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Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Forschungsprojekt

Stromtalwiesen

 

Projekttitel

Monitoring von naturschutzrelevanten Arten und Renaturierungsmaßnahmen per Fernerkundung (MonA) – Möglichkeiten und Grenzen der Fernerkundung zur Detektion naturschutzrelevanter Pflanzenarten und zur Kontrolle von Renaturierungsmaßnahmen

Antragsteller

Prof. Dr. Till Kleinebecker, Dr. Sarah Harvolk-Schöning und Dr. André Große-Stoltenberg, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement der Justus-Liebig-Universität Gießen

Projektbeschreibung

Der Erhalt der Artenvielfalt ist essentielle Grundlage für funktionierende Ökosysteme und der Rückgang der Biodiversität ist neben dem Klimawandel eine der dringlichsten Herausforderungen unserer Zeit. Demensprechend ist das Naturschutz-Monitoring ein fester Bestandteil der Hessischen Biodiversitätsstrategie. Der Fokus liegt dabei auf Arten und Lebensräumen, die auf Bundes- und Länderebene oder durch die Fauna-Flora-Habitat-(FFH-) Richtlinie  geschützt sind und für die Hessen eine besondere Verantwortung trägt. So sind zum Beispiel die wenigen Restflächen artenreicher Auenwiesen zur Sicherung der Funktionalität der Auen streng geschützt und ihr Fortbestand soll durch Renaturierungsmaßnahmen dauerhaft gesichert werden. Andrerseits sollen Gefährdungen der Artenvielfalt, wie zum Beispiel invasive Pflanzenarten, frühzeitig erkannt und an weiterer Ausbreitung gehindert werden. Dazu braucht es aktuelle Daten zum Zustand von Vegetationsbeständen.

Traditionell wird das Monitoring naturschutzrelevanter Arten mit aufwändigen und kostenintensiven Feldmethoden durchgeführt. Hier bieten neue Methoden der Fernerkundung, wie der Einsatz von Uncrewed Aerial Systems (UAS), umgangssprachlich auch „Drohnen“ genannt, noch ausgeschöpftes Potential, um zeitnah und in hoher räumlicher Auflösung mit Pixelgrößen im Zentimeterbereich Informationen zum Zustand von Ökosystemen zu liefern. So kann zum Beispiel über die Erfassung phänologischer Aspekte auf die Artenvielfalt geschlossen werden oder es können einzelne Zielarten kartiert werden.

Ziel von MonA ist es, fernerkundungsbasierte Monitoringverfahren zu erproben, die sowohl das Monitoring von Zielarten des Naturschutzes (seltene Arten der Stromtalwiesen) als auch von gebietsfremden invasiven Pflanzenarten (für Hessen relevante Arten der Unionsliste)  ermöglichen und zukünftig effizienter gestalten können. Es sollen neue Methoden basierend auf Maschinellem Lernen und Künstlicher Intelligenz zum Monitoring des Renaturierungserfolgs von geschützten Grünland-Biotoptypen, wie Stromtalwiesen, und zur Verbreitung des invasive Götterbaums Ailanthus altissima, einem möglichen Gewinner des Klimawandels, entwickelt werden. Bezüglich der Detektion gebietsfremder invasiver Pflanzenarten sollen dadurch für das Land Hessen erste Grundlagen für ein Werkzeug entwickelt werden, um Ausbreitungstendenzen frühzeitig zu erkennen.

Quellen

Große-Stoltenberg., A, Hellmann, C,. Thiele, J., Werner, C. & Oldeland, J. (2018): Early detection of GPP-related regime shifts after plant invasion by integrating imaging spectroscopy with airborne LiDAR. – Remote Sensing of Environment 209: 780-792.

Oldeland, J., Große-Stoltenberg, A., Naftal, L. & Strohbach, B.J. (2017): The Potential of UAV Derived Image Features for Discriminating Savannah Tree Species. In Diaz-Delgado, R., Lucas, R., Hurford, C. (Eds.): The Roles of Remote Sensing in Nature Conservation (pp. 183-201). – Springer.

Knoth, C., Klein, B., Prinz, T. & Kleinebecker, T. (2013): Unmanned Aerial Vehicles as an innovative remote sensing platform to use close range infrared imagery for restoration monitoring in cut-over bogs. – Applied Vegetation Science 16: 509-517.

Projektdauer

2021-2024

Projektpartner

  • Landschaftspflegevereinigungen
  • Obere und Untere Naturschutzbehörden
  • Stadt Riedstadt