MoBiTools – Monitoring von Biodiversität mit Tools aus der Fernerkundung

Das Projekt MoBiTools erfasst biodiversitätsrelevante Waldstrukturen über Luftbild- und Satellitendaten und stellt die Ergebnisse für verschiedene Forschungsprojekte rund um Biodiversität zur Verfügung. Sogenannte Waldstrukturkarten können in der Praxis für das Naturschutzma­nagement und die Artenförderung eingesetzt werden, um Flächen mit günstigen Strukturen oder Defiziten zu identifizieren, Fördermaßnah­men gezielt zu planen oder zu evaluieren. Die Waldstrukturkarten werden flächendeckend für Baden-Württemberg erstellt und regelmäßig aktualisiert. Dies ermöglicht den Aufbau von Zeitreihen und dadurch die Beobachtung von Veränderungen der Waldstrukturen. Das Projekt MoBiTools ist somit ein maßgeblicher Baustein für ein langfristiges Biodiversitätsmonitoring.

Warum Waldstrukturen?

Viele geschützte Arten sind an besondere Wald­strukturen gebunden, z.B. lichtliebende Arten wie Auerhuhn und Tagfalter an Lücken und lich­te Bestände, Totholzkäfer und höhlenbrütende Waldvögel an Totholz und Fledermäuse an Wald­ränder bzw. leitlinienartige Strukturen. Waldstrukturen sind also wichtige Elemente der Wälder, an die viele Waldarten gebunden sind. Sie charakterisieren und indizieren Habitate und sind Schlüssel zur Erhaltung geschützter Arten. Das Monitoring der Waldstrukturen ist somit ein maßgeblicher Baustein, um Studien rund um Biodiversität zu unterstützen und Biodiversität zu fördern.

Datengrundlage zum Biodiversitätsmonitoring mit Fernerkundungsdaten

Im Rahmen des Projektes werden Stereo-Luftbilder sowie Satellitendaten verwendet. Die Verwendung von Luftbildern hat in der Forstwirtschaft eine lange Tradition. Aus ihnen können auch Höheninformationen (sogenannte Vegetationshöhenmodelle) abgeleitet werden. Luftbildbefliegungen werden flächendeckend durch das Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Baden-Württemberg (LGL) in einem Zyklus von drei Jahren wiederholt. Satellitenbilder lohnen sich bei der Betrachtung eines größeren Maßstabes und für die Analyse von Zeitreihen.

Aufgaben und Ziele

1. Neu- und Weiterentwicklung von Waldstrukturkarten

Im Projekt MoBiTools sollen biodiversitätsrelevante, fernerkundungsbasierte Waldstrukturkarten neu- bzw. weiterentwickelt werden.
Folgende Waldstrukturkarten sind bereits verfügbar:


Wie hoch sind die Bäume? Wie verteilen sich die Bäume im Bestand?
Die Waldhöhenstrukturkarte beschreibt die Landesoberfläche in 1 m-Höhenklassen in einer räumlichen Auflösung von 5x5m.

Die WHSK wird beispielsweise zur Standortauswahl von Monitoringflächen, bei der Rotwildkonzeption bzw. dem Rotwildmanagement zur Erfassung der Nahrungsverfügbarkeit auf dem Boden sowie zur Identifizierung schälgefährdeter Waldbestände und für viele weitere Fragestellungen verwendet.


Die Karte zeigt das Vorkommen von stehendem Totholz (Erfassung von stehendem Totholz). Diese Informationen können auf potenziell geeignete Habitate für die an Totholz gebundenen Arten hinweisen und somit die Forschung, das Monitoring und den Schutz dieser Arten unterstützen.

Die Karten zum stehenden Totholz sind für die Konzeption und Evaluation des Alt- und Totholzkonzepts (Projekt 1480 und 1420) sowie für viele biodiversitätsrelevanten Fragestellungen von Interesse.


Die Karte zeigt Lücken in niedrigen und hohen Beständen sowie lichte Bestände (zur Waldlückenkartierung). Diese Waldstrukturen sind von Bedeutung für eine Vielzahl an Waldarten, u.a. für viele Insekten-,Vogel- sowie Fledermausarten.


