Wenn Laserstrahlen durch Baumkronen blicken

Ein Regenwald stirbt (Bild: Rhett A. Butler/Mongabay)

Selektive Abholzung im Regenwald hat verheerende Folgen für die Biodiversität, die Waldstruktur und die Kohlenstoffspeicherung. Bisher haben Daten und Methoden gefehlt, um gegen diese illegale Form der Abholzung vorzugehen. Eine neue Methode, die auf LiDAR-Technik baut, eröffnet nun die Möglichkeit, durch das dichte Baumkronendach zu blicken, selektive Abholzung zu erkennen und Massnahmen dagegen einzuleiten.

Bei der Wahl von Möbeln sind viele Konsumentinnen und Konsumenten wählerisch. Es soll nicht irgendein Holz sein, sondern gerne ein wertvolles und robustes. Etwas Exotisches, das schön anzuschauen hat und Eindruck macht. Aus diesem Grund betreiben viele Firmen sogenannte selektive Abholzung. Dabei werden nur bestimmte Bäume von hohem Wert abgeholzt und dem Wald entnommen. Laut einer 2009 publizierten Studie betrifft diese Art von Holzentnahme seit 2000 über 20% der Gebiete mit feuchten tropischen Wäldern. Mehr als die Hälfte der Treibhausgas-Emissionen von Walddegradierung in den Tropen ist auf die selektive Abholzung zurückzuführen.

Firmen vertuschen verheerendes Ausmass

Das Problem der selektiven Abholzung ist seit Längerem bekannt. Daher ist gesetzlich festgelegt, in welchen Gebieten mit einer Bewilligung wie viele Bäume einer Art entnommen werden dürfen. Doch ob die gesetzlichen Vorgaben eingehalten werden, war bis anhin kaum nachzuweisen. Denn im Gegensatz zur Waldrodung kann selektive Abholzung nicht einfach mit Satellitenbildern nachgewiesen werden. Für die Berechnung standen bislang nur Daten von Regierungen und Holzfirmen zur Verfügung. Diese sind nicht unabhängig und berücksichtigen die Zahlen der illegalen Abholzung nicht. Man schätzt aber, dass ungefähr 40% der gefällten Bäume in tropischen Wäldern illegal geschlagen werden, im Amazonas-Regenwald sogar 72%. Nun stellen einige Studien eine neue Methode vor, welche aufbauend auf neutralen, objektiven Fakten das effektive Ausmass der selektiven und illegalen Abholzung ermitteln kann.

Blick durch das dichte Kronendach

LIDAR Bilder (Bild: Sarah Frey, Oregon State University, CC 2.0)

Da bei der selektiven Abholzung dem Wald nur einzelne Bäume entnommen werden, wird das Kronendach des Waldes dadurch oft nur minimal beschädigt. Bei Luftaufnahmen mit herkömmlichen Satellitenbilder mit moderater Auflösung (30 Meter) sind diese minimalen Veränderungen nicht erkennbar. Bilder mit einer höheren Auflösung (1 Meter) können immerhin grössere Holzfällerstrassen aufdecken. Kleinere Pfade für Holztransporter (sogenannte Rückegassen) und das Fehlen einzelner Bäume bleiben jedoch immer noch verborgen. Und sogar hochauflösende Bilder durchdringen das dichte Kronendach nicht.

Forscher setzen daher auf Luftbildvermessungen welche LiDAR (Light Detection And Ranging) nutzen. Diese Fernerkundungsmethode misst die Rücklaufzeit tausender Laserstrahl-Pulse, welche vom Flugzeug auf die Erdoberfläche geschickt werden. Die Rücklaufzeit jedes Pulses misst seine Distanz zum Luftbildsensor. Manche Pulse durchdringen das Kronendach und ermöglichen es den Forschern, hochauflösende dreidimensionale Bilder vom Raum zwischen dem Waldboden bis zum Kronendach zu erstellen. Diese Bilder zeigen auch kleine Veränderungen innerhalb des Waldes auf.

Die Studienautoren Pearson und Hagen betonen, dass mit LiDAR endlich auch die Entnahmen einzelner Bäume entdeckt werden kann. Mit LiDAR bleibt nichts unbemerkt. Und LiDAR liefert Daten, die von Holzfirmen und Regierungen unabhängig sind.

Kombination von LiDAR-Daten und Felddaten

Die 4 Gebiete der Studie (Bild: siehe unten)

Vor einiger Zeit entwickelte ein Forscherteam um Pearson und Hagen einen automatischen Algorithmus basierend auf kommerziellen LiDAR-Daten von Kalimantan. Dieser kann Holzfällerstrassen, Rückegassen, Lücken im Wald und Decks zur Lagerung der Stämme erkennen und sehr fein skalierte 3D-Karten davon erstellen. Bei der aktuellen Studie kombinierte das Team diese Karten mit Bodendaten über 188 legal gefällte Bäume. Die Bodendaten wurden von zwei Firmen, die über Abholzungskonzessionen verfügen, zur Verfügung gestellt.

Durch das Verknüpfen der LiDAR-Daten mit den Zahlen zu den effektiv abgeholzten Bäumen konnte das Team Zusammenhänge zwischen Wegen, Rückegassen, Waldlücken und der Holzentnahme erkennen. Aufbauend auf den Resultaten formulierten die Forscher Gleichungen, um die Menge der Holzentnahme und der dadurch entstandenen Treibhausgas-Emissionen auf Gebieten zu ermitteln, bei denen nur LiDAR-Daten oder keine LiDAR-Daten zur Verfügung stehen.

Mit Gleichungen gegen die Abholzung

Laut Studienautor Pearson existieren zwei Arten von illegaler Abholzung: Bei der ersten wird auf Gebieten mit legalen Konzessionen auch auf angrenzenden Gebieten Holz gefällt oder auf dem erlaubten Gebiet werden mehr Bäume entnommen als zugelassen. Bei der zweiten Art werden Bäume in unberührtem oder geschütztem Wald gefällt. Beide Arten von illegaler Abholzung können mit den entwickelten Gleichungen entdeckt und dadurch geahndet werden. Die Forscher sind davon überzeugt, dass die neue Methode für die Regierung und für NGOs viele Vorteile aufweist. Diese können die Einhaltung von Konzessionen unabhängig kontrollieren und Missbrauch verhindern bzw. bestrafen. Zudem kann die Menge der effektiven Holzentnahme überprüft und zukünftige Managementmassnahmen eingeleitet werden.

Quelle Bild/Text:

Jain, Neha 2018: Combining aerial imagery and field data estimates timber harvest and carbon emissions, Mongabay, 27 July 2018, online verfügbar unter: https://news.mongabay.com/wildtech/2018/07/combining-aerial-imagery-and-field-data-estimates-timber-harvest-and-carbon-emissions/, 21/08/18.