Darstellung ökologischer Indikatoren in fuzzy-gestützten Modellen : Qualitative und quantitative Prognose der Gefäßpflanzenarten auf Grünlandstandorten
Die vorliegende Arbeit ist eingebunden in den Sonderforschungsbereich 299 "Landnutzungskonzepte für periphere Regionen". Ziel der Arbeit ist die ökologische Bewertung von Landnutzungsänderungen bei Beschränkung auf die Gefäßpflanzen des Grünlands.Das Vorkommen von Pflanzenarten auf einem Standort ist von einer Vielzahl unterschiedlicher Faktoren abhängig, unter denen das Klima, der Boden und anthropogene Einflüsse besonders wichtig sind. Pflanzenarten, die sich auf einem Standort in ihrem ökologischen Optimum befinden, können besonders gut gegen andere Arten konkurrieren und ihre Auftrittschancen auf diesem Standort sind deutlich höher als für andere Arten, die hier nicht ihr ökologisches Optimum vorfinden.Basierend auf dem Indikatorsystem "Ökologische Zeigerwerte von Pflanzen in Mitteleuropa und den Nutzungswertzahlen für Gefäßpflanzen des Grünlands" wird in dieser Arbeit ein innovatives Modell entwickelt, das unterschiedliche klimatische, bodenbedingte und anthropogene Einflüsse einbezieht und das Auftreten einzelner Pflanzenarten vorhersagt. Basierend auf den Prognosen über das Auftreten einzelner Pflanzenarten, können sowohl quantitative als auch qualitative Aussagen über die floristische Zusammensetzung auf einem Standort getroffen werden. Schwierigkeiten bei der Implementierung der Indikatorsysteme mit ihren linguistische Variablen werden durch die Verwendung von Fuzzy-Systemen gelöst. Die Fuzzy-Logik bietet die Möglichkeit, die Beschreibungen der Zeigerwerte in linguistische Variablen und linguistische Operatoren zu zerlegen und die linguistischen Variablen mathematisch zu modellieren. Durch die Verknüpfung der Zeigerwerte mit den metrischen Eingangsparametern können die Standorte nach den Indikatorensystemen von ELLENBERG und BRIEMLE klassifiziert werden.Die Beschreibung der Standorte über die Zeigerwerte von ELLENBERG und die Nutzungswertzah-len nach BRIEMLE bieten den Vorteil, dass eine direkte Zuordnung zu den einzelnen Pflanzenarten hergestellt werden kann. Über ein Filtersystem lässt sich dann das Auftreten einer Pflanzenart an einem bestimmten Standort prognostizieren. In dieser Arbeit werden die Zeigerwerte Feuchte, Reaktion und Stickstoff, sowie die Nutzungswertzeiger Mahdverträglichkeit und Weideverträglichkeit in Form von Filtern umgesetzt. Zur Erstellung der einzelnen Filtermodule wird zunächst mittels Fuzzy-Inferenz für den jeweiligen Zeigerwert eine linguistische Variable abgeleitet und dann anschließend der entsprechende Standortfilter durch Verknüpfung der linguistischen Variablen mit den Erläuterungen und Beschreibungen des jeweiligen Zeigerwertes erstellt. Während sich die meisten Zeigerwerte dabei auf Klima und Boden beziehen, stehen die Nutzungswertzahlen in Bezug zu der Nutzung des Grünlandes. Durch die Verwendung der Nutzungswertzeiger können Mahd- und Beweidungsverfahren genauer beschrieben und beurteilt werden. Beim Durchlauf durch das Filtersystem wird das Gesetz des Minimums nach LIEBIG angewendet. Dadurch entspricht letztendlich die Auftrittswahrscheinlichkeit dem jeweils niedrigsten Zugehörigkeitswert der einzelnen Filter. Vor Einsatz der Filter kann bereits über die natürliche Verbreitung von Pflanzenarten eine Vielzahl an Grünlandarten ausgeschlossen werden. Durch die Verwendung der Filter kann der ursprüngliche Artenpool des gesamten Untersuchungsgebietes auf den einzelnen Standorten deutlich eingeschränkt werden. Das potentielle Vorkommen der einzelnen Arten wird in Ranglisten ausgegeben. Um aus diesen qualitativen Informati-onen quantitative Werte ableiten zu können, wird dem Modell ein weiteres Modul hinzugefügt, dessen Informationsbasis die Dominanzwerte nach ELLENBERG bilden. Über die Dominanz können realistische Kombinationen von Pflanzenarten für den Standort erstellt und daraus die Artendichte eines Standortes ermittelt werden. Dies lässt sowohl eine quantitative Bewertung des Standortes als auch der Landnutzungsänderung zu.Die Ergebnisse für das Untersuchungsgebiet "Lahn-Dill-Bergland" liegen in einer Datenbankumgebung vor. Um eine einfache Bedienung dieser Datenbank zu gewährleisten, wurde eine Formularumgebung entwickelt, die dem Anwender menügesteuert die einzelnen Module erschließt.
Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
