3-D-Scans: Wie sich die Wälder verändern

Mit 3-D-Laserscans und anderen neuen Technologien untersuchen NASA-Forscher vom Flugzeug aus Baumkronen. Dabei zeigt sich, wie stark sich Wälder durch den Klimawandel verändern - zum Teil schon bevor diese Veränderungen sichtbar sind.

Einmal im Jahr zur selben Zeit fliegen Erdwissenschaftler der US-Raumfahrtbehörde NASA ein paar hundert Meter über den Baumkronen weiter Waldlandschaften hinweg. Dabei scannen sie jeden Zentimeter der Bäume mit Lasermessgeräten, sogenannten Lidar-Systemen, von den Blättern bis zum Waldboden ab und erschaffen so ein dreidimensionales Bild des Waldes. Den Instrumenten, die an der Unterseite des Flugzeugs angebracht sind, entgeht dabei nicht die kleinste Änderung. Auch nicht, wenn ein Ast in einer Baumkrone abgebrochen ist, erklärt der NASA-Geograf und Baumexperte Douglas Morton, der anlässlich der European Geosciences Union-Konferenz in Wien war.

„Wir wussten bisher relativ wenig darüber, wie stark sich ein Wald bzw. die Baumkronen im Laufe eines Jahres verändern und aus welchen Pflanzen sich ein Wald zusammensetzt. Durch die 3-D-Bilder wird sichtbar, wie Lücken entstehen, die dann von kleinen Pflanzen erobert werden. Der Wald ist hier wie ein Schlachtfeld", so Morton.

Video der Forscherflüge

Veränderungen bemerken, bevor sie sichtbar werden

Abgesehen von der normalen Waldstudie sollen die Laserscans darüber Aufschluss geben, wie sich äußere Einflüsse wie Feuer, Dürre, Hurrikane oder das sich verändernde Klima auf die Bäume auswirken. Manche Veränderungen werden dabei über zusätzliche thermische Messgeräte sogar erkennbar, bevor Veränderungen an den Bäumen, Nadeln und Blättern sichtbar werden. Als Beispiel nennt Morton den Borkenkäfer in Alaska, der zunehmend auch andere Baumarten wie die Schwarzfichte befällt. „Die Käfer vermehren sich und finden vermutlich kein Material mehr bei der Weißfichte, ihrer bevorzugten Baumart, und gehen somit zur Schwarzfichte über.“

Ö1-Sendungshinweis

Über das Thema berichteten auch die Ö1-Journale, 16.7., 12:00 Uhr.

Darüber hinaus zeigen die Scans, wie den Bäumen Alaskas auch noch die wärmeren Temperaturen zu schaffen machen. „Die Bäume wachsen normalerweise auf Permafrostboden. Da dieser zunehmend auftaut, wird es den Bäumen teilweise zu nass. Es ist also wahrscheinlich nicht so, dass ihnen die Temperatur an sich zu schaffen macht.“ Welche Bäume konkret und wie viele davon betroffen sind, soll diesen Sommer im Detail untersucht werden.

Totes Holz im Amazonas

Im Amazonas wiederum untersuchte Morton gezielt, wie sich die große Dürre im Jahr 2015 auf den größten Regenwald der Erde ausgewirkt hat. Im Jahr nach der extremen Trockenperiode sind beinahe um zwei Drittel mehr Äste abgebrochen und Bäume umgestürzt als davor. Anders als von Morton und seinen Kollegen erwartet waren davon aber nicht nur die Regenwaldriesen betroffen, die besonders viel Wasser brauchen und es am weitesten zur Baumkrone transportieren müssen. Kleine Bäume haben in gleichem Ausmaß ihre Äste verloren oder sind umgestürzt, wie die Bilder belegen. „Das legt nahe, dass der Schaden im gesamten Amazonas während des El Nino allgemein sehr groß ist und nicht nur große Bäume betrifft, wie wir lange gedacht haben.“

Das viele tote Holz ist nicht nur ökologisch bedenklich, es schlägt sich auch in der CO2-Bilanz nieder. Denn Holz speichert Kohlenstoff nicht nur, verfaulende und zerfallende tote Äste und Baumstämme geben es auch wieder an die Atmosphäre ab. „Die Bäume tragen erheblich zum CO2-Kreislauf bei. Wie viel, wollen wir ebenfalls anhand der Daten gezielter erforschen.“

Um mehr Erkenntnisse aus den aufwendig gesammelten Baumdaten zu generieren, sind sie online frei verfügbar und können von Forschern international verwendet werden, so Morton.

Ruth Hutsteiner, Ö1-Wissenschaft

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