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FeMoPhys Waldforschung

Fernerkundungsbasiertes Monitoringverfahren auf Grundlage einer physiologisch fundierten Vitalitätsbewertung

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Durch den Klimawandel steigt der Bedarf an Informationen zur Gesundheit der Wälder. Weil oft genaue Daten fehlen, sind viele Schätzungen widersprüchlich und spekulativ. Forstliche Fernerkundung kann diese Lücke füllen. Mit besserer Bildqualität, neuen Sensoren und Kameras (z. B. hyperspektral), sowie günstigen eigenen Fluggeräten (z. B. Drohnen), gibt es mehr Möglichkeiten, die Gesundheit der Bäume zu bewerten. Zudem kann die Gehölzphysiologie durch teilautomatisierte Laborverfahren schnell viele Pflanzenstoffe analysieren, die gute Indikatoren für die Vitalität und den Stresszustand vieler Baumarten sind.

Untersuchungsgebiet

Bild des Krans

Das Untersuchungsgebiet hat eine Größe von 100 m x 100 m und liegt in einem dicht bestockten Buchenmischbestand im Wendeforst bei Drönnewitz/Demmin in Mecklenburg-Vorpommern, ca. 45 km südwestlich von Greifswald. In der Mitte des Gebietes wurde im November 2022 im Rahmen des Forschungsprojektes FeMoPhys ein Turmdrehkran des Modells Liebherr 71EC mit einer Hubhöhe von 40 m installiert, über dessen 45 m langen Auslegerradius die Baumkronen für Probenahmen und Messungen erreichbar sind.

Geographisch liegt das Gebiet im norddeutschen Tiefland und ist durch ein überwiegend flaches Relief mit einigen eiszeitlich geformten Hügeln gekennzeichnet. Die Geländehöhen des Untersuchungsgebietes liegen zwischen 4 und 10 m über NN, der Kranstandort liegt ca. 7 m über NN. Das Gebiet wird von Nordosten nach Südwesten von einem kleinen Graben durchzogen, in dem der Boden je nach Witterung und Niederschlag wassergesättigt ist. Das Untersuchungsgebiet liegt in der gemäßigten Klimazone mit einer mittleren Jahrestemperatur von 9,5 °C und einer mittleren Jahresniederschlagsmenge von 735 mm.

Insgesamt umfasst der Baumbestand 308 Einzelbäume (Stand Dezember 2022). Das Alter der Stieleichen beträgt 172 Jahre, die anderen Bäume sind ca. 90 Jahre alt, der Unterstand ist jünger. Die genaue Baumartenzusammensetzung im Untersuchungsgebiet stellt sich wie folgt dar (Stand: Dezember 2022):

Unsere interessantesten Baumindividuen

Strategien der Bäume

Bäume verteidigen sich durch die Produktion chemischer Abwehrstoffe, die Insekten und Krankheitserreger abwehren. Sie bilden zudem dicke Rinden und Harze als physische Barrieren. Bei Verletzungen wachsen Wundgewebe über die Schäden, um weiteren Infektionen vorzubeugen. Zudem kommunizieren sie über Duftstoffe mit anderen Pflanzen, um sich kollektiv zu schützen.

Was wir sehen (Fernerkundung)

Mit den Methoden der Fernerkundung, also der Messung von ausgehender oder reflektierter, elektromagnetischer Strahlung von Objekten der Erdoberfläche (z. B. Bäume) ist es derzeit nicht direkt möglich, alle oben genannten Strategien bzw. Interaktionen der Bäume hochgenau zu erfassen. Es können jedoch einzelne Parameter fernerkundlich gemessen werden, die Rückschlüsse auf die im Baum stattfindenden Prozesse zulassen. Den Zusammenhang zwischen der Fernerkundung und den biophysikalischen Prozessen herzustellen, ist das Hauptanliegen des Projekts.

Werkzeuge

Forstwirtschaftliche Messwerkzeuge spielen eine entscheidende Rolle in der nachhaltigen Bewirtschaftung von Wäldern. Sie ermöglichen es Forstwirten und Umweltwissenschaftlern, präzise Daten über Baumbestände, Bodenbeschaffenheit und Waldgesundheit zu sammeln. Ein grundlegendes Werkzeug ist das Forstmaßband, mit dem die Höhe und der Durchmesser von Bäumen gemessen werden können, um deren Volumen und somit den Holzbestand zu berechnen. Dendrometer, eine weitere wichtige Kategorie von Messinstrumenten, dienen dazu, das Wachstum der Bäume über die Zeit zu verfolgen.