Luftgetragene Sensoren für die Forstwissenschaft
Wälder spielen eine wesentliche Rolle als Lebensraum und Schutz für die Biodiversität und in der Akkumulation von Kohlenstoff für den Klimaschutz. Die menschliche Bevölkerung ist auch von ihnen als eine Quelle für Holz und andere Waldressourcen abhängig. Obwohl die Wissenschaftler Wälder im Ökosystem, in der Gemeinschaft und auf der Ebene der einzelnen Baumarten untersucht haben, sind auch Beobachtungen auf der Blatt-/ Kronen-Skala erforderlich. Diese Wissenslücke wurde von dem EU-geförderten Projekt AIRFORS (Aircraft for environmental and forest science) angesprochen, welches Luftbildsensoren verwendet , um die Eigenschaften der Vegetationsbaumkronen entlang von vertikalen Profile zu überwachen. Dazu werden Messungen der Oberflächenflüsse mit Eddy-Kovarianz-Techniken durchgeführt. Eines der Ziele von AIRFORS war es, Wege zu finden, die Baumbiomasse vom Flugzeug aus mit Light Detection and Ranging (LIDAR) zu messen. Dabei wird ein Ziel mit einem Laserlicht beleuchtet. Mit erweiterten Flugzeuglaserscannern wurden die dreidimensionalen Formen von Bäumen rekonstruiert, indem die gepulsten Lasersignale mit einer sehr hohen Auflösung aufgezeichnet werden. Das Signal wurde analysiert und in räumlich aufgelöste Abstände zwischen der genauen GPS-Position des Flugzeugs und der Landoberfläche umgewandelt. In weniger als einer Flugstunde kann ein solches Verfahren Informationen über Größe, Höhe und Struktur der Bäume liefern. Das Ergebnis war eine genaue Beurteilung der Biomasse, die im Vergleich zu der Datenerhebung durch Feldtechniker kosteneffizienter ist. Die Projektpartner konzentrierten sich auch auf die Atmosphäre und installierten eine neue atmosphärische Turbulenzsonde auf einem Leichtflugzeug, um "in-flight" hochauflösende Daten über Windgeschwindigkeit, Lufttemperatur, globale und Nettostrahlung und Turbulenzen bereit zu stellen. Diese Information wurde als physikalische Grundlage für die Berechnung des Oberflächenflusses zur Vegetation verwendet. Die Sonde war Teil des luftgetragenen Life Finder, ein neues System für die Sammlung von luftgetragenen Mikroorganismen und die Verfolgung ihrer Herkunft und Ziel. Durch die Kombination von Life Finder und genomischen Werkzeugen auf Basis von DNA und RNA-Sequenzierung wird es möglich sein, die durch den Wald freigesetzten Mikroorganismen zu identifizieren. Weil biologische Flüsse zu Niederschlag und Ausbreitung der mikrobiellen Biodiversität beitragen, ist ihre Dynamik für Waldökosysteme sehr wichtig. AIRFORS wird neue Möglichkeiten für innovative Waldbeobachtungen, -bewertung und -überwachung auf der Grundlage der Verwendung von fortschrittlichen luftgetragenen Sensoren bieten. Die Verwendung von Luftmessungen für die Umweltforschung wird die Forstwissenschaft in Europa deutlich voranbringen.
Schlüsselbegriffe
Luftgetragene Sensoren, Blattmaßstab, Baumkronendachmaßstab, AIRFORS, Forstwissenschaft, Eddy-Kovarianz, light detection and ranging, Global Positioning System, Biomasse, Life Finder
