Satellitenfernerkundung zur Überwachung der Artenvielfalt

Die durch das FP7-finanzierte Projekt EU BON geförderten Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass Satellitenfernerkundung (SRS) zu den kostengünstigsten Verfahren zur Identifizierung von Biodiversitäts-Hotspots gehört und Veränderungen in der Artenzusammensetzung prognostizieren kann.

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Das Forschungsprojekt untersucht das eigentliche Potenzial der Satellitenfernerkundung (Satellite Remote Sensing, SRS) sowie die Fallstricke, die vermieden werden müssen, um das Potenzial voll auszuschöpfen. Die Arbeit wurde in der Fachzeitschrift «Remote Sensing in Ecology and Conservation» veröffentlicht. Als Fallstudie dient die Bewertung der Vielfalt in Pflanzengesellschaften. Im Papier wird aufgezeigt, warum es schwierig ist, hochwertige Ergebnisse zu erzielen, wenn man allein auf Felddaten vertraut, und es werden die Vorteile der SRS-Methoden erörtert.

Im Gegensatz zu Methoden auf der Basis von Felddaten ermöglicht die SRS eine vollständige räumliche Abdeckung der untersuchten Erdoberfläche über einen kurzen Zeitraum hinweg, so fand man im Papier heraus. Hauptautor des Papiers war der wissenschaftliche Leiter von EU BON, Dr. D. Rocchini von der Edmund-Bach-Stiftung, die einer der Konsortialpartner ist.

Jenseits traditioneller Methoden

Mithilfe traditioneller Methoden, die der Ökologe R. H. Whittaker im Jahr 1972 festgelegt hat, stützt sich die Bewertung der biologischen Vielfalt auf lokaler und regionaler Ebene sowohl auf die lokale Vielfalt in einem Lebensraum (die sogenannte „Alpha-Diversität“) als auch auf den Artenwechsel („Beta-Diversität“). Nur mit einer Kombination dieser beiden Maßnahmen kann man eine genaue Schätzung der biologischen Vielfalt eines bestimmten Gebietes vornehmen.

Während die Bewertung der Alpha-Diversität relativ einfach ist, könnte sich die Berechnung der Beta-Diversität als recht schwierig erweisen. An dieser Stelle wird eine verstärkte Zusammenarbeit zwischen Fernerkundung und den Gemeinschaften, die die biologische Vielfalt erforschen, benötigt, um künftigen Herausforderungen und Entwicklungen gerecht werden zu können. Die Überwachung von Arten auf relativ großen Flächen ist schon immer eine schwierigere Aufgabe für Ökologen gewesen, vor allem aufgrund der immanenten Probleme, die Vollständigkeit der entstandenen Artenlisten zu bewerten und die Stichproben zu quantifizieren. Die Inventarisierung von Arten in einem großen Bereich wird durch die Tatsache erschwert, dass es für Feldbiologen sehr schwierig ist, jeden einzelnen Organismus in diesem Bereich zu untersuchen und gleichzeitig die Veränderungen in der Artenzusammensetzung im Laufe der Zeit nachzuweisen.

Das neue Forschungsprojekt hat das hohe Potenzial der SRS für Studien der biologischen Vielfalt gezeigt. Gleichzeitig wurden auch die Probleme identifiziert, die eine Weiterentwicklung dieses fachübergreifenden Forschungsgebiets stützen. Die Forscher betonen, dass SRS in einer Zeit der großen Umweltveränderungen eine leistungsstarke Möglichkeit darstellt, mit der Ökologen kritisches Wissen über die Ursachen der räumlichen und zeitlichen Verteilung der biologischen Vielfalt gewinnen können.

Zu lösende Probleme

Allerdings betont das Forschungsteam auch die möglichen Probleme, die gelöst werden müssen, wenn mithilfe von SRS Biodiversitäts-Hotspots abgebildet werden sollen. Zu den großen Themen, die in der Studie angesprochen wurden, gehört auch, dass immer komplexere Datenanalysen benötigt werden, um mithilfe von SRS globale biologische Vielfalt effektiv quantifizieren und überwachen zu können. Um dies zu erreichen, müsste man Big Data-Analysen völlig neu ausrichten und Linked Open Data (LOD) verwenden. Ein weiteres Thema, das angesprochen wurde, betraf die Gewährleistung der richtigen räumlichen Bildauflösung für die verschiedenen Umgebungsarten, die von tropischen bis zu gemäßigten Lebenswelten reichen, um so genaueste Daten zur biologischen Vielfalt zu gewinnen.

Insgesamt kam man in der Studie zu dem Schluss, dass weitere Sensitivitätsstudien zu Umweltparametern durchgeführt werden müssen, die zum Zweck der Aufzeichnung biologischer Vielfalt mithilfe der Fernerkundung gewonnen wurden. Nur so ist man in der Lage, die Fallstricke und die Auswirkungen der verschiedenen Datenerfassungsprozesse und -modelle zu verstehen.

Das Projekt EU BON läuft noch bis Mai 2017 und konzentriert sich auf eine wahrhaftig einheitliche und integrierte europäische Vernetzung des Themas Artenvielfalt.Dabei werden Daten zur biologischen Vielfalt aus der Feldforschung und der Fernerkundung genutzt, die aus einer Vielzahl verschiedener Systeme und Informationseinrichtungen stammen.

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Deutschland