Das Team „Waldökosysteme“ analysiert mit Hilfe moderner Fernerkundungsmethoden Zustand, Struktur, Diversität und die Veränderungen von Wäldern. Unser Ziel ist es, Informationsprodukte bereitzustellen, die eine nachhaltige Waldentwicklung im Kontext des Globalen Wandels unterstützen.
Wälder bedecken fast ein Drittel der globalen Landfläche und erfüllen zentrale ökologische, klimatische und gesellschaftliche Funktionen. Sie sind Lebensraum für unzählige Tier- und Pflanzenarten, regulieren Wasserhaushalt und Mikroklima, dienen als Erholungsräume und liefern den nachwachsenden Rohstoff Holz. Als potenzielle Kohlenstoffsenken spielen Wälder zudem eine Schlüsselrolle im globalen Klimasystem. Gleichzeitig stehen sie aufgrund dieser vielfältigen Ökosystemdienstleistungen unter erheblichem Nutzungsdruck. Besonders im globalen Süden führen unkontrollierte und häufig illegale Entwaldung, etwa durch Rohstoffabbau sowie die Ausweitung von Siedlungs- und Landwirtschaftsflächen, zu massiven Waldverlusten.
In Mitteleuropa sind Wälder vor allem durch Störungen wie Stürme, Insektenbefall und Waldbrände geprägt. Zunehmend verstärken die Auswirkungen des Klimawandels, etwa langanhaltende Dürreperioden, diese Belastungen. Naturnahe, strukturreiche Wälder erweisen sich dabei als deutlich resilienter. Durch Waldumbau und Wiederbewaldung hin zu standortangepassten und artenreichen Beständen sollen langfristig stabile und klimaresiliente Waldökosysteme entwickelt werden. Baumartenverteilung, Waldstruktur und Vitalität sind dabei zentrale Kenngrößen zur Abschätzung von Holzvorräten sowie zur Quantifizierung der Kohlenstoffbindung. Eine besondere Herausforderung stellt der Erhalt und die Wiederherstellung der Biodiversität bei gleichzeitiger wirtschaftlicher Nutzung dar, da Waldentwicklungsprozesse über sehr lange Zeiträume verlaufen und eine vorausschauende Bewirtschaftung erfordern.
Das Team „Waldökosysteme“ nutzt Erdbeobachtungsdaten, um Zustand, Struktur, Vitalität, Artenzusammensetzung und Schäden von Wäldern großflächig und konsistent zu erfassen. Langjährige Satelliten-Zeitreihen ermöglichen ein kontinuierliches Monitoring sowie die Analyse von Veränderungen durch natürliche und anthropogene Prozesse. Ziel ist die Entwicklung anwendungsorientierter Methoden und Informationsprodukte, die Entscheidungsträger bei der Umsetzung einer nachhaltigen Waldentwicklung unterstützen. Dazu zählen unter anderem die Kartierung von Waldschäden, Strukturveränderungen, Fragmentierung und Vitalität zur Quantifizierung von Klima- und Nutzungseinflüssen.
Deutschlandprodukte
Deutschlandweite Informationsprodukte, von links nach rechts: Kronendachverluste 2017 - 2024; Waldstruktur - Bestandhöhe 2023, Baumarten 2022
Waldzustand und Schaderfassung: Nah-echtzeitliches und konsistentes Monitoring der Auswirkungen von Klimawandel, Störungen, Waldnutzung und Landnutzungswandel auf Waldökosysteme.
Waldstruktur: Analyse räumlicher Struktur, Vielfalt und Fragmentierung von Waldbeständen.
Biodiversitätsforschung: Kartierung von Baumarten und Untersuchung von Struktur-Biodiversitäts-Beziehungen.
Beispiele für thematische Analysen
Oben von links nach rechts: Entwaldungsmuster Paraguay; Waldfragmentierung Bayern; Phänologie Deutschland; - unten von links nach rechts: App für Störungsursachen; Hyperspektralaufnahme Waldbrunn; Vegetationshöhen Bayern
Die Arbeiten konzentrieren sich auf Mitteleuropa und Südamerika, sind jedoch methodisch weltweit übertragbar. Zum Einsatz kommen vor allem Daten der Copernicus-Sentinel- und Landsat-Missionen, ergänzt durch mittelaufgelöste Zeitreihen (MODIS, AVHRR), sowie Radar-, Lidar-, Hyperspektral- und Luftbilddaten. Moderne Verfahren der Zeitreihenanalyse, des maschinellen Lernens und der Big-Data-Verarbeitung erlauben eine präzise und automatisierte Analyse großer Datenmengen.
Ein enger Austausch mit Wissenschaft, Verwaltung und Praxis stellt sicher, dass die Ergebnisse eine belastbare Grundlage für nachhaltige Waldmanagement- und Anpassungsstrategien liefern. Unsere Forschung unterstützt eine wissensbasierte Entscheidungsfindung im Umwelt- und Forstsektor. Intakte und resiliente Wälder leisten einen zentralen Beitrag zur Sicherung von Lebensgrundlagen, indem sie Rohstoffe bereitstellen, Wasserhaushalt und Klima regulieren und damit Versorgungs- und Anpassungsfähigkeit gegenüber Umwelt- und Klimarisiken stärken. Die von uns entwickelten Informationsgrundlagen tragen dazu bei, diese Funktionen langfristig zu erhalten sowie die ökologische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Sicherheit zu fördern.
