Estimating and modeling interception in a gradient of forest complexity
Final Report Abstract
Viele Anwendungen in der Hydrologie erfordern akkurate und präzise Schätzungen des Bestandsniederschlags. Diese Anforderung wird allerdings gegenwärtig kaum erfüllt, da gängige Beprobungspläne der immensen Variabilität des Bestandsniederschlags nur ungenügend Rechnung tragen. Des Weiteren fehlte es bisher an einfach umzusetzenden Handlungsanweisungen zur optimalen Anpassung von Beprobungsplänen an Regencharakteristika und standortspezifische Waldstrukturen. Unsere Studie schließt diese Wissenslücke. Die umfangreichen Felddaten unserer Studie belegen, dass Waldstrukturen räumliche Muster des Bestandsniederschlags beeinflussen. Komplexe Strukturen, die zum Beispiel für alte tropische Wälder typisch sind, erzeugen ausgeprägte räumliche Muster im Bestandsniederschlag. Plantagen oder auch junge tropische Sekundärwälder, die durch ein einfach strukturiertes Kronendach gekennzeichnet sind, erzeugen dagegen kurze bzw. schwache Autokorrelationen im Bestandsniederschlag. Interessanterweise sinkt mit zunehmender Regenmenge die Autokorrelationsdistanz. Ein optimaler Beprobungsplan muss daher sowohl auf die Komplexität des Kronendachs als auch auf die beprobten Regenmengen abgestimmt sein. Überraschenderweise zeigen unsere Daten, dass die weit verbreitete Empfehlung, Rinnensysteme für Bestandsniederschlagsmessungen zu nutzen nicht in jeder Situation zu effizienten Mittelwertschätzungen führt. In Untersuchungsgebieten, die eine hohe Komplexität des Kronendachs aufweisen, sind Beprobungen mit einer Vielzahl kleiner Auffanggefäße gegenüber wenigen großen Rinnensystemen oftmals überlegen. Des Weiteren zeigen unsere Daten eindrücklich, dass zukünftige Studien mehr Ressourcen in die Aufnahme von Bestandsniederschlags- sowie Stammabflussdaten investieren sollten. Wir sind optimistisch, dass die von uns verfassten Arbeiten und Empfehlungen zukünftige Erfassungen des Bestandsniederschlags zum Zweck der Mittelwertschätzung erleichtern. Eine neue Qualität von Nettoniederschlagsschätzungen wird nicht nur hydrologisches Prozesswissen vertiefen, sondern auch zur verbesserten Nutzung von Wasserressourcen beitragen.
Publications
- 2012. Optimum throughfall sampling procedures for detecting differences in canopy interception in a gradient of forest complexity. Geophysical Research Abstracts, EGU General Assembly 2012, Vol. 14, EGU2012-1492
Zimmermann, A., Zimmermann, B.
- 2013. Changes in rainfall interception along a secondary forest succession gradient in lowland Panama. Hydrology and Earth System Sciences, 17, 4659-4670
Zimmermann, B., Zimmermann, A., Scheckenbach, H.L., Schmid, T., Hall, J.S., van Breugel, M.
(See online at https://doi.org/10.5194/hess-17-4659-2013) - 2013. Global patterns in throughfall spatial variation. EGU General Assembly 2013, Vol. 15, EGU2013-13769
Zimmermann, A., Zimmermann, B.
- Capturing heterogeneity: The role of a study area's extent for estimating net precipitation. EGU General Assembly 2013, Vol. 15, EGU2013-306
Scheckenbach, H.L., Zimmermann, B., Zimmermann, A.
- Variation in rainfall interception along a forest succession gradient. EGU General Assembly 2013, Vol. 15, EGU2013-4156
Zimmermann, B., Zimmermann, A., van Breugel, M.
- 2014. Estimating canopy water storage capacity: What do we really know? EGU General Assembly 2014, Vol. 16, EGU2014-16604
Wietzke, L.M., Zimmermann, A.
- 2014. Requirements for throughfall monitoring: the roles of temporal scale and canopy complexity. Agricultural and Forest Meteorology, 189-190, 125-139
Zimmermann, A., Zimmermann, B.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2014.01.014) - 2014. The influence of tree morphology on stemflow generation in a tropical lowland rainforest. EGU General Assembly 2014, Vol. 16, EGU2014-2110
Uber, M., Levia, D.F., Zimmermann, B., Zimmermann, A.
- Zimmermann, A., Zimmermann, B., 2014. Predictability of stemflow in a species-rich tropical forest. AGU Fall Meeting 2014, AGU2014-13499
Zimmermann, A., Zimmermann, B.
(See online at https://doi.org/10.1002/hyp.10554)
