Original paper

Ansätze zur Regionalisierung bei sehr geringer Datendichte und inhomogener Datenverteilung -- Erläuterungen am Beispiel des regionalen Verteilungsmusters von Phosphat-Flußraten über die Sediment-Wasser-Grenzfläche im östlichen Süd-Atlantik

[Different approaches to regionalisation in case of very low data density and inhomogenious data distribution -- An example of regional distribution patterns of phosphate flux rates across the sediment water interface in the eastern South Atlantic]

Zabel, Matthias; Dahmke, Andreas; Schulz, Horst D.

Kurzfassung

Die bei Felduntersuchungen häufig begrenzte Anzahl von Meßergebnissen und deren räumliche Verteilung stellen ein großes Problem bei der Datenanalyse im Hinblick auf die möglicherweise zugrunde liegende ortsabhängigen Strukturen dar. An einem Beispiel mit marin-geochemischer Fragestellung wird eine mögliche Vorgehensweise zur Durchführung von Regionalisierungen bei sehr geringer Datendichte erläutert. Ziel der Untersuchungen war es, ein regionales Verteilungsmuster für diffusive, benthische Phosphat-Flußraten im östlichen Süd-Atlantik zu erstellen. Durch die Anwendung geostatistischer Verfahren (Variogramm-Analysen) konnte zunächst gezeigt werden, daß die untersuchten Lokationen im Hinblick auf Phosphat-Frei- bzw. Festlegungsraten bis zu einer Entfernung von 7° (ca. 800 km) in einem ortsabhängigen strukturellen Zusammenhang stehen. Auf Grundlage der Erkenntnisse dieser Voruntersuchungen wurde eine Regionalisierung mit Hilfe der Krigeage-Methode durchgeführt. Die regionalen Strukturen des erstellten Verteilungsmusters zeigen die erwartete enge Verbindung zwischen den Nährstoff-Flußraten und der primär in der photischen Zone produzierten organischen Substanz. Über korrelative Bezüge zu ratenbestimmenden Steuerparametern (Primärproduktion, Wassertiefe und Strömungsmuster) konnte eine interpretative Anpassung der automatisiert erstellten Regionalisierung an den Datensatz dort durchgeführt werden, wo das benutzte Verfahren aufgrund der sehr unterschiedlichen Datendichte an seine Grenzen stieß. Als Ergebnis des durchgeführten Verfahrens wurde eine Karte regionaler Verteilungsmuster erstellt, deren Aussagen sich mit ozeanographisch-sedimentologischen Verhältnissen nachvollziehbar ableiten lassen.

Abstract

The often restricted amount of data obtained in the field and their spatial distribution are major problems in the interpretation of data for possibly underlying local structures. A procedure for regionalisation on the basis of very low data density is presented for a marine geochemical example. The aim was to evaluate a regional distribution pattern for diffusive benthic phosphate flux rates in the eastern South Atlantic. With the help of geostatistic methods (variogram) it could be shown that the investigated locations correlate spatially and structurely up to a distance of 7° (ca. 800 km) regarding phosphate release and fixation. On the basis of these results a regionalisation was carried out using the krigeage-method. The regional structures of this distribution pattern showed the expected relationship between the nutrient flux rates and the organic matter primarily produced in the photic zone. In case the used procedure was not applicable due to regional very different data density an interpretive fit of the computerised regionalisation was carried out with correlative references to rate determining factors such as primary production, water depth and current patterns. A map of regional distribution patterns was produced showing good agreement with recent oceanographical and sedimentological conditions.

Keywords

Borehole sectionsmarine sedimentspore waterssediment-water interfacebottom watersnutrientphosphatestatistical distribution (variogram)krigingdata processingregionalization Southeast AtlanticGulf of Guinea