Basic Knowledge to manage agro-forest-environment in entire countries
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Universität für Bodenkultur Wien
Department für Wald- und Boden-
Basic Knowledge wissenschaften
to manage agro–forest–environment
in entire countries
Alfred Pitterle
University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna
06.03.2019 Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLE 1
A Sustainable Multiple-use Natural Resources Management
Private Economy National Economy
not not
known known
yet yet
Natural Resources
Potential
? ?
Multiple-use Inventory
of Use Certificate Value
ISO 17065
Natural
Resources
Success Capital
Information
Risk Trust
Center
Certificate
ISO 9001
Management ISO14001
Monitoring Jobs
Masterplan
Sustainable
Management
Activities
© Copyright Pitterle 2009
06.03.2019 Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLE 2
ESME – Basics 1: Multipurpose Land-Use 06.03.2019 Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLE 3
ESME – Basics 1: Multipurpose Land-Use 06.03.2019 Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLE 4
ESME – Basics 1: Multipurpose Land-Use
• Products
• Services
• Wood
• Non-Wood Products
• Forest Services
06.03.2019 Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLE 5
Analyses by FOMUMIIS® : Data Management
FOMUMIIS® 系统分析：数据管理
Stockabstand
Mittlere Stockanzahl
Structure of Data
Stöcke
Flächenanteil 数据构成
Stöcke Relative
Dringlichkeit
Hochwasser-
schutz
Eingangsparameter
Gruppierung
Algorithms 运算法则
Dringlichkeit-
Bereichsabfrage
Hochwasser-
schutz
Stöcke Schneedeckenstütz-
Durchmesser höhe d. Stöcke Hochwasser-schutz
Funktionserfüllungsgrad
Stöcke
Data used from different Criteria and Indicators 不同标准和指标的数据 Höhe
Hochwasser
Reduktion
Hochwasser-
Hochwasser
schutz Funktions-
Reduktionsbeitrag
grad
• Climate Indicators:
Quality of
Precipitation, Temperature,
Mittlere Lagerholz
Forest Function 森林功能质量 Schneedeckenstütz-
Vegetation-Streu-
Niederschlag-
retension
Stammzahl
气候指标：降水，温度 höhe d. Totholz
Bodenholz-
Evapotranspiration
Aststreu-
Vegetation
Muldenspeicher
Lagerholz
low < Durchmesser > high Interzeptions-
verdunstung der
höheren
Vegetation
Interzeptions-
verdunstung
Moosschicht
Transpiration
Interzeptions-
wirkung der
Aststreu
Aststreu-
Deckungsgrad
Förna-
Flächenanteil
Aststreu-
Schichtdicke
Schneedecken-
stützhöhe durch
Totholz
• Site Indicators:
0
Elevation,
1 Lagerholz
2 3 Länge
4 5
Exposition,
6 7 8 9
Slope angle, Soil Type, Moisture, ... Interzeptions-
kapazität der
höheren
Vegetation
Deckungsgrad der
Moosschicht
Flächenanteil der
Bodenvegetation
Verminderungs-
faktor
Klimadeckung
Moosschicht
Transpiration
Krautschicht mit
Nutzung
Transpiration
Bestockung
Aststreu
Ausrichtung
Schneedecken-
stützhöhe durch
die Stöcke
Sinusreduktions-
faktor
Schneedecken-
stützhöhe
Lagerholz
森林质量
立地指标： 海拔高度，坡向，坡度，土壤类型，腐殖质，湿度
> high
Nutzungs-
Interzeptions- Interzeptions- Lage der Transpiration
reduktionsfaktor Transpiration der Transpiration der Stöcke Mittlerer Mittlere Flächengröße der Mittlere Lagerholz Mittlere Lagerholz Mittlere Lagerholz Lagerholz Lagerholz
kapazität kapazität Moosschicht zur Krautschicht ohne Mittlere Stockhöhe
Blattfläche Strauchschicht Baumschicht Gruppierung Stockdurchmesser Stockanzahl Teilfläche Stammzahl Druchmesser Länge Beastungsgrad Ausrichtung
Bestockung Krautschicht Krautschicht Nutzung
