Die Vitalität vieler Baumarten ist durch den Klimawandel, und den damit einhergehenden Wetteränderungen, stark gefährdet. Der Bedarf an kostengünstigen Methoden zum großflächigen Monitoring von Waldflächen ist deshalb von steigender Bedeutung. Um diese Fragestellung genauer untersuchen zu können wurde daher, in einem Konsortium aus BOKU, DLR, BaySF, ÖBf und LWF (Projekt VitTree), ein umfangreiches Feldexperiment durchgeführt.
In zwei unterschiedlich alten Fichtenbeständen wurden jeweils 140 Bäume ausgewählt und die Hälfte der Testbäume künstlich geschwächt. Dazu wurde die Rinde über den gesamten Stammumfang in einem 20 cm breiten Ring in ca. 130 cm Höhe vollständig entfernt. Die sogenannte Ringelung erfolgte immer in Gruppen von fünf benachbarten Bäumen. In unmittelbarer Nähe wurden ebenfalls fünf Kontrollbäume (ohne Ringelung) ausgewählt. Die intensive Datenerhebung erfolgte über zwei Vegetationsperioden auf unterschiedlichen Maßstabsebenen: (i) terrestrische Kronenansprache, (ii) Entnahme von Nadelproben am stehenden Baum, sowie (iii) Aufnahme von flugzeuggetragenen Hyperspektraldaten. Dabei wurde versucht für alle Datentypen die Datenaufnahme in regelmäßigen Intervallen vorzunehmen.
Der jüngere und besser gepflegte Waldbestand zeigte über den 2-Jahres-Zeitraum nach der Ringelung nur geringe Veränderungen, während im älteren Waldbestand Veränderungen sowohl in den Nadel- als auch in den Baumkronenspektren zu beobachten waren. Interessanterweise waren die Veränderungen in den Hyperspektraldaten zu einem deutlich früheren Zeitpunkt erkennbar als bei den Feldbeobachtungen. Die Ergebnisse zeigen das große Potenzial der hyperspektralen Fernerkundung für die Erfassung von Vitalitätsveränderungen gestresster Bäume und stellt somit einen wesentlichen Schritt in Richtung Früherkennung dar.
In den nächsten Jahren werden einige satellitengestützte Hyperspektralsensoren (CHIME, EnMap, PRISMA) verfügbar sein und damit ist auch eine perfekte zeitliche Erfassung möglich (kostenfrei). Das Institut für Geomatik arbeitet weiter an der Verbesserung der Verfahren aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz um aus den hochdimensionalen Fernerkundungsdaten die Signale extrahieren zu können, die am besten mit der Vitalität von Waldbäumen korrelieren. Ziel ist es die bereits bestehenden Systeme am Institut, die bereits heute operationell wichtige Daten u.a. zum globalen Dürremonitoring oder im Bereich Precision Agriculture bereitstellen, weiter auszubauen. Damit wird ein wesentlicher zur Gestaltung der unabwendbaren Entwicklung hin zur digitalen Land- und Forstwirtschaft im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung beigetragen.
Publikation (open access) ist verfügbar unter:
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Spektrale_Signaturen.png
Vergleich der spektralen Signaturen auf Nadel- und Baumkronenlevel für gestresste Bäume und Kontrollbäume am Beginn und Ende des Versuches |
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| ORF.at Artikel |