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Forschung

Laser bestimmt Pflanzenvielfalt

Natur & Umwelt | Montag, 13. November 2017, sda

Zürcher Forscher haben eine neue Methode zur Bestimmung der Pflanzenvielfalt entwickelt. Sie tasten Wälder mit einem Laser ab. Damit wird künftig die Überwachung der globalen Pflanzendiversität aus dem All möglich.

Die sehr arbeitsintensiven Feldarbeiten am Boden sind wohl passé. Was früher notwendig war, um die funktionale Vielfalt von Pflanzen in einem Wald zu messen, passiert heute aus luftiger Höhe: Die Vielfalt lässt sich direkt messen, indem ausgewählte morphologische und physiologische Merkmale aus der Luft bestimmt werden.

Ein Fortschritt, denn die Bodenarbeiten beschränkten sich aufgrund der Intensität auf wenige messbare Merkmale grösserer Parzellen respektive viele Merkmale von sehr kleinen Parzellen oder einzelnen Bäumen. Forscher der Universität Zürich (UZH) und des California Institute of Technology /NASA Jet haben nun eine neue Methode entwickelt, um die Vielfalt von Wäldern mittels Fernerkundung von kleinen bis zu grossen Massstäben abzubilden, wie die UZH am Montag mitteilte.

Laser tastet Wald ab 
Das Verfahren funktioniert dabei laut UZH unabhängig von zuvor ermittelten Vegetationseinheiten oder Arteninformationen, und ohne dass die Messwerte mit jenen am Boden abgeglichen werden müssen.  «Mit der Fernerkundung haben wir die einzigartige Möglichkeit, ganze Waldökosysteme zu untersuchen», sagte Michael Schaepman, Professor für Fernerkundung am Geografischen Institut. «Indem wir von oben auf die Blätter der Baumkronen blicken, können wir ihre funktionalen Merkmale kontinuierlich über sehr grosse Flächen kartieren.»

Getestet wurde das Verfahren auf dem Gebiet der Lägern in der Nähe von Zürich. Die Wissenschaftler tasteten dabei mit Hilfe eines Lasers aus der Luft morphologische Merkmale des Waldes wie die Höhe der Baumkronen, die Laub- und Astdichte ab. Diese Messungen zeigen laut Mitteilung, wie das Sonnenlicht von der Architektur der Baumkronen aufgenommen werden kann, um Kohlendioxid aus der Luft in organischen Kohlenstoff umzuwandeln und für das Wachstum zu nutzen.

Überwachung aus dem All
Die biochemischen Merkmale des Waldes analysierten die Forscher mit einem Spektrometer - ebenfalls von einem Flugzeug aus. Sie können aus der Art, wie Blätter das Licht in diversen Wellenlängen reflektieren, die physiologischen Eigenschaften der Blätter ableiten. «Diese physiologischen Merkmale geben Aufschluss über Aktivität und Gesundheitszustand der Bäume», sagte Schaepman. Der Test des Verfahrens verlief erfolgreich. Die anschliessende Validierung ihrer Methode zeigte: Die gemessenen Diversitätsmuster stimmen mit der Topografie und dem Boden überein.

«Dank Fernerkundung können wir nun die Vielfalt von Wäldern messen und überwachen», sagte Schaepman. Damit könnten sie Veränderungen im grossen Massstab beobachten und räumliche Informationen für Naturschutz- und Klimaschutzstrategien bereitstellen. Ihre Methode wird einzig durch die Verfügbarkeit von fortschrittlichen Sensoren begrenzt. Daher ebnet diese Arbeit laut der Mitteilung den Weg für zukünftige Flug- und Satellitenmissionen zur Überwachung der globalen Pflanzenvielfalt aus der Luft und aus dem Weltraum.

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