TY - CHAP A1 - Itzerott, Sibylle A1 - Kaden, Klaus T1 - Zur Güte der automatisierten Erkennung von Ackerkulturen in Abhängigkeit vom Bodenmuster : Projektergebnisse und weiterführende Ansätze N2 - Problemstellung • Geoökologische Prozessforschung versucht für große Landschaftsausschnitte, die in der Natur ablaufenden und vom Menschen beeinflussten Prozesse mit Hilfe von Modellen nachzuvollziehen • exakte Erfassung der Ausstattung des Untersuchungsraumes ist wesentliche Voraussetzung für eine wirklichkeitsnahe Abbildung • Modelle derzeit weder in der Lage, alle ablaufenden Prozesse in die Betrachtung einzubeziehen, noch präzise Eingangsdaten bei der Beschreibung des Ausgangszustandes zu verarbeiten • häufig liegen Modelleingangsdaten nicht in der notwendigen Präzision vor • In Modellen wird Ausstattung eines Untersuchungsgebietes über den Boden, den Grundwassereinfluss und die Flächennutzung beschrieben • Flächennutzung besitzt weitgehend statische Elemente (Nutzungstypen Wald, Gewässer, Siedlung) und hochdynamische Elemente (jährlicher Wechsel der Fruchtart auf jedem Acker) • Bedarf nach detaillierter (lage- und zeitkonkreter) Eingabe der Verteilung der Ackerfrüchte im Modellzeitraum, da Landwirtschaft als eine der bedeutenden Quellen für diffusen Nährstoffeintrag ins Ökosystem angesehen wird Stand der Forschung • bei Erfassung von Kulturen der Landwirtschaft aus Fernerkundungsdaten hat sich multitemporale Klassifizierung als sinnvoll erwiesen, weil sich anhand einer Einzelaufnahme die verschiedenen Kulturen nicht sicher trennen lassen • Klassifizierung erfolgt mit überwachten Methoden unter Verwendung von Trainingsflächen im Datensatz, von denen die dort angebaute Frucht bekannt ist • in die Klassifizierung werden zusätzliche Informationen einbezogen (Fuzzy), die Auskunft über die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Frucht geben (Anbaueignung in Abhängigkeit von Hangneigung, Niederschlag, Höhenlage, Boden) Die Ergebnisse dieser Klassifikationen sind meist nicht auf andere Landschaftsausschnitte und Anbaujahre übertragbar, weil die Ausprägung der Spektralsignatur einer Kultur durch veränderte Boden- und Witterungsbedingungen variiert. Lösungsansatz • auf Basis von Satellitendaten und Anbauinformationen aus 15 aufeinander folgenden Jahren (35 Aufnahmetermine) sollten von Witterung und Boden unabhängige Jahreskurven der spektralen Charakteristik wichtiger Ackerkulturen gewonnen werden, die den Wachstumsverlauf der Pflanzen beschreiben • diese Kurven sollen anstelle von Trainingsgebieten zur multitemporalen Klassifizierung von Daten eines Anbaujahres herangezogen werden Schlussfolgerungen und Ausblick • Prinzipiell erscheint Vorgehen erfolgreich, jedoch in Abhängigkeit von der Brauchbarkeit der herangezogenen Szenen schwankt Güte des Ergebnisses noch • Verfahren stellt wesentlichen Fortschritt zu bisherigem Vorgehen auf Trainingsflächenbasis dar • ist zumindest im Untersuchungsgebiet immer wieder ohne weitere Kenntnis von Anbauinformationen anwendbar, lediglich exakte phänologische Datierung der dann verwendeten Aufnahmen erforderlich • für andere Gebiete (Variation in Niederschlag und Boden) ist Anpassung der phänologischen Datierung der Kurven erforderlich (Form ist weiter verwendbar) • optimale Bildkombination zur Trennung aller Kulturen ist: Anfang/Mitte April – Mitte Mai – Anfang Juli – Mitte August – Mitte September • Kombination sollte bei verbesserter Verfügbarkeit von Daten beschaffbar sein • problematisch scheinen Trockensituationen im Mai und Juni zu sein, so dass zu schnell reifende Wintergetreide nicht richtig erkannt werden, Bedarf Bodeninformationen einzubeziehen • Trennung von Hackfrüchten weiterhin problematisch (wie schon in bisherigen Verfahren), führt zu übermäßigen Anteilen im Ergebnis, in Abhängigkeit vom Anbauanteil besser vernachlässigen • Einbeziehung von Fuzzyinformationen erscheint sinnvoll • Zusammenhang von Bodengüte und Frucht (Anbaueignung eines Bodens für eine Frucht) • Wasserverfügbarkeit am Standort (in Abhängigkeit von Speichervermögen des Bodens, Grundwasseranschluss und Niederschlag) • Summe der Niederschläge bis zum Aufnahmezeitpunkt (Trockenheitsindex)
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Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung Workshop vom 9. - 10. Februar 2006 Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-7031 ER - TY - JOUR A1 - Heller, Wilfried ED - Sallanz, Josef T1 - Zur Bedeutung von Ethnizität in Transformationsländern unter dem Einfluss von Globalisierung Y1 - 2006 ER - TY - JOUR A1 - Germer, Sonja A1 - Elsenbeer, Helmut A1 - de Moraes, Jorge M. T1 - Throughfall and temporal trends of rainfall redistribution in an open tropical rainforest, south-western Amazonia (Rondônia, Brazil) Y1 - 2006 UR - http://www.hydrology-and-earth-system-sciences.net/index.html U6 - https://doi.org/10.5194/hess-10-383-2006 SN - 1027-5606 ER - TY - JOUR A1 - Zimmermann, Beate A1 - Elsenbeer, Helmut A1 - de Moraes, Jorge M. T1 - The influence of land-use changes on soil hydraulic properties : implications for runoff generation Y1 - 2006 U6 - https://doi.org/10.1016/j.foreco.2005.10.070 SN - 0378-1127 ER - TY - JOUR A1 - Heller, Wilfried T1 - Studienreform im Lichte des Bologna-Prozesses (mit dem Beispiel Geographie der Universität Potsdam) Y1 - 2006 ER - TY - JOUR A1 - Sommer, Michael A1 - Kaczorek, Danuta A1 - Kuzyakov, Yakov A1 - Breuer, Jörn T1 - Silicon pools and fluxes in soils and landscapes : a review N2 - Silicon (Si) is the second-most abundant element in the earth's crust. In the pedosphere, however, huge spans of Si contents occur mainly caused by Si redistribution in soil profiles and landscapes. Here, we summarize the current knowledge on the different pools and fluxes of Si in soils and terrestrial biogeosystems. Weathering and subsequent release of soluble Si may lead to (1) secondarily bound Si in newly formed Al silicates, (2) amorphous silica precipitation on surfaces of other minerals, (3) plant uptake, formation of phytogenic Si, and subsequent retranslocation to soils, (4) translocation within soil profiles and formation of new horizons, or (5) translocation out of soils (desilication). The research carried out hitherto focused on the participation of Si in weathering processes, especially in clay neoformation, buffering mechanisms for acids in soils or chemical denudation of landscapes. There are, however, only few investigations on the characteristics and controls of the low-crystalline, almost pure silica compounds formed during pedogenesis. Further, there is strong demand to improve the knowledge of (micro)biological and rhizosphere processes contributing to Si mobilization, plant uptake, and formation of phytogenic Si in plants, and release due to microbial decomposition. The contribution of the biogenic Si sources to Si redistribution within soil profiles and desilication remains unknown concerning the pools, rates, processes, and driving forces. Comprehensive studies considering soil hydrological, chemical, and biological processes as well as their interactions at the scale of pedons and landscapes are necessary to make up and model the Si balance and to couple terrestrial processes with Si cycle of limnic, fluvial, or marine biogeosystems Y1 - 2006 ER - TY - JOUR A1 - Szaramowicz, Martin A1 - Jessel, Beate T1 - Regionale Flächenpools in der Praxis Y1 - 2006 ER - TY - JOUR A1 - Schatzabel, Hartmut A1 - Meyer, S. T1 - Reality, system, model, prediction : the modeling approach Y1 - 2006 ER - TY - JOUR A1 - Blumenstein, Oswald A1 - Van Rensburg, L. A1 - Krüger, Wolfgang A1 - Schachtzabel, Hartmut T1 - Preface Y1 - 2006 ER - TY - JOUR A1 - Hennenberg, K. J. A1 - Fischer, Franka A1 - Kouadio, K A1 - Goetze, D A1 - Orthmann, B A1 - Linsenmair, KE A1 - Jeltsch, Florian A1 - Porembski, Stefan T1 - Phytornass and fire occurrence along forest-savanna transects in the Comoe National Park, Ivory Coast N2 - In tropical West Africa, distribution patterns of forest islands in savannas are influenced by fires