Modellierung der Wasser-, Wärme- und Stickstoffdynamik von Böden in Landschaften: Analysen zu Komplexität, Dimensionalität und Parameterqualität - Ein Beitrag zur IGBP/BAHC-Forschung in Deutschland

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Das Projekt untersucht die Frage, welcher Grad an Komplexität für die Modellierung des Wasserhaushalts von Boden in Landschaften erforderlich ist. Den Untersuchungen liegt zunächst ein intuitiver Komplexitätsbegriff zugrunde, der durch quantitative Informations- und Komplexitätsmaße der symbolischen Dynamik ergänzt wird. Komplexitätsberechnungen werden sowohl für natürliche Systeme als auch für Modellsysteme unterschiedlicher Aggregationsniveaus (DYNAMIT, Hydrus-2D, Modelle der AG Becker) durchgeführt. Hauptziel ist die Optimierung der Modellkomplexität hinsichtlich Genauigkeit und Handhabbarkeit, sowie die Ableitung einfacherer, effektiver Modellansätze auf der Basis verschiedener theoretischer Ansätze. Diese sind dann in ein umfassendes Landschafts-Modellsystem (PROMET) zu integrieren. Die Regionalisierung von Bodenparametern wird mit dem CART-Verfahren durchgeführt. Die Beurteilung von Parameterunschärfen erfolgt anhand des "Fuzzy Numerical Algorithm". Die erste Projektphase konzentriert sich auf Datenerhebung, Komplexitätsberechnungen und Komplexitätsreduktion. In der zweiten Phase erfolgt die Regionalisierung von Modellparametern, die Ableitung effektiver Modelle, die Integration in ein Landschaftsmodell, sowie die Bewertung von Parameterunschärfen.