Schwerpunkt Waldökosystemanalyse und Informationsverarbeitung:
WP II Ökosystemdynamik "CO2-Haushalt der Waldlandschaft
Solling"
- CO2-Haushalt der Waldlandschaft
Solling -
Sie befinden sich gerade auf der Projektseite des Wahlpflichtprojektes
II im Schwerpunkt Waldökosystemanalyse und Informationsverarbeitung.
Das Projekt Ökosystemdynamik bearbeitet als Thema
eine methodische Pilotstudie. Es soll untersucht werden, ob,
bzw. in welchen Genauigkeitsgrenzen die CO2-Senkenstärke
einer Waldlandschaft beim derzeitigen Wissensstand quantifiziert
werden kann. Als Beispiel dient der Solling. Die CO2 -Flussdichten
sollen mit dem Modell Biome-BGC und Daten der Universität Göttingen
berechnet werden. Diese Thema wurde im selben Rahmen bereits im vergangenen
Jahr von vier Studenten bearbeitet. Die erarbeiteten
Ergebnisse
stehen den jetzigen Teilnehmern zur Verfügung und sind
der Ausgangspunkt des diesjährigen Projektes. Die Arbeiten der
jetzigen Teilnehmer sollen das Vorläuferprojekt also nicht einfach
wiederholen, sondern fortsetzen. Dies muss an den spezifischen Themenstellungen
deutlich werden.
Das Dokument gliedert sich in :
Benutzung von Biome-BGC
Sie finden hier eine sehr kurze Übersicht über
die Benutzung und Konfiguration von Biome-BGC der NTSG (Numerical
Terra Simulation Group (School of Forestry, University of Montana
Missoula, MT 59812 USA, vgl.
hier
). Sie soll dazu dienen, ihnen den Einstieg in die Benutzung
von Biome-BGC zu erleichtern. Im Internet existieren eine
Modelldokumentation
und eine
Programmdokumentation
. Quelltext, Dokumentation und ausführbare Dateien
für die Betriebssysteme Windows98 und UNIX von Biome-BGC können
sie
hier
beziehen. Nutzen sie den gut kommentierten Quellcode
(ANSI C), um sich über die einzelnen Detaillösungen Klarheit
zu verschaffen.
Programminstallation
Die PC-Version pcbgc411.exe
ist lauffähig, wenn sie das Archiv pcbgc.zip
entpacken (allg. Komprimierungssoftware). Dabei werden die Verzeichnisse
\pcbgc\
\pcbgc\epc
\pcbgc\ini
\pcbgc\metdata
\pcbgc\restart
\pcbgc\src
angelegt. Damit das Programm jedoch erfolgreich läuft,
müssen sie auch noch
\pcbgc\outputs
erzeugen.
Biome-BGC liefert bei entsprechender Konfiguration binäre Ausgabedateien,
in denen die konfigurationsspezifischen Simulationsergebnisse enthalten
sind (vgl.
hier
). Mit dem Programm
float2csv.exe
lassen sich daraus ASCII-Tabellen erzeugen, die sehr
einfach in SAS oder Standardsoftware einzulesen sind. Die Batchdatei
test1.bat
automatisiert dies z.B. für die Ausgabedateien eines
Beispiellaufs pcbgc411 ini/enf_test1.ini (s.u.),
der für die Ausgabe aller Ergebnisse konfiguriert wurde. Beide
Dateien müssen in dem Programmverzeichnis pcbgc411
liegen.
Übersicht über die Konfiguration
Biome-BGC wird mit Hilfe von 3 Dateien konfiguriert
und mit Variablen angetrieben.
Es existieren folgende Dateien
- Eine Initialisierungsdatei regelt den Programmablauf, bestimmt
die Parameterdatei, die Meteorologiedatei und Ausgabedateien
für einen bestimmten "run" (Lauf für eine ausgewiesene geographische
Einheit über eine bestimmte Zeit). Ein Beispiel von der
NTSG ist
ini\enf_test1.ini
. Dateiname und Verzeichnis werden beim Programmaufruf
in der Kommandozeile übergeben (pcbgc411 <pfad\name.ini>
). Leider ist enf_test1.ini so konfiguriert,
dass nur ein geringer Teil der Ausgabedateien erzeugt wird und,
was zum Scheitern des Laufs führen kann, es wird erwartet,
dass im Verzeichnis \restart bereits ein Ausgangspunkt
der Simulation in Form einer Datei vorliegen muss. Die Verwendung
oder Nichtverwendung der restart-Fähigkeit wird in
ini\enf_test1.ini
geregelt.
- Eine Parameterdatei legt ökophysiologische und Strukturparameter
fest. Dateiname und Verzeichnis werden in der Initialisierungsdatei
festgelegt (vgl.
hier
). In dem Verzeichnis stehen für alle betreffenden
Ökosysteme individuelle Parameterdateien. NTSG liefert für
die globale Modellierung Vorgabeparameter für 7 Ökosysteme.
Ein Beispiel für einen immergrünen Nadelwald ist
enf.epc
.
- Datei mit meteorologischen Variablen: (z.B. metdata\
metdata.mtc41
). Dateiname und Verzeichnis werden in der Initialisierungsdatei
festgelegt (vgl.
hier
).
Projektarbeit und Zuständigkeiten
Die Aufgabe besteht nun darin, die Dateien für die Simulation
der Waldlandschaft Solling aufbauend
auf die vorangeangenen Projektarbeiten neu zusammenzustellen.
Für die Anpassung der Parameter an die Projektaufgabe können
sie sich von den folgenden Instituten, vertreten durch die Dozierenden
im Projekt, helfen lassen. In den seltensten Fällen werden sie
direkt vor Ort gemessene Parameter im gewünschten Format zur Verfügung
haben. Helfen sie sich mit Hilfe der Literatur und versuchen sie möglichst
wenige der Vorgabeparameter von Biome-BGC zu verwenden. In jedem
Fall müssen sie die Entscheidung für einen Parameter begründen
können. Achten sie auf die Einheiten der Parameter! Überprüfen
sie die Größenordnung ihrer Parameter durch Vergleich mit
den Vorgabewerten entsprechender Ökosysteme.
Allgemein gilt folgende thematische Zuordnung zu den
Instituten:
- Biometrie
- Standorttypisierung (Lage)
- GIS-Technik
- Regionalisierung
- Waldbau, Forsteinrichtung, Forstbotanik
- Standorttypisierung (Vegetation)
- Strukturparameter (LAI, SLA)
- ökophysiologische Parameter
- Bioelementgehalte und -vorräte(C, N)
- Bodenkunde und Waldernährung
- Standorttypisierung (Boden)
- Strukturparameter (Bodenart)
- ökophysiologische Parameter (heterotrophe Atmung)
- Bioelementgehalte und -vorräte(C, N)
- Bioklimatologie
- Meteorologische Messwerte
- Biome-BGC Simulationen (technische Unterstützung)
- Biome-BGC Validierung (CO2-Flussmessungen auf
der F1-Fläche)
- Langzeitsimulation NPP auf der F1-Fläche
- Biome-BGC Sensitivitätsstudien
- Regionalisierung
Mit den Farben, mit denen hier die Institute gekennzeichnet
worden sind, wird die Zuständigkeit für konkrete Einträge
in den Konfigurations- und Parameterdateien zugeordnet.
Bitte überprüfen sie die Zuordnung.
Informationenen zu den Einzelthemen und finden sie
hier
.
Seminar
Einzelvorträge und Gelegenheit zur Plenardiskussion
über die laufende Projektarbeit
Veranstaltungsort: CIP-Raum 2
- Do., den 10.01.2002, 14:15-15:45: Projektvorstellung,
Themenvergabe
(Ibrom)
- Do., den 17.01.2002,
- 09:15-10:45: Einführung in das Modell Biome-BGC (
Stud 1.1
und Stud 1.2
, Ibrom)
- 14:15-15:45: Regional verfügbare Daten aus der Waldlandschaft
Solling, Möglichkeit von Typisierung und GIS-technische Verarbeitung
( Stud 4 .1
, Jansen, Forsteinrichtung, Waldbau)
- Do., den 24.01.2002,
- 09:15-10:45 : Modellansätze und Parameter für
die Vegetation der Waldlandschaft Solling (
Stud 2.1
und
Stud 2.2
, Forstbotanik, Forsteinrichtung, Waldbau)
- 14:15-15:45 : Böden und Klima des Sollings (
Stud 2.1
und Stud
2.2
, Beese,
Stud 3.1
und Stud 3.1
, Ibrom),
- Do., den 31.01.2002,
- 14:15-15:45: Arbeitstreffen
- Fr., den 08.02.2002: Ergebnispräsentationen und
Diskussion der Themenkomplexe 1 und 2
- 9:15-10:45: Parameter der Fichtenbestände (
Stud 2.1
), Parameter der Buchenbestände (
Stud 2.2
)
- 11:15-12:45: Regionale Differenzierung der Lufttemperaturen
und -feuchte (Stud
3.1
). Regionale Differenzierung der Niederschläge und Strahlung
( Stud 3.2
)
- Fr., den 15.02.2002: Ergebnispräsentationen und Diskussion
der Themenkomplexe 3 und 4
- 9:15-10:45: Sensitivitätsanalyse und Validierung
von Biome-BGC ( Stud
1.1
). Anwendung von Biome-BGC auf die Waldlandschaft
Solling (Stud 1.2
)
- 11:15-12:45: GIS-technische Realisierung und regionale
Präsentation und Integration der CO2-Flüsse (
Stud 4.1
, Stud 4.2
)
Termine
18.02.2002:
Abgabe der Hausarbeiten.
Teilnehmer
Autor:
Andreas Ibrom
Letzte Änderung am 11.02.2002