which occur regularly in the grass stratum. Along continuous forest-savanna transects in the Comoe National Park, the change in the amount and composition of non-woody phytomass was investigated from savanna to forest interior. This was correlated with the cover of vegetation strata above, soil depth, and the occurrence of seasonal surface fires. Phytomass mainly consisted of leaf litter in the forests (about 400 g m(-2) at the end of the rainy season, and about 600 g m(-2) at the end of the dry season) and of grasses in the savanna (about 900 g m(-2)). Low grass biomass appeared to be primarily the result of suppression by competing woody species and not of shallow soil. The occurrence of early dry-season fires seemed to be determined mainly by the amount of grass biomass as fuel because fires occurred in almost all savanna plots while forest sites remained unaffected. However, late dry-season fires will encounter higher amounts of leaf litter raising fire probability in forests. Due to the importance of the amount of combustible phytomass, fire probability and intensity might increase with annual precipitation in both savanna and forest Y1 - 2006 UR - http://journals.cambridge.org/jid_TRO U6 - https://doi.org/10.1017/S026646705003007 SN - 0266-4674 ER - TY - JOUR A1 - Seppelt, Ralf A1 - Schröder, Boris T1 - Pattern and processes of dynamic mosaic landscapes JF - Ecological modelling : international journal on ecological modelling and engineering and systems ecolog Y1 - 2006 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2006.06.011 SN - 0304-3800 VL - 199 IS - 4 SP - 377 EP - 378 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Kühling, Matthias A1 - Märker, Michael A1 - Zehe, Erwin ED - Gzik, Axel ED - Hochschild, Volker ED - Schneider, Ingo ED - Schröder, Boris T1 - Musterdynamik und Fernerkundung in der Döberitzer Heide : [Poster] N2 - Mit der politischen Wende in den Staaten des ehemaligen Ostblockes wurde für viele militärisch genutzte Flächen ein tiefgreifender Nutzungswandel eingeleitet. Truppenübungsplätze als stark gestörte Bestandteile unserer Kulturlandschaft weisen auf großen Flächen naturschutzfachlich wertvolle Habitatmosaike mit speziellen Lebensgemeinschaften auf. Der Nutzungswandel ist mit einer Veränderung der Vegetationsstrukturen (Sukzession) und weiteren landschaftsökologischen Prozessen verbunden. Der ehemalige Truppenübungsplatz Döberitz im Norden der Landeshauptstadt Potsdam kann auf eine lange militärische Nutzungsgeschichte verweisen (erste Manöver des Soldatenkönigs im Jahr 1713). Nach 1992 wurden das NSG Döberitzer Heide (3.415 ha) und das NSG Ferbitzer Bruch (1.155 ha) ausgewiesen. Als Schutzgebiete nach der Vogelschutzrichtlinie sind sie Bestandteile des kohärenten Schutzgebietssystems Natura 2000 der europäischen Gemeinschaft. Trotz des Schutzstatus und der militärischen Altlasten unterliegt das Gebiet als größte zusammenhängende Naturfläche im engeren Verflechtungsraum des Landes Brandenburg einem hohen Nutzungsdruck.
Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung Workshop vom 9. - 10. Februar 2006 Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-7277 ER - TY - THES A1 - von dem Bussche, Jens T1 - Modelling the spatial distribution of blackbird (Turdus merula) and ring ouzel (Turdus torquatus) in Switzerland N2 - To characterise the habitat preferences of ring ouzel (Turdus torquatus) and blackbird (T. merula) in Switzerland, we adopt species distribution modelling and predict the species’ spatial distribution. We model on two different scales to analyse in how far downscaling leads to a different set of predictors to describe the realised habitat best. While the models on macroscale (grid of one square kilometre) cover the entire country, we select a set of smaller plots for modelling on territory scale. Whereas ring ouzels occur in altitudes above 1’000 m a.s.l. only, blackbirds occur from the lowlands up to the timber line. The altitudinal range overlap of the two species is up to 400 m. Despite both species coexist on macroscale, a direct niche overlap on territory scale is rare. Small-scale differences in vegetation cover and structure seem to play a dominant role for habitat selection. On macroscale however, we observe a high dependency on climatic variables mainly representing the altitudinal range and the related forest structure preferred by the two species. Applying the models for climate change scenarios, we predict a decline of suitable habitat for the ring ouzel with a simultaneous median altitudinal shift of +440 m until 2070. In contrast, the blackbird is predicted to benefit from higher temperatures and expand its range to higher elevations. N2 - Unter Verwendung von Habitatmodellen beschreiben wir die Habitatpräferenz von Amsel (Turdus merula) und Ringdrossel (T. torquatus) in der Schweiz. Mit Hilfe verschiedener Klimaszenarien prognostizieren wir zudem die künftige potentielle Verbreitung beider Arten. Zur Beschreibung eines eventuell auftretenden Skalensprungs, d.h. einer Änderung in der Beschreibungskraft der Variablen auf verschiedenen räumlichen Ebenen, erstellten wir Modelle auf zwei unterschiedlichen Skalen. Während das Modell auf Makroskala mit einer Maschenweite von einem Quadratkilometer die gesamte Schweiz abdeckt, erstellten wir zudem eine Auswahl an Untersuchungsgebieten auf Revierebene. Ringdrosseln zeigen ihren Verbreitungsschwerpunkt in der subalpinen Lage, während Amseln vornehmlich das Tiefland und die Tallagen besiedeln und nur vereinzelt in hohe Lagen vordringen. In einem Gürtel von ungefähr 400 Höhenmetern siedeln beide Arten parallel.Trotz dieses auf der Makroskala erkennbaren Überschneidungsbereiches konnten wir in unserer Untersuchung auf Revierebene, von einer Ausnahme abgesehen, keine Koexistenz beobachten. Kleinräumige Unterschiede in der Habitatstruktur, insbesondere in der Vegetationsbedeckung scheinen demnach für die Habitatselektion von maßgeblicher Bedeutung zu sein. Auf Makroebene hingegen wurde der Einfluss klimatischer Variablen deutlich, die neben der Höhenlage auch dort typische Vegetationsstrukturen widerspiegeln. Wie die Klimaszenarien zeigen, nehmen geeignete Ringdrosselhabitate bei steigenden Temperaturen ab und die Art weicht im Mittel um 440 m in höhere Lagen zurück. Für Amseln scheint sich eine zunehmende Erwärmung jedoch positiv auszuwirken, während das Verbreitungsgebiet im Tiefland beibehalten wird, dringt sie von den Tälern ausgehend zunehmend in höhere Lagen vor. KW - Klimaszenarien KW - Habitatpräferenz KW - Skalenabhängigkeit KW - Habitatmodellierung KW - Turdus sp. KW - Climate change scenarios KW - Habitat preferences KW - Scale dependency KW - Species distribution modelling KW - Turdus sp. Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-14012 ER - TY - JOUR A1 - Tietjen, Britta A1 - Huth, Andreas T1 - Modelling dynamics of managed tropical rainforests - An aggregated approach JF - Ecological modelling : international journal on ecological modelling and engineering and systems ecolog N2 - The overuse of rainforests in the last century and its consequences necessitate a rethinking of logging policies. To this end models have been developed to simulate rainforest dynamics and to allow optional management strategies to be evaluated. Parameterisation of presently existing models for a certain site needs a lot of work, thus the parameterisation effort is too high to apply the models to a wide range of rainforests. Hence, in this paper we introduce the simplified model FORREG using the knowledge we have gained from a more complex model, FORMIX3-Q. The FORREG model uses differential equations to determine the volume growth of three successional species groups. Parameterisation is simplified by a genetic algorithm, which determines the required internal model parameters from characteristics of the forest dynamics. The new model is employed to assess the sustainability of various logging policies in terms of yield and damage. Results for three forests are discussed: (1) the tropical lowland rain forest in the Deramakot Forest Reserve, (2) the Lambir National Park in Malaysia and (3) a subtropical forest in Paraguay. Our model reproduces both undisturbed forest dynamics and dynamics of logged forests simulated with FORMIX3-Q very well. However, the resultant volumes of yield and damage differ slightly from those gained by FORMIX3-Q if short logging cycles are simulated. Choosing longer logging cycles leads to a good correspondence of both models. For the Deramakot Forest Reserve different logging cycles are compared and discussed. