CoForFunc: Artenvielfalt der Regenwälder im Kongobecken überwachen
Das internationale Projektteam des Forschungsprojekts CoForFunc (COngo basin FORest FUNCtional) will die Grundlagen für ein System schaffen, mit dem sich die funktionelle Biodiversität des zweitgrößten Regenwaldes der Welt überwachen lässt. Das Ziel: Strategien für seinen Schutz und die nachhaltige Bewirtschaftung seiner Randgebiete zu entwickeln.
„Ich habe mich schon immer für Geografie interessiert und war besonders von vielfältigen Landschaften fasziniert", erklärt Dr. Grégory Duveiller, wissenschaftlicher Mitarbeiter und Mitglied des deutschen Forschungsteams am Max-Planck-Institut für Biogeochemie (MPI-BGC). „Mein Vater hat als Agrarwissenschaftler in Entwicklungsländern gearbeitet und uns Kinder oft in den Ferien mit an weit entfernte Orte genommen", erklärt Dr. Duveiller. Der Wissenschaftler interessiert sich heute besonders für die Funktionsweise von Ökosystemen. Mit Hilfe der Satellitenfernerkundung will er Strategien für eine nachhaltige Bewirtschaftung dieser Ökosysteme entwickeln.
Zusammen mit seinen internationalen Kolleginnen und Kollegen aus dem Forschungsprojekt CoForFunc möchte er verstehen, welche Faktoren den Regenwald im Kongobecken beeinflussen. Die zu erwartenden großen klimatischen, demografischen und wirtschaftlichen Veränderungen in Zentralafrika bedrohen die ökologische, soziale und wirtschaftliche Leistungsfähigkeit dieses Waldes. Zusätzlich zur Entwaldung, werden die anthropogenen Umwelteinflüsse auch die funktionelle Zusammensetzung der Wälder verändern. Dies kann negative Auswirkungen auf den Kohlenstoff- und Wasserkreislauf und andere wichtige Eigenschaften haben. CoForFunc will diese Veränderungen mithilfe von Bodenmessungen, Drohnenflügen und Satellitenbildern kartieren, um damit die Grundlage schaffen, diese Veränderungen in der Zukunft systematisch zu beobachten.
Methodik und Herausforderungen
Das Team am Max-Planck-Institut für Biogeochemie konzentriert sich auf die Kartierung funktioneller Eigenschaften von Waldökosystemen. Dazu führen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Feldkampagnen durch, bei denen sie die Eigenschaften einzelner Bäume messen. Dadurch erhalten sie nicht nur Informationen darüber, wie hoch deren Photosynthese-Leistung ist und wie viel die Bäume transpirieren, sondern auch, wie dicht deren Kronendach ist.
Durch die Verknüpfung dieser Messergebnisse mit Drohnenflügen und Satellitenbildern wollen die Forschenden Methoden entwickeln, um die Ökosystemeigenschaften zu kartieren und zu überwachen. Dies ermöglicht, die Veränderungen unter verschiedenen Umweltbedingungen zu analysieren. Besonders wichtig sind diese Analysen für Ökosysteme, die vom Boden aus kaum zugänglich sind und deren extrem hohe Artenvielfalt und Variabilität eine genaue Beschreibung erschweren.
Das Konsortium führt Bodenmessungen an fünf Standorten in Kamerun und der Demokratischen Republik Kongo durch. „Wir wollen herausfinden, ob die Beobachtungen an den fünf Standorten konsistent sind, um sie dann anhand von Satellitendaten auf den gesamten Wald des Kongobeckens zu übertragen", erklärt Dr. Gregory Duveiller. Ein großer Teil der Forschung besteht aus der Datenanalyse am Computer: Die Forschenden kombiniereren Bodenmessungen, Drohnenflüge und Satellitenbilder und stellen die gesammelten Informationen auf Karten dar. „Die Feldkampagnen im Regenwald sind eine große Herausforderung für das gesamte CoForFunc-Team", betont Dr. Duveiller. „Aber auch die Arbeit mit Satellitendaten ist nicht ohne Hürden. Eine der größten Schwierigkeiten ist die für die Tropen typische Wolkendecke, die die Sicht der Satelliten einschränkt", erklärt er. Daher werden verschiedene Techniken eingesetzt, darunter geostationäre Satelliten, die alle 15 Minuten Messungen vornehmen, und passive Mikrowellen, die durch die Wolken hindurchsehen können, dabei aber leider nur einen Teil der relevanten Informationen enthalten.
