VitTree

Klimawandelbedingte Wetteränderungen führen oftmals zur Verringerung der Vitalität von Bäumen. Mehrere Hauptbaumarten haben deshalb ein gesteigertes Gefährdungspotenzial. Dadurch steigt der Bedarf an kostengünstigen, rasch durchführbaren Methoden zum großflächigen Monitoring von Waldflächen. Das Projekt »VitTree« untersucht, in welchem Ausmaß und ab welchem Zeitpunkt Veränderungen der Vitalität von Bäumen mittels Fernerkundung erfasst werden können. Das Ziel derartiger Methoden ist es, möglichst frühzeitig solche Veränderungen zu diagnostizieren, idealerweise noch bevor diese für das menschliche Auge im Gelände erkennbar sind. VersuchsaufbauFür das Projekt (Laufzeit 01.01.2013 bis 30.06.2016) wurden zwei Fichtenbestände im Bayerischen Staatswald (BaySF) und ein Bestand der Österreichischen Bundesforste (ÖBf) beprobt. Da eine sehr intensive Datenaufnahme vorgenommen wurde und eine natürliche Schwächung durch zum Beispiel Borkenkäfer im Testgebiet nicht sichergestellt war, wurden die Fichten künstlich geschwächt. Dazu wurde bei der Hälfte der 140 Testbäume die Rinde über den gesamten Stammumfang in einem 20 cm breiten Ring vollständig entfernt. Die Ringelung erfolgte mittels Ringeleisen auf Brusthöhe immer in Gruppen von fünf benachbarten Bäumen. Die nicht geringelten Bäume dienten als Kontrollgruppe. Die untersuchten Bäume hielten dem künstlich induzierten Stress (Ringelung) knapp ein Jahr stand. Sowohl die Kronenansprache als auch die Fernerkundungsdaten zeigten in der ersten Vegetationsperiode praktisch keine Veränderungen der künstlich gestressten Bäume. Bei den Nadelprobennahmen war jedoch bei den geringelten Bäumen teilweise ein erhöhter Nadelverlust zu beobachten, vor allem der älteren Nadeljahrgänge. Im
zweiten Jahr wurde bei den geringelten Bäumen eine erhöhte Anfälligkeit für Borkenkäferbefall festgestellt. Vor allem bei diesen Bäumen konnten auch Veränderungen im Reflexionsverhalten festgestellt werden. Diese
Veränderungen zeigten sich sowohl in den Nadel- als auch in den Baumkronenspektren und dies zu einem Zeitpunkt, bei denen die Felderhebungen noch keinen Befall oder Veränderungen der Krone ergaben. Inwieweit die erkannten Veränderungen mit dem oftmals zusätzlichen Borkenkäferbefall zusammenhängen oder ob die erhöhte Anfälligkeit / Prädisposition durch die künstliche Schwächung in den Fernerkundungsdaten erkannt wird, muss weiter untersucht werden. Die verwendeten Hyperspektraldaten haben somit großes Potenzial für die Detektion von bereits geringen Veränderungen im Reflexionsverhalten von Bäumen. Aufgrund der hohen Kosten sind derartige Daten aber nur bedingt praxistauglich. Auch lässt sich der optimale Zeitpunkt der Befliegung nur sehr schwer fixieren. Aus diesem Grund sind Satellitendaten deutlich besser geeignet. Mit Satelliten wie Sentinel-2 stehen (bei wolkenfreien Bedingungen) alle fünf Tage kostenfreie Daten zur Verfügung. Allerdings ermöglicht die räumliche Auflösung (10 m) keine einzelbaumbezogenen Analysen. Eine weitere interessante Alternative stellen die sehr flexibel einsetzbaren UAV-Systeme (Drohnen) dar, allerdings nur für kleinere Gebiete. Beide Ansätze sind Gegenstand aktueller Forschungsaktivitäten. Das Forschungsvorhaben »VitTree« (E 54) wurde von der Bayerischen Forstverwaltung finanziert und von einem deutsch-österreichischen Projektkonsortium, bestehend aus folgenden Partnern, durchgeführt:
Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF): Abteilung Informationstechnologie; Bayerische Staatsforsten AöR (BaySF): Abteilung Informationstechnologie, Bereich Informations- und Kommunikationstechnik; Österreichische Bundesforste (ÖBf AG); Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR): Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum (DFD) – Abteilung Landoberfläche; Universität für Bodenkultur, Wien (BOKU): Institut für Vermessung, Fernerkundung und Landinformation (IVFL)