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved. KW - aggregation KW - differential equation KW - forest model KW - genetic algorithm KW - logging KW - tropical rainforest Y1 - 2006 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2005.11.045 SN - 0304-3800 VL - 199 IS - 4 SP - 421 EP - 432 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - De Araujo, Josè Carlos A1 - Güntner, Andreas A1 - Bronstert, Axel T1 - Loss of reservoir volume by sediment deposition and its impact on water availability in semiarid Brazil N2 - A methodology is presented to assess the impact of reservoir silting oil water availability for semiarid environments, applied to seven representative watersheds in the state of Ceara, Brazil. Water yield is computed using stochastic modelling for several reliability levels and water yield reduction is quantified for the focus areas. The yield-volume elasticity concept, which indicates the relative yield reduction in terms of relative storage capacity of the reservoirs, is presented and applied. Results chow that storage capacity was reduced by 0.2% year(-1) due to silting, that the risk of water shortage almost doubled in less than 50 years for the most critical reservoir, and that reduction of storage capacity had three times more impact oil yield reduction than the increase in evaporation. Average 90% reliable yield-volume elasticity was 0.8, which means that the global water yield (Q(90)) in Ceara is expected to diminish yearly by 388 L s(-1) due to reservoir silting Y1 - 2006 UR - http://www.atypon-link.com/IAHS/loi/hysj U6 - https://doi.org/10.1623/hysj.51.1.157 SN - 0262-6667 ER - TY - THES A1 - Clausing, Thomas T1 - Landschaftszerschneidung : Anwendung und Vergleich verschiedener methodischer Varianten am Beispiel des Landkreises Havelland (Brandenburg) T1 - Landscape dissection : application and comparison of different methodical variants as example for the county Havelland N2 - Analyse der Landschaftszerschneidung und -fragmentierung, Untersuchung und Anwendung verschiedener Zerschneidungsgeometrien und deren Implementierung für unterschiedliche Indikatoren. Die Ergebnisse des methodischen Vergleiches für den Landkreis Havelland sollen die Grundlage für die Auswahl der geeignetesten Methode bei einer landesweite Untersuchung in Brandenburg liefern. N2 - Analysis of landscape fragmentation and dissection using different dissection geometries and application to different indicators. The comparison of different methods for the Havelland county will be used as the base to choose the best method for a statewide analysis in Brandenburg. KW - Landschaftszerschneidung KW - Landschaftsfragmentierung KW - effektive Maschenweite KW - Freiraumanalyse KW - landscape dissection KW - landscape fragmentation Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-13656 ER - TY - BOOK A1 - Geldmacher, Karl A1 - Krüger, Wolfgang A1 - Gericke, Andreas A1 - Blumenstein, Oswald A1 - Guo, Jianbin H. A1 - Tang, Xilin ED - Blumenstein, Oswald ED - Krüger, Wolfgang ED - Schachtzabel, Hartmut T1 - Landschaftswandel im Turbotempo : Geoökologische Probleme des Guanting Beckens (VR China) T3 - Stoffdynamik in Geosystemen Y1 - 2006 SN - 0949-4731 VL - 13 PB - Selbstverl. der Arbeitsgruppe Stoffdynamik in Geosystemen CY - Potsdam ER - TY - BOOK A1 - Geldmacher, Karl T1 - Landschaftsentwicklung und Landnutzungswandel im Pazifischen Nordwesten der USA seit 1850 T3 - Stoffdynamik in Geosystemen Y1 - 2006 SN - 0949-4731 VL - 12 PB - Selbstverl. der Arbeitsgruppe Stoffdynamik in Geosystemen CY - Potsdam ER - TY - CHAP A1 - Bronstert, Axel T1 - Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und angewandte Fernerkundung (IMAF) an der Universität Potsdam : Gegenwart und Zukunft N2 - Stand des IMAF zu Beginn des Jahres 2006 Zum 1. April 2005 wurde per Beschluss des Rektorats der Universität Potsdam das Interdisziplinäre Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung (IMAF) an der Universität Potsdam eingerichtet. Diesem Beschluss gingen knapp zwei Jahre konzeptionelle, organisatorische und administrative Vorarbeiten voraus. Inzwischen ist das IMAF also offiziell gegründet, der Vorstand wurde „bestellt“ (Prof. M. Mutti. Prof. E. Zehe, Prof. A. Bronstert), der Geschäftsführer bzw. wissenschaftliche Koordinator Dr. M. Kühling arbeitet in dieser Funktion seit Sommer 2005 und seit kurzem ist auch die 1. Version der Homepage des IMAF (http://www.uni-potsdam.de/imaf/) frei geschaltet. Auch die Infrastruktur des IMAF ist in der Entstehungsphase: Büroräume sind versprochen (wenn auch noch nicht bezugsfertig) im Haus 13 auf dem Campus Golm der Universität Potsdam und der 1. erfolgreiche Drittmittelantrag erbrachte 8 leistungsfähige Tischrechner und einen Server für das IMAF aus EU-Mitteln. Wichtiger als die administrativen und organisatorischen Arbeiten sind aber die inhaltlichen Forstschritte. Hier ist die große Resonanz, die die Gründung des IMAF sowohl innerhalb als auch außerhalb der Universität gefunden hat, besonders erfreulich. Über 30 Angehörige des Zentrums sind inzwischen zu verzeichnen und es gibt bereits eine Reihe von wissenschaftlichen Projektinitiativen und Ideen für dieses Zentrum. Neben den wissenschaftlichen Arbeiten am IMAF ist ein zweites Hauptziel für dieses Zentrum die Entwicklung und der Ausbau eines strukturierten Ausbildungsangebotes für Musterdynamik und angewandte Fernerkundung. Dies sollen gleichermaßen Masterstudenten als auch Doktoranden der Universität Potsdam und der mit ihr assoziierten außeruniversitären Institute nutzen. Zudem werden Kurse und Weiterbildungsveranstaltungen mit nationalen und internationalen Experten angestrebt. Neben diesen positiven Entwicklungen gibt es auch (noch ??) über einige Mängel zu berichten: Das Sekretariat ist nach wie vor unbesetzt, die Finanzausstattung des Zentrums ist völlig ungenügend und die im Konzept für das Zentrum beantragte Wissenschaftlerstelle für Softwareanwendung ist nicht in Sicht. Für einen Erfolg des Zentrums ist es unbedingt notwendig, dass sich diese Situation deutlich verbessert!! Forschungsschwerpunkte des IMAF Räumliche Muster und deren Struktur in der Umwelt Räumliche Muster sind in vielen naturwissenschaftlichen Disziplinen (Hydrologie, Ökologie, Geologie, Biologie, Chemie, Physik) von zentraler Bedeutung. Z.B. bestimmen die räumlichen (und zeitlichen) Muster von Bodeneigenschaften und Vegetation in ihrem Zusammenspiel mit den Mustern von Niederschlag und Strahlungsinput maßgeblich den Wasser- und Stoffhaushalt auf unterschiedlichsten Skalen und führen über Rückkopplung wiederum zu Veränderungen in Klima, Vegetation und Ökosystemen. Vom kleinräumigen Transport von Schadstoffen und von der Hochwasserentstehung bis zur Frage nach den regionalen und globalen Veränderungen von Klima, Vegetation und Landnutzung seien hier nur einige Problemkreise genannt, in denen Muster und Musterdynamik eine zentrale Stellung einnehmen. Darüber hinaus liefert die Betrachtung der zeitlichen Veränderung von räumlichen Mustern, in Ergänzung zur klassischen Erfassung dynamischer Prozesse in Form von Messungen lokaler zeitlicher Änderungen, eine völlig neue Perspektive auf Dynamik und eröffnet damit völlig neue wissenschaftliche Möglichkeiten. Aktuelle und sehr drängende Fragen innerhalb dieses Forschungsschwerpunktes sind unter anderem: • Analyse der generelle Raumstruktur von Geodaten (Variabilität, Struktur, Konnektivität); • Thematische Verbindungen verschiedener Datenebenen und