Schuster, C. (1975). Überlegungen zur Arbeitsmethodik für die Versuchsplanung von standortskundlichen Untersuchungen. In W. Bosshard (Ed.), Mitteilungen / Eidgenössische Anstalt für das Forstliche Versuchswesen: Vol. 51/1. Boden - Pflanze - Wasser. Fest

Überlegungen zur Arbeitsmethodik für die Versuchsplanung von standortskundlichen Untersuchungen .

CHRISTIAN SCHUSTER

Die folgenden Ausführungen stützen sich auf Erfahrungen, die der Verfasser in den vergangenen Jahren als Mitarbeiter einer interdisziplinierenden Planungsgruppe sammeln konnte. Sie sind nicht spezifisch auf die Bodenphysik bezogen, sondern mögen auch für Arbeiten in anderen Wissensgebieten hilfreich sein. Die dargeleg­

ten Ideen sind nicht neu, sondern werden bei Planungsprozessen schon seit gerau­

mer Zeit mit Erfolg angewendet (vgl. MAucH, 1973 *).

1. Einleitung

Bei einem vielschichtigen Problem, wie z. B. der Erfassung des Wasserhaushaltes eines bewaldeten Hanges, besteht die Gefahr, daß trotz großer Bemühungen und enormem Installations- und Meßaufwand keine widerspruchsfreie und abgewogene Lösung gelingen will. Zum Schluß liegen wohl viele Meßresultate vor, aber es fehlt die Kraft, sie zu einer homogenen Gesamtinterpretation zu verarbeiten. Zudem besteht die Tendenz zu einer sektoriellen Betrachtungsweise, die verschiedene Ursachen habenkann. Ein unterschiedlicher Entwicklungsstand der Untersuchungs­

methodik kann zu ungewollter Einseitigkeit oder wenig abgestimmter Genauigkeit der verschiedenen Teiluntersuchungen führen. Auch die berufliche Ausbildung und spezielle Begabung des Wissenschafters üben ihren Einfluß aus.

Notwendig wäre somit eine systematische Denk- und Arbeitsmethodik (oder Ordnung der Gedanken), welche eine umfassende und wohlabgewogene Problem­

lösung gewährleistet.

2. Die systemanalytische Arbeitsmethodik

Die Arbeitsmethodik ist einfach und robust und kann in einige wenige, bei allen Problemen wiederkehrende Schritte gegliedert werden. Sie eignet sich für die. Pla­

nungsphase einer wissenschaftlichen Arbeit. Weil diese Phase für die Qualität einer Untersuchung von entscheidender Bedeutung ist, lohnt es sich meiner Ansicht nach, für die Versuchsplanung einigen Aufwand zu betreiben. In der Folge sollen die einzelnen Arbeitsschritte dieser Vorbereitungsphase beschrieben werden.

* MAucH, S. P., 1973: A Hierarchical Model of the Planning Process. Town and Planning Rev.

44, 2: 147-166.

2.1 .. Abgrenzung und Definition des Untersuchungsobjektes

Ein komplexes Untersuchungsobjekt wird unterteilt in verschiedene Unter­

systeme (Komponenten). Man greift also die Hauptkomponenten eines Systems heraus, hält ihre gegenseitige Beziehung fest und betrachtet dann jede Kompo­

nente wieder als System.

Es zeigt sich, daß jedes System auch als Teil eines übergeordneten Systems betrachtet werden kann. Ein Qualitätsmerkmal dieser Arbeitsmethode besteht also darin, daß auch die Beziehungen zum übergeordneten Rahmen sorgfältig untersucht werden und damit ein Mittel nie zum Selbstzweck wird.

Wenn wir nun das frühere Beispiel des Wasserhaushaltes eines bewaldeten Hanges als zentrales Untersuchungsobjekt oder System betrachten, so ergibt sich etwa der folgende (unvollständige) hierarchische Aufbau von Subsystemen (Abbil­

dung 1):

---1 ---, ---

1 Forstwirtschaftliche !,....� Vegetation

i.-�

1 ... // 1 ...^... ---^--;-.:--/

...... / 1 � > :::::...^,,.- /

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1 1 1 mus 1

L ________ J

Wasser­

senken Wasser­

quellen · Oberflächen­

beschaffen­

heit des Hanges

übergeordnete Systeme

Systeme 1. Ordnung

Systeme 2. Ordnung

Systeme 3. Ordnung Abbildung 1 Hierarchische Gliederung von Systemen am Beispiel der Untersuchung

des Wasserhaushaltes eines Hanges.