Krautschicht
Lagerholz Schneedeckenstütz-
1
Σ Transpiration
Bruck, Weitra,
Hochgebirge, Bayern
Flächenanteil höhe Lagerholz
• Vegetation-/Forest
Transpiration des
Indicators: Tree layer ... , Shrub layer ... , Vegetation ...,
Transipration je
Verminderungs- Ertragsniveaus
Interzeptions- Interzeptions- Verminderungs- Blattfläche MPG
faktor (jeweils von Bruck, Transpiration Mittlerer Stock-
kapazität kapazität faktor Schneebe- Krautschicht mit (morphologisch Ertragsniveau
Klimadeckung Weitra, Bruck Stockabstand Flächenanteil
Strauchschicht Baumschicht deckung Nutzung ökologsiche
Krautschicht Hochgebirge und
Gruppe)
Bayern)
Lagerholz Mittlere jährliche Verminderungs- Mittlere jährliche Klimadeckungs- Nutzungs-
Volumszuwachs-
2
Interzeptivität der Interzeptivität der Lage der Blattfläche index (jeweils für Laufender
3 8 9
interzeptive faktor interzeptive schutz- Reduktionsfaktor Transpirations-
Blattmasse Blattmasse Bodenvegetation Krautschicht ohne Bruck, Weitra, Raumdichte Volumszuwachs
Blattfläche Klimadeckung Blattfläche Reduktionsfaktor Blattfläche koeffizient
Strauchschicht Baumschicht zur Bestockung Nutzung Bayern und Bay
Strauchschicht Strauchschicht Baumschicht Bestockung Krautschicht
Hochgebirge)
, 灌木层 … ,地被物等 Ausschnitt: Lawinenanbruch
Beastungsgrad
植被/森林指标：乔木层... Lagerholz
Strauchschicht-
Schneeinter-
zeptions-
Reduktionsfaktor
Vegetations-
pausen
Regennieder-
schlag
Vegetationszeit-
Niederschlags-
höhe
Jahres -
Regennieder-
schlag
Anteilsgewichtete
Blatt-Interzeptivität
(Strauch)
Anteilsgewichtete
Blatt-Interzeptivität
(Baum)
Raumdeckung der
Bestockung
Klimadeckungs-
schutz der
Strauchschicht
Klimadeckungs-
schutz der
Baumschicht
Blattfläche je MPG
(morphologisch
ökologsiche
Gruppe)
Mäh-
Weidennutzungs-
intensität
Potentieller
maximaler
Volumszuwachs
Individuenanteil
Schattenhabitus
Volumszuwachs-
n- Muliplikator
Potentieller
maximaler
Volumszuwachs
Bru (Baum)
Lichtkronenanteil
Volumszuwachs-
Reduktionsfaktor
(Stamm)
3 Ausrichtung Strauchschicht
Überschneidungs-
faktor
Strauchschicht
Schneegleitdruck-
Reduktionsfaktor
Vegetations-
pausen – Nieder-
schlagshöhe
Wasseräquivalent
der
Neuschneesumme
Jahres –
Niederschlags-
höhe
Blatt- und
Belaubungs-
morphologie
Hilfe
Raumdeckung
Baumschicht
Hilfe
Raumdeckung
Strauchschicht
Lage
Strauchschicht zur
Baumschicht
Winterliche
Blattfläche der
Strauchschicht
Sommerliche
Blattfläche der
Strauchschicht
Vegetationszeit-
dauer
Winterliche
Blattfläche der
Baumschicht
Sommerliche
Blattfläche der
Baumschicht
Blattfläche der
MPG :
10,20,21,22,23,24,
30,31,32,33,34,40,
41,42,50,51,52,60,
61,62,63,70,71,72,
80,100,0
Mähnutzungs-
intensität
Weidenutzungs-
intesität
bmaxIvN Bru mmaxIvN Bru dmaxIvN Bru kmaxIvN Bru maxIvN-F Bru maxIvNUG Bru UGREKL Bruck
Volumszuwachs-
index
Strauchschicht
OG VI III EKL OG VI II EKL OG Iv Red SS II OG Iv Red SS III OG Iv Red SS I maxIvNUG Bru maxIvN-F Bru kmaxIvN Bru dmaxIvN Bru mmaxIvN Bru bmaxIvN Bru
Volumszuwachs-
reduktions-Hilfe
Deckungsanteil
(DA) pro MPG
(MPG:
Höhe der Effektive extreme Schneeinter- Maximalanteilige Hilfe Hilfe Hilfe Hilfe
Lage Untere- zur Lage Untere- zur Vegetationszeit- Regionale Mittlere Blattfläche 10,20,21,22,23,24, Volumszuwachs- Volumszuwachs-
Strauchschicht FOMUMIIS zeption Biegedruck- Mittlere Raumdeckung Raumdeckung Raumdeckung Raumdeckung Flächenanteil der Deckungsgrad Mähnutzungs- Mähnutzungs- Mähnutzungs- Weidenutzungs- Weidenutzungs- Weidenutzungs- Reduktionsfaktor-
