Wie viel Biomasse wächst in der Savanne? - Friedrich

URL: http://www.uni-jena.de/Forschungsmeldungen/FM170216_Biomasse_Savanne.pdf
Wie viel Biomasse wächst in der Savanne?
Geographen erfassen mit Satelliten- und terrestrischen Daten die
oberirdische Biomasse im Krüger-Nationalpark in Südafrika
Foto: Anne Günther/FSU
Victor Odipo, Doktorand vom Lehrstuhl für Fernerkundung, hat mit Kollegen eine Methodik
etabliert, die geeignet ist, die oberirdische Biomasse der Savannen sehr genau zu vermessen und
selbst kleine Veränderungen des Ökosystems zu erfassen.
Sie bilden einen der größten Lebensräume der Erde - die Savannen. Etwa ein Fünftel der
Erdoberfläche ist von ihnen bedeckt. Der überwiegende Teil davon befindet sich südlich der
Sahara in Afrika. Savannen sind nicht nur von einer einzigartigen Tierwelt geprägt, hier leben die
sogenannten "Big Five" - Elefanten, Nashörner, Büffel, Leoparden und Löwen -, sie beheimaten
auch Tausende endemischer Pflanzenarten, wie den Baobab, den Affenbrotbaum.
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"Hinzu kommt, dass die Savannen eine wesentliche Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf und
damit für das Weltklima spielen", weiß Victor Odipo von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Das
entscheidende Maß für die Speicherfähigkeit des Treibhausgases Kohlendioxid durch die
Savannen sei die Menge an oberirdischer pflanzlicher Biomasse, so der Doktorand vom Lehrstuhl
für Fernerkundung. Doch diese wichtige Größe sei bislang nur schwer zu erfassen, weshalb
gängige Klimamodelle zumeist auf groben Schätzungen der Biomasse basieren. Einem Team von
Geographen der Universitäten Jena und Oxford sowie der Bundesanstalt für Geowissenschaften
und Rohstoffe ist es nun jedoch gelungen, eine Methodik zu etablieren, die geeignet ist, die
oberirdische Biomasse der Savannen sehr genau zu vermessen und selbst kleine Veränderungen
des Ökosystems zu erfassen. In der Fachzeitschrift "Forests" stellen sie ihre Ergebnisse vor (DOI:
10.3390/f7120294).
Dreidimensionales Modell der Landschaft
Die Forscher der Uni Jena nutzen sowohl von Satelliten aufgezeichnete Radardaten als auch vom
Boden aus erhobene Laserscanning-Daten. "Die Radardaten können zwar die Biomasse großer
Gebiete erfassen, geben aber nur unzureichend Auskunft über die Struktur der Vegetation",
erläutert Victor Odipo. Das Typische der Savanne sei ihre Flickenteppich-artige Struktur: Aus einer
dichten Grasschicht wachsen alleinstehend oder in lockeren Gruppen Bäume sehr
unterschiedlicher Höhe. Um diese Struktur detailliert zu erfassen und in Biomasse umrechnen zu
können, werden die Satelliten-Daten daher um bodengestützte Messungen ergänzt. Dabei kommt
ein terrestrischer Laserscanner (TLS) zum Einsatz, der die Umgebung in einem Radius von
mehreren hundert Metern mit einem Laserstrahl abtastet. "Auf diese Weise erhalten wir ein
vollständiges dreidimensionales digitales Modell der Landschaft, das eine exakte Analyse der
Vegetationsstruktur ermöglicht", sagt PD Dr. Jussi Baade vom Lehrstuhl für Physische Geographie
der Uni Jena.
Nach ersten, eingehenden Tests im Stadtrodaer Forst und an den Hängen des Saaletals haben die
Jenaer Forscher ihre Methodik nun in der Savanne des Krüger-Nationalparks in Südafrika
angewandt. In einem rund neun Quadratkilometer großen Areal, für das Radar-Satellitendaten
vorlagen, haben sie ausgehend von über 40 Messpunkten Laserscanning-Daten erhoben und
diese in ein Modell zur Berechnung der Biomasse integriert. "Zwar ergeben die punktuell
erhobenen Laserscanning-Daten wesentlich genauere Ergebnisse als das Satelliten-Radar", macht
Christian Berger deutlich, Koautor der Studie und Leiter des Forschungsprojekts, in das Victor
Odipos Doktorarbeit eingebettet ist. "Für die Untersuchung großer Gebiete ist diese Methode allein
aber ungeeignet." Wie die vorliegende Studie belegt, lässt sich jedoch aus der Kombination beider
Ansätze die Biomasse mit einer Genauigkeit von bis zu 2,9 Tonnen pro Hektar ermitteln.
Monitoring von Veränderungen im Ökosystem
Nutzen lassen sich diese Ergebnisse nicht nur für neue Klimamodelle. "Auch für das Monitoring
von Veränderungen im Ökosystem Savanne brauchen wir verlässliche Angaben", betont Victor
Odipo und verweist auf einen überraschenden Befund der Studie am Rande: Wie die Forscher bei
ihren Messungen feststellten, nimmt die Biomasse in einem erheblichen Teil des untersuchten
Gebietes im Krüger-Nationalpark von Jahr zu Jahr ab. "Das hatten wir nicht erwartet", so Odipo,
"schließlich handelt es sich ja um ein Naturschutzgebiet". Wie sich herausstellte, sind diese
Veränderungen aber - anders als in den meisten nicht geschützten Gebieten - nicht in erster Linie
vom Menschen verursacht. Vielmehr bringen Elefanten zahlreiche Bäume zu Fall.
Die vorliegende Studie wurde unterstützt vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD),
der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Bundesministerium für Bildung und
Geographen erfassen mit Satelliten- und terrestrischen Daten dieoberirdische Biomasse im Krüger-Nationalpark in Südafrika
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Forschung (BMBF). Der terrestrische Laserscanner wurde mit Hilfe von EFRE-Mitteln vom
Freistaat Thüringen finanziert.
Original-Publikation:
Odipo VO et al. Assessment of Aboveground Woody Biomass Dynamics Using Terrestrial Laser
Scanner and L-Band ALOS PALSAR Data in South African Savanna, Forests 2016, 7, 294;
DOI:10.3390/f7120294
Kontakt:
Victor Odipo, Prof. Dr. Christiane Schmullius
Institut für Geographie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Grietgasse 6, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948895, 03641 / 948880
E-Mail: [email protected], [email protected]
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