Ermittlung der (potenziell) zu erwartenden Signalstärke von ...

Signalstärke von Bodenveränderungen
6. Themenübergreifende Diskussion und Schlussfolgerungen
6.1. BZE I und II - gepaarte oder unabhängige Stichproben?
Die Wiederholungsbeprobung von Standorten im Rahmen der BZE ist dem Wesen
nach eine verbundene Stichprobe. Allerdings setzt dies voraus, dass die BZE-
Flächen exakt wiederbeprobt werden und dass zwischen den entnommen
Bodenproben eine räumliche Autokorrelation besteht. Nur wenn tatsächlich eine
Abhängigkeit zwischen den Werten der Erst- und Zweitbeprobung vorhanden ist,
kommt die höhere Trennschärfe des verbundenen t-Tests zum Tragen. Dieser
Sachverhalt wird am folgenden Beispiel verdeutlicht. Grundlage der Modellrechnung
ist ein Stichprobe von N=50 und eine Zunahme der Werte ≤ 10% (Abb. 16 a). Der
Variationskoeffizient (cv) beträgt zum Zeitpunkt t1 20%. Wenn keine Korrelation der
Proben besteht (Abb. 16 c; unabhängiger Fall) erzielt sowohl der unabhängige, als
auch der gepaarte Test kein signifikantes Ergebnis, die Irrtumswahrscheinlichkeit ist
ähnlich hoch. Bei sonst gleichen Daten kann ein hochsignifikanter Unterschied
nachgewiesen werden, wenn zwischen den Werten der 1. und 2. Probenahme eine
Korrelation besteht (z.B. R² = 0,72; Abb. 16 d). Die Korrelation der Daten kommt in
der vergleichsweise geringen Streuung der Paardifferenzen zum Ausdruck (Abb. 16
b). Wie sich zeigt, ist die Streuung der Paardifferenzen für die Höhe der kritischen
Differenz gepaarter Stichproben die entscheidende Größe. Die Verwendung von
gepaarten Verfahren zur Ermittlung der kritischen Differenz von BZE-Straten ist aber
u.a. deshalb nicht möglich, weil als Basis hierfür ein Schätzwert für die Streuung von
Paar-Differenzen (PD) fehlt.
Für den pH werden die Daten von Göttlein (2006 pers. Mittl.) im Spessart
exemplarisch zur Schätzung möglicher Paardifferenzen und der damit verbundenen
Nachweismöglichkeiten herangezogen. Die Werte am Beginn (1986) und am Ende
der Messperiode (2003) decken die Periode zwischen Erst- und Zweitbeprobung der
BZE nahezu ab. Aus Gründen der Vergleichbarkeit mit der Stratenbesetzung der
BZE wurden nur die gut besetzten Gruppen (N > 50) untersucht. Die Differenzen der
pH-Werte (bzw. Protonenkonzentrationen) streuen in einem weiten Bereich (Tab.
35). Zwei der vier untersuchten Straten weisen Variationskoeffizienten (cv) von ca.
50 % auf, ein weiteres Stratum von ca. 70 %.
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