Möglichkeiten für deren Assimilation; • Möglichkeiten und Grenzen des Skalenübergangs zwischen verschiedenen räumlichen Auflösungen und Informationsquellen; • Ableitung der zeitlichen Dynamik bzw. Entwicklung von großen flächenhaften Datenfeldern. Angewandte Fernerkundung Wie keine andere Technik bietet die Fernerkundung in jeglicher Form (unter anderem Satelliten, flugzeuggetragene Sensoren, Wetterradar und auch geophysikalische Methoden) umfangreiche Möglichkeiten, räumliche Muster und deren zeitliche Veränderungen zu erfassen. Allen Methoden der Fernerkundung gemein ist, dass sie nur indirekte Ergebnisse liefern. Das heißt, es besteht nur ein mittelbarer Zusammenhang zwischen dem beobachteten Signal, meist der Reflektivität oder Emissivität elektromagnetischer Strahlung in verschiedenen Spektralbereichen (optisch oder Radar), und der eigentlich interessierenden Größe, wie dem Feuchtezustand der Vegetation, der Bodenfeuchte oder Bodenrauhigkeit, der Niederschlagsintensität, dem Zustand der Schneedecke oder der Ausdehnung eines Oberflächenfilms auf Gewässern. Ein Satellitenbild enthält beispielsweise immer die spektrale Signatur des räumlichen Musters mehrerer der oben genannten Einflussgrößen, was die Extraktion oder Diskriminierung der eigentlich interessierenden Größe erschwert. Dieser „vermischte“ Charakter der Fernerkundungsdaten bietet aber auch immense Chancen. So lassen sich durch geeignete Interpretationsverfahren aus jedem mit hohem finanziellem und technischem Aufwand erstellten Satellitenbild zahlreiche und im Detail völlig unterschiedliche Fragestellungen bearbeiten. Die Extraktion der gewünschten Information aus dem Fernerkundungssignal führt mathematisch gesehen meist auf die Lösung so genannter inverser, schlecht gestellter Probleme. Somit beinhaltet die interdisziplinäre Nutzung von Fernerkundung auch ein hohes methodisches Synergiepotential. Durch die heutigen technischen Möglichkeiten zur Archivierung auch sehr umfangreicher raumbezogener Informationen ist die Bearbeitung zu jedem beliebigen Zeitpunkt nach der Aufnahme möglich – zum Beispiel bis entsprechend lange Zeitreihen und/oder geeignete Interpretationsverfahren zur Verfügung stehen. Tatsächlich dürfte der weitaus größte Teil der raumbezogenen Informationen, die in den bisher erhobenen Fernerkundungsdaten stecken, nur in Ansätzen ausgewertet sein. Einer bereits sehr hoch entwickelten technischen Dimension der Fernerkundung steht ein gewisses Defizit im Umfang ihrer Anwendung in den verschiedenen naturwissenschaftlichen Disziplinen gegenüber. Aktuelle und sehr drängende Fragen innerhalb dieses Forschungsschwerpunktes sind unter anderem: • Nutzung der räumlichen und inhaltlichen Breite von Fernerkundungsinformationen; • Verbindung mit automatisierten, u.a. geophysikalischen Methoden des „ground-truthings“; • Identifizierung der Grenzen bzgl. Repräsentanz der Daten (spektral, raum-zeitliche Auflösung); • Verbindung unterschiedlicher Methoden der Fernerkundung und der Geophysik. Dieser Beitrag illustriert die o.g. Fragestellungen anhand einiger Darstellungen aus verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen und erläutert 2 Beispiele zu beabsichtigten Forschungsprojekten: • Erfassung und Bedeutung von Boden-Oberflächeneigenschaften auf die Abflussbildung von Landschaften; • Phänomene des Stofftransportes in homogenen vs. heterogenen Böden. Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-7021 N1 - Dokument 1: Foliensatz | Dokument 2: Abstract | Dokumente 3 und 4: Animation Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung Workshop vom 9. - 10. Februar 2006 ER - TY - THES A1 - Post, Joachim T1 - Integrated process-based simulation of soil carbon dynamics in river basins under present, recent past and future environmental conditions T1 - Prozessbasierte Modellierung der Bodenkohlenstoffdynamik in Flusseinzugsgebieten unter heutigen und zukünftigen Umweltbedingungen N2 - Soils contain a large amount of carbon (C) that is a critical regulator of the global C budget. Already small changes in the processes governing soil C cycling have the potential to release considerable amounts of CO2, a greenhouse gas (GHG), adding additional radiative forcing to the atmosphere and hence to changing climate. Increased temperatures will probably create a feedback, causing soils to release more GHGs. Furthermore changes in soil C balance impact soil fertility and soil quality, potentially degrading soils and reducing soils function as important resource. Consequently the assessment of soil C dynamics under present, recent past and future environmental conditions is not only of scientific interest and requires an integrated consideration of main factors and processes governing soil C dynamics. To perform this assessment an eco-hydrological modelling tool was used and extended by a process-based description of coupled soil carbon and nitrogen turnover. The extended model aims at delivering sound information on soil C storage changes beside changes in water quality, quantity and vegetation growth under global change impacts in meso- to macro-scale river basins, exemplary demonstrated for a Central European river basin (the Elbe). As a result this study: ▪ Provides information on joint effects of land-use (land cover and land management) and climate changes on croplands soil C balance in the Elbe river basin (Central Europe) presently and in the future. ▪ Evaluates which processes, and at what level of process detail, have to be considered to perform an integrated simulation of soil C dynamics at the meso- to macro-scale and demonstrates the model’s capability to simulate these processes compared to observations. ▪ Proposes a process description relating soil C pools and turnover properties to readily measurable quantities. This reduces the number of model parameters, enhances the comparability of model results to observations, and delivers same performance simulating long-term soil C dynamics as other models. ▪ Presents an extensive assessment of the parameter and input data uncertainty and their importance both temporally and spatially on modelling soil C dynamics. For the basin scale assessments it is estimated that croplands in the Elbe basin currently act as a net source of carbon (net annual C flux of 11 g C m-2 yr-1, 1.57 106 tons CO2 yr-1 entire croplands on average). Although this highly depends on the amount of harvest by-products remaining on the field. Future anticipated climate change and observed climate change in the basin already accelerates soil C loss and increases source strengths (additional 3.2 g C m-2 yr-1, 0.48 106 tons CO2 yr-1 entire croplands). But anticipated changes of agro-economic conditions, translating to altered crop share distributions, display stronger effects on soil C storage than climate change. Depending on future use of land expected to fall out of agricultural use in the future (~ 30 % of croplands area as “surplus” land), the basin either considerably looses soil C and the net annual C flux to the atmosphere increases (surplus used as black fallow) or the basin converts to a net sink of C (sequestering 0.44 106 tons CO2 yr-1 under extensified use as ley-arable) or reacts with decrease in source strength when using bioenergy crops. Bioenergy crops additionally offer a considerable potential for fossil fuel substitution (~37 PJ, 1015 J per year), whereas the basin wide use of harvest by-products for energy generation has to be seen critically although offering an annual energy potential of approximately 125 PJ. Harvest by-products play a central role in soil C reproduction and a percentage between 50 and 80 % should remain on the fields in order to maintain soil quality and fertility. The established modelling tool allows quantifying climate, land use and major land management impacts on soil C balance. New is that the SOM turnover description is embedded in an eco-hydrological river basin model, allowing an integrated consideration of water quantity, water quality, vegetation growth, agricultural