Waldinventur per Drohne und KI
Im Kampf gegen den Klimawandel sind Mangroven wichtige Verbündete; sie
speichern bis zu fünfmal mehr Treibhausgase als andere Bäume. Dank einer
von Forschenden aus Mitgliedseinrichtungen der U Bremen Research Alliance
entwickelten Methode lässt sich der Bestand der Mangrovenwälder
detailliert erfassen – und damit besser schützen.
Für Dr. Arjun Chennu sind Mangroven schlicht „Super-Bäume“. Weil sie in
einem extrem salzigen Umfeld gedeihen, weil sie angepasst sind an die
tropische Hitze, an die Gezeitenwechsel mit ihrer unterschiedlichen
Salinität und weil sie ganz nebenbei noch mit ihren Wurzeln die Küsten
schützen vor Erosion sowie als Kinderstube für Fische und andere
Meerestiere dienen. Vor allem aber sind sie einmalig aufgrund ihrer
Fähigkeit, CO₂ in großen Mengen aus der Atmosphäre zu ziehen und
langfristig in ihrer Biomasse und im Sedimentboden zu speichern, für
Jahrhunderte, wenn nicht sogar für Jahrtausende. „Das“, findet Chennu,
„macht sie ziemlich besonders und deshalb sollte es uns nicht egal sein,
was mit ihnen passiert.“
Genaue Angaben über die Kohlenstoffvorräte in den verschiedenen
Mangrovengebieten gibt es bislang kaum. Schätzungen gehen von 4 bis 20
Milliarden Tonnen aus, die in den Gezeitenwäldern gebunden sind. Chennu,
Leiter der Arbeitsgruppe „Data Science und Technologie“ am Leibniz-Zentrum
für Marine Tropenforschung (ZMT), und Daniel Schürholz, Doktorand am Max-
Planck-Institut für Marine Mikrobiologie (MPIMM), beides
Mitgliedseinrichtungen der U Bremen Research Alliance, wollten es genauer
wissen.
„Unser Ziel war, eine Methode zu entwickeln, die jeden einzelnen Baum in
einem Wald identifiziert und seine Biomasse erfasst, indem wir die
Baumkrone, die Höhe und den Umfang des Stammes ermitteln. Je präziser die
Informationen sind, desto genauer kann die gespeicherte Kohlenstoffmenge
bestimmt und desto besser können die Bäume überwacht und geschützt
werden“, erläutert Schürholz.
Das Duo setzte stattdessen auf modernste Technik, auf eine
Inventarisierung aus der Luft mithilfe von Drohnen und Künstlicher
Intelligenz (KI). „Diese Technologien eröffnen ganz neue Möglichkeiten für
die Kartierung von Lebensräumen“, meint Schürholz. Über Wochen
identifizierte er anhand der Aufnahmen einzelne Bäume, mehr als 4.000, und
trainierte die KI mit den Ergebnissen. Die KI war schließlich in der Lage,
eigenständig Mangroven und sogar unterschiedliche Arten zu identifizieren.
Wofür zuvor Monate gebraucht wurde, gelang nun innerhalb von Stunden:
Insgesamt 34.667 Bäume der Mangrovenart Pelliciera rhizophorae erkannte
der Algorithmus in dem Untersuchungsgebiet. Zudem wurden 30 Hektar Fläche
mit der Roten Mangrove (Rhizophora mangle) kartiert.
„Das Tolle an der Inventarisierung ist: Jeder Baum hat nun eine eigene
Identität“, meint Chennu. „Wir kennen seinen genauen Standort und wissen,
wie viel CO₂ er speichert.“ Ermöglicht wird dies durch die Feststellung
des Kronendurchmessers. Sie lässt Rückschlüsse auf die Höhe, den
Stammumfang und damit auf die oberirdische Biomasse eines Baumes zu.
Daraus wiederum lässt sich die gespeicherte Kohlenstoffmenge ableiten.
Ein spannender Beitrag der im Bremer Kooperationsprojekt entwickelten
innovativen Methode von den Forschenden aus U Bremen Research Alliance
Mitgliedseinrichtungen ist kürzlich im Wissenschafts-Magazin „Impact“ der
U Bremen Research Alliance erschienen und kann auf der nachstehenden
Internetseite abgerufen werden:
https://www.bremen-research.de
