01 – Albrecht


TitelÜbertragbarkeit empirischer statistischer Waldwachstumsmodelle: Prüf- und Anpassungsverfahren anhand des Beispiels BWinPro für Baden-Württemberg
AutorAXEL ALBRECHT, ULRICH KOHNLE und JÜRGEN NAGEL
HeftAFJZ 2011 - Heft 1&2
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Create Date5. November 2016
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Zusammenfassung

Für Wissenschaftler und Praktiker stellt sich immer wieder die Frage nach Gültigkeitsbereich, Übertragbarkeit und Verlässlichkeit statistischer Modelle wie z. B. statistischer Waldwachstumssimulatoren. Aus diesem Grund wurde auf der Basis theoretischer Arbeiten ein Vorgehen zur Prüfung und Anpassung solcher Modelle zusammengestellt, das sich in drei Teilschritte gliedert (Abb. 1). Diese drei Teilschritte wurden beispielhaft auf die Überprüfung und Anpassung des Waldwachstumssimulators BWinPro (Abb. 2) für Baden-Württemberg angewendet.

Im ersten Schritt erfolgte die Evaluierung, deren qualitativer Teil eine Überprüfung der Modellierungslogik beinhaltet. Für BWinPro ergab diese Plausibilisierung erwartungsgemäß ein positives Ergebnis. Im quantitativen Teil der Evaluierung wurden mit Hilfe des Beurteilungsmerkmals des relativen Jahrzehnt-Bias waldwachstumskundliche Kenngrößen identifiziert, deren Vorhersagegenauigkeit den gutachtlich festgelegten Genauigkeitsanspruch von 5% nicht erfüllte. Dies traf beispielsweise bei der Vorhersage des Holzvorrats für Buche und Douglasie zu (Tab. 1).

Aufbauend auf den Ergebnissen der Evaluierung wurden im zweiten Schritt Möglichkeiten der Anpassung demonstriert. Diese können in Form von Neu-Parametrisierung vorhandener Wachstumsgleichungen erfolgen oder in der Erstellung neuer Wachstumsfunktionen bestehen. Für BWinPro wurde für diese Anpassungsschritte exemplarisch die Grundflächenzuwachsfunktion ausgewählt. Dabei zeigte sich, dass mit einer neuen nicht-linearen Wachstumsgleichung deutlich bessere Bestimmtheitsmaße erzielbar sind (Tab. 2, Abb. 3, Tab. 3); im Gegensatz zur in BWinPro implementierten Funktion beinhalten die Prädiktoren für diese Gleichung keine Kronenparameter.

Im dritten Schritt wurde eine abschließende Testanwendung durchgeführt, um die Auswirkungen der durchgeführten Anpassung auf die Simulationsergebnisse im Echtbetrieb eines nicht für die Anpassung verwendeten Datensatzes zu quantifizieren. Dabei zeigte sich, dass für jeden einzelnen Anpassungsschritt die separate Quantifizierung der Verbesserung notwendig ist, dass das generelle Niveau der Abweichungen von BWinPro gering ist (Tab. 4) und, dass durchgeführte Anpassungsschritte generell in ein mit der Evaluierung rückgekoppeltes Vorgehen eingebunden sein sollten.

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