Forschung

Intensive Landnutzung trägt zum Verlust von Lebensräumen und zur Verminderung der Qualität von Ökosystemen bei, was die globale Artenvielfalt bedroht, insbesondere in Graslandschaften, die Lebensraum für vielfältige Pflanzen- und Insektengemeinschaften bieten. Bisherige Forschungen haben sich vor allem auf die direkten Auswirkungen der Landnutzung auf Insekten konzentriert, während indirekte Auswirkungen wie Veränderungen des Mikroklimas noch nicht vollständig untersucht wurden. Wie sich die Landnutzung auf den mikroklimatischen Nischenraum auswirkt und wie diese Beziehung die negativen Auswirkungen der intensiven Landnutzung auf die Insektenvielfalt mildert, ist unbekannt. Wir werden räumlich hochauflösende Mikroklimadaten, die mittels thermischer Fernerkundung gemessen wurden, mit Insektenprobenahmen und der Messung der thermischen Toleranz von Insekten kombinieren, um zu verstehen, wie sich durch die Landnutzung bedingte Veränderungen des Mikroklimas auf die Insektenvielfalt und die Zusammensetzung der Insektengemeinschaften auswirken. Wir gehen davon aus, dass intensiv genutzte Graslandschaften engere mikroklimatische Nischen bieten und dass verschiedene Komponenten der Landnutzung (Mähen, Düngung, Beweidung) unterschiedliche Auswirkungen auf das Mikroklima haben. Um diese Hypothese umfassend zu überprüfen, werden wir das Vorkommen und die Vielfalt von Insekten auf allen 150 Graslandparzellen der Biodiversitätsexploratorien mit Hilfe von Saugproben (Biozönometer) quantifizieren. Gleichzeitig werden wir wiederholt Oberflächentemperaturen mit hoher räumlicher Auflösung mittels Drohnenflügen erfassen, um mikroklimatische Nischen zu charakterisieren und Insektenproben mit präzisen Mikroklimadaten abzugleichen. Anhand dieser Oberflächentemperaturen und einer Reihe von Kovariaten (z. B. Pflanzenbedeckung, meteorologische Bedingungen) wollen wir das Mikroklima innerhalb und unterhalb des Graslanddachs, wie es von Insekten wahrgenommen wird, räumlich charakterisieren. Um die thermische Toleranz und Widerstandsfähigkeit von Insekten mit den mikroklimatischen Bedingungen, denen sie ausgesetzt sind, in Verbindung zu bringen, werden wir die kritischen thermischen Maxima für eine Untergruppe von Insektenarten messen. Diese umfassenden und sich ergänzenden Daten aus der Fernerkundung und der Insektenökologie werden dazu beitragen, den Zusammenhang zwischen Landnutzung, Mikroklima und Insektenbiodiversität in bewirtschafteten Graslandschaften zu entschlüsseln. Somit wird die vorgeschlagene Forschung das Verständnis darüber, wie sich unterschiedliche Formen und Intensitäten der Landnutzung auf die Biodiversität auswirken, erheblich voranbringen, was eine der zentralen Fragen des gesamten Biodiversitäts-Exploratorien-Programms ist.

Dieses Projekt umfasst die Entwicklung fortschrittlicher Frameworks für maschinelles Lernen (ML) auf Basis von Transferlernen, die Multisensor-Fernerkundungsdaten integrieren. Diese Frameworks unterstützen die detaillierte Kartierung der Bodenbedeckung und die Bewertung der Gesundheit landwirtschaftlicher Pflanzen. Der Ansatz nutzt vortrainierte ML-Modelle und passt diese systematisch an verschiedene agroökologische Regionen, Bewirtschaftungssysteme und Sensorkonfigurationen an. Besondere Berücksichtigung finden dabei Daten mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung aus den Konstellationen Sentinel-2 und Planet. Das Projekt zielt darauf ab, die Robustheit und Generalisierungsfähigkeit von ML-Modellen unter unterschiedlichen Umweltbedingungen zu verbessern, indem komplementäre spektrale, räumliche und zeitliche Informationen kombiniert werden. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Übertragbarkeit zwischen Standorten und Jahreszeiten, um den Bedarf an umfangreichen lokalen Trainingsdaten zu reduzieren und gleichzeitig eine hohe Klassifizierungs- und Diagnosegenauigkeit zu gewährleisten. Die daraus resultierenden Rahmenwerke sind skalierbar und einsatzfähig und ermöglichen eine konsistente Überwachung des Vegetationszustands, der Erntebedingungen und der Dynamik der Landbedeckung. Sie werden die Entscheidungsfindung in der Präzisionslandwirtschaft, der Ökosystemüberwachung und der nachhaltigen Landbewirtschaftung unterstützen.

Analyse der Entwicklung von Grundwasser-Neubildung und verfügbaren Grundwasser-Ressourcen im Bezugszeitraum 3. zu 4. NGP (Nationaler Gewässerbewirtschaftungsplan) für die oberflächennahen Grundwasserkörper: Überprüfung und ggf. Aktualisierung der GW-Neubildung und GW-Ressourcen, die auf der BML-Studie „Wasserschatz Österreichs“ basiert. Dies passiert durch einen Vergleich relevanter Daten der Zeitreihen 1998 – 2017 und 2004 – 2023. Die im Zuge der Analyse gewonnene Erkenntnisse sollen in den Entwurf für den 4. NGP eingearbeitet werden. Weiters wird an der Erarbeitung von Szenarien für die Grundwasserneubildung und verfügbare Grundwasserressourcen im Rahmen von Anpassungsstrategien an den Klimawandel für die österreichische Wasserwirtschaft gearbeitet.