Eine im Auftrag des Wissenschaftlichen Beirats für Natürlichen Klimaschutz (WBNK) erstellte Machbarkeitsstudie zeigt: Fernerkundungsdaten aus Satelliten- und Luftbildsystemen können das Waldmonitoring ergänzen und sowohl aktueller als auch flächendeckender machen. Veränderungen, Schäden und deren Ursachen sind so früher erkennbar und Verantwortliche können direkt und fundiert reagieren. Bisher werden diese Technologien für die nationalen Waldbeobachtungsprogramme nicht systematisch verwendet. Dabei sind die Voraussetzungen für ein modernes Waldmonitoring vorhanden. Was zählt, ist ein erleichterter Zugang zu Daten und die bundesweite Zusammenarbeit.
Visualisierung der räumlichen Auflösung verschiedener Fernerkundungsdaten optischer Sensoren (RGB Echtfarbendarstellung; Bilder stammen von unterschiedlichen Aufnahmedaten). Quelle: WBNK
„Wir können es uns heute einfach nicht mehr leisten, wichtige Daten zur Vitalität des Waldes nur alle paar Jahre zu erhalten und uns bei der Beurteilung des Waldzustandes nur auf Beobachtungen in wenigen ausgewählten Beständen zu verlassen,“ erklärt Professor Pierre Ibisch, Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats für Natürlichen Klimaschutz (WBNK). Die im Auftrag des WBNK vorgelegte Machbarkeitsstudie zur Nutzung von Fernerkundungsdaten im Waldmonitoring zeigt: Fernerkundungsdaten, wie vor allem Satellitenbilder, können unter anderem den Zustand, die Struktur und die Biomasse der Wälder flächendeckend und in hoher zeitlicher Auflösung erfassen. In Kombination mit bestehenden bodenbasierten Daten und Inventuren lässt sich so das wissenschaftliche Waldmonitoring weiterentwickeln. „Mit einem kombinierten Beobachtungssystem könnten wir klimabedingte Veränderungen unserer Wälder und die Ursachen dafür früher und besser erkennen, um dann direkt und gezielt darauf zu reagieren und daraus vor allem auch für die Bewirtschaftung zu lernen,“ so Ibisch weiter. Bisherige Waldmonitoringprogramme in Deutschland können sinnvoll ergänzt werden
Deutschlands aktuelles Waldbeobachtungsnetz ist bereits sehr umfassend: Es gibt stichprobenbasierte Großinventuren (zum Beispiel die Bundeswaldinventur) oder jährliche Vitalitätserhebungen (Wald- oder Bodenzustandserhebung). Außerdem werden „Vor-Ort-Daten“ zur Biodiversität, zur Bewirtschaftung, oder zur Waldbehandlung erhoben. All diese Informationen liefern Hinweise auf den Zustand des Waldes – zusammenfassend als Waldmonitoring bezeichnet. Die kurzfristigen Auswirkungen von Schadereignissen sowie regionale und lokale Veränderungen lassen sich damit jedoch häufig nicht schnell genug und nur mit begrenzter regionaler Auflösung abbilden. An dieser Stelle kann die Fernerkundung mithilfe von Satelliten-, Drohnen- und Luftbilddaten die bisherigen Monitoringdaten sinnvoll ergänzen, vor allem weil ihre Erfassungsfrequenzen höher und ihre Daten flächendeckend und mit guter räumlicher Auflösung erfasst werden. Eine Reihe von Systemen und Informationsprodukten gibt es schon und einige sind zum Teil sogar kostenlos zugänglich.
Die Fernerkundung als Chance für das Waldmonitoring
In der Machbarkeitsstudie „Zeitlich-räumliche Analyse des Zustandes der Waldökosysteme in Deutschland und multivariate Untersuchung der Relevanz von forstlichen sowie nicht-forstlichen Einflussfaktoren“ haben die Autor:innen bestehende Beobachtungssysteme analysiert und untersucht, wie sich diese kombinieren und in ein Gesamtsystem integrieren lassen. Es gibt in Deutschland zahlreiche Satellitenmissionen und flugzeuggestützte Erfassungssysteme verschiedener Institutionen, die unterschiedliche Charakteristika von Wäldern beschreiben können. Darüber hinaus sind auch Faktoren wie Bewirtschaftungs- und Behandlungsmethoden eines Waldes relevant, die nicht über Satellitendaten erfassbar sind. Um zentrale Kennwerte wie Waldzustand, Biomasse oder die Funktion der Wälder als Kohlenstoffquelle oder -senke zuverlässig abzuleiten, sollte eine breite Palette aller Datenquellen auch in den nationalen Waldmonitoringprogrammen genutzt werden. Dafür wird es auch notwendig sein, vorliegende Daten in ihrem Format, ihrer räumlichen Auflösung und in ihrer zeitlichen Verfügbarkeit zu harmonisieren, damit sie mithilfe moderner Data-Science-Methoden – einschließlich Künstlicher Intelligenz – effizient zusammengeführt und ausgewertet werden können.
Verbesserter Zugang zu Daten und deutschlandweite Zusammenarbeit
Die verschiedenen Erhebungsdaten sollten künftig besser zugänglich sein, empfehlen die Autor:innen der Studie. So können sie bei den unterschiedlichen Beobachtungsmethoden zu mehr Aussagekraft und Genauigkeit führen und gleichzeitig von anderen Stellen – Behörden sowie Waldbesitzenden – genutzt werden.
„Als WBNK empfehlen wir, ein deutschlandweites, fernerkundungsbasiertes und integriertes Waldmonitoringsystem zu etablieren, das bodenbasierte Methoden sinnvoll ergänzt“, fasst Ibisch zusammen. „Für ein modernes Waldmonitoring ist alles da. Wir benötigen es auch für eine Verbesserung der Förderinstrumente. Nun gilt es, dass alle Beteiligten in einem unkomplizierten Prozess zusammenarbeiten, damit wir das überaus wichtige Ökosystem Wald angemessen beobachten und bestmöglich vor Schäden bewahren können.“
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