Die Karte zeigt das Vorkommen von Waldlücken, welche potenziell geeignete Auerhuhn-Habitate darstellen können. Somit dienen die abgeleiteten Auerhuhn-Strukturen der Identifizierung, Bilanzierung und dem Management von Auerhuhn- Habitaten.

Baumlayer
Der Baumlayer bildet Bäume innerhalb und außerhalb des Waldes ab. Außerhalb des Waldes zeigt der Layer Leitlinien und Strukturen für die Bewegung und Migrationen von Arten (Projekt 1509 bzw. 355). Die Höhengrenze des Baumlayers beträgt 3 m. Der Layer wurde klassifiziert in die Höhenklassen 3-5 m, 5-8 m und >8 m.

Bestockungslayer

Der Bestockungslayer unterscheidet zwischen bestockten und nicht bestockten Flächen und wurde basierend auf dem Baumlayer und folgenden Parametern erstellt:

  • Kronenschlussgrad > 50%
  • Mindestbreite: 10 m
  • Mindestgröße: 0,1 ha

Die Höhengrenze des Bestockungslayers beträgt 5 m.

Waldbedeckungslayer

Der Waldbedeckungslayer wurde aus dem Bestockungslayer abgeleitet, wobei alle Lücken, welche sich innerhalb der als Waldbesitz gekennzeichneten Flächen der Landesforstverwaltung befanden, geschlossen wurden. Das Ergebnis ist eine generalisierte, ökologische Waldmaske, welche möglichst alle Waldflächen – inklusive Sturmflächen und Lücken – beinhaltet. Durch Zeitreihen kann die Walddynamik sowie die Verschiebung von Landnutzungsklassen beobachtet werden.

Der Waldbedeckungslayer dient (teilweise in Kombination mit den als Waldbesitz gekennzeichneten Flächen der Landesforstverwaltung) mehreren Projekten als Waldmaske.


Die Laub-/Nadelkarte klassifiziert den Wald in Nadel-, Misch- und Laubwald. Die Kenntnis der Baumarten bzw. Waldtypen ist beispielsweise für die Auswahl neuer Waldschutzgebiete wichtig. Besonders in Zeiten des Klimawandels findet auch hier eine große Dynamik statt. 


Diese Karte bildet die Variabilität der Vegetationshöhen ab. Eine hohe Strukturvielfalt ist ein Merkmal für eine potenzielle hohe Biodiversität und kann mithilfe der Karte abgebildet werden. Die Habitateignung für bestimmte Vogel-und Fledermausarten kann damit teilweise beschrieben werden.

2. Datenbereitstellung

Die Waldstrukturkarten werden aus Luftbildern bzw. Satellitendaten abgeleitet. Luftbildbefliegungen werden jährlich durchgeführt und decken ein Drittel des Landes ab. Die einzelnen Befliegungen eines Jahres werden zu jahresweiten Übersichten zusammengefasst und in die Datenstruktur der FVA eingepflegt. Die Waldstrukturkarten werden für die Mitarbeitenden der FVA über einen zentralen Server zur Verfügung gestellt. Ebenso werden Analyse- und Auswertungstools entwickelt und bereitgestellt. Für einen Zugriff auf die Waldstrukturkarten außerhalb der FVA werden in Kürze WMS/WMTS-Dienste verfügbar sein. Die Links zu den WMS/WMTS-Diensten finden Sie bald im folgenden Dropdown-Menü. Des Weiteren sollen die Waldstrukturkarten im Waldnaturschutz-Informationssystem eingepflegt werden.

Die Links zu den WMS/WMTS-Diensten erscheinen hier in Kürze.

3. Zeitreihen erstellen, analysieren und auswerten

Wie haben sich die Waldstrukturen in den letzten Jahren verändert? Über fernerkundungsbasierte Zeitreihenanalysen kann die Dynamik der Waldstrukturen beobachtet und Veränderungen können lokalisiert und quantifiziert werden (Projekt 1350 oder 1590).

Monitoring der Veränderung von Auerhuhn-Strukturen

 

Monitoring der Veränderung der Bestockung

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