productivity and soil carbon changes under different environmental conditions. The methodology and assessment presented here demonstrates the potential for integrated assessment of soil C dynamics alongside with other ecosystem services under global change impacts and provides information on the potentials of soils for climate change mitigation (soil C sequestration) and on their soil fertility status. N2 - Böden speichern große Mengen Kohlenstoff (C) und beeinflussen wesentlich den globalen C Haushalt. Schon geringe Änderungen der Steuergrößen des Bodenkohlenstoffs können dazu führen, dass beträchtliche Mengen CO2, ein Treibhausgas, in die Atmosphäre gelangen und zur globalen Erwärmung und dem Klimawandel beitragen. Der globale Temperaturanstieg verursacht dabei höchstwahrscheinlich eine Rückwirkung auf den Bodenkohlenstoffhaushalt mit einem einhergehenden erhöhten CO2 Fluss der Böden in die Atmosphäre. Weiterhin wirken sich Änderungen im Bodenkohlenstoffhaushalt auf die Bodenfruchtbarkeit und Bodenqualität aus, wobei eine Minderung der Bodenkohlenstoffvorräte wichtige Funtionen des Bodens beeinträchtigt und folglich den Boden als wichtige Ressource nachhaltig beinflusst. Demzufolge ist die Quantifizierung der Bodenkohlenstoffdynamik unter heutigen und zukünftigen Bedingungen von hohem Interesse und erfordert eine integrierte Betrachtung der wesentlichen Faktoren und Prozesse. Zur Quantifizierung wurde ein ökohydrologisches Flusseinzugsgebietsmodell erweitert. Ziel des erweiterten Modells ist es fundierte Informationen zu Veränderungen des Bodenkohlenstoffhaushaltes, neben Veränderungen der Wasserqualität, der Wasserverfügbarkeit und des Vegetationswachstums unter Globalem Wandel in meso- bis makroskaligen Flusseinzugsgebieten bereitzustellen. Dies wird am Beispiel eines zentraleuropäischen Flusseinzugsgebietes (der Elbe) demonstriert. Zusammenfassend ergibt diese Arbeit: ▪ eine Quantifizierung der heutigen und zukünftigen Auswirkungen des Klimawandels sowie von Änderungen der Landnutzung (Bodenbedeckung und Bodenbearbeitung) auf den Bodenkohlenstoffhaushalt agrarisch genutzter Räume im Einzugsgebiet der Elbe. ▪ eine Beurteilung welche Prozesse, und zu welchem Prozessdetail, zur integrierten Simulation der Bodenkohlenstoffdynamik in der meso- bis makroskala zu berücksichtigen sind. Weiterhin wird die Eignung der Modellerweiterung zur Simulation dieser Prozesse unter der Zuhilfenahme von Messwerten dargelegt. ▪ darauf begründet wird eine Prozessbeschreibung vorgeschlagen die die Eigenschaften der Bodenkohlenstoffspeicher und deren Umsetzungsrate mit in der betrachteten Skala zur Verfügung stehenden Messdaten und Geoinformationen verbindet. Die vorgeschlagene Prozessbeschreibung kann als robust hinsichtlich der Parametrisierung angesehen werden, da sie mit vergleichsweise wenigen Modelparametern eine ähnliche Güte wie andere Bodenkohlenstoffmodelle ergibt. ▪ eine umfassende Betrachtung der Modell- und Eingangsdatenunsicherheiten von Modellergebnissen in ihrer räumlichen und zeitlichen Ausprägung. Das in dieser Arbeit vorgestellte Modellsystem erlaubt eine Quantifizierung der Auswirkungen des Klima- und Landnutzungswandels auf den Bodenkohlenstoffhaushalt. Neu dabei ist, dass neben Auswirkungen auf den Bodenkohlenstoffhaushalt auch Auswirkungen auf Wasserverfügbarkeit, Wasserqualität, Vegetationswachstum und landwirtschaftlicher Produktivität erfasst werden können. Die im Rahmen dieser Arbeit dargelegten Ergebnisse erlauben eine integrierte Betrachtung der Auswirkungen des Globalen Wandels auf wichtige Ökosystemfunktionen in meso- bis makro-skaligen Flusseinzugsgebieten. Weiterhin können hier gewonnene Informationen zur Potentialabschätzung der Böden zur Linderung des Klimawandels (durch C Festlegung) und zum Erhalt ihrer Fruchtbarkeit genutzt werden. KW - Kohlenstoff KW - Stickstoff KW - Anthropogene Klimaänderung KW - Bioenergie KW - Unsicherheit KW - Ökohydrologie KW - Ökosystemmodellierung KW - Landnutzungsänderung KW - Modellsensitivität KW - eco-hydrology KW - Ecosystem modelling KW - Carbon KW - Nitrogen KW - land use change KW - climate change KW - terrestrial carbon balance KW - model uncertainty Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-11507 ER - TY - JOUR A1 - Wiggering, Hubert A1 - Dalchow, Claus A1 - Glemnitz, Michael A1 - Helming, Katharina A1 - Müller, Klaus A1 - Schultz, Alfred A1 - Stachow, Ulrich A1 - Zander, Peter T1 - Indicators for multifunctional land use : linking socio-economic requirements with landscape potentials N2 - Indicators to assess sustainable land development often focus on either economic or ecologic aspects of landscape use. The concept of multifunctional land use helps merging those two focuses by emphasising on the rule that economic action is per se accompanied by ecological utility: commodity outputs (CO, e.g., yields) are paid for on the market, but non-commodity outputs (NCO, e.g., landscape aesthetics) so far are public goods with no markets. Agricultural production schemes often provided both outputs by joint production, but with technical progress under prevailing economic pressure, joint production increasingly vanishes by decoupling of commodity from non-commodity production. Simultaneously, by public and political awareness of these shortcomings, there appears a societal need or even demand for some non-commodity outputs of land use, which induces a market potential, and thus, shift towards the status of a commodity outputs. An approach is presented to merge both types of output by defining an indicator of social utility (SUMLU): production schemes are considered with respect to social utility of both commodity and non-commodity outputs. Social utility in this sense includes environmental and economic services as long as society expresses a demand for them. For each combination of parameters at specific frame conditions (e.g., soil and climate properties of a landscape) a production possibility curve can reflect trade-offs between commodity and non-commodity outputs. On each production possibility curve a welfare optimum can be identified expressing the highest achievable value of social utility as a trade-off between CO and NCO production. When applying more parameters, a cluster of welfare optimums is generated. Those clusters can be used for assessing production schemes with respect to sustainable land development. Examples of production possibility functions are given on easy applicable parameters (nitrogen leaching versus gross margin) and on more complex ones (biotic integrity). Social utility, thus allows to evaluate sustainability of land development in a cross-sectoral approach with respect to multifunctionality. (C) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved Y1 - 2006 UR - 1960 = DOI 10.1016/j.ecolind.2005.08.014 ER - TY - JOUR A1 - Schulz, K. A1 - Seppelt, Ralf A1 - Zehe, Erwin A1 - Vogel, Hans-Jörg A1 - Attinger, Sabine T1 - Importance of spatial structures in advancing hydrological sciences N2 - [1] Spatial patterns of land surface and subsurface characteristics often exert significant control over hydrological processes at many scales. Recognition of the dominant controls at the watershed scale, which is a prerequisite to successful prediction of system responses, will require significant progress in many different research areas. The development and improvement of techniques for mapping structures and spatiotemporal patterns using geophysical and remote sensing techniques would greatly benefit watershed science but still requires a significant synthesis effort. Effective descriptions of hydrological systems will also significantly benefit from new scaling and averaging techniques, from new mathematical description for spatial pattern/structures and their dynamics, and also from an understanding and quantification of structure and pattern-building processes in different compartments ( soils, rocks, and land surface) and at different scales. The advances that are needed to tackle these complex challenges could be greatly