Modellentwicklung für Vegetation der hohen Breiten
Erforschung des Taiga–Tundra-Übergangs durch individuenbasierte Modellierung
LAVESI ist ein individuenbasiertes, räumlich explizites Modell, das zur Simulation des gesamten Lebenszyklus von Lärchenarten – von der Keimung bis zum ausgewachsenen Baum – entwickelt wurde. Ursprünglich wurde es konzipiert, um ein besseres Verständnis der vergangenen und zukünftigen Baumgrenzdynamik unter sich ändernden Klimabedingungen zu ermöglichen, mit besonderem Fokus auf offene Lärchenwald-Ökosysteme in arktischen Regionen, die von Permafrost unterlagert sind.
Inzwischen wurde LAVESI erweitert, um alle repräsentativen borealen Baumarten des Taiga-Tundra-Ökotons (TTE) – der nördlichen Grenze der borealen Wälder – zu simulieren, einschließlich der arktischen Baumgrenzen sowie der Höhenbaumgrenzen in nördlichen Gebirgsregionen. Die relevanten ökologischen Prozesse – Wachstum, Samenproduktion und -ausbreitung, Etablierung und Mortalität – sind in Submodulen abgebildet, die auf Basis von Felddaten und Literaturwerten parametriert werden.
Simulationen erfolgen in jährlichen Zeitschritten und werden durch monatliche Temperatur- und Niederschlagsreihen gesteuert, um sowohl vergangene Umweltbedingungen zu rekonstruieren als auch zukünftige Szenarien zu modellieren.
LAVESI ist in C++ unter Verwendung der Standard-Template-Bibliotheken programmiert und parallelisiert, um eine effiziente Berechnung zu ermöglichen. Die modulare Struktur erlaubt eine einfache Weiterentwicklung und Integration zusätzlicher Funktionen. Zu den jüngsten Erweiterungen gehören die Abbildung weiterer Baumarten, wodurch das Modell auf größere Gebiete und weiter südlich gelegene boreale Wälder angewendet werden kann. Darüber hinaus wurde eine vollständige genetische Vererbung zwischen simulierten Individuen implementiert, die eine realistischere Darstellung der Samen- und Pollenausbreitung ermöglicht und mit genetischen Daten validiert wird.
Diese Weiterentwicklung trägt dazu bei, die historischen und zukünftigen Dynamiken des TTE in Nordamerika und Sibirien besser zu verstehen.
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