Skip to main content
main-content

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Stabilität und Belastbarkeit von Ökosystemen

Zusammenfassung
Die konventionelle Landwirtschaft verursacht Belastungen, die sowohl die agrarischen Ökosysteme selbst als auch benachbarte Ökosysteme in ihrer Struktur und ihren Funktionen beeinträchtigen. Diese Tendenz setzte im vergangenen Jahrhundert mit der Entwicklung der Agrikulturchemie und mit der Mechanisierung der Landwirtschaft ein. Die intensive Verwendung von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln sowie der Einsatz moderner Technik ermöglichten seit Mitte dieses Jahrhunderts hohe Erträge auf den landwirtschaftlich genutzten Flächen. Die Landwirtschaft wurde seitdem einseitig auf die Produktion bei Vernachlässigung anderer Aspekte ausgerichtet. Der Schutz und die Erhaltung wesentlicher Eigenschaften der Landschaft, so z.B. der Regulationsfunktion oder der Bewahrung der biologischen Vielfalt, war ursprünglich eine Gratisleistung der Landwirtschaft an die Gesellschaft. Es wurde auf die schonende Bewirtschaftung der Böden, auf Reinhaltung der Gewässer und überhaupt auf den sorgsamen Umgang mit den natürlichen Ressourcen geachtet, um die eigenen Lebensgrundlagen zu erhalten und unter diesen Umständen ein gutes betriebliches Ergebnis zu erreichen.
H. Mühle, S. Claus

2. Entwicklung modular aufgebauter dynamischer mathematischer Modelle zur Charakterisierung und Quantifizierung von Prozessen in agrarischen Ökosystemen auf homogenen Arealen

Zusammenfassung
Für die Simulation der Zustandsänderungen von Pflanzenbeständen des betrachteten agrarischen Ökosystems werden dynamische Modelle mit variabler Struktur verwendet, die sich programmtechnisch aus Objekten für die erforderlichen Kompartimente und den diese verbindenden Flüssen zusammensetzen. Da diese Objekte untereinander und mit einem übergeordneten Verwaltungsobjekt EssControl Nachrichten austauschen können, sind Modelle realisierbar, die ihre innere Struktur in bezug auf die Anzahl der Kompartimente und der verbindenden Flüsse während eines Simulationslaufes in Abhängigkeit von modellinternen Zustandsgrößen, wie der Ontogenese, ändern können. Damit lassen sich die Modelle zusätzlich zu extern vorzugebenden Kommandos oder aus Datenbanken abzurufenden Szenarien auch über Zustände der Pflanzenbestände selbst steuern, indem das Objekt EssControl sowohl auf Nachrichten von außen als auch auf solche von den Kompartimenten reagiert. Im hierzu entwickelten Modellierungssystem ESS (Ecological System Simulation) werden für die Kulturpflanzenarten Winterweizen, Wintergerste und Winterraps die Objekte für Kompartimente und Flüsse mit Objekttypen realisiert, die von einem Basisobjekt abgeleitet sind und sich wie in Abb. 2.1.1 dargestellt hierarchisch anordnen lassen.
S. Claus, P. Wernecke, U. Franko, B. Oelschlägel, U. Pigla, J. Müller, B. Freier, H. Triltsch, D. Rossberg, T. Kreuter, T. Wetzel, G. Dubsky

3. Modellrelevante Experimente und Untersuchungen

Zusammenfassung
Die Entwicklung dynamischer mathematischer Modelle zur Beschreibung und Quantifizierung von ökosystemaren Prozessen und deren Interaktionen sowohl untereinander als auch mit Umweltgrößen erfordert eine enge Kooperation zwischen Wissenschaftlern unterschiedlicher Disziplinen. Die Modellstruktur und die Parametersätze müssen derart formuliert sein, daß sich daraus eindeutige Forderungen an die zu erfassenden Zustandsgrößen des Systems und an die Umweltgrößen ableiten lassen. Das beeinflußt die Versuchsanlage, den Umfang und den Zeitpunkt der Messungen und Bonituren an den Pflanzenbeständen, die Erfassung der Umweltgrößen in bezug auf Kontinuität oder Zeitraum der Messungen sowie deren Verdichtungen und die einzusetzenden Meßgeräte.
H. Mühle, H. Brinkmann, M. Strutz, U. Pigla, W. Merbach, G. Knof, J. Augustin, H.-J. Jacob, R. Jäger, V. Toussaint

4. Ökosystem-Monitoring

Zusammenfassung
Ziel des Ökosystem-Monitoring im Rahmen von Forschungsarbeiten zur Ökosystem-Modellierung ist die Bereitstellung der erforderlichen Datenbasis zur Quantifizierung der Wechselwirkungen zwischen Ökosystemen und der Umwelt. Dazu müssen die Zustandsgrößen der Umwelt und die Stoff- und Energieflüsse an den Systemgrenzen (Atmosphäre, Boden) und z.T. auch innerhalb des Systems erfaßt werden. Der Aufgabenbereich des Ökosystem-Monitoring umfaßt damit sowohl das Umwelt-Monitoring im Sinne der klassischen Agrarmeteorologie, d.h. die Aufnahme von Langzeitreihen klimatischer Kenngrößen des Versuchsstandortes, als auch die detailliertere Erfassung mikroklimatischer Kenngrößen im System BodenPflanzenbestand-Atmosphäre bis hin zur Bereitstellung von Daten zur Charakterisierung der Energie- und Stoffflüsse zwischen den Kompartimenten dieses Systems.
H. Mühle, W. Liedecke, S. Claus, J. Müller

5. Reaktion von agrarischen Ökosystemen ausgewählter Standorte auf Witterungsbedingungen und Stickstoffversorgung

Zusammenfassung
Modelle sollen den Nutzer in die Lage versetzen, Zustandsänderungen des betrachteten Systems möglichst „wirklichkeitsnah“ zu simulieren, d.h. Reaktionsverläufe unter variierten Umweltbedingungen nachzuvollziehen, die experimentellen Ergebnissen sehr nahe kommen, welche unter ähnlichen Bedingungen ermittelt wurden.
H. Mühle, P. Wernecke, S. Claus, G. Dubsky

6. Zusammenfassung und Ausblick

Zusammenfassung
Im vorliegenden Buch werden Ergebnisse mitgeteilt, die in dem vom BMFT von 01.01.1993 bis zum 30.04.1996 geförderten Verbundprojekt „Stabilität und Belastbarkeit von agrarischen Ökosystemen homogener Areale“ erreicht worden sind. Das Ziel des Forschungsvorhabens bestand darin, das Reaktionsvermögen dieser offenen Systeme zu charakterisieren und zu quantifizieren, die ständigen atmosphärischen Einflüssen aus ihrer Umgebung ausgesetzt sind und außerdem über Bewirtschaftungsmaßnahmen gesteuert werden. Es galt die auf Stoff- und Energieflüssen beruhenden Wechselwirkungsprozesse zwischen Boden, Pflanzenbestand und Atmosphäre sowie die der tritrophischen Beziehungen „Pflanzenbestand-Schädling-Nützling“ aufzuklären, wobei die biotischen Komponenten des agrarischen Ökosystems und die Biomassebildung der Pflanzen im Mittelpunkt der Untersuchungen standen. Mit dynamischen mathematischen Modellen gelang es, wesentliche Aspekte der Wechselwirkungsprozesse zu beschreiben und damit das Reaktionsverhalten agrarischer Ökosystem zu charakterisieren.
H. Mühle, S. Claus

Backmatter

Weitere Informationen