Modellierung der Sonneneinstrahlung mittels großmaßstäbiger Fernerkundungsaufzeichnungen auf Waldökosystem-Dauerbeobachtungsflächen in Rheinland-Pfalz

Institut für Waldinventur und Waldwachstum, Universität Göttingen; Az.: Göttingen 08/03

Zielsetzung:

Auf Level-II-Dauerbeobachtungsflächen, für welche aus Voruntersuchungen bereits detaillierte Informationen vorlagen, sollte überprüft werden, ob der periodische Grundflächenzuwachs durch die pro Baumkrone erhaltene Strahlenenergie mittels statistischer Modelle geklärt werden kann.

Material und Methode:

Hierzu wurden die Untersuchungsfläche Eiche im Forstamt Merzalben und für 4 Fichten-Flächen im Forstamt Hermeskeil ausgewertet. Der Untersuchungszeitraum ist durch die Verfügbarkeit von Luftbildmaterial für die Eichenfläche auf 1992 – 1999 und für die Fichtenflächen auf 1992-1997 beschränkt.
 
Aus großmaßstäbigen CIR-Luftbildern mit einem mittleren Maßstab von ≈ 1:4000 wurden an einem digitalen analytischen Stereoplotter Oberflächenmodelle der Bestände in einer Auflösung von 0,25 m berechnet. Zur Identifikation der Einzelbäume im Bestand wurden die Baumkronen fotogrammetrisch vermessen und diese Information mit den terrestrisch aufgenommenen, dendrometrischen Daten verschnitten.
 
Auf Basis der digitalen Oberflächenmodelle wurden mit der GIS-Software GRASS:GIS Einstrahlungsmodelle erzeugt. Hierbei wurden die Tagessummen der Einstrahlung als wöchentliche Stichprobe über die Vegetationszeit im Betrachtungszeitraum berechnet und dann über den Monat gemittelt. Die simulierten Einstrahlungswerte (volle Sonneneinstrahlung) wurden über Messwerte der forstmeteorologischen Messstationen Leimen (329-A-703) für das Forstamt Merzalben und Malborn-Thiergarten (207-A-701) für das Forstamt Hermeskeil auf die tatsächlich verfügbare Sonnenenergie reduziert.
 
Die daraus resultierenden Rasterdaten mit Einstrahlungsmengen je Bildpunkt wurden den Einzelbäumen zugeordnet.
Eine schrittweise multiple lineare Regression wurde für die Analyse der Zusammenhänge von Sonneneinstrahlung und der Zielgröße Grundflächenzuwachs durchgeführt.

Ergebnisse:

Mit der in dieser Studie durchgeführten Modellierung der Sonneneinstrahlung auf Basis einzelbaumbezogener Einstrahlungsintensitäten konnte insgesamt kein statistisch signifikanter Zusammenhang zum periodischen Grundflächenzuwachs gefunden werden; die klassischen dendrometrischen Variablen (wie Kronenschirm- und mantelfäche) waren hierzu besser geeignet.