Umrandet: primäre Untersuchungsbereiche.· Gestrichelt: sekundäre Untersuchungsbereiche.

(Es wurden nur die wichtigsten Querbeziehungen angedeutet.)

Ausgehend von dieser morphologischen Gliederung des Untersuchungsobjektes müssen nun die relevanten, d. h. bezüglich Untersuchungsresultat sensitiven Bestim­

mungsgrößen und ihre gegenseitige Abhängigkeit festgelegt werden (in Abbildung 1 sind nicht alle Wechselbeziehungen eingezeichnet worden). Vereinfachend dar­

gestellt lassen sich diese Bestimmungsgrößen in zwei Gruppen unterteilen:

a) nicht beeinflußbare, systemimmanente Faktoren (z. B. W asserentzug durch die Vegetation)

b) wählbare, d. h. kontrollierbare Randbedingungen ( durch Versuchsanordnung und Wahl der Versuchsfläche, z. B. Hangneigung, Bodenhomogenität usw.). · Während die erste Faktorengruppe dem Einfluß des Untersuchenden entzogen ist, läßt sich der zweite Bereich, nämlich die Wahl der Untersuchungsbedingungen, mehr oder weniger frei gestalten. Das . Festlegen dieser Randbedingungen ist wohl für jede Untersuchung eine entscheidende und im höchsten Maße verantwortungs­

volle Phase.

2.2. Die Zielsetzung oder Fragestellung

Die Zielsetzung einer Untersuchung muß sorgfältig auf die Systemabgrenzung abgestimmt sein. Es kann manchmal auch vorteilhafter sein, vor der Systemabgren­

zung gewisse Zielvorstellungen zu entwickeln und anschließend die zugeordneten Systeme zu suchen. Jede Systemkomponente ( oder Teiluntersuchung) hat ihr Teil­

ziel; übergeordnete Systemteile haben ein übergeordnetes Ziel.

Analog zur Systemhierarchie gibt es also auch eine Zielhierarchie, die in ihrem Aufbau kongruent sein sollte. Es dürfte interessant sein, einmal ein abgeschlosse­

nes Forschungsobjekt auf diese Kongruenz hin zu untersuchen. Sehr oft wird man feststellen können, daß bestimmte Aufgaben zwar bearbeitet wurden, in einer spä­

teren Phase aber nicht interpretiert worden sind; vielleicht weil ihre Bearbeitung für die Lösung des Gesamtproblems nicht relevant war.

2.3. Das Auffinden von Lösungen: Verschiedene Wege·führen zum.Ziel Wenn sich alle Untersuchungsziele als quantifizierbare Funktion von äußeren Randbedingungen darstellen ließen, wäre das Auffinden der bestmöglichen Unter­

suchungsmethode ein lösbarer Optimierungsprozeß. Leider lassen sich gerade in der Wissenschaft oft nicht alle Anforderungen quantifizieren. J:?ennoch ist es not­

wendig, daß zur Lösung eines Problemkreises verschiedene Varianten erarbeitet werden, die dann vergleichend bewertet werden können. Die Erarbeitung von Lösungsvorschlägen ist ein kreativer Prozeß.· Er sollte nicht durch vorgefaßte Mei­

nungen und durch zu frühe Rücksichtnahme auf Realisierungsmöglichkeiten ein­

geschränkt werden. Hier wird im wesentlichen über das Gelingen· von echten Alter-

nativen und Auffinden von neuen Lösungswegen entschieden. Allerdings verlangt diese Arbeitsphase einen großen überblick und _eine Vertrautheit mit der Unter­

such�ngsmaterie, die oft erst nach längerer Einarbeitungszeit erwartet werden kann.

Während die bisherigen Elemente des Problemlösungsvorganges rational und in allen Teilen nachvollziehbar waren, werden in dieser Phase die unbewußten, ge­

stalterischen und schöpferischen Kräfte angesprochen.

2.4. Die Bewertung und Auswahl

Die verschiedenen' Lösungswege müssen nun bezüglich ihrer Auswirkungen be­

urteilt werden. Im allgemeinen werden die positiven Aspekte (Nutzen) den nega­

tiven (Aufwand) gegenübergestellt. Bei wissenschaftlichen Arbeiten läßt sich im allgemeinen der Nutzen nicht direkt messen. In solchen Fällen kann jedoch zu einem Hilfsmittel gegriffen werden, der Sensivitätsanalyse. Mit diesem Instrument lassen sich die unterschiedlichen Beiträge der einzelnen Faktoren an das Ziel­

system beurteilen. Allerdings führt diese Methode nur zu einem Relativvergleich, und die Resultate können je nach den zugrundegelegten Wertvorstellungen (z. B.