facilitated through the development of an interdisciplinary research framework that explores instrumentation, theory, and simulation components and that is implemented in a coordinated manner Y1 - 2006 UR - http://www.mendeley.com/research/importance-of-spatial-structures-in-advancing-hydrological-sciences/ #page-1 U6 - https://doi.org/10.1029/2005wr004301 ER - TY - JOUR A1 - Neill, Christopher A1 - Elsenbeer, Helmut A1 - Krusche, Alex V. A1 - Lehmann, Johannes A1 - Markewitz, Daniel A1 - Figueiredo, Ricardo de O. T1 - Hydrological and biogeochemical processes in a changing Amazon : results from small watershed studies and the large-scale biosphere-atmosphere experiment N2 - The Amazon Basin is the world's largest tropical forest region and one where rapid human changes to land cover have the potential to cause significant changes to hydrological and biogeochemical processes. The Large-Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia (LBA) is a multidisciplinary, multinational research program led by Brazil. The goal of LBA is to understand how the Amazon Basin functions as a regional entity in the earth system and how these functions are changing as a result of ongoing human activity. This compilation of nine papers focuses on a central LBA question in the area of nutrient dynamics and surface water chemistry-how do changes in land use alter fluxes of dissolved and particulate materials from uplands across riparian zones and down the channels of river corridors? These papers cover work conducted in small watersheds on a wide range of topics within the spirit and geographical focus area of LBA: water balance and runoff generation, nutrient transformations in riparian zones and stream channels, carbon fluxes in water moving from land to water and the influence of soils on flowpath structure and stream chemistry. Important new insights can be gained from these and other studies. Forest clearing for pastures results in a decrease in soil hydraulic conductivity that forces water into surficial flowpaths throughout most of the rainy season across wide regions of the Amazon. Riparian zones along small forest streams appear to be very effective in removing nitrate arriving from the uplands, while forest streams take up nitrate at very low rates, allowing them to travel downstream for long distances. Although substantial, the contribution of dissolved organic C (DOC) to the carbon flux from forests to streams appears to be lower than the flux of dissolved inorganic C that is subsequently outgassed as CO2. Remaining key challenges within LBA will be to synthesize existing data sets on river networks, soils, climate, land use and planned infrastructure for the Amazon to develop models capable of predicting hydrologic and biogeochemical fluxes at a variety of scales relevant to the development of strategies for sustainable management of the Amazon's remarkable forest, soil and freshwater resources. Y1 - 2006 UR - http://www3.interscience.wiley.com/journal/4125/home U6 - https://doi.org/10.1002/Hyp.6210 ER - TY - CHAP A1 - Zehe, Erwin A1 - Bronstert, Axel A1 - Itzerott, Sibylle A1 - Bárdossy, András A1 - Ihringer, Jürgen T1 - Hochwasservorhersage, Großhangbewegungen, Schadstofftransport BT - IMAF-relevante Projektbeispiele und Vorhaben am Institut für Geoökologie N2 - Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung Workshop vom 9. - 10. Februar 2006 Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-7128 ER - TY - THES A1 - Heller, Wilfried T1 - Heller, W., The 'Bohemians' in New Zealand : an ethnik group?; Auckland, Univ., 2005 Y1 - 2006 ER - TY - THES A1 - Heller, Wilfried T1 - Heller, W., The 'Bohemians' in New Zealand : an ethnik group?; Auckland, Univ., 2005 Y1 - 2006 ER - TY - JOUR A1 - Heller, Wilfried T1 - Grenzen und Minderheiten : Einführung Y1 - 2006 ER - TY - CHAP A1 - Märker, Michael A1 - Schröder-Esselbach, Boris A1 - Capolongo, Domenico A1 - Bentivenga, Mario T1 - Geomorphological and pedological processes in badland areas of Southern Italy and their interaction with Mediterranean vegetation N2 - Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung Workshop vom 9. - 10. Februar 2006 Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-7288 N1 - [Poster] ER - TY - THES A1 - Jacobs, Jörg T1 - Entwicklung von Landschaftsszenarien für die Bewirtschaftung von Flusseinzugsgebieten nach den Anforderungen der EU-Wasserrahmenrichtlinie Y1 - 2006 CY - Potsdam ER - TY - GEN A1 - Heller, Wilfried A1 - Saupe, Gabriele A1 - Felgentreff, Carsten A1 - Lindner, Waltraud T1 - Entrepreneurial initiative and regional development: supporting policies in the land of Brandenburg (Eastern Germany) Y1 - 2006 ER - TY - JOUR A1 - Jessel, Beate T1 - Elements, characteristics and character : information functions of landscapes in terms of indicators N2 - When monitoring landscape changes, the visual landscape should also be considered. This pertains to the information function of ecosystems and landscapes that refers to environmental structure and its function for satisfying needs. These needs of human perception include a certain equipment of landscape with stimuli, spatial orientation, as well as aesthetical-emotional needs. However, previous approaches of environment monitoring and registration of landscape changes exclusively focus on the ecosystem; aesthetic and structural characteristics are evalu-ated, if at all, only via easily quantifiable variables in a data oriented manner that illustrates the diversity of individual landscape elements without theoretically grounding them based on general hypotheses and a theoretical concept. Based on results from perception research and information theory, therefore, a method for registering the visual landscape on different complexity levels was developed. This includes: Elements (i.e. "element level"), that is the description of the different types of land use and structure elements within a landscape unit. Furthermore, under these elements a variety of manifestations are also subsumed such as small spatial dimensional relations, as well as individual synesthetic perceptions (noise, smells); Y1 - 2006 UR - http://www.sciencedirect.com/science/journal/1470160X U6 - https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2005.08.009 SN - 1470-160X ER - TY - BOOK A1 - Knappe, Susanne T1 - Die Regionalwirksamkeit der Wissenschaftseinrichtungen in Potsdam : eine empirische Analyse wissenschaftsbedingter Beschäftigungs-, Einkommens- und Informationseffekte T3 - Praxis Kultur- und Sozialgeographie Y1 - 2006 SN - 3-939469-51-3 SN - 0934-716X VL - 40 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - BOOK ED - Felgentreff, Carsten T1 - Die islamische Republik Iran : eine Studienreise T3 - Praxis Kultur- und Sozialgeographie Y1 - 2006 SN - 3-939469-25-4 SN - 0934-716X VL - 39 PB - Univ.