Oberen Oberen dauer Expositions- Vegetationszeit- im Winter der 30,31,32,33,34,40, index N- Faktor index Z- Faktor kmRIvN1 Bru dmRIvN1 Bru kmRIvN2 Bru dmRIvN2 Bru kmRIvN3 Bru dmRIvN3 Bru kmRIvN4 Bru dmRIvN6 Bru kmRIvN6 Bru dmRIvN5 Bru kmRIvN5 Bru dmRIvN4 Bru
(schirmflächen- Schneedecken- Oberfläche belastbarkeit im Neuschneesumme Untere Obere Untere Obere Bodenvegetation durch Krauschicht intesität 1FA intesität 2FA intesität 3FA intesität 1FA intesität 2FA intesität 3FA Hilfsabfragen
Baumschicht Strauchschicht korrektur dauer auf NN Baumart 41,42,50,51,52,60, (Strauchschicht) (Strauchschicht)
gewichtet) höhe Strauchschicht Kollektiv Baumschicht Baumschicht Strauchschicht Strauchschicht
61,62,63,70,71,72,
80,100,0)
Quality of Forest
4
Regionaler Deckungsgrad
FOMUMIIS Standorts- Mittlere Blattfläche Schirmflächen- Regionale mittlere Flächenanteil Flächenanteil Regionaler Mittlere Blattfläche Volumszu- Brusthöhen-
Schirmflächen- Durchmesser- Schnee- und mittlerer Lückigkeit Untere Lückigkeit Untere einer OG BHD III EKL OG BHD II EKL OG BHD I EKL
Schneedecken- schneedecken- im Winter der E-Modul Kollektivstruktur anteil an der Neuschneesumme Untere Untere Vegetationszeit- im Sommer der wachsindex durchmesser- OG VI III EKL Bru OG VI II EKL Bru
gewichtete Höhe Höhenklasse Lawinenschäden Neuschnee- Strauchschicht Strauchschicht morphologischen Bru Bru Bru
bemessungshöhe stützhöhe Strauchart Strauchschicht auf NN Baumschicht Strauchschicht dauergradient Baumart (Baumschicht) Klasse
summengradient Gruppe
5 2 6 7 Extreme
FOMUMIIS
Schneedecken-
höhe
Regionaler
Schneedecken-
Höhendichtefaktor
Lockerdecken-
rauhigkeit
Felswandtyp
Festgestein-
Flächenanteil
Totlaubverhalten
Mittlere Blattfläche
im Sommer der
Strauchart
Blattausdauer
Mittlere
Baumhöhe
Relativer
Blattflächenindex
im Altersstadium
Kronenverlichtung
Deckungsanteil in
% je Krautart
Volumszuwachs-
index N- Faktor
(Baumschicht)
Volumszuwachs-
index Z- Faktor
(Baumschicht)
Mittlere maximle Relativer Nährstoff- Nährstoff- Basen- Basen- FOMUMIIS FOMUMIIS- FOMUMIIS-Basen FOMUMIIS-
Mittlere maximale Relative Beschirmungs- Schätzung FOMUMIIS - Temperatur Temperatur Kontinentalitäts- Kontinentatlitäts Feuchtigkeits - Feuchtigkeits -
Neuschnee- Blattflächenindex (Stickstoff) (Stickstoff) (Reaktions-) (Reaktions-) Kontinentalitäts- Feuchtezahl (CA-) Nährstoff (N)
Schneehöhe Blattmasse fläche Stammzahl pro ha Temperaturzahl Optimum Amplitude Optimum Amplitude Optimum Amplitude
deckenhöhe im Jungstadium Optimum Amplitude Optimum Amplitude zahl (ÖKOFG) Versorgungszahl Versorgungszahl
6 Regionale mittlere
maximale
Neuschneehöhe
auf NN
Regionaler
Neuschnee-
maximum-
Höhengradient
Waldwuchsbezirk
Regionaler
Schneedecken
Höhengradient
Regionale mittlere
maximale
Schneedecken-
höhe auf NN
Mittlere
Strauchhöhe
Strauchartenanteil
Kronenschluss-
grad Obere
Strauchschicht
Flächenanteil
Obere
Strauchschicht
Lückigkeit Obere
Strauchschicht
Flächenanteil
Obere
Baumschicht
Lückigkeit Obere
Baumschicht
Oberhöhe der
Baumschicht
Relativhöhe der
Baumart
Baumartenanteil Plumpheitsgrad Bekronungsgrad
Kronenschluss-
grad Obere
Baumschicht
Regionale
Höhenzahl
Ellenberg- KS-
Temperaturzahl
Regionale Höhen-
kontinentalität
Ellenberg-KS-
Kontinentalitäts-
