Die Wälder sind die Lunge der Erde, denn wie unsere menschliche Lunge für unsere Atmung sorgt, sorgen die Wälder für die Atemluft der Erde. Sie helfen dabei, die Treibhausgase zu reduzieren und damit der globalen Erwärmung entgegenzuwirken. Außerdem bieten sie Schutz und Ressourcen für Menschen, Tiere und Pflanzen – und sie werden mit jeder Minute weniger.
Wie der Blick aus dem All zeigt, ist etwa ein Drittel der Erdoberfläche, ca. vier Milliarden Hektar, mit Wäldern bedeckt, wobei mehr als die Hälfte auf nur fünf Staaten verteilt ist: Russland, Brasilien, Kanada, USA und China. Nach Angaben der Food and Agriculture Organization (FAO) war 2015 in weltweit 50 Staaten mindestens die Hälfte der Gesamtfläche bewaldet, ebenfalls 50 Staaten gelten dagegen als waldarm, d.h. weniger als 10 Prozent der Fläche sind bewaldet.
3,3 Millionen Hektar pro Jahr Verlust
Während der weltweite Waldbestand zwar ständig weiter abnimmt, hat sich das Tempo in den vergangenen Jahren verringert. In den Jahren 1990 bis 2000 gingen jährlich rund 7,3 Millionen Hektar verloren, in den Jahren 2010 bis 2015 waren es „nur“ noch 3,3 Millionen Hektar. Am stärksten betroffen sind aber immer noch die Tropen, insbesondere in Südamerika und Afrika, wo seit 1990 195 Millionen Hektar Wald verschwunden sind. Das entspricht der Fläche Mexikos. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts wurde bereits die Hälfte der weltweiten Waldbestände vernichtet.
Der Grund für das Schrumpfen der Wälder ist in erster Linie das Abholzen und Abbrennen durch den Menschen für die Umwandlung von Wald- in Ackerfläche, Palmenplantagen für Palmöl etc. Zwischen 2010 und 2015 gingen pro Jahr 7,6 Millionen Hektar Wald verloren. Es gab aber auch Zuwächse durch Aufforstung und durch natürliche Ausbreitung des Waldes: jährlich 4,3 Millionen. Die netto Waldverluste liegen aber trotzdem noch immer bei 3,3 Millionen Hektar pro Jahr, eine Fläche in der Größe Belgiens. Das wiederum entspricht 8,6 Hektar pro Minute, einer Fläche von rund zwölf Fußballfeldern.
400.000 Datensätze und künstliche Intelligenz
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat nun einen speziellen Datensatz erstellt, um den aktuellen Zustand und die Entwicklung dieser grünen Lunge präzise zu überwachen, zu bewerten und zu schützen – die globale TanDEM-X Forest/Non-Forest Map. Dazu verwendeten sie Bilddaten, die mithilfe der Radarsatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X aufgezeichnet wurden, die die Erde in einem Abstand von nur wenigen hundert Metern umkreisen. So konnten Bilder aus unterschiedlichen Perspektiven und unabhängig von Wetter und Tageszeit erfasst werden, was eine dreidimensionale Darstellung ermöglicht hat.
Zusätzlich entwickelten sie für die globale Datenverarbeitung Algorithmen, basierend auf dem maschinellen Lernen der Künstlichen Intelligenz. Alle Daten wurden dann für verschiedene Waldtypen optimiert, je nach Baumhöhe, -dichte und -struktur. Die daraus entstandene Weltkarte zeigt die aktuelle Ausdehnung von Wäldern rund um den Globus.
In den Jahren 2011 bis 2015 sammelten die Wissenschaftler des DLR-Instituts für Mikrowellen und Radar mehr als 400.000 Datensätze, die im Rahmen der TanDEM-X-Mission erhoben wurden. Mit speziell entwickelten Algorithmen wurde anschließend jedes Bild einzeln ausgewertet und dann alle zu einer Weltkarte zusammengefasst. So konnten die Forscher waldrelevante Informationen gewinnen und diese klassifizieren. In Zukunft soll es auch möglich sein, neue Satellitendaten auszuwerten und mit der globalen TanDEM-X-Karte zu vergleichen.
Erster einheitlicher Überblick über Regenwälder
Die TanDEM-X Wald-/Nichtwaldkarte schließe die bisher in den Daten vorhandenen Lücken ein und biete erstmals einen einheitlichen Überblick über die Regenwälder in Südamerika, Südostasien und Afrika, erklären die Forscher der DLR. Außerdem könne die neue Karte auch helfen, die Waldbiomasse genauer zu bestimmen – ein Schlüsselfaktor bei der Untