Von der Erdbeobachtung zum Natur- und Umweltschutz

Die Erde ist heute einer kontinuierlichen Beobachtung durch eine Vielzahl technischer Systeme ausgesetzt. Wetter- und Radarstationen, Flugkörper wie Drohnen, Ballons und Erdsatelliten sowie die bemannte Weltraumstation ISS liefern täglich Daten, die für die unterschiedlichsten zivilen oder militärischen Zwecke verwertet werden. Nicht zuletzt infolge der prognostizierten Klimaveränderungen wächst das Interesse, diese Technologien der Fernerkundung verstärkt für die ökologische Forschung und ebenso für den Umwelt- und Naturschutz einzusetzen.

Mit diesem Ziel haben sich 47 Hochschulen und Forschungseinrichtungen aus 18 Ländern im europäischen Forschungsverbund „Ecopotential“ zusammengeschlossen, der seit 2015 von der Europäischen Kommission gefördert wird. Methoden und Ergebnisse der Fernerkundung sollen in eine umfassende Erforschung von Ökosystemen und Naturschutzgebieten integriert werden. Auf dieser Grundlage wollen die Partner Konzepte und Leitlinien erarbeiten, die dabei helfen, ein möglichst breites Spektrum wissenschaftlicher Daten für das Management und den Erhalt natürlicher Systeme zu nutzen.

Gemeinsame Forschung in europäischer Vielfalt

Stellvertretender Koordinator dieses Verbunds ist Prof. Dr. Carl Beierkuhnlein, der an der Universität Bayreuth den Lehrstuhl für Biogeografie innehat. Zugleich nimmt auch Prof. Dr. Anke Jentsch, Bayreuther Professorin für Störungsökologie, an „Ecopotential“ teil. Vor kurzem ist Prof. Beierkuhnlein von einem Treffen des Leitungsgremiums aus Potsdam zurückgekehrt. Hierbei wurde eine erste Bilanz der bisherigen Forschungsarbeiten gezogen. Die nächsten Ziele wurden abgesteckt.

„Eine derart intensive Verbundforschung, die sich mit natürlichen Systemen in sehr unterschiedlichen Gegenden Europas befasst und dabei Brücken zu den Technologien der Erdbeobachtung schlägt, ist bisher einmalig“, erklärt der Bayreuther Wissenschaftler. „Gerade diese Vielfalt macht unser Projekt so spannend. Rechtliche und politische Rahmenbedingungen des Umweltmanagements sind in den europäischen Ländern durchaus unterschiedlich ausgeprägt. Auch diese Vielfalt muss beachtet werden.“

Die Untersuchungsgebiete, auf die sich die Forschungsarbeiten im Projekt „Ecopotential“ konzentrieren, gehören verschiedenen Klimazonen an. Sie verteilen sich nahezu auf ganz Europa – vom nördlichsten Schweden bis nach Kreta und von den Kanarischen Inseln bis zum Donaubecken. Neun dieser Regionen sind von der UNESCO als europäisches Weltnaturerbe anerkannt worden, weitere zwölf Biosphärenreservate dienen als Modellregionen für nachhaltige Entwicklung. Hinzu kommen 13 europäische Nationalparks und 16 Landschaften, die dem „Natura 2000-Netzwerk“ der EU angehören und als natürliche Schutzräume für wildlebende Pflanzen- und Tierarten ausgewiesen sind. Darüber hinaus werden auch maritime Ökosysteme im Mittelmeer und in der Karibik sowie der Krüger-Nationalpark, eines der größten Naturschutzgebiete Afrikas, in die Forschungsarbeiten einbezogen.

Neue Wege der Ökosystemforschung, ermöglicht durch die digitale Revolution

In Kooperation mit ihren Partnern in „Ecopotential“ arbeiten die Bayreuther Forscher an Instrumenten und Verfahren, die eine präzise Modellierung und Analyse von Ökosystemen ermöglichen. Hierfür wollen sie einheitliche, verschiedene Klimazonen übergreifende Standards entwickeln. Diese sollen dabei helfen, frühere Entwicklungen in Ökosystemen sowie deren Ursachen zu rekonstruieren, aber auch die Wahrscheinlichkeit künftiger Veränderungen genauer abzuschätzen. Solche Prognosen sind beispielsweise im Hinblick auf die Frage relevant, wie weit tropische Infektionskrankheiten infolge des Klimawandels nach Europa vordringen können – ein Problem, mit dem sich die biogeografische Forschung in Bayreuth schon seit mehreren Jahren befasst.

Eine weitere Herausforderung besteht darin, für die Beschreibung einzelner, räumlich begrenzter Ökosysteme die zunehmend durch Erdbeobachtung gewonnenen Daten zu nutzen. Europäische Staaten haben in den letzten Jahren sehr viel in die Entwicklung der Satellitenbeobachtung investiert.

„Diese neuen Möglichkeiten müssen nun für die Praxis nutzbar gemacht werden. Hierfür bedarf es unter anderem ökologischer Modelle, die in der Lage sind, verschiedene Skalen zu überbrücken“, meint Prof. Beierkuhnlein und betont, wie sehr sich die Forschungsaktivitäten in „Ecopotential“ auch der digitalen Revolution verdanken: „Ohne die aufeinander abgestimmte Verarbeitung und Verknüpfung von Daten in schnellen, leistungsstarken Rechnern wären die Ziele, die wir in unserem europäischen Verbund verfolgen, überhaupt nicht erreichbar.“