Das Dust-Bowl-Syndrom in Deutschland - Potsdam Institute for ...

ursprüngliche QDgl-Ansatz von Kuipers ist wesentlich durch Clancy, Berleant und Kay weiterentwickelt worden.
Hier sind insbesondere die Methoden des semiquantitativen Schließens (Q2, Q3 und NSIM; Kay 1996,
Berleant/Kuipers 1998) und der Reduktion der Zahl der zu betrachtenden Fälle (chatter-box abstraction; Clancy
1997), zu nennen. Auch die Ansätze zur Zerlegung hochkomplexer Modelle (DecSIM) und zur Einführung
zeitabhängiger Bedingungen (TeQSIM) sind wichtige Schritte zur Anwendbarkeit von QSIM. Interessant ist in
diesem Zusammenhang auch die Arbeit zur Sicherheitsverifikation von Systemen, bei der mit Hilfe von QSIM
Bedingungen gefunden werden, die verhindern, daß ein System in eine Katastrophenzone gerät (Loeser et al.
1998).
Diese Verfahren sind bislang noch nicht zur Modellierung globaler oder regionaler Umweltveränderungen
herangezogen worden. Gleichwohl eignen sie sich sehr gut für einen qualitativ orientierten Zugang, weil sie auf
der einen Seite zwar den grundsätzlichen Gedanken funktionaler Abhängigkeiten (objektsprachlich: von Ursache-
Wirkungsbeziehungen) aufrechterhalten und durch die Konzepte der Landmarks (Marksteine) und der Monotonie
von Abhängigkeitsbeziehungen auch präzisieren, andererseits aber nicht auf exakte Quantifizierungen von
Zusammenhängen angewiesen sind, sondern eine ganze Schar möglicher qualitativer Gesetzmäßigkeiten dann als
gleich behandeln, wenn das durch die Marksteine und Monotonien definierte Systemverhalten gleich bleibt. Was
aus der Perspektive quantitativ exakt festgelegter Funktionszusammenhänge als Manko erscheinen könnte - daß
qualitative Differentialgleichungen nur ein ungefähres Systemverhalten definieren - erscheint aus der Sicht des in
diesem Projekt zu bearbeitenden Problems geradezu als Stärke: die aus dieser Problemformulierung deduzierten
qualitativen Zeitverläufe bilden ähnliche Klassen von Dynamiken des Mensch-Umweltsystems ab und kommen
damit strukturell dem Projektziel der Typisierung vergleichbarer Fälle nah. Dieser Formalismus versetzt einen
dadurch in die Lage, etwas zu tun, was viele regionalen Fallstudien häufig auch dann unterlassen, wenn sie mit
expliziten Modellen der vor Ort wirksamen Mechanismen arbeiten: die Dynamik und die möglichen Verläufe zu
bedenken, die sich aus dem angenommenen Strukturmodell noch ergeben können, in der Regel aber nicht
berücksichtigt werden.
Bei der Verwendung qualitativer Differentialgleichungen (QDGln) (Kuipers 1994; zur Anwendung auf den
Globalen Wandel s. Petschel-Held et al 1999; Diskussion über mögliche Anwendungen in der Geographie s.
Frank 1996) werden neben den in den Beziehungsgeflechten enthaltenen Vorzeichen der Wechselwirkungen im
wesentlichen nur Annahmen über sog. Meilensteine und deren Korrespondenz benötigt, an denen eine qualitative
Änderung der beschriebenen Wechselwirkung hypothetisiert wird. Es ist nicht erforderlich, quantitative Werte für
diese Meilensteine zu ermitteln: es reicht hin, von ihrer Existenz auszugehen.
Im allgemeinen sind durch eine einzelne QDGln zahlreiche Lösungsmöglichkeiten bestimmt, die mit den aus den
empirischen Untersuchungen ermittelten Entwicklungen zu vergleichen sind. Wichtig in diesem Zusammenhang
ist die für die Lösung von QDglm relativ neu entwickelte Methode der Chatter-Box-Abstraction (Clancey 1997),
vermittels derer eine deutliche Reduktion der Zahl möglicher Systemverhalten gelingt. Es ist zu erwarten, daß die
Zahl der möglichen Lösungen des qualitativen Differentialgleichungssystems trotz Verwendung dieser und
ähnlicher Abstraktionsmethoden hoch ist.
Aber auch diese arrivierte Form der mathematischen Analyse erfordert zunächst die Kondensierung des Ursache-
Wirkungsgeflechts auf seinen kybernetischen (d.h. die gegenseitigen Regelungsbeziehungen betreffenden) Kern.
In Abbildung 4.1 wird dieser dynamische Kern des Syndroms iterativ entwickelt und schrittweise analysiert,
wobei zunächst das kybernetische Konzept eines Agrarsektors unter Marktbedingungen diskutiert wird (Abb. 4.1,
A), im nächsten Schritt dann zusätzlich der Umweltaspekt Berücksichtigung findet (Abb. 4.1, B) wird und
schließlich die Aspekte der Markordnung eingeführt werden (Abb. 4.1, C).
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