Borkenkäferausbrüche haben in den letzten Jahren in ganz Mitteleuropa Fichtenwälder verwüstet, was auf die heißeren, trockeneren Bedingungen und die gestressten Baumbestände zurückzuführen ist. Sobald sichtbare Symptome auftreten, ist es für wirksame Maßnahmen oft zu spät. Doch was wäre, wenn wir den Befall früher erkennen könnten, bevor es zu Verfärbungen, Entlaubung oder Absterben kommt?
Eine neue, von Experten begutachtete Studie von Europe-LAND-Forscherin Dr. Lucie Kupkova und ihrem Team geht genau dieser Frage nach. Veröffentlicht in Ökologische Indikatoren, In dem Artikel wird untersucht, ob hyperspektrale Bilder von unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs), die oft als Drohnen bezeichnet werden, Anzeichen für einen Befall mit dem Borkenkäfer (Ips typographus) im “grünen Stadium” erkennen können, wenn die Bäume mit bloßem Auge noch gesund erscheinen.
Die Studie
Während der Vegetationsperiode 2022 führte das Forschungsteam neun UAV-Flüge über einer Fichtenmonokultur im Krkonoše-Nationalpark (Tschechien) durch und erfasste Hyperspektraldaten mit einer Auflösung von 3 cm. Sie überwachten 23 befallene und 23 gesunde Bäume genau und nutzten Feldinspektionen, thermische Modellierung und Vegetationsindizes, um den zeitlichen Verlauf des Befalls zu verfolgen.
Unter Verwendung statistischer Methoden wie Jeffries-Matusita-Abstand, Ähnlichkeitsanalyse, Wilcoxon-Rangsummentests und Differenz-in-Differenzen zeigte die Studie, dass:
- Der Befall war etwa drei Wochen nach dem ersten Befall, aber zwei Wochen vor der sichtbaren Kronenverfärbung nachweisbar.
- Die aufschlussreichsten Wellenlängen lagen im roten Randbereich (692-706 nm) und im roten Bereich (626-644 nm) - lange bevor Veränderungen in Standard-RGB-Bildern sichtbar wurden.
- Die Unterteilung der grünen Phase in drei Teilphasen trug zur Verdeutlichung des Zeitplans und des Aufdeckungspotenzials bei:
- G-HS (versteckte Symptome, frühes Bohren der Rinde),
- G-BS (sichtbare Rindensymptome, grüne Krone),
- G-YS (grün-gelbes Stadium, früher Kronenstress).
Auswirkungen auf die Waldbewirtschaftung
Die Erkennung des Befalls im frühen grünen Stadium ist für eine wirksame Bekämpfung von entscheidender Bedeutung, da sie einen sanften Einschlag und eine gezielte Reaktion ermöglicht, bevor die Ausbrüche eskalieren. Gegenwärtig wird der Befall oft zu spät erkannt: Sobald die Kronen vergilben oder das Absterben beginnt, haben sich die Käfer möglicherweise bereits ausgebreitet.
Durch die Kombination von hochauflösenden Drohnenbildern mit Hyperspektralanalyse und Zeitreihendaten bietet diese Methode ein präziseres und zeitnahes Instrument für Behörden und Waldbewirtschafter zur Bekämpfung klimabedingter Schädlingsausbrüche.
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X2500799X