Bedeutung und internationale Zusammenarbeit
Die Wälder des Kongobeckens schaffen den nach dem Amazonas zweitgrößten Regenwald der Welt. Sie sind äußerst wichtig für die biologische Vielfalt und stellen eine bedeutende Kohlenstoffsenke dar. Ihr Schutz ist von großer Bedeutung für die Menschheit. „Ein besseres Verständnis der Prozesse im Kongobecken ist von unmittelbarem Nutzen", unterstreicht Duveiller. Die Zusammenarbeit mit afrikanischen Forschenden ist besonders wichtig und soll durch das Projekt gestärkt werden. Die lokalen Partner setzen Drohnen über einigen Bodenüberwachungsstandorten ein, um regelmäßig den Status einzelner Bäume zu ermitteln. Diese Daten sind bedeutsam, weil verschiedene tropische Baumarten ihre Blätter zu unterschiedlichen Zeiten abwerfen. Das beeinflusst deren Funktion stark, ist aber auf einer gröberen Skala schwer zu erkennen. „Dies ist eines der wichtigsten Merkmale, die wir zu kartieren hoffen, um künftige Veränderungen in der Baumzusammensetzung vorhersagen zu können", erklärt Duveiller.
Die Partnerinnen und Partner des Konsortiums ergänzen sich gegenseitig: Einige Beteiligte haben Erfahrung mit der Datenerhebung vor Ort in Afrika, andere mit der Messung hydraulischer Eigenschaften von Pflanzen. Die Stärke des Teams am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena liegt in der Kombination verschiedener Fernerkundungsdaten. Unsere afrikanischen Partner liefern das dringend benötigte lokale Wissen. „In diesem Projekt hoffen wir, zu verstehen, was die Satellitendaten des Kongobeckens über die Diversität und Funktionen seiner Regenwälder verraten. In Zukunft können diese Funktionen dann systematisch anhand von Satellitendaten überwacht werden, um lokale Strategien für den Schutz und die nachhaltige Bewirtschaftung der Randgebiete des Regenwalds zu entwickeln", sagt Dr. Duveiller.
Das CoForFunc-Projekt wird von einem internationalen Konsortium unterstützt, das sich aus führenden Forschungseinrichtungen in Europa und Afrika zusammensetzt. Zu den Partnerinnen und Partnern gehören:
- IRD-AMAP-Labor, Frankreich: Ökologie der Tropenwälder und Fernerkundung
- CREAF, Spanien: Ökophysiologie und Ökosystemfunktionen
- ENS Yaoundé, Kamerun: Ökologie der Tropenwälder
- ENEF Yaoundé, Kamerun: Experten für Waldökosysteme
- ERAIFT, Kinshasa, Demokratische Republik Kongo: Experten für Waldökosysteme
- Max-Planck-Institut für Biogeochemie, Deutschland: Fernerkundung und funktionelle Ökologie
- Université Denis Sassou N'Guesso, Republik Kongo: Pflanzenökologie
- Université de Liège, Belgien: Waldökologie
Biodiversa+
Die Europäische Biodiversitätspartnerschaft Biodiversa+ ist ein Netzwerk von 83 Förderorganisationen aus 41 Ländern, das im Jahr 2021 aus dem europäischen Netzwerk BiodivERsA hervorgegangen ist. Biodiversa+ verfolgt fünf zentrale Ziele:
- Unterstützung von Forschung und Innovation durch Förderprogramme, Projekte und Kapazitätsaufbau
- Entwicklung eines harmonisierten europaweiten Monitoringsystems, um Veränderungen der biologischen Vielfalt zu erfassen
- Förderung und Unterstützung naturbasierter Lösungen für die biologische Vielfalt und deren Wertschätzung im privaten Sektor
- Bereitstellung einer wissenschaftsbasierten Entscheidungshilfe für die Politik und Verbesserung der Verzahnung von Forschungsergebnissen mit dem politischen Sektor
- Förderung der Internationalisierung europäischer Forschung zur biologischen Vielfalt.