Nemaplot Hyperspektraldaten Analyse und PopulationsmodelleEvaluation reinvented

 

Räumliche Simulation des parasitären Unkrauts Striga hermonthica

Untersuchungsgebiet
Beispiel eines Überflutungsgebietes des Senegals
mit entsprechender Höhenverteilung
LNF & Bodentypenverteilung
Bodenverteilung der landwirtschaftlichen
Nutzfläche (Daten aus IDRISI, 1992)

 

Modellierung der Strigadynamik mit nachgeschalteten räumlichen Ausbreitungsprozessen
NEMAPLOT 1994


Modellierung mit räumlicher Streuung

Erläuterungen:

Die räumlichen Strukturen der Unschärfe werden in einem 2-Schritt Verfahren erzeugt. Im 1. Schritt wird eine Karte anhand des Lesliemodells erzeugt. Im 2. Schritt wird die vorliegende Samendichte mit negativ binomial verteilten Wahrscheinlichkeiten räumlich verteilt. Die Anfangswerte der Simulation des nächsten Jahres wiederum werden aus der neuen Karte gewonnen.

Ausgehend von Verseuchungsdichte von 1000 Samen/m² etabliert sich Striga auf den leichten Böden, wobei es erwartungsgemäß zu einer Focusbildung kommt. Mit zunehmendem Maisanbau werden auf den leichten Böden nach etwa 7 Jahren die boden-, umweltspezifischen und migrationspezifischen Gleichgewichtsdichten der Samenbank erreicht, während sich Striga zusätzlich auch auf den höher gelegenen Lehmböden in nennenswerten Dichten etabliert. Es zeigen sich fließende Übergänge von den fördernden hin zu den suppressiven Böden. Die Etablierung auf den suppressiven Böden erfolgt vorerst durch den kontinuierlichen Nachschub an Samen aus den sogenannten "Hot spots", wobei dieser Nachschub größer ist als die Gesamtmortalität. Mit zunehmender Zeit verstärken sich die anfänglichen räumlichen Strukturen. Die kontinuierliche Immigration aus den stark verseuchten Regionen führt zu einer so hohen Verseuchungsdichte, ab der es dichteabhängig auch auf den suppressiven Böden zu einer andauernden Strigaverseuchung auf relevanten Niveau kommt. Die Vermehrungsrate übertrifft die Summe der reduzierenden Faktoren. Nach etwa 15 Jahren ist über die Gesamtfläche gesehen wiederum ein Gleichgewichtszustand erreicht. E- und Immigrationsprozesse halten sich die Waage. Es gelingt Striga zwar nicht, sich auch auf den tiefer gelegenen Lehm- und Tonböden zu etablieren, dafür sind die höher gelegenen Lehmböden vollständig und in schadensrelevanten Dichten besiedelt. Die abgestuften Verseuchungsdichten an den Grenzen der einzelnen topographischen Bedingungen reflektieren den generellen Ausbreitungsprozess. Des weiteren sind auch dort Abstufungen zu erkennen, wo Striga auf den suppressiven Standorten etabliert ist. Das simulierte Ausbreitungsverhalten führt zu neuen Strukturen, die nicht ohne weiteres durch die geographischen Grundlagen begründet sind. Die hier angewendete eindimensionale, stochastische Prozedur generiert nachvollziehbare Verteilungsfahnen, anhand derer Ursprung und Richtung der Immigration und Besiedlung in ein entsprechendes Teilgebiet erkennen kann. Obwohl es sich bei diesem Beispiel um Simulationen anhand einfacher, mathematischer Grundlagen handelt, werden vorstellbare Dispersionsdynamiken realitätsnah wiedergegeben.

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