Häufig gestellte Fragen zu dem Modellaquarium

Die Mehrzahl der Fragen zu dem Modellaquarium beziehen sich auf die gewählten Parametrisierungen. Die Auseinandersetzung mit den Parametrisierungen ist bei allen Modellierungen dynamischer Systeme sinnvoll und notwendig. Aber vorab: Das Modell ist parameterstabil. Das bedeutet, daß sich die prinzipiell möglichen Systemzustände nicht ändern, wenn man immer von einer unterschiedlichen Toleranz von höheren Pflanzen und Algen gegenüber Nährsalzen ausgeht. Was sich ändert, sind jeweils die quantitativen Ausprägungen.

Wie erklären sich die gewählten Wachstumsparameter in den Zustandsgleichungen?

Im Modell wachsen Algen fast um den Faktor 10 schneller als die höheren Pflanzen. Wenn es auch aufgrund der Artenvarianz außerordentlich schwierig ist, etwas über den Vergleich der Wachstumsgeschwindigkeiten auszusagen, kann man generell feststellen, daß Algen schneller wachsen können als höhere Pflanzen. Um eine plausible Anschauung für dieses Modell zu bekommen, sollte man sich die Simulationszeiten in Tagen denken. Dann verdoppelt sich bei den gewählten Parametern die Nettoalgensubstanz in einem knappen Tag, die Substanz der höheren Pflanzen ca. alle acht Tage. Vorausgesetzt sind hier also recht schnellwüchsige Pflanzen.
Ferner ist in dem Modell vorgegeben, daß höhere Pflanzen und Algen absterben. Während dieses Phänomen bei höheren Pflanzen sinnfällig ist, gelten Algen als unsterblich. Das gilt aber nur prinzipiell: Bei einer Dichtebestimmung durch Plattieren der Algen kommt man regelmäßig auf etwas niedrigere Werte im Vergleich zum Auszählen. Diese Differenz bildet auch den Richtwert für die hier gewählten Absterberaten.
Welche empirische Basis haben die Tabellenfunktionen?

Die Tabellenfunktionen beschreiben einen Wachstumsfaktor in Abhängigkeit vom Nährsalzangebot im Aquarium. Allein der Begriff Nährsalz stellt eine erhebliche Vereinfachung dar. Tatsächlich gemeint sind Phosphate und Stickstoffverbindungen wie z.B. Nitrat. "Zu viel Phosphat fördert das Algenwachstum, zu hohe Nitratwerte schädigen nachweislich eine ganze Reihe von höheren Aquarienpflanzen. Durch Fischfutter wird beides gleichermaßen dem Aquarium zugeführt." Diese Aussagen sind die Quintessenz einer Vielzahl von Tips in aquaristischer Literatur. Dem Autor des Modells liegen aber keine Meßkurven vor, die diese halbquantiativen Aussagen genauer fassen. Deshalb sind die Tabellenfunktionen eine willkürliche Umsetzung der halbquantiativen Angaben, wie sie in der entsprechenden Zeitschriften oder Fachbüchern zu finden sind. Diese willkürliche Umsetzung von halbquantitativen Angaben mindert nicht die Legitimität der hier vorgestellten Simulation. Vielmehr ist im Sinne von "Was wäre ...wenn" dieses eine häufige Vorgehensweise, um herauszufinden, welchen Einfluß überhaupt denkbare Parameterkonstellationen haben können. Selbstverständlich kann man die halbquantiativen Aussagen auch quantitativ anders umsetzen und die Folgen simulieren.

Eine weitere, nur unter Plausibilitäten gesetzte Modellannahme ist die des logistischen Wachstums von Algen und höheren Pflanzen zusätzlich zum ressourcenorientierten, so daß die Effekte des logistischen und des ressourcenorientierten Wachstums sich multiplizieren. Damit wird vermieden, daß bei bestimmten Konstellationen Pflanzensubstanz und/oder Algensubstanz beliebig groß werden. Tatsächlich kann man sich vorstellen, daß bei besonders dichten Algen- oder Pflanzenbeständen die Annahme, alle anderen Wachstumsfaktoren seien optimal, unrealistisch ist. Dieser Annhame trägt das logistische Wachstum Rechnung. Empirische Befunde, wie sich die suboptimale Kombination von Faktoren in Aquarien auswirkt, sind dem Autor nicht bekannt.
Kann man sich eine konkrete Anschauung von den Zahlenwerten zu der Nährsalz-, Algen- und Pflanzensubstanz machen?

Die Zahlenwerte, die die Nährsalz-, Algen- und Pflanzensubstanz beschreiben, haben alle die identische Dimension, wir wollen sie hier - auch das ist eine Entscheidung - als Algeneinheiten der Gattung Chlorella auffassen.
Wenn man davon ausgeht, daß sich die Zahlenangaben zur Maximaldichte (Max_Pflanzen, Max_Algen) im Modellaquarium auf einen Wasserkörper von 10 Kubikzentimeter beziehen, dann bedeutet das an maximaler Pflanzenmasse in einem Liter folgendes: 0,1 mm dickes Blatt mit der Breite von 1 cm und der Länge von 100 cm. Leicht kann man sich ein entsprechendes Vallisnerienblatt vorstellen.

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