Da Freilandmessungen in der Regel nur über relativ kurze Zeiträume und nur auf kleinem Raum durchführbar sind, erlangen Modelle für eine Beschreibung von waldökosystemaren Prozessen (bes. von solchen, die langsam ablaufen) und für räumliche Extrapolationen große Bedeutung. Auf diese Weise wird es oft erst möglich, langfristig und großräumig auftretende Dynamiken darzustellen.

Biogeochemisch-mechanistische Modelle (= BGC-Modelle) beschreiben den Fluss, die Umwandlung und die Speicherung von Energie und Materie durch bzw. in Ökosysteme/n. Anders als bei forstlichen Managementmodellen und Sukzessionsmodellen geht es bei den BGC-Modellen nicht mehr um die Betrachtung und Prognose der Entwicklung bspw. von Baumpopulationen, sondern die zu schätzenden Grössen sind die produzierte Biomasse im Zuge der Nettoprimärproduktion (Aufbau von Pflanzenmasse durch Photosynthese), Transpirationsraten (Wasserabgabe, -verdunstung v.a. durch Nadeln und Blätter), Akkumulation (=Ansammlung und Speicherung) von Stickstoff und dgl. mehr.

Im Rahmen des Projektes Störgrößen und Steuermechanismen in der Bergwalddynamik sollen Modellschätzungen über Stoffkreisläufe in Urwäldern anhand von Beobachtungen in der Natur (konkret im Urwald Rothwald) auf ihre Richtigkeit und Gültigkeit überprüft werden, um darauf aufbauend den Einfluss der Waldbewirtschaftung besser beurteilen zu können.