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Das Regionale Biomassemodell

erstellt von Phillip Lehmann, Rolf Lessing | |   Biomasse

Das von DELPHI IMM weiterentwickelte Regionale Biomassemodell nach Richters bildet eine der Grundlagen für die Biomasseabschätzung im Projekt COP4EE.

Das Regionale Biomassemodell (RBM) nach RICHTERS (2005) wurde verwendet, um eine flächendeckende Schätzung der Nettoprimärproduktion (NPP) erreichen zu können. Mit Hilfe dieses biophysikalischen Prozessmodells sollte ebenfalls untersucht werden, welchen Einfluss die Qualität der Eingangsdaten auf die Ergebnisse hat. Während auf der gesamten Fläche des Untersuchungsgebietes Daten einer mittelmäßigen Auflösung  getestet wurden, kamen in einem Modellgebiet, einem Ausschnitt aus der Gesamtfläche Pomeranias, Eingangsdaten höherer Auflösung zum Einsatz.

In einem ersten Schritt wurde das Prozessmodell an die Gegebenheiten der Region angepasst. Die Anpassung betraf insbesondere die Entwicklung neuer Berechnungsformeln für die Einflussfaktoren Temperatur und Wasser. Weiterhin wurden die pflanzenspezifischen Faktoren wie z. B. Light Use Efficiency (LUE) anhand einer Literaturstudie ermittelt. Bei dem Faktor Boden wurden mittels Literaturvergleichen jene Faktoren bestimmt, die für die Untersuchungsregion gelten. Alle Änderungen an den Faktoren wurden einer Sensitivitätsuntersuchung unterzogen. Daraus hat sich ergeben, dass die NPP insbesondere vom Faktor Wasser beeinflusst wird, der zwischen den Jahren und innerhalb eines Jahres sehr stark variieren kann.

Für die Integration von Satellitenbilddaten zur Bestimmung des NDVI bzw. FPAR im Prozessmodell wurden Datenreihen von MODIS (MOD09 und MOD13) verwendet. Aufgrund von Datenlücken und Inkonsistenz der Datenqualität wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem die Datenücken geschlossen und FPAR-Zeitreihen für die gesamte Region berechnet werden konnten.

Für eine Bestimmung der Baum- bzw. Waldart sowie für eine räumliche Differenzierung des NDVI-Verlaufs wurden zudem noch temporäre Satellitendaten des Sensors Landsat und RapidEye-Daten eines Zeitabschnitts verwendet.

Nach der Anpassung und der Validierung des Prozessmodells wurden für die Gesamtfläche Pomeranias sowie für das Modellgebiet NPP-Berechnungen für die Jahre 2002 bis 2011 durchgeführt. Dazu wurden unterschiedlich gut räumlich wie inhaltlich aufgelöste Eingangsdaten verwendet. Mit dem in diesen Prozessen eingestellten Auflösungen (Teilfläche Modellgebiet 0.16 ha, Pomerania 16.62 ha) wurden für jede Fläche die Tageswerte berechnet, die wiederum zu 10-Tagessummen und Jahressummen zusammengefasst wurden.

Als Ergebnisse ließen sich folgende Aussagen formulieren:

Das Regionale Biomassemodell konnte erfolgreich an die Gegebenheiten in Pomerania angepasst werden. Vergleiche der berechneten Nettoprimärproduktion mit Ergebnissen aus anderen Studien zeigen keine signifikanten Unterschiede.

Im Vergleich der einzelnen Jahre untereinander hat sich gezeigt, dass der Faktor Wasser für den Großteil der Unterschiede zwischen den Jahren verantwortlich ist.

Das Regionale Biomassemodell ist tolerant hinsichtlich der Qualität der Eingangsdaten, wenn man die Berechnung für große Gebiete durchführen will. Das haben großflächige Vergleiche der Mittelwerte der NPP gezeigt, die unabhängig von der Qualität der Eingangsdaten gleich hoch ausfallen.

Anders sieht es aus, wenn man Aussagen für kleine Flächen (Schläge, Forstabteilungen) erhalten will. In diesen Fällen ist es erforderlich, mit genaueren Eingangsdaten in die Modellrechnung zu gehen, um die standortspezifischen und pflanzenspezifischen Eigenschaften berücksichtigen zu können.

Quelle: eigene Darstellung