-Verl. Potsdam CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Jessel, Beate T1 - Die Hintertür seelischer Bedürfnisse : Vertrautheit und Sehnsucht als Motive des Naturschutzes Y1 - 2006 SN - 3-86581-019-5 ER - TY - JOUR A1 - Bork, Hans-Rudolf A1 - Geldmacher, Karl A1 - Röpke, Björn A1 - Schaphoff, Sibyll A1 - Schnur, Tilo A1 - Berdel, Franka A1 - Bork, Helga A1 - Dalchow, Claus A1 - Faust, Berno T1 - Die goldene Gans wird zu Tode gerupft : Bodenzerstörung in der Lösslandschaft des Palouse (Washington und Idaho, USA) Y1 - 2006 SN - 978-3-89678-584-8 ER - TY - JOUR A1 - Bork, Hans-Rudolf A1 - Geldmacher, Karl A1 - Schaphoff, Sibyll A1 - Dalchow, Claus A1 - Faust, Berno T1 - Der halbierte Brunnen am East Fork Cottonwood Creek in Oregon (USA) Y1 - 2006 SN - 3-89678-584-2 ER - TY - JOUR A1 - Heller, Wilfried T1 - Demographie, Migration und räumliche Entwicklung in Rumänien : Rumänien, quo vadis? Y1 - 2006 ER - TY - JOUR A1 - Heller, Wilfried T1 - Demographie, Migration und räumliche Entwicklung Y1 - 2006 ER - TY - JOUR A1 - Bolduan, Rainer A1 - Zehe, Erwin T1 - Degradation of isoproturon in earthworm macropores and subsoil matrix : a field study N2 - The objective is to compare the time scale of microbial degradation of the herbicide Isoproturon at the end of earthworm burrows with the time scale of microbial degradation in the surrounding soil matrix. To this end, we developed a method which allows the observation of microbial degradation on Isoproturon in macropores under field conditions. Study area was the well-investigated Weiherbach catchment (Kraichgau, SW Germany). The topsoil of a 12 m(2) large plot parcel was removed, the parcel was covered with a tent and instrumented with TDR and temperature sensors at two depths. After preliminary investigations to optimize application and sampling techniques, the bottom of 55 earthworm burrows, located at a depth of 80-100cm, was inoculated with Isoproturon. Within an interval of 8 d, soil material from the bottom of 5-6 earthworm burrows was taken into the laboratory and analyzed for the Isoproturon concentration for investigation of the degradation kinetics. Furthermore, the degradation of Isoproturon in the soil matrix, that surrounded the macropores at the field plot, was observed in the laboratory. Microbial degradation of Isoproturon at the bottom of the earthworm burrows was with a DT-50-value of 15.6 d almost as fast as in the topsoil. In the soil matrix that closely surrounded the center of the earthworm burrows, no measurable degradation was observed within 30 d. The clearly slower degradation in the soil matrix may be likely explained by a lower microbial activity that was observed in the surrounding soil matrix. The results give evidence that deterministic modeling of the fate of pesticides once transported into heterogeneous subsoils by preferential flow requires an accuracy of a few centimeters in terms of predicting spatial locations: time scales of microbial degradation in the subsoil drop almost one order of magnitude, in case the herbicides dislocates from the bottom of an earthworm burrow a few centimeter into the surrounding soil matrix. If at all, predictions of such an accuracy can only be achieved at locations at sites where the soil hydraulic properties and the macropore system are known at a very high spatial resolution Y1 - 2006 UR - http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/jhome/10008342 U6 - https://doi.org/10.1002/jpin.200521754 SN - 1436-8730 ER - TY - THES A1 - Stauch, Vanessa Juliane T1 - Data-led methods for the analysis and interpretation of eddy covariance observations T1 - Datengeleitete Methoden zur Analyse und Interpretation von Turbulenz-Korrelations-Messungen N2 - The terrestrial biosphere impacts considerably on the global carbon cycle. In particular, ecosystems contribute to set off anthropogenic induced fossil fuel emissions and hence decelerate the rise of the atmospheric CO₂ concentration. However, the future net sink strength of an ecosystem will heavily depend on the response of the individual processes to a changing climate. Understanding the makeup of these processes and their interaction with the environment is, therefore, of major importance to develop long-term climate mitigation strategies. Mathematical models are used to predict the fate of carbon in the soil-plant-atmosphere system under changing environmental conditions. However, the underlying processes giving rise to the net carbon balance of an ecosystem are complex and not entirely understood at the canopy level. Therefore, carbon exchange models are characterised by considerable uncertainty rendering the model-based prediction into the future prone to error. Observations of the carbon exchange at the canopy scale can help learning about the dominant processes and hence contribute to reduce the uncertainty associated with model-based predictions. For this reason, a global network of measurement sites has been established that provides long-term observations of the CO₂ exchange between a canopy and the atmosphere along with micrometeorological conditions. These time series, however, suffer from observation uncertainty that, if not characterised, limits their use in ecosystem studies. The general objective of this work is to develop a modelling methodology that synthesises physical process understanding with the information content in canopy scale data as an attempt to overcome the limitations in both carbon exchange models and observations. Similar hybrid modelling approaches have been successfully applied for signal extraction out of noisy time series in environmental engineering. Here, simple process descriptions are used to identify relationships between the carbon exchange and environmental drivers from noisy data. The functional form of these relationships are not prescribed a priori but rather determined directly from the data, ensuring the model complexity to be commensurate with the observations. Therefore, this data-led analysis results in the identification of the processes dominating carbon exchange at the ecosystem scale as reflected in the data. The description of these processes may then lead to robust carbon exchange models that contribute to a faithful prediction of the ecosystem carbon balance. This work presents a number of studies that make use of the developed data-led modelling approach for the analysis and interpretation of net canopy CO₂ flux observations. Given the limited knowledge about the underlying real system, the evaluation of the derived models with synthetic canopy exchange data is introduced as a standard procedure prior to any real data employment. The derived data-led models prove successful in several different applications. First, the data-based nature of the presented methods makes them particularly useful for replacing missing data in the observed time series. The resulting interpolated CO₂ flux observation series can then be analysed with dynamic modelling techniques, or integrated to coarser temporal resolution series for further use e.g., in model evaluation exercises. However, the noise component in these observations interferes with deterministic flux integration in particular when long time periods are considered. Therefore, a method to characterise the uncertainties in the flux observations that uses a semi-parametric stochastic model is introduced in a second study. As a result, an (uncertain) estimate of the annual net carbon exchange of the observed ecosystem can be inferred directly from a statistically consistent integration of the noisy data. For the forest measurement sites analysed, the relative uncertainty for the annual sum did not exceed 11 percent highlighting the value of the data. Based on the same models, a disaggregation of the net CO₂ flux into carbon assimilation and respiration is presented in a third study that allows for the estimation of annual ecosystem carbon uptake and release. These two components can then be further analysed for their separate response to environmental conditions. Finally, a fourth study demonstrates how the results from data-led analyses can be turned into a simple parametric model that is able to predict the carbon exchange of forest ecosystems. Given the global network of measurements available the derived model can now be tested for generality and transferability to other biomes. In summary, this work particularly highlights the potential of the presented data-led methodologies to identify and describe dominant carbon exchange processes at the canopy level contributing to a better understanding of ecosystem functioning. N2 - Der Kohlenstoffhaushalt der Erde wird maßgeblich von der bewachsenen Landoberfläche beeinflusst. Insbesondere tragen terrestrische Ökosysteme dazu bei, den Anstieg der atmosphärischen Kohlenstoffdioxid- (CO₂-) Konzentration durch anthropogen verursachte Emissionen fossiler Brennstoffe zu verlangsamen. Die Intensität der Netto-CO₂-Aufnahme wird allerdings in einem sich verändernden Klima davon abhängen, wie einzelne Prozesse auf Änderungen der sie beeinflussenden Umweltfaktoren reagieren. Fundierte Kenntnisse dieser Prozesse und das Verständnis ihrer Wechselwirkungen mit der Umwelt sind