Computergestützte Umweltforschung

Computertechnologien und die Natur haben nichts miteinander gemein, so die gängige Annahme. Doch das stimmt nicht ganz, denn der Schutz natürlicher Lebensräume und der Erhalt der biologischen Vielfalt setzen ein Wissen um die komplexen Wirkungszusammenhänge in der Natur voraus. Und dazu sind oftmals Langzeitbeobachtungen notwendig, deren Ergebnisse inzwischen fast ausschließlich digital abgespeichert werden. Doch was tun mit der so entstehenden Flut an digitalen Daten?

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts (MPI) für Biogeochemie in Jena um Prof. Dr. Ernst-Detlef Schulze und Dr. Jens Nieschulze arbeiteten bereits seit 2007 im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Schwerpunktprogrammes „Exploratorien zur funktionellen Biodiversitätsforschung“ an der Entwicklung eines nachhaltigen Informationssystems mit dem Namen BExIS. Das „Biodiversitäts-Exploratorien-Informationssystem“ wird inzwischen federführend von Informatikern der Friedrich-Schiller-Universität Jena betreut und bietet den zurzeit ca. 40 beteiligten Projekten aus Bio- und Geowissenschaften eine Infrastruktur, um die unterschiedlichen Daten, die in diesen Projekten anfallen, nachhaltig verfügbar zu machen.

Zunächst einmal bietet BExIS die Möglichkeit, eigene Forschungsdaten abzulegen, mit Metadaten zu versehen und dauerhaft zu speichern. „Das Programm bietet außerdem eine gezielte Suche nach bereits vorhandenen Metadaten”, erklärt Prof. Dr. Martin Heimann vom MPI für Biogeochemie eine wichtige Funktion von BExIS. Heimann weiß um die Notwendigkeit einer umfassenden Informationsdatenbank in der Ökologie: Hat schon jemand die Artenvielfalt auf Versuchsfläche XY untersucht? Oder: Welche Niederschlagsmengen wurden bislang auf der Schwäbischen Alb gemessen? Antworten auf solche Fragen ermittelt das Programm in Sekundenschnelle. „Findet man bei seiner Suche interessante Daten, können diese entweder direkt angesehen oder ihre Freigabe mit Hilfe eines entsprechenden Online-Formulars angefordert werden”, so Heimann weiter. Neben den vielfältigen Funktionen existiert in BExIS eine Kommunikationsplattform, die unterschiedliche Nutzergruppen zum Austausch anregt. Diese bewährte Informationsdatenbank möchte das MPI nun in Zusammenarbeit mit Arbeitsgruppen aus der Praktischen Informatik, der Fernerkundung und der Ökologie der Uni Jena in enger Zusammenarbeit mit dem Universitätsrechenzentrum (URZ) weiterentwickeln.

Gerade hat die DFG die Förderung des Vorhabens „BExIS++“ mit fast 700.000 Euro für zunächst drei Jahre genehmigt. Mit den Mitteln können drei Stellen für Wissenschaftler sowie studentische Hilfskräfte finanziert werden.

„In den letzten Jahren gab es vermehrt Anfragen aus anderen Projekten nach einer Nutzung von BExIS oder zumindest nach Unterstützung bei der Forschungsdatenhaltung”, erläutert die Jenaer Informatikerin Prof. Dr. Birgitta König-Ries die Motivation für „BExIS++”. Die Professorin für Praktische Informatik leitet die Arbeitsgruppe, die an der technischen Weiterentwicklung der Informationsdatenbank arbeitet. „Durch das beantragte Vorhaben soll BExIS zu einem modularisierten System ausgebaut werden, welches es ermöglicht, einzelne Bausteine problemlos herauszulösen und neu zu kombinieren, um sie auch für andere Projekte nutzbar zu machen”, sagt König-Ries.

Daneben soll BExIS so erweitert werden, dass es eine bessere Unterstützung für geographische Daten bietet. Daher beteiligt sich auch die Abteilung Fernerkundung unter Leitung von Prof. Dr. Christiane Schmullius am neuen Projekt.

Die Friedrich-Schiller-Universität Jena und das Max-Planck-Institut für Biogeochemie planen darüber hinaus langfristig den Aufbau eines „Kompetenzzentrums Forschungsdatenmanagement”. Zudem soll das Thema Experimentdatenhaltung zukünftig in einschlägige Lehrveranstaltungen – zunächst in Ökologie-Praktika – integriert und hierzu eine geeignete mobile Infrastruktur geschaffen werden. Denn: „Systeme zur Forschungsdatenhaltung sind nur dann sinnvoll, wenn sie auch genutzt werden”, weiß Prof. König-Ries. „Dazu ist es notwendig, potenziellen Nutzern, also Studierenden und Doktoranden, frühzeitig den Sinn und den Mehrwert solcher Systeme zu vermitteln.”

Kontakt:
Prof. Dr. Martin Heimann
Max-Planck-Institut für Biogeochemie
Hans-Knöll-Str. 10, 07745 Jena
Tel.: 03641 / 576350, E-Mail: Martin.Heimann[at]bgc-jena.mpg.de
Prof. Dr. Birgitta König-Ries
Institut für Informatik der Universität Jena
Ernst-Abbe-Platz 2, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 946430, E-Mail: Birgitta.Koenig-Ries[at]uni-jena.de
Prof. Dr. Christiane Schmullius
Institut für Geographie der Universität Jena
Grietgasse 6, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948880, E-Mail: c.schmullius[at]uni-jena.de