Schwerpunkt Waldökosystemanalyse und Informationsverarbeitung:
WP II Ökosystemdynamik "CO2-Haushalt der Waldlandschaft Solling"
- CO2-Haushalt der Waldlandschaft
Solling -
Sie befinden sich auf der Projektseite des Wahlpflichtprojektes II im Schwerpunkt
Waldökosystemanalyse und Informationsverarbeitung.
Das Projekt bearbeitet als Thema eine methodische Pilotstudie. Hier soll
untersucht werden, ob, bzw. in welchen Genauigkeitsgrenzen die CO
2-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.
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 Datein 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 ine 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 Verziechnis \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
Ihre Aufgabe besteht nun darin, die Dateien für die Simulation der
Waldlandschaft Solling 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.
Seminar
Mittwochs 14:15-15:45 im CIP-Raum
Einzelvorträge und Gelegenheit zur Diskussion über die laufende
Projektarbeit
- 20.12.2000: Projektvorstellung,
Themenvergabe
(Ibrom)
- 10.01.2001: Einführung in das Modell Biome-BGC (
Stud 1
, Ibrom)
- 17.01.2001: Regional verfügbare Daten aus der Waldlandschaft
Solling, Möglichkeit von Typisierung und GIS-technische Verarbeitung
(
Stud 4
, Jansen, Forsteinrichtung, Waldbau)
- 23.01.2001: 14:15-15:45 : Modellansätze und Parameter für
die Vegetation der Waldlandschaft Solling (
Stud 2
, Forstbotanik, Forsteinrichtung, Waldbau)
- 31.01.2001: Die Böden und Klima des Sollings (
Stud 2
, Beese,
Stud 3
, Ibrom),
-
- 06.02.2001: Ergebnispräsentation und Diskussion: Sensitvitätsanalyse
und Validierung von Biome-BGC (
Stud 1
)
- 14.02.2001: Ergebnispräsentation und Diskussion: Vorstellung
der Simulationen (
Stud 1
,
Stud 2
,
Stud 3
,
Stud 4
, evtl. 3 Stunden)
Termine
28.02.2001: Abgabe der Hausarbeit. Es wir eine gemeinsame Hausarbeit von
allen 4 Teilnehmern erstellt. Die Bewertung erfolgt auf der Grundlage des
Einzelbeitrages, dessen Abgrenzung vom Gesamtwerk klar erkennbar sein muss.
Die Begutachtung erfolgt durch zwei Gutachter für jeden Teilbeitrag.
Autor: Andreas Ibrom
Letzte Änderung am 07.02.2002