daher für eine erfolgreiche Klimaschutzpolitik von besonderer Bedeutung. Mit Hilfe von mathematischen Modellen können Vorhersagen über den Verbleib des Kohlenstoffs im System Boden-Pflanze-Atmosphäre unter zukünftigen Umweltbedingungen getroffen werden. Die verantwortlichen Prozesse und ihre Wechselwirkungen mit der Umwelt sind jedoch kompliziert und bis heute auf der Ökosystemskala nicht vollkommen verstanden. Entwickelte Modelle und deren Vorhersagen sind deshalb derzeit mit erheblichen Unsicherheiten behaftet. Messungen von CO₂-Austauschflüssen zwischen einem Ökosystem und der Atmosphäre können dabei helfen, Vorgänge besser verstehen zu lernen und die Unsicherheiten in CO₂-Austausch-Modellen zu reduzieren. Allerdings sind auch diese Beobachtungen, wie alle Umweltmessungen, von Unsicherheiten durchsetzt. Ziel dieser Arbeit ist es Methoden zu entwickeln, die physikalisches Prozessverständnis mit dem dennoch großen Informationsgehalt dieser Daten vorteilhaft zu vereinigen. Dabei soll vereinfachtes Prozessverständnis dazu genutzt werden, Zusammenhänge zwischen dem CO₂-Austausch und den umgebenden Umweltbedingungen aus den Beobachtungen abzuleiten. Das Besondere hierbei ist, dass diese Zusammenhänge direkt aus den Daten geschätzt werden, ohne vorher Annahmen über ihre funktionale Form zu machen. Die Daten als Ausgangspunkt der Modellentwicklung zu wählen gewährleistet, dass die Komplexität der Modelle dem Informationsgehalt der Messungen entspricht. Auf diese Weise lassen sich diejenigen Prozesse identifizieren, welche für den CO₂-Austausch mit der Atmosphäre dominant sind. Die gewonnenen Erkenntnisse können dann in robuste CO₂-Austauschmodelle für Ökosysteme überführt werden und zur Vorhersage von Kohlenstoffbilanzen beitragen. In der vorliegenden Arbeit werden diese entwickelten, datenbasierten Methoden zur Analyse und Interpretation von Netto-CO₂-Flüssen eingesetzt. Die erste Studie führt ein datenbasiertes Modell ein, das unvermeidliche Lücken in Messzeitreihen zuverlässig interpoliert. Dies ermöglicht erweiterte Anwendungen der Daten. In einer nächsten Studie wird ein Verfahren vorgestellt, mit dem die Unsicherheiten in den Beobachtungen charakterisiert werden können. Dies ist nötig, um jährliche Kohlenstoffbilanzen von Ökosystemen unter Berücksichtigung der Messungenauigkeiten direkt aus den Daten herzuleiten. Dabei liegt die Unsicherheit in den betrachteten Waldstandorten bei maximal 11% des Jahreswertes. In einer weiteren Studie werden dieselben Modelle genutzt, um die Netto-CO₂-Flüsse in Einzelkomponenten der CO₂-Assimilation und -Abgabe zu bestimmen. Diese Komponenten sowie die Nettobilanz sind zusammen mit ihren Ungenauigkeiten für Vorhersagen über das Kohlenstoffsenkenpotential eines Ökosystems von besonderer Bedeutung und können Abschätzungen des globalen Kohlenstoffhaushaltes maßgeblich unterstützen. Abschließend zeigt die letzte Studie ein Beispiel für die datenbasierte Entwicklung eines Modells, das die dominanten Prozesse des Kohlenstoffaustausches in Waldökosystemen beschreibt und erfolgreich vorhersagen kann. Dies unterstreicht insbesondere das Potenzial des vorgestellten Modellierungsansatzes, vorherrschende Prozesse zu identifizieren, zu beschreiben und damit zum verbesserten Verständnis des CO₂-Austauschs zwischen Ökosystem und Atmosphäre beizutragen. KW - CO₂ KW - Turbulenz Korrelations-Messung KW - Unsicherheiten KW - Interpolation KW - Flussaufteilung KW - CO₂ KW - eddy covariance KW - uncertainties KW - gap-filling KW - flux partitioning Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-12389 ER - TY - THES A1 - Müller, Christoph T1 - Climate change and global land-use patterns : quantifying the human impact on the terrestrial biosphere Y1 - 2006 CY - Potsdam ER - TY - BOOK ED - Bronstert, Axel ED - Itzerott, Sibylle T1 - Bewirtschaftungsmöglichkeiten im Einzugsgebiet der Havel BT - Abschlussbericht zum BMBF-Forschungsprojekt N2 - Das Verbundprojekt "Bewirtschaftungsmöglichkeiten im Einzugsgebiet der Havel" hat Methoden und Werkzeuge entwickelt, welche zur Bewertung alternativer Bewirtschaftungsmöglichkeiten im Einzugsgebiet der Havel mit dem Ziel der Verbesserung der Gewässergüte dienen. Neben den naturräumlichen Gegebenheiten dieses typischen, langsam fließenden Tieflandflusses mit eingelagerten Flachseen, weit gespannten Auen und der direkten Kopplung von Grund- und Oberflächenwasser galt das Interesse einer Reihe von Nutzungsansprüchen mit ihren Auswirkungen auf den Wasser- und Stoffhaushalt. Im Mittelpunkt stehen hierbei die Stoffeinträge aus Landwirtschafts- und Siedlungsflächen sowie Aspekte der wasserwirtschaftlichen Steuerung. Es werden die Auswirkungen verschiedener Bewirtschaftungsoptionen der Gewässer und ihrer Einzugsgebiete auf die Wassermenge und -qualität untersucht. Damit werden die wissenschaftlichen Grundlagen für die Bewertung des Zustandes der Gewässer sowie künftiger Handlungsoptionen und Entwicklungsszenarios nach der EG-Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) geschaffen. Neben den methodischen Aufgaben zur Erstellung, Anpassung und Kopplung von Modellwerkzeugen (Systemmodelle, Szenarientechniken) werden naturraumspezifische und sozioökonomische Bewertungsmaßstäbe, umsetzungsorientierte Handlungsoptionen sowie Werkzeuge für die Verwertung der Ergebnisse durch die Fachverwaltung erarbeitet. T3 - Brandenburgische Umwelt-Berichte - 18 KW - EG-Wasserrahmenrichtlinie KW - Flusseinzugsgebietsmanagement KW - Gewässergüte KW - Havel Y1 - 2006 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-8177 SN - 978-3-939469-17-9 SN - 1434-2375 SN - 1611-9339 IS - 18 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - BOOK A1 - Blumenstein, Oswald A1 - Van Rensburg, L. A1 - Krüger, Wolfgang A1 - Schachtzabel, Hartmut T1 - Basics for modelling of heavy metal dynamics in tailing dam systems T3 - Stoffdynamik in Geosystemen Y1 - 2006 SN - 0949-4731 VL - 11 PB - Selbstverl. der Arbeitsgruppe Stoffdynamik in Geosystemen CY - Potsdam ER - TY - JOUR A1 - Schröder, Boris A1 - Seppelt, Ralf T1 - Analysis of pattern-process interactions based on landscape models - Overview, general concepts, and methodological issues JF - Ecological modelling : international journal on ecological modelling and engineering and systems ecolog N2 - Pattern-process analysis is one of the main threads in landscape ecological research. It aims at understanding the complex relationships between ecological processes and landscape patterns, identifying the underlying mechanisms and deriving valid predictions for scenarios of landscape change and its consequences. Today, various studies cope with these tasks through so called "landscape modelling" approaches. They integrate different aspects of heterogeneous and dynamic landscapes and model different driving forces, often using both statistical and process-oriented techniques. We identify two main approaches to deal with the analysis of pattern-process interactions: the first starts with pattern detection, pattern description and pattern analysis, the second with process description, simulation and pattern generation. Focussing on the interplay between these two approaches, landscape analysis and landscape modelling will improve our understanding of pattern-process interactions. The comparison of simulated and observed pattern is a prerequisite for both approaches. Therefore, we identify a set of quantitative, robust, and reproducible methods for the analysis of spatiotemporal patterns that is a starting point for a standard toolbox for ecologists as major future challenge and suggest necessary further methodological developments. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved. KW - pattern-process interrelationship KW - landscape analysis KW - landscape modelling KW - simulation KW - inverse modelling KW - pattern description KW - wavelet analysis Y1 - 2006 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2006.05.036 SN - 0304-3800 VL - 199 IS - 4 SP - 505 EP - 516 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER -