Forschen für die Umwelt

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Prof. Dr. Volker Grimm

Department Ökologische Systemanalyse
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Tel: +49 (0) 341 235 1711
Fax: +49 (0) 341 235 1473

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Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ
Department Ökologische Systemanalyse
Permoserstr. 15
-04318 Leipzig
E-mail: volker.grimm@ufz.de

NEW: Unser neues Lehrbuch zur agentenbasierten Modellierung!

Forschungsinteressen

• Modellbildung: Ökologische Modelle, insbesondere Simulationsmodelle bauen oft auf ad hoc Annahmen auf und sind meist nur unzureichend analysiert. Ich interessiere mich deshalb für Strategien, ökologisches Modellieren kohärenter und effizienter zu machen. Das übergeordnete Ziel ist dabei, vorhersagende Modelle zu entwickeln die zu einem mechanistisches Verständnis ökologischer Systeme führen. Gleichzeitig sollten die Modelle transparent und strukturell realistisch genug sein um Entscheidungen im Umweltmanagement zu unterstützen.
• Pattern-oriented modelling: Musterorientiertes Modellieren ist eine generelle Strategie, Sätze von Mustern, die in realen Systemen beobachtet wurden, als multiple Kriterien für die Wahl der Modellstrukturen und alternative Submodelle dienen sowie für die inverse Bestimmung ganzer Sätze unbekannter Parameter.
• Individuen- und agentenbasierte Modellierung (IBMs/ABMs): Für viele, wenn nicht sogar die meisten ökologischen Fragen sind Eigenschaften von Individuen entscheidend um Systemverhalten zu erklären. IBMs/ABMs erlauben es, individuelle Variabilität, lokale Interaktionen, sowie adaptives Verhalten zu berücksichtigen.
• Ökologische Theorie und Konzepte: Ich interessiere mich für Stabilitätskonzepte, insbesondere Resilienz und Persistenz.
• Modellierung für die Anwendung: Muster-orientiertes Modellieren führt zu strukturell realistischen Modellen, die Entscheidungen beim Management von Biodiversität und natürlichen Ressourcen unterstützen können. Ich bin an der Entwicklung von ökologischhen Modellen beteiligt, die (1) zur Risikoabschätzung von Pestiziden dienen, (2) Populationsgefährdungsanalysen unterstützen, und (3) den Rückgang von Honigbienen aufgrund multipler Stressoren untersuchen.
• Standards for model communication and formulation: Im Jahr 2006 veröffentlichten wir ein generelle Format um individuen- und agentenbasierte Modelle zu beschreiben, das "ODD protocol (Overview, Design concepts, Details)". ODD stellte sich als sehr nützlich heraus und scheint sich gegenwärtig in der ökologischen Modellierung als Standard durchzusetzen. Ein Update des Protokolls wurde 2010 veröffentlicht (siehe die ODD Webseite).

Laufende größere Projekte

• CREAM

  

  (Mechanistic Effect Models for Ecological Risk Assessment of Chemicals): CREAM ist ein Marie Curie Initial Training Network gefördert von der Europäischen Kommission. Es ist ein Netzwerk von 13 Partner-Institutionen und 8 assoziierten Partnern aus Industrie und Behörden. In 20 Doktoranden- und 3 Postdoc-Projekten wird eine Reihe mechanistscher Effektmodelle (Populationen und Individuen) für diverse Arten (aquatische und terrestrische Wirbellose sowie Fische, Vögel und Säugetiere) entwickelt. Die Modelle sollen die Risikobewertung von Chemikalien in der Umwelt, vor allem von Pestiziden, unterstützen. Ich koordiniere dieses Projekt. CREAM begann am 1.9.2009 und läuft für 4 Jahre. CREAM website.
• ABM Textbook:

  

  Steve Railsback von der Humboldt State University in Kalifornien und ich haben ein Lehrbuch über individuen- bzw. agentenbasierte Modelle geschrieben. Das Buch verwendet die Software-Plattform NetLogo. Es richtet sich an Studierende, Promovierende und Lehrende aus allen Fachrichtungen in denen derartige Modelle genutzt werden. Weitere Informationen finden sich auf der Webseite zum Buch: ABM textbook website.
• Honey bees

  

  Das Ziel dieses Projekte ist, den Einfluss verschiedener Stressoren zu untersuchen - einzeln und im Zusammenspiel - die zum Rückgang der Honigbienen in landwirtschaftlichen Flächen geführt haben könnten. Das Projekt kombiniert Modellierung und Experiment in einem systemischen Ansatz. Das Projekt wird bei Rothampsted Research, UK, durchgeführt, Projektleiterin ist Juliet Osborne. website.