GIS-gestützte Bodenerosionsmodellierung als eine Grundlage dauerhafter Tropenwaldbewirtschaftung in Sarawak/Malaysia

Diplomarbeit von Artur Gralla

Einleitung:

Die vorliegende Diplomarbeit entstand im Rahmen des Projektes "Forest Management Information System Sarawak" in Sarawak/Malaysia im Auftrag der GTZ (Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit) und in Kooperation mit der BFH (Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft). Die Untersuchung knüpft an den von GLAUNER für Deramakot/Sabah/Malaysia entwickelten Modellierungsansatz zur Integration der Boden- und Standortkunde an, der als Entscheidungskriterium bei der Einführung dauerhaften Tropenwaldbewirtschaftung dient.

Ein Hauptziel dieser Untersuchung war die Bestimmung der potentiellen Bodenerosionsdisposition. Dazu wurden auf Grundlage der auf einer 160,000 ha großen Modellfläche gesammelten geomorphologischen und klimatischen Daten, die tolerierbaren Bodenabträge für forstliche Bewirtschaftungsarten (inklusive Ausweisung als Schutzfläche) berechnet. Die Anlehnung an das Konzept von GLAUNER soll dessen Übertragbarkeit auf die Modellfläche und andere forstliche Gebiete in Sarawak ermöglichen. Ein weiteres Hauptziel lag in der Anfertigung einer vorläufigen Waldfunktionenkarte auf der Abteilungsebene, die den künftigen Nutzungs- und Bewirtschaftungsplan der Modellfläche darstellt.

Um die formulierten Ziele zu erreichen, wurden folgende Schritte vorgenommen: (1) Aufbereitung und Analyse der bereitgestellten Daten und deren Integration in das Modellierungskonzept; (2) Anpassung der USLE (Universal Soil Loss Equation) an lokale Verhältnisse sowie Berechnung der Bodenerosion mit dieser Abtragsgleichung unter Verwendung eines Geographischen Informationssystems, und (3) die Bestimmung von Toleranzgrenzen für forstliche Bewirtschaftungsverfahren und Anfertigung eines Vorschlags für die Waldfunktionenkarte.

Die berechnete potentielle Erosionsdisposition ermöglicht eine gute Einschätzung der Bodenabtragsmengen. Unter Berücksichtigung der Toleranzgrenzen lassen sich die einzelnen Bewirtschaftungsarten räumlich voneinander abgrenzen, und in Form einer Waldfunktionenkarte darstellen. Die unsichere Bestimmung einiger Modellparameter ist im wesentlichen auf die unzureichende Qualität der Daten, sowie auf die Ungenauigkeiten in der Berechnung des digitalen Geländemodells, durch die verwendete GIS-Software, zurückzuführen. Es wurde ein Verbesserungsvorschlag ausgearbeitet, der die Anwendung des Modellierungkonzepts als forstliches Planungsinstrument zur Einführung nachhaltiger Tropenwaldbewirtschaftung auf andere Flächen in Sarawak ermöglicht.

Gang der Untersuchung:

Im Anschluß an die Einleitung (Kapitel 1) werden im Kapitel 2 die für diese Arbeit relevanten Aspekte der Bodenerosion beschrieben. Nach der Klärung der Begriffe werden Prozesse, Formen und Auswirkungen der Bodenerosion in kurzer Form dargestellt. Ein besonderes Augenmerk gilt anschließend den Methoden zur Bodenerosionserfassung, insbesondere den Modellierungsverfahren.

Das Kapitel 3 stellt, neben den verwendeten Kriterien zur Auswahl der Modellfläche, die physiogeographischen Gegebenheiten im Untersuchungsgebiet dar. Dabei wird der Schwerpunkt auf die ausführliche Beschreibung der Bodenverhältnisse und der Bodenklassifikation gelegt.

Kapitel 4 widmet sich der Darlegung der in der Arbeit angewendeten Methoden. Nach der Beschreibung der Feldmessungen folgt eine kurze Darstellung der angewendeten GIS-Technologie. Anschließend werden die Methoden zur Erfassung und Integration von Daten aufgezeigt, sowie der Weg zur Auswahl des Modellierungskonzeptes. Es erfolgt dann die Darstellung des ausgewählten Modellkonzeptes (Modellablaufschema), der tolerierbaren Bodenabtragsmengen und der Kalibrierung des Modells.. Am Schluß befindet sich die Beschreibung der verwendeten statistischen Methoden.

Kapitel 5 beinhaltet die Ergebnisse der Modellrechnungen. Mit Hilfe der ausgearbeiteten Informationsebenen wird der potentielle Bodenabtrag quantifiziert und räumlich diskretisiert. Durch die Anwendung von Grenzwerten auf forstliche Abteilungen schlagen sich die Resultate der Modellierung in der Waldfunktionenkarte nieder.

Kapitel 6 hat die Diskussion der angewendeten Methoden und der Ergebnisse zum Gegenstand.

Inhaltsverzeichnis: