Die Vermessung der Wälder

Ein dichter grüner Gürtel umspannt die Nordhalbkugel der Erde: Von den USA und Kanada über Skandinavien bis nach Russland erstrecken sich fast 16 Millionen Quadratkilometer Nadelwald. "Diese Wälder bedecken mehr als ein Achtel der Festlandsfläche und bilden etwa ein Drittel des weltweiten Waldvorkommens", weiß Prof. Dr. Christiane Schmullius von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Allerdings, so die Inhaberin des Lehrstuhls für Fernerkundung, basieren diese Angaben bislang vor allem auf Schätzungen. Das wollen die Geographen um Prof. Schmullius jetzt ändern und die erste vollständige Waldkarte der nördlichen Halbkugel erstellen.

In einem vorangegangenen Projekt sind bereits ausgewählte Waldregionen - hier Sibirien - kartiert worden. Foto: © Gamma Remote Sensing / FSU

In ihrem gerade angelaufenen Forschungsprojekt "BIOMASAR-II" werten die Forscher der Universität Jena gemeinsam mit Schweizer Radar-Experten der Firma Gamma Remote Sensing und Kohlenstoff-Modellierern des Jenaer Max-Planck-Instituts für Biogeochemie Bilddaten des Satelliten Envisat aus. Die Europäische Raumfahrtagentur ESA finanziert das gemeinsame Forschungsvorhaben in den kommenden 18 Monaten mit 150.000 Euro.

Für die Vermessung der Wälder nutzt das Projektteam einen Algorithmus, der in dem vorangegangenen Projekt "BIOMASAR I" entwickelt und an ausgewählten Waldregionen - in Schweden, Kanada und Sibirien - bereits getestet wurde. "Diese Methode erlaubt anhand von Radaraufnahmen die Kartierung der Wald-Biomasse weit über das bisher bekannte Maß hinaus", so Prof. Schmullius. Nicht nur die flächenhafte Ausdehnung sondern auch die Struktur des Waldes als Kohlenstoffspeicher wird erfasst.

"Möglichst exakte Biomasse-Landkarten sind eine entscheidende Voraussetzung für Klimaprognosen", nennt Dr. Carsten Pathe von Schmullius' Lehrstuhl als praktisches Beispiel dafür, wie sich das Wissen über das Weltwaldvolumen anwenden lässt. So spielen die Nadelwälder der nördlichen Halbkugel eine Schlüsselrolle im Kohlenstoffkreislauf der Erde: "Intakte Wälder absorbieren das Treibhausgas Kohlenstoff aus der Atmosphäre und speichern es", erläutert der Projektmitarbeiter von BIOMASAR-II. Die nördlichen Nadelwälder inklusive der Streuschicht und des Bodens speichern dabei rund ein Drittel mehr Kohlenstoff pro Hektar als die tropischen Wälder entlang des Äquators. Damit seien diese Waldvorkommen eine zentrale Schaltstelle im globalen Klima. "Um Veränderungen im globalen Klima und deren Auswirkungen möglichst genau prognostizieren zu können, müssen wir die Kohlenstoffmodelle der Kollegen am Max-Planck-Institut mit möglichst exakten Daten über die bestehende Waldausdehnung und deren Biomassevorräte füttern", sagt Dr. Pathe. Das wird mit den Ergebnissen aus dem aktuellen BIOMASAR-II-Projekt nun mit verbesserter Genauigkeit und der größten bisher erzielbaren Ausdehnung möglich.

Die Messung von Radardaten ist für das aktuelle Vorhaben besonders geeignet: Da der Satellit selbst Radarwellen zur Erde schickt und die reflektierte Strahlung misst, liefert diese Methode auch bei Dunkelheit und sogar dichter Bewölkung exakte Bilder von der Erdoberfläche. Envisat umkreist bereits seit 2002 die Erde. Im kommenden Jahr soll sein Nachfolger, der ESA-Satellit Sentinel-1, ins All starten und für mindestens fünf weitere Jahre Radardaten zur Erde funken. Damit, so das Ziel der Jenaer Geowissenschaftler, sind dann nicht nur eine aktuelle Inventur der Wälder möglich, sondern auch langfristige Beobachtungen klima- oder nutzungsbedingter Änderungen des Kohlenstoffspeichers in Form von Waldbiomasse der gesamten Nordhalbkugel der Erde.

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