zahl
Ellenberg-KS-
Reaktionszahl
Lockergestein-
Oberboden-
Humus-Schluff-
Tongehalt
Ellenberg -KS-
Stickstoffgehalt
Lockergestein-
Oberboden-
Tongehalt
(Feinboden)
7
Volumszuwachs- Mittlere maximale O-AE O- O- Oberboden-
Relativhöhe der Jahresmittel der Temperaturzahl Höhen- Höhen Kontinentalitäts- Reaktionszahl Stickstoffzahl O-AE O-AE O-Bh O-Bh O-Bvs O-S O-S O-G O-G O-TP O-C O-C Oberboden - Mittlere
index- Lufttemperatur Humus- Bvs TP Grobskelett:
Strauchart Lufttemperatur Index klimagrenze1 kontinentalität zahl Index Index Index Tiefe Bodenart Tiefe Bodenart Bodenart Tiefe Bodenart Tiefe Bodenart Bodenart Tiefe Bodenart Profiltiefe Oberbodentiefe
Strauchschicht Jahresamplitude gehalt Tiefe Tiefe Volumsanteil
Legende
Ergebnisse die aus
low <
Funktionsgrad, ihrem dortigen
Rang entsprechend, einfließen
Steht als Beispiel für sich immer
wiederholende Abläufe aber mit
jeweils anderen Daten. In diesem
Bsp Daten aud den Orten Weitra,
Bruck, Bayern,...
Steht als Beispiel für sich immer
wiederholende Eingangs-
parameterabläufe aber mit jeweils
anderen Daten. In diesem Bsp
Daten aud den Orten Weitra,
Bruck, Bayern,...
Nummern entsprechen dem
Regionaler 1 Rang mit dem der betreffenden
Regionale mittlere
Regionale Jahresmittel- mittlerer Wert in die Berechnung einfließt
maximale
Mittlere Standorts- Jahresmittel- Lufttemperatur Temperaturzahl maximaler Kontinentalitäts- Reaktionszahl der Stickstoffzahl der
Artcode Lufttemperatur-
Höhenlage Lufttemperatur auf Expositions- der Krautart Lufttemperatur- zahl der Krautart Krautart Krautart
Jahresamplitude
NN korrektur Jahresamplituden-
auf NN
gradient
Eingangsparameter
8 1 4 5
Hochwasserschutz Funktionserfüllungsgrad:
Prozessanalyse
19.10.2005 Autor: DI C.Gratzl
Regionaler
Standorts- Jahresmittel-
Exposition
Hangneigung Lufttemperatur-
gradient
06.03.2019 9
Institut für Waldbau I Matrix of Evaluation 评价矩阵
Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLE 6
Carbon Sink / Source Calculation
II: Breakdown
I: Optimum (C-Source)
(C-Sink) III: Juvenescence
(no Source/no Sink)
I II III I
Simulation years
II III
300
Total Carbon 250
200
CARBON [t ha yr ]
Soil Carbon
-1
150
-1
Necromass C 100
50
0
7.5
5.0
2.5
NPP Carbon 0.0
-2.5
NEE Carbon -5.0
-7.5
-10.0
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
06.03.2019 Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLE YEARS 7
forCERT Resource Inventory Technologie
Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLE
forCERT Resource Inventory Technologie
Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLE
Integrated Sustainable Multiple-use Natural-Resources Management Model
ISO-17065 CERTIFICATION
for Planning, Monitoring & Evaluation
ISO-9001, 14001 CERTIFICATION
for Planning, Monitoring & Evaluation
©Copyright Pitterle 2012
Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLETechnology Applications
for
Sustainable Natural Resources Management
Agriculture CO² Storage
Forestry Water Pollution
Reneweble Energy Air Pollution
Animal Husbandry Natural Hazards
Grazing Risk Assessment
Food Safety Public Subsidies
Water Supply Logistics
Biodiversity Control Environment Control
Resources Inventory – Management Planning – Monitoring – Evaluation – Certification
Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLEPublic Users: ministries, administration, extension services, research, … etc.
