Der Borkenkäfer wird aus dem Weltall beobachtet

Positionsbestimmung an einer gerade gefällten und vom Borkenkäfer befallenen Fichte.
(c) Universität Trier

Wissenschaftler wollen das Aufkommen des Käfers mit flugzeug- und satellitengestützter Fernerkundung in einem möglichst frühen Stadium erkennen.

Die Aufnahme des AVIRIS-Flugs zeigt in Grün gesunde Wälder, in Braun zeichnen sich die bereits stark geschädigten Fichtenwälder ab.
(c) Universität Trier

Teile der Fichtenwälder des Nationalparks Hunsrück-Hochwald hat der Borkenkäfer bereits in Kahlflächen und Geisterwälder verwandelt. Während im Kerngebiet des Nationalparks eine ungestörte Ausbreitung des Borkenkäfers toleriert wird, soll in den Randbereichen verhindert werden, dass er auf angrenzende Wälder übergreift und sie schädigt. Wissenschaftler der Universität Trier erforschen nun, ob sich das Aufkommen des Borkenkäfers (Buchdrucker) mithilfe satellitengestützter Fernerkundung erfassen lässt. Das Kooperationsprojekt der Universität Trier mit dem Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) und dem Nationalparkamt ist Teil einer europaweiten Kampagne der Weltraumagenturen NASA und ESA.

„Der Buchdrucker befällt fast ausschließlich Fichten, die darauf unter anderem durch Veränderungen in den Nadeln reagieren. Diese Reaktion wollen wir nutzen und herausfinden, ob sich aus dem Reflexionssignal, das von Fichtennadeln aufgezeichnet werden kann, Informationen über das Stadium und über die Verbreitung des Borkenkäfers erfassen lassen“, erläutert Dr. Johannes Stoffels von der Universität Trier das Ziel der Grundlagenforschung.

Mithilfe von Satellitensignalen aus dem Weltall zu erspähen, wo und wie sich der nur zwei bis drei Millimeter große Borkenkäfer in den Fichten des Hochwalds ausbreitet, stellt die Trierer Wissenschaftler vor eine anspruchsvolle Aufgabe. Entscheidende Dienste leistet hierbei ein von NASA und ESA zur Verfügung gestelltes und mit hochauflösenden Instrumenten ausgerüstetes Spezialflugzeug. Die in Zürich stationierte Maschine stand den Nationalpark-Forschern nur zwei Tage zur Verfügung. Die Flugmission und damit das gesamte Forschungsprojekt drohten mehrfach zu scheitern – erst an schlechtem Wetter und später an einem Flugverbot. Im letzten Versuch konnte das Flugzeug zumindest einen Streifen des ursprünglich vorgesehenen Gebiets des Nationalparks überfliegen.

„Die Datenqualität ist glücklicherweise hervorragend und ausreichend für unsere Forschung“, so Johannes Stoffels. Auf Basis der aus dem Spezialflieger übermittelten Daten nahmen die zeitgleich auf dem Boden operierenden Forscher und Nationalpark-Ranger Proben aus indizierten Bäumen in unterschiedlichen Befallsstadien. Die Proben werden nun in Laboren analysiert, parallel dazu bereitet die NASA die beim Flug erhobenen Daten auf. Voraussichtlich im Herbst wird das Forschungsteam um Dr. Martin Schlerf (LIST) mit der wissenschaftlichen Auswertung beginnen können.

Sollte es mit Mitteln der Fernerkundung gelingen, sowohl die Ausbreitung des Borkenkäfers als auch das jeweilige Stadium des Befalls großflächig zu erkennen, wäre dies für das Monitoring und die Kontrolle der Käferausbreitung ein großer Schritt vorwärts. Nicht nur in Deutschland, sondern europaweit ist der Borkenkäfer zu einem massiven Problemfall geworden. Eine entscheidende Voraussetzung für die Eindämmung der Borkenkäfer-Verbreitung ist, den Befall möglichst früh zu erkennen und betroffene Bäume aus dem Wald zu entnehmen. Die Fernerkundung könnte hierzu deutlich präzisere und umfassendere Analysen liefern, als dies mit der derzeitigen aufwendigen und lückenhaften Beobachtung vom Boden aus möglich ist.

Mit diesem Projekt setzen die Universität Trier, das Luxembourg Institute of Science and Technology und das Nationalparkamt Hunsrück-Hochwald ihre langjährige Kooperation und gemeinsamen wissenschaftlichen Arbeiten fort. Die Forschung im Nationalpark wird von Jan Rommelfanger und Hans-Joachim Brusius vom Nationalparkamt Hunsrück-Hochwald koordiniert und begleitet. Das Spezialflugzeug wurde im Rahmen der Copernicus Erweiterungsmission CHIME (Copernicus Hyperspectral Imaging Mission for the Environment) zur Verfügung gestellt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Johannes Stoffels
Umweltsystemanalyse und Modellbildung
Mail: stoffels@uni-trier.de
Tel. +49 651 201-4698

http://www.uni-trier.de/

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