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Räumliche Modelle zur Vegetations- und Ertragsdynamik im Wirtschaftsgrünland

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Das Dauergrünland ist ein bedeutendes Element der agrarisch geprägten Kulturlandschaft in Österreich und stellt die wichtigste Form landwirtschaftlicher Flächennutzung dar. Vor allem in den klimatisch und topografisch benachteiligten Bergregionen ist die traditionell kleinstrukturierte Grünlandwirtschaft von großer ökonomischer und ökologischer Bedeu-tung. Naturräumliche Bedingungen wirken auf die Vegetation und beeinflussen damit die dynamischen Veränderungen von Erträgen auf den Grünlandflächen. Die Beschreibung dieser Dynamik mittels einfacher Abbildungen in abstrakten Modellen ist Gegenstand der vorliegenden Arbeit. In einem Geografischen Informationssystem (GIS) werden die Zusammenhänge zwischen Vegetation und Ertrag in den Dimensionen von Raum und Zeit erfasst und aus technischer, agrarmeteorologischer und landwirtschaftlicher Sicht darge-stellt.
Für die Erklärung von vegetations- und ertragsdynamischen Aspekten der Grünlandbewirt-schaftung wird in erster Linie der Einfluss von Klima und Witterung untersucht. Die Vor-aussetzungen für eine räumliche Implementierung dieser komplexen Systeme der realen Welt sind weitgehende Vereinfachungen und die Reduzierung auf wesentliche Zusammen-hänge. Die für das ertragsbildende Wachstum einer Grünlandvegetation entscheidenden meteorologischen Parameter werden dafür mit entsprechenden Modellen aus standortba-sierten Messungen an Wetterstationen in kontinuierliche Rasteroberflächen überführt. Dazu gehören Globalstrahlung, Temperatur, Niederschlag und die Evapotranspiration. Unter Berücksichtigung der überwiegend komplexen topografischen Strukturen Österreichs wer-den die räumlichen Modelle der verschiedenen meteorologischen Phänomene an die Ge-ländeoberfläche angepasst. Einfache geostatistische Interpolationen erfahren unter Anwen-dung der dafür entwickelten Methoden eine entsprechende Erweiterung.
Die räumlichen Modelle zur Beschreibung der Wettersituation bilden die Grundlage für die Entwicklung vegetationsdynamischer Zusammenhänge. So sind räumliche und zeitliche Veränderungen der modellierten Vegetationsperiode unter Einbeziehung der Schneebede-ckung sowie der phänologischen Phasen des Grünlandes geeignete Indikatoren für die un-mittelbare Wirkung des Klimas auf die Landbewirtschaftung. Die jährlich mehrmals ge-nutzten Grünlandflächen erfordern für eine vollständige Beschreibung der ertragsrelevan-ten Vegetationsentwicklung auch eine vereinfachte Abbildung von Erntezeitpunkten.
Die Schätzung der Grünlanderträge mithilfe eines empirischen Modells nutzt den Einfluss von Strahlung und Temperatur auf das Wachstum. Eine effektive Umsetzung der energeti-schen Faktoren in Zuwachsleistung und damit in Ertrag ist nur bei ausreichender Wasser-verfügbarkeit gegeben. Die räumliche Implementierung eines Bodenwasserbilanzmodells schafft die Voraussetzung, Informationen über Wasserhaushalt und Wasserstress hinsichtlich ihrer limitierenden Wirkung auf den Ertrag zu analysieren.
Beobachtungen an Wetterstationen bilden die Datengrundlage für alle räumlichen Modelle dieser Arbeit, welche in vollem Umfang operationell einsetzbar sind. Das gesamte System, implementiert als Raster-GIS, unterstützt deshalb nicht nur Anwendungen für historische Daten, sondern kann für grünlandspezifische Auswertungen von Klimaszenarien herange-zogen werden. Sämtliche Modelle wurden für den Zeitraum 1990 bis 2010 und für die gesamte Fläche Österreichs in 250 Metern Auflösung auf Tagesbasis angewendet.

Schaumberger, A. (2011): Räumliche Modelle zur Vegetations- und Ertragsdynamik im Wirtschaftsgrünland. Dissertation, Technische Universität Graz, Institut für Geoinformation, 264 S.

 

 

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