MICROSOFT ® Bing – maps (30 cm resolution)
Sustainable Management
Sustainable Management
+ +
4-CERT-Technology Weather & Soil PROGIS-Technology
Sensors
Inventory
GIS
ManagemModels Data
Software
Certification
Private Users: farmers, foresters, advisors, industries, investors, … etc.
Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLEDo – Consulting – Pilot/Demonstration Projects
… public awareness programs (for wake up and understand)
… technology transfer (processes, data&management, GIS
software, etc.)
… standards … certification systems ... management models
… international network of research institutions & consultants
… international education & training network
More degradation means more poverty
……… Wake up !!!
© Copyright Pitterle 2013
06.03.2019 Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLE 13Integrated Sustainable Multiple-use Natural-Resources Management Model
Phase 0
Natural Resource Natural Resource
Inventory Management
©Copyright Pitterle 2012
Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLEIntegrated Sustainable Multiple-use Natural-Resources Management Model
High Resolution Phase 1
Aerial Photo
Data
Provider
Natural Resource Natural Resource
Inventory Management
Data
Information
Center
Real
Time
Telemetric
Data Transmitter
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Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLEIntegrated Sustainable Multiple-use Natural-Resources Management Model
High Resolution Phase 2
Aerial Photo
Software Data
GIS-Platform Provider
Natural Resource Natural Resource
Inventory Management
Data
Information
Center
Real
Time
Telemetric
Data Transmitter
©Copyright Pitterle 2012
Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLEIntegrated Sustainable Multiple-use Natural-Resources Management Model
High Resolution Phase 3
Aerial Photo
Software Data
GIS-Platform Provider
Natural Resource Natural Resource
Inventory Management
Product & Service Capacity
Product & Service Certification Data
Information
Center
Real
Time
Telemetric
Data Transmitter
©Copyright Pitterle 2012
Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLEIntegrated Sustainable Multiple-use Natural-Resources Management Model
High Resolution Phase 4
Aerial Photo
Software Data
GIS-Platform Provider
Natural Resource Natural Resource
Inventory Management
Product & Service Capacity
Data
Mngm. Expert Model
Product & Service Certification
Mngm. Master Plan
Information
Mngm. Project Plan
Mngm. Execution
Center
Mngm. Certification
Real
Time
Telemetric
Data Transmitter
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High Resolution Phase 5
Aerial Photo
Software Data
GIS-Platform Provider
Natural Resource Natural Resource
Inventory Management
Product & Service Capacity
Data
Mngm. Expert Model
Product & Service Certification
Education Technical
Mngm. Master Plan
Information
Mngm. Project Plan
&Training Service
Mngm. Execution
Center
Mngm. Certification
Real
Time
Telemetric
Data Transmitter
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Institut für Waldbau I Ass.Prof. DI Dr. Alfred PITTERLENational Strategy on Natural Resources Management
2016 Gover- Start-up Project National Program
2017
2020
2050
nance Pilot Roll out
1 10
Political Public Private Partnership
Frame Program Projects (PPPPP)
2
7 Feasibility Study (FS)
National
Technica Land Water Atmosph
3
Standard Pilot Area
FS FS FS
8 11
National 4
Master Pl Master Pl Master Pl
Executio Technology Transfer
Standard 12
5 PPPPP 1 PPPPP 1 PPPPP 1
9
Program Implementation
PPPPP 2 PPPPP 2 PPPPP 2
Master
6
Planning
Final Results PPPPP 3 PPPPP 3 PPPPP 3
13
Project
M&E PPPPP…n PPPPP…n PPPPP…n
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wissenschaften
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Tel.: +43 (0)664 3500151
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