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Hecken im Visier - Erfassung von Biomasse per Laserscan-Verfahren

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Nicht nur Haushalte durchlaufen dieses Jahr einen Zensus. Unbemerkt von der Öffentlichkeit werden in zwei Pilotläufen in Baden-Württemberg und Nordrhein-Westfalen sowie in weiteren Testgebieten Gehölze und Einzelbäume der offenen Landschaft kartographiert und in Biomasse-Kategorien eingeteilt.

"Deutschland gehört zu den heckenreichsten Ländern der Erde. Vermutlich haben wir es mit mehr Gehölzen als Einwohnern zu tun – genau weiß das bis jetzt niemand", so Dipl.-Biol. Alfons Krismann von der Uni Hohenheim. Die Forschergruppe um Krismann entwickelt zusammen mit der Hochschule München im Rahmen des vom Bundesumweltministerium initiierten Forschungsprogramms zur „Optimierung der energetischen Biomassenutzung“ ein automatisiertes Fernerkundungsverfahren, das mittels sogenannter Laserscanning-Daten aus Flugzeugbefliegungen jedes einzelne Gehölz bis hin zum Jungbusch erfassen kann. Hierbei handelt es sich zunächst um einfache 3D-Punktdaten, die zur Erstellung eines exakten digitalen Höhenmodells dienen.

Ein Hochleistungscomputer, der die Daten für ein Bundesland berechnet, benötigt ungefähr vier bis acht Monate. Ein erster Testdurchlauf ermittelte für Baden-Württemberg 27 Millionen Einzelgehölze. „Ziel unseres Projektes ist allerdings nicht allein die Errichtung eines Gehölzkatasters sondern deren sinnvolle und nachhaltige energetische Nutzung", fasst Projektleiter Prof. Dr. Klaus Schmieder (Hohenheim) zusammen. In den letzten 30 Jahren wurden Hecken und Feldgehölze nur wenig als Brennholz genutzt.

Die heutigen Gehölze sind oft überaltert, brechen auseinander oder wachsen in landwirtschaftliche oder naturschutzfachlich wertvolle Flächen. Dieses sogenannte Landschaftspflegeholz" kann mit neuer effizienter Erntetechnik jedoch zunehmend wirtschaftlich genutzt werden. In neueren Studien wird diesem Sektor einer der größten noch erschließbaren Energiepotenziale zugewiesen.

Der genaue Umfang und der tatsächlich nutzbare Anteil soll im Rahmen des Verbundprojektes "Biomasse per Laserscan" flächenhaft berechnet werden. Das CO2-Einsparungspotenzial liegt bundesweit jährlich bei mehreren Millionen t CO2-Äquiv. Bislang lieferten Laserscanning-Befliegungen eine Dichte von 1 Punkt /m². Sogenannte Full-Waveform-Scanner erzielen jetzt eine 10-20fach höhere Auflösung, so dass ein einzelner Laubbaum aus einer Wolke von mehreren 1000 Punkten besteht. "In waldähnlichen Beständen sind wir heute in der Lage, selbst kleinere Sträucher als einzelne 3D-Objekte zu identifizieren - in Ansätzen ist bei manchen Baumarten sogar eine Artbestimmung möglich", erläutert Prof. Dr. Peter Krzystek von der Hochschule München. Seine Arbeitsgruppe testet neue Verfahren zur Einzelbaumbestimmung. Während Förster das Holzvolumen bisher vor Ort aufwändig vermessen mussten, ermöglicht der Einsatz von flugzeuggestützten Laserscannern kostengünstige Biomasseabschätzungen für ganze Regionen. Wie diese 3D-Modelle oder eine Gehölzdatenbank aussehen, kann auf der Internetseite des Forschungsvorhabens, das noch bis Ende 2012 läuft, erkundet werden (http://www.unihohenheim.de/biolaserscan/) und ist als Slideshow unter http://www.energetische-biomassenutzung.de/de/vorhaben/liste-aller-vorhaben/details/projects/55.html abrufbar.

Das Förderprogramm

Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) hat im Rahmen der nationalen Klimaschutzinitiative das Programm „Förderung von Forschung und Entwicklung zur klimaeffizienten Optimierung der energetischen Biomassenutzung“ aufgelegt.

Im Zuge dieses Programms wird das Verbundprojekt „Entwicklung von automatisierten Biomasse-Analyse- und Bewertungsinstrumenten auf Basis von Laserscan-Rohdaten am Bsp. von Süddeutschland und bundesweiten Fallstudien“ (FKZ: 03KB037) gefördert, an dem die Universität Hohenheim und die Hochschule München beteiligt sind.

Antje Sauerland | idw
Weitere Informationen:
http://www.dbfz.de

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Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

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The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

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Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

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Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...