Meßgenauigkeit, Naturtreue usw.) verschieden ausfallen.

In einer zweiten Beurteilungsphase muß nun auch die Realisierbarkeit in tech­

nischer und wirtschaftlicher Hinsicht beurteilt werden. Während in der Privatwirt­

schaft dieser Prozeß oft automatisch durch· den Wettbewerb sich gegenseitig kon­

kurrierender Gruppen gewährleistet ist, muß die wissenschaftliche Forschung an diesem Punkt eine gewisse Selbstkontrolle ausüben. Sie ist wesentlich, wenn das vom Staatsbürger in die Forschungsanstalten gesetzte Vertrauen gewährleistet sein soll.

Die Auswahl der richtigen Lösungswege ist schließlich die Kunst, alle Konse­

quenzen gegeneinander abzuwägen und das Wünschbare mit dem Realisierbaren in Einklang zu bringen. Dieser letzte Schritt ist bedeutsam, da in der Regel nur eine Lösung ausgeführt wird.

3. Zusammenfassung und Beurteilung der systemanalytischen Arbeitsmethodik

Im wesentlichen erfaßt die Systemanalyse die folgenden fünf Schritte (Abbil­

dung 2):

1. Die Abgrenzung und hierarchische Strukturierung des Systems.

2. Die mit der Systemabgrenzung kongruente Zielformulierung.

3. Das Ausarbeiten alternativer Lösungsmöglichkeiten.

4. Die Bewertung der Lösungsvorschläge.

5. Die Auswahl der bestmöglichen realisierbaren Lösung.

Durchführung

Abbildung 2 Die fünf Hauptelemente des systemanalytischen Denkprozesses.

Die Abbildung des Denkprozesses mit den fünf Hauptschritten zeigt gleich­

zeitig, daß es sich hierbei nicht um einen einmaligen Ablauf handelt. Die Arbeits­

methode bedingt ein iteratives Vorgehen, was heißt, daß erarbeitete Lösungen, die . der Bewertung nicht standhalten, eine Überprüfung der Zielsetzung und System­

abgrenzung bedingen. Vielleicht wurden zu extreme Randbedingungen gesetzt oder die Zielsetzung war unrealistisch. In solchen Fällen muß der ganze Prozeß mit geänderten Annahmen wiederholt werden.

Welches sind nun die Vor- und Nachteile dieser Arbeitsmethodik?

Die Methode ist polivalent, d. h., sie ist unabhängig vom Sachgebiet oder von der hierarchischen Stufe des Problems.

Sie erlaubt eine klare Trennung zwischen Untersuchungsmethode, Untersuchungs­

instrument und dem zu bearbeitenden Stoff.

Die Gliederung des Systems ermöglicht eine gesamtheitliche, in sich ausgewo­

gene und mit anderen Bereichen abgestimmte Bearbeitung des Problems.

Die gegenseitige Beeinflussung von Subsystemen wird sichtbar gemacht.

Der Arbeitsablauf ist flexibel und ermöglicht Korrekturen in jeder Phase (Itera„

tionsprinzip ).

Wie bei jeder Denkmethode besteht die Gefahr, daß die Analyse Selbstzweck wird.

Wenn beim Vergleich von Lösungsvorschlägen unbewußt Wertvorstellungen (normative Überlegungen) miteinbezogen werden, erschwert oder verunmöglicht dies eine objektive Auswahl der besten Lösung.

Schließlich besteht noch das Problem, daß diejenigen Elemente, die sich leicht einer rationalen Lösung zuführen lassen, mehr Gewicht erhalten als jene, welche

zwar erkannt werden, aber weil sie schwieriger anzupacken sind, leicht beiseite geschoben werden.

Das hier beschriebene Modell einer Arbeitsmethodik erhebt nicht den Anspruch der Unfehlbarkeit. Es sollte auch nicht rezeptbuchartig angewendet werden. Es stellt vielmehr eine grobe Analyse und den Versuch einer systematischen Gliede­

rung der Prozesse dar, die bei jeder Problemlösung mehr oder weniger bewußt vollzogen werden.