title: Plant Functional Types for Land Surface Modelling in South Ecuador - Spatial Delineation, Sensitivity and Parameter Determination
title: Pflanzenfunktionstypen für Landschatfsmodellierung in Südecuador - Räumliche Abgrenzung, Sensitivität und Bestimmung von Parameter
Creators: name: Göttlicher, Dietrich
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2011
Subjects: Community Land Model
Ecuador
Pflanzenfunktionstypen
Bergregenwald
Modellierung
Geowissenschaften
Fernerkundung
Plant functional types
Land surface modelling

description: Klima- und
      Landnutzungsveränderungen bedrohen die globale Biodiversität.
      In einem der artenreichsten Gebiete der Welt arbeitet die von
      der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) finanzierte
      Forschergruppe "Biodiversity and Sustainable Management of a
      Megadiverse Mountain Ecosystem in South Ecuador" (FOR 816).
      Von der lokalen Bevölkerung geht ein enormer Druck auf die
      Umwelt aus und resultiert in einer sehr hohen
      Entwaldungsrate. Um die Lebensgrundlage der örtlichen
      Bevölkerung zu wahren, müssen nachhaltige
      Bewirtschaftungssysteme entwickelt werden. Zukünftige
      Landnutzungsveränderungen und ihre Auswirkungen auf
      klimatische und hydrologische Faktoren können mit numerischen
      Modellen untersucht werden. Entwickelte Managementstrategien
      können durch die Modellen untersucht und bewertet werden,
      ohne real in das Landschaftsgefüge einzugreifen. Ziel der
      präsentierten Arbeit ist es, das Ausmaß der vorhergesagten
      Landnutzungsänderungen und ihre Auswirkungen auf die
      Ökosystemleistungen hinsichtlich der Regulation von
      Wasserflüssen und Klimaparameter zu analysieren. Um dieses zu
      erreichen, wird ein spezifisches, hochmodernes
      Austauschmodell der Energie- und Wasserflüsse (Community Land
      Model, CLM) zwischen Boden, Vegetation und der Atmosphäre in
      einer regionalen Auflösung aufgesetzt (auch SVAT-Modell
      genannt). Die Parametrisierung der Vegetation erfolgt über
      sogenannte Pflanzenfunktionstypen (PFT). Die PFT werden im
      vorhinein mit Hilfe von Vegetationseinheiten definiert, die
      auf ökologischen Felduntersuchungen beruhen. Die
      Parametrisierung des Models wird durch die Formulierung von 3
      Hypothesen unterstützt. Um die Hypothesen zu testen, werden
      dementsprechend 3 Arbeitspakete (AP) etabliert. Die gesamte
      Arbeit bietet eine regionalisierte Modelumgebung, um
      verschiedene Landnutzungsänderungen im Hinblick auf ihre
      Auswirkungen auf die Energie- und Wasserströme zwischen
      Boden, Vegetation und Atmosphäre unter veränderlichen,
      klimatischen Verhältnissen zu analysieren. Neben der
      Bewertung der einzelnen Hypothesen hat die Arbeit andere
      innovative Beiträge geleistet. Die neuen Werte für den
      vorinstallierten CLM-PFT der immergrünen tropischen Bäume
      tragen zu den aktuellen Verbesserungen des CLM bei.
description: Global biodiversity is threatened
      by climate and land cover change. The research unit
      "Biodiversity and Sustainable Management of a Megadiverse
      Mountain Ecosystem in South Ecuador" (FOR 816) funded by the
      German research council (Deutsche Forschungsgemeinschaft,
      DFG) is working in one of the hottest hotspots of
      biodiversity of the world. In this region the pressure from
      the local population on the environment is severe resulting
      in a high deforestation rate. Sustainable management systems
      have to be developed on a regional scale to counteract the
      loss of livelihood of the local population. Numerical models
      are capable to investigate the changes of the mentioned
      future land cover changes and its response to climatic and
      hydrologic variability. The chance to test numerously land
      use scenarios without interfering into the real environment
      offers the possibility to investigate and to evaluate the
      proposed management strategies. The presented work targets at
      an analysis of the impact of the predicted land cover changes
      in respect of the ecosystem services of climate and water
      regulation. Therefore a state-of-the-art land surface model
      called "Community Land Model" (CLM) is setup in a regional
      scale. The parametrization of the vegetation is implemented
      using plant functional types (PFT). The PFTs are defined a
      priori with vegetation classes based on ecological field
      surveys. Three central hypotheses are formulated to support
      the parametrization of the model. The completed work offers a
      regionalized model setup to analyze different land cover
      developments in reference to energy and water fluxes between
      the soil, the vegetation and the atmosphere under changing
      climatic conditions. Besides the appraisal of the stated
      hypotheses other innovative contributions are made. The new
      values for the pre-installed CLM-PFT of tropical evergreen
      trees add to the current improvements made to the
      CLM.