Satelliten liefern Daten für den Waldumbau: der Waldmonitor für Kiefer, Eiche und Buche

Die erste satellitengestützte Baumartenkarte Deutschlands hat die Naturwald Akademie auf dem Living Planet Symposium 2022 der Europäischen Weltraumorganisation ESA in Bonn präsentiert. Die Karte zeigt anhand von Aufnahmen aus dem All wie die häufigsten Baumarten in den Wäldern Deutschlands verteilt sind. Bisher haben die Bundesbehörden nur Karten veröffentlicht, die nach statistischen Berechnungen den Flächenanteil der Baumarten zeigten.

Die von der Naturwald Akademie und der Remote Sensing Solutions GmbH entwickelte Karte ist Teil des online Waldmonitors und zeigt die Verteilung von Fichte, Buche, Kiefer, Eiche, Douglasie und Lärche in Deutschland. Die detaillierte Karte ist für die Zukunft der Wälder von großer Bedeutung, denn nur mit genauer Kenntnis der Baumartenverteilung können an den Klimawandel angepasste Maßnahmen für den Naturschutz und das Waldmanagement entwickelt werden.

KI kombiniert Daten von Satelliten und Forstinventuren

Jonas Franke von der auf Umweltdaten spezialisierten Firma Remote Sensing Solutions erklärt, wie die Satellitendaten des Europäischen Copernicus Programms helfen, wichtige Informationen über den Wald zu gewinnen: „Durch die Nutzung maschinellen Lernens, wurden die großen Datenmengen der Sentinel-Satelliten mit Stichprobendaten aus Forstinventuren kombiniert. Dieses trainierte Datenmodell ermöglichte anschließend die Berechnung der deutschlandweiten Baumartenkarte mit einer Auflösung von 10m pro Pixel.“ Zugang, Verfügbarkeit, Qualität und der Umfang geeigneter forstlicher Referenzdaten variieren stark zwischen den Bundesländern. Die Bereitschaft bei den Forstverwaltungen und nationalen Behörden diese Daten zu veröffentlichen sei sehr unterschiedlich.

„Der weltweit geforderte Schutz von Naturwäldern und eine Klimawandel-angepasste Behandlung der Wälder hängt auch von einem deutlich verbesserten Zugang zu Waldinformationen ab,“ sagt Torsten Welle, wissenschaftlicher Leiter des Waldmonitors bei der Naturwald Akademie. Mit der neuen Methode könnten aufwändige und nur alle zehn Jahre stattfindende Waldinventuren durch satellitengestützte jährliche Waldbewertungen ergänzt werden. Diese Daten wären dann die Entscheidungsgrundlage, auf der Forstexperten und Behörden widerstandsfähige Wälder entwickeln können.

Datengestützte Beobachtung der Wälder für EU-Waldstrategie

Landesweite Informationen über die Verteilung der Hauptbaumarten sind bislang räumlich nicht eindeutig. Sie konnten bisher nur auf der Grundlage der Stichprobenpunkte aus der alle zehn Jahre durchgeführten Bundeswaldinventur rechnerisch abgeleitet werden. Damit können die Flächenanteile der einzelnen Baumartengruppen errechnet werden.

Die Naturwald Akademie und die Remote Sensing Solutions haben eine Methode entwickelt, die den genauen Standort dieser Baumarten anzeigt. „Die Genauigkeit der Baumartenkarte hängt von der Anzahl und Verfügbarkeit von Daten aus Forstinventuren ab. Mittels Daten der Bundeswaldinventur konnten wir für sieben Baumartengruppen sehr gute Ergebnisse erzielen. Bei der Fichte konnten wir Genauigkeiten bis etwa 96 Prozent erzielen“, sagt Jonas Franke. Bei weniger häufigen Baumarten wie Lärche schrumpft jedoch die Genauigkeit. „Wir hoffen, dass wir mit dieser Entwicklung die Bestrebungen in Politik und Wissenschaft zum digitalen und öffentlichen Waldmonitoring unterstützen. Die regelmäßige, datengestützte Beobachtung des Waldes hat sich die Bundesregierung vorgenommen und ist in der EU-Waldstrategie 2030 anvisiert,“ erklärt Torsten Welle.

Erläuterungen

Das Referenzjahr der Baumartenkarte ist 2017, da dies eine Analyse der Waldzustandsänderungen im Waldmonitor Deutschland ermöglicht.

Die begleitende wissenschaftliche Arbeit „Welle, T., et al.: Dominant tree species map of German forests, liegt hier vor.

Bilderunterschrift 1: Die Karte spiegelt das großräumige allgemeine Muster der vorherrschenden Baumarten in Deutschland wider, mit den von Fichten dominierten Gebirgs- und Mittelgebirgsregionen, dem Kieferngürtel im Nordosten und den mehr von Laubbäumen dominierten Gebieten im mittleren und westlichen Teil Deutschlands.

Bildunterschrift 2: Die Karte zeigt auch das kleinräumige Muster, die Heterogenität und Vielfalt der Baumarten über kurze Entfernungen wider, wie in den gezoomten Kartenbeispielen dargestellt. Hier am Beispiel des Brodaer-Holz in Mecklenburg-Vorpommern.