Ein von Cambridge geleitetes Forschungsteam hat Laserscans, die von einem Leichtflugzeug aus aufgenommen wurden, in detaillierte dreidimensionale Karten des Cairngorms-Nationalparks in Schottland umgewandelt. Die resultierenden Bilder erfassen etwas, das in diesem Maßstab selten dokumentiert wurde: einheimischer Wald, der auf Flächen zurückkehrt, auf denen seit Jahrhunderten keine Bäume standen.
Die Erhebung umfasste 569 Quadratkilometer (km²) des Nationalparks und identifizierte mehr als 6 Millionen einzelne Bäume, wobei die genaue Höhe jedes einzelnen Baums erfasst wurde. Etwa 2,65 Millionen dieser Bäume – etwas mehr als 40 Prozent der Gesamtzahl – sind weniger als 5 Meter (16 Fuß) hoch, was sie als junge, sich natürlich verjüngende Exemplare und nicht als Überreste älteren Waldes kennzeichnet.
Die Arbeit dokumentiert einen frühen Erfolg der Naturschutzpartnerschaft Cairngorms Connect, deren landschaftsweiter Ansatz zur Hirschbewirtschaftung 60.000 Hektar umfasst. Dem Team zufolge haben sich nach einer verstärkten Hirschjagd im gesamten Partnerschaftsgebiet Millionen junger Bäume auf natürliche Weise etabliert.
Wie die Cairngorms-Erhebung durchgeführt wurde
Die Rohdaten stammten aus LiDAR, einer Laser-Scanning-Technologie, die Entfernungen misst, indem sie die Zeit erfasst, die Lichtimpulse für den Rückweg von einem Objekt benötigen. Das Gerät war in einem Leichtflugzeug montiert, das in 600 Metern (etwa 2.000 Fuß) Höhe über den Boden flog, einen großen Teil des Parks überstrich und dabei eine dichte Punktwolke von Messpunkten darunter aufbaute.
Die Umwandlung dieser Punktwolke in ein Baum-für-Baum-Inventar erforderte einen neuen analytischen Ansatz. Das Cambridge-Team entwickelte eine KI-gestützte Methode zur Verarbeitung der Scans, mit der es einzelne Bäume von der umgebenden Vegetation und dem Gelände im gesamten Erhebungsgebiet unterscheiden konnte – eine Aufgabe, die bei dieser Auflösung und in diesem Maßstab manuell nicht praktikabel wäre.
Um zu prüfen, ob die automatisierten Ergebnisse vertrauenswürdig waren, nahmen die Forscher Punktmessungen vor Ort vor und verglichen sie mit den Karten. Diese Feldkontrollen bestätigten die Genauigkeit der kartierten Bäume und gaben dem Team die Sicherheit, dass das digitale Inventar widerspiegelt, was tatsächlich im Park wächst.
Was die Karten zeigen
Die resultierenden Bilder sind in ihrem Detailgrad ungewöhnlich. Statt Wald als verallgemeinerte grüne Fläche darzustellen, lösen sie jeden Baum und seine Höhe auf, sodass erkennbar wird, wo sich die Verjüngung konzentriert und wo sie gerade erst beginnt.
- Mehr als 6 Millionen einzelne Bäume im 569 km² großen Erhebungsgebiet identifiziert.
- Jeder Baum wurde in seiner Höhe gemessen, nicht nur gezählt.
- 2,65 Millionen Bäume – etwas mehr als 40 Prozent – sind weniger als 5 Meter hoch, was auf eine junge natürliche Verjüngung hindeutet.
- Bodengestützte Punktmessungen wurden zur Validierung der Genauigkeit der kartierten Ergebnisse verwendet.
Verjüngungscluster am Waldrand – und darüber hinaus
Die kleinen, sich verjüngenden Bäume finden sich überwiegend in der Nähe der Ränder bestehender Wälder, wo Samen am wahrscheinlichsten landen. Dieses Muster entspricht den Erwartungen von Ökologen an die natürliche Samenausbreitung und legt nahe, dass das neue Wachstum von etabliertem Wald nach außen strahlt, statt zufällig in der Landschaft aufzutreten.
Doch die Karten offenbarten auch ein überraschenderes Detail: Einige neue Bäume hatten sich mehr als einen halben Kilometer vom nächsten Waldrand entfernt etabliert. Diese Ausreißer zeigen, wie weit Samen reisen können, und deuten auf das Potenzial hin, dass sich Wald weit über die derzeitige Baumgrenze hinaus auf offene Flächen ausbreiten kann.
