Deutsches Zentrum für Schienenverkehrsforschung beim Eisenbahn-Bundesamt

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Modellierung der Einfuhr und Verbreitung von invasiven Arten durch Verkehrsträger

Forschungsbericht 5 (2020), November 2020, 84 Seiten, PDF, ca. 10,5 MB

Modellierung der Einfuhr und Verbreitung von invasiven Arten durch Verkehrsträger

Das Ziel dieser Studie war es, die Ausbreitung und Etablierung von gebietsfremden Arten (Neobiota) durch Verkehrsträger in Deutschland vorherzusagen und zu quantifizieren. Hierzu wurde ein Computermodell (CASPIAN) entwickelt, welches die Ausbreitung und Etablierung von Neobiota über die Verkehrsträger Straße, Schiene und Binnenwasserstraße deutschlandweit simuliert. Das Modell berücksichtigt eine Vielzahl von Ausbreitungswegen, die mit Verkehrsträgern und Verkehr assoziiert sind. Dies beinhaltet die Nutzung von Infrastrukturelementen als Wanderkorridore, die Ausbreitung über die Anheftung an Transportmittel wie Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Zügen und Schiffen, die Ausbreitung durch Fahrtwind und die Ausbreitung in Containern und Paletten. Das Computermodell ist modular aufgebaut, so dass einzelne Ausbreitungswege durch den Nutzer ein- bzw. ausgeschaltet werden können.

Die Grundlage der Computersimulationen bilden umfangreiche Datensätze zu Verkehrsflüssen, die aus routenfähigen Netzmodellen zum Verkehrsträger Straße entnommen wurden und aus Originaldaten zu Strömen des Schienenverkehrs, der Binnenschifffahrt und des Güterverkehrs. Dies ermöglicht eine detaillierte Darstellung des deutschlandweiten Verkehrsaufkommens für Personen- und Güterverkehr auf verschiedenen hierarchischen Ebenen. Basierend auf den Verkehrs- und Güterdaten wird die Wahrscheinlichkeit der Ausbreitung einer Art verkehrsträgerübergreifend für jeden Ausbreitungsweg separat berechnet.

Ausbreitungsrouten innerhalb Deutschlands entlang des Straßen- und Schienennetzes Ausbreitungsrouten innerhalb Deutschlands entlang des Straßen- und Schienennetzes


Das Modell wurde mit drei Datensätzen zur beobachteten Ausbreitung von Neobiota in Deutschland kalibriert und validiert. Das kalibrierte Modell erlaubt die Berechnung der Ausbreitungswahrscheinlichkeit von jedem Standort der Verkehrsinfrastruktur in Deutschland über die entsprechenden Verkehrsträger. Hierbei ermöglicht das Modell sowohl die Simulation der Ausbreitung einzelner Arten als auch die Quantifizierung und Darstellung der generellen Hauptrouten der Ausbreitung und Schwerpunkte der Vorkommen in Deutschland.

Die Modellergebnisse bilden die Basis für eine weiterführende statistische Analyse, bei der die häufigsten Ausbreitungsrouten innerhalb Deutschlands über verschiedene Transportnetzwerke und von verschiedenen Startpunkten ausgehend ermittelt werden. Dies ermöglicht eine Priorisierung wichtiger Ausbreitungsrouten für Neobiota innerhalb Deutschlands.

Das Computermodell liegt als Softwarepaket in der frei verfügbaren Softwareumgebung R zusammen mit einem Handbuch zur Anwendung vor und ist öffentlich verfügbar.

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