die Notwendigkeit einer r{\"a}umlich expliziten Modellierung f{\"u}r landschafts{\"o}kologische Fragestellungen in der Mesoskala.}, language = {de} } @article{KatzenmaierFritschBronstert2001, author = {Katzenmaier, Daniel and Fritsch, Uta and Bronstert, Axel}, title = {Quantifizierung des Einflusses von Landnutzung und dezentraler Versickerung auf die Hochwasserentstehung}, isbn = {3-503-06021-9}, year = {2001}, language = {de} } @article{BronstertFritschLeonhardtetal.2001, author = {Bronstert, Axel and Fritsch, Uta and Leonhardt, H. and Niehoff, Daniel}, title = {Quantifizierung des Einflusses von Landnutzungs- und Klima{\"a}nderungen auf die Hochwasserentstehung am Beispiel ausgew{\"a}hlter Flussgebiete}, year = {2001}, language = {de} } @article{BronstertKatzenmaierFritsch2000, author = {Bronstert, Axel and Katzenmaier, Daniel and Fritsch, Uta}, title = {Hochwasserproblematik und der Zusammenhang mit Landnutzungs- und Klima{\"a}nderungen}, year = {2000}, language = {de} } @article{KadenItzerottZebischetal.1999, author = {Kaden, Klaus and Itzerott, Sibylle and Zebisch, Marc and Fritsch, Uta}, title = {R{\"a}umliche Unterschiede im Wassertransfer (Boden - Pflanze - Atmosph{\"a}re) in Niederungen des mitteleurop{\"a}ischen Binnentieflandes}, series = {Potsdamer geographische Forschungen}, volume = {18}, journal = {Potsdamer geographische Forschungen}, publisher = {Selbstverl. der Institute f{\"u}r Geographie und Geo{\"o}kologie}, address = {Potsdam}, issn = {0940-9688}, pages = {88,[26] S. : [62] graph. Darst.}, year = {1999}, language = {de} }