Habitattyp bestimmt, wo Bäume Fuß fassen
Nicht jede Bodenfläche erwies sich als gleichermaßen aufnahmefähig. Die Erhebung ergab, dass sich in moorigen Gebieten weniger neue Bäume etabliert hatten als auf trockenen Heiden, was darauf hindeutet, dass die lokalen Habitatbedingungen eine bedeutende Rolle dabei spielen, wo die Verjüngung gelingt. Diese Unterscheidung ist wichtig für alle, die vorhersagen wollen, wie schnell sich eine Landschaft erholt, denn sie bedeutet, dass der Restaurierungsfortschritt in einem Park dieser Größe nicht einheitlich sein wird.
Hirschbewirtschaftung auf Landschaftsebene
Die in den Karten dokumentierte Erholung geschah nicht von selbst. Sie folgte auf einen koordinierten Ansatz zur Hirschbewirtschaftung auf den 60.000 Hektar der Partnerschaft Cairngorms Connect, einer Fläche, die weit größer ist als ein einzelnes Gut oder Schutzgebiet. Die verstärkte Hirschjagd wird mit der natürlichen Etablierung von Millionen junger Bäume in Verbindung gebracht, die nun in den LiDAR-Daten sichtbar sind.
Diese landschaftsweite Betrachtung ist zentral für das Ergebnis. Da die Partnerschaft über einen zusammenhängenden Abschnitt des Nationalparks und nicht über isolierte Fragmente operiert, haben Setzlinge, die in einem Gebiet keimen, Raum, sich in benachbarte Flächen auszubreiten. Die Karten bieten eine Ansicht auf Baumebene davon, was dieser Ansatz bisher hervorgebracht hat.
Ein neues Werkzeug zur Überwachung der Naturwiederherstellung
Über die konkreten Ergebnisse in den Cairngorms hinaus demonstriert das Projekt eine Überwachungsmethode, die auch auf Wiederherstellungsbemühungen anderswo angewendet werden könnte. Dr. Aland Chan von der University of Cambridge bezeichnete die Präzision und den Maßstab der Kartierung als Durchbruch.
„Die Fähigkeit, sich verjüngende Bäume so präzise und in so großem Maßstab zu kartieren, ist ein Durchbruch für die Überwachung der Naturwiederherstellung auf Landschaftsebene“, sagte Chan. „Das bedeutet, dass wir junge Bäume effektiv kartieren, bewerten können, ob Wiederherstellungsziele erreicht werden, und künftige Wiederherstellungsarbeiten informieren können.“
Diese Fähigkeit adressiert ein lang bestehendes Problem großer Wiederherstellungsprogramme. Junge Bäume über Hunderte Quadratkilometer hinweg von Hand zu zählen, ist nicht machbar, und Satellitenbilder haben oft Schwierigkeiten, kleine Individuen unter oder neben höherer Vegetation zu erkennen. Flugzeuggetragenes LiDAR in Kombination mit automatisierter Analyse bietet einen Mittelweg: breite Abdeckung mit ausreichender Auflösung, um einzelne Setzlinge zu isolieren und festzuhalten, wie hoch sie gewachsen sind.
Wiederholte Erhebungen könnten diese Momentaufnahmen in ein bewegtes Bild verwandeln und es Landmanagern ermöglichen, zu verfolgen, ob sich die Verjüngung beschleunigt, ins Stocken gerät oder im Laufe der Zeit in neue Habitattypen übergeht. Die Höhendaten sind in diesem Zusammenhang besonders nützlich, da eine wachsende Baumkohorte von einer Erhebung zur nächsten als steigende Verteilung der Messwerte sichtbar würde.
Was das Cairngorms-Ergebnis bedeutet
Die Schlagzeilenzahl – mehr als 6 Millionen Bäume – ist für sich genommen beeindruckend, doch der folgenreichere Befund ist möglicherweise das Muster dahinter. Die Verjüngung findet auf natürliche Weise und in großem Maßstab statt, und zwar überwiegend an Orten, an denen die Bedingungen stimmen: in der Nähe von Samenquellen, auf gut drainiertem Heideland und innerhalb eines Bewirtschaftungsgebiets, das groß genug ist, um jungen Wald Raum zur Ausbreitung zu geben.
Die Cairngorms-Karten stellen keinen fertigen Wald dar. Sie zeigen die Anfänge der Erholung, konzentriert auf junge Bäume, deren Reifung zu geschlossenem Wald Jahrzehnte dauern wird. Dennoch liefern sie etwas, das Wiederherstellungspartnerschaften oft gefehlt hat: eine präzise, überprüfbare Ausgangsbasis, die zeigt, dass eine Intervention auf Landschaftsebene messbare Ergebnisse vor Ort erzielt.
Dieser Artikel basiert auf einer Berichterstattung von Phys.org. Lesen Sie den Originalartikel.
Originally published on phys.org
