Nicola Arndt und Matthias Pohl - Neobiota

The classification of terrestrial ecoregions detailed in chapter 3 is part of the above-mentioned GIS
Environmental Monitoring, which comprises three components (C):
• C 1: Information on monitoring sites
– Metadata on parameters, measuring methods and quality control measures of all German
monitoring sites (C1.1)
– Geographical coordinates (C1.2)
• C 2: Germany-wide spatial data and the classification of terrestrial ecoregions
– Data on soil texture, vegetation, climate and elevation (C 2.1)
– Statistical techniques to aggregate the classification of terrestrial ecoregions from C 2.1
(C 2.2).
• C 3: Site specific measurment data from the monitoring sites and geostatistically derived surface
maps (grid data).
The representativeness of monitoring sites should be quantitatively described by combination of
geostatistical analysis of measurement data and geographical analysis of the site locations in relation
to both the spatial structure and ecological potential of landscape units. A GIS-based classification of
terrestrial ecoregions allows the description of the efficiency and sufficiency of monitoring networks,
i.e. to quantify the degree to which they fulfill this demand in a given region. By this, geographical
redundancies or gaps can be easily detected, and adjustments of monitoring networks can be
suggested. The present article concentrates on methodological aspects of the classification of terrestrial
ecoregions by means of multivariate statistics (CART) and geostatistics (variogram analysis, Kriging)
for geographical analysis of existing and design of future environmental monitoring networks.
We used Classification and Regression Trees (CART) to statistically assign spatial data on soils,
vegetation, elevation and climate to ecoregions. CART is a statistical procedure for tree-structured
nonparametric data analysis introduced by BREIMAN et al. (1984). It uses a decision tree to display
how data may be classified via a series of binary splits. A major strength of the technique is its ability
to automatically search for important relationships and uncover hidden structures in complex data
matrices.
1 Einführung
Ziel des Artikels ist die methoden- und anwendungsorientierte Darstellung einer ökologischen
Raumgliederung Deutschlands (Kapitel 3 und 4). In diese Thematik wird zuvor anhand von zwei
Fragen eingeführt: Was sind Raumgliederungen? Wozu werden sie verwendet?
Definition und Verwendung von Raumgliederungen. Die Erdoberfläche läßt sich nach verschiedenen
Merkmalen in Teilräume untergliedern. Die Aufteilung der festen Erdoberfläche erfolgt in der
Regel anhand der orographischen Höhe, Geländeformen, Bodenverteilung, Klima und Vegetation
(MEYNEN et al. 1959, 1963; RENNERS 1992). Diejenigen Raumausschnitte, die sich in Bezug auf diese
Merkmale sehr ähnlich sind, werden als homogen betrachtet, als Naturraumeinheiten oder Landschaften
bezeichnet und auf Karten gegeneinander abgegrenzt. Solche Naturraum- und Landschaftsgliederungen
sind u.a. Gegenstand der im wesentlichen von der Geobotanik und der Physischen
Geographie betriebenen Landschaftsökologie (FRÄNZLE 1998; RICHTER 1967; HABER 2001;
SCHRÖDER 1994). Naturraum- und Landschaftsgliederungen finden Anwendung in der Raumplanung
sowie im Umwelt- und Naturschutz, hier beispielsweise bei der Regionalisierung der Roten Liste
(DINTER 1986, 1999) sowie bei der Planung und Analyse von Umweltmeßnetzen (SCHRÖDER &
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