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

Signalstärke von Bodenveränderungen
Tab. 35: Variationskoeffizienten (cv) der Paardifferenzen (PD) von
Protonenkonzentrationen und pH-Werten 1986 und 2003 im Spessart (Göttlein pers.
Mittl.). Relative kritische Differenz bezogen auf den pH-Wert 1986.
Puffer-
bereich
N cv [H + ]
80
cv pH Kritische Differenz %
pH-Werte
PD PD gepaart unabhängig
pH KCl 0-2 cm 3 60 0.73 0.69 1,7 2,5
pH KCl 15-17 cm 4 69 2.9 1.57 1,2 1,7
pH H2O 0-2 cm 3 60 0.46 0.49 1,7 1,3
pH H2O 15-17 cm 4 69 0.48 0.45 1,1 1,0
Am stärksten streuen die Differenzen beim pH im KCl-Extract (15-17 cm Tiefe) mit
einem Variatonskoeffizienten von ca. 160 % (Protonenkonzentrationen 290 %). Trotz
hoher Streuung der Paardifferenzen korrelieren die pH-Werte von 1986 und 2003
signifikant miteinander. Dies ist der Beleg dafür, dass die Stichproben tatsächlich
verbunden sind. Nach dem t-Test für verbundene Stichproben sind die pH-Werte in
den betrachteten Straten signifikant angestiegen. Auch im Fall des pH (KCl) in 15-17
cm Tiefe konnte die Bodenveränderung mit dem verbundenen t-Test statistisch
belegt werden (p< 0,001).
Im Vergleich zum unabhängigen t-Test ergeben sich allerdings kaum Vorteile, da die
Streuung der pH-Werte innerhalb der untersuchten Straten sehr klein ist. Die
kritischen Differenzen beider Verfahren liegen daher nahe beieinander. Die
Mittelwertdifferenzen fallen auch für den unabhängigen t-Test hoch genug aus und
sind in allen Fällen statistisch hochsignifikant (p< 0,001).
Vorteile gegenüber dem unabhängigen Test würden sich v.a. dann ergeben, wenn
die Streuung der Paardifferenzen deutlich kleiner ist als die Streuung der
Einzelwerte. Genau das Gegenteil ist jedoch der Fall. Während die Einzelwerte in
den Straten einen Variationskoeffizienten zwischen 3 und 5 % aufweisen, sind die
Variationskoeffizienten der Paardifferenzen ca. 10-mal höher.
Der Vergleich der beiden Stichprobentests illustriert, dass die Anwendung des
verbundenen Test nur dann Vorteile besitzt, wenn die Werte von Erstbeprobung und
Zweitbeprobung sehr deutlich miteinander korrelieren. In einer Meta-Analyse der
räumlichen Beziehung von BZE-Parametern (C-, N-Gehalte und –Vorräte, C/N-
Verhältnis, Ake und BS) von 33 bayerischen Bodendauerbeobachtungsflächen
erwies sich der pH als räumlich besonders stark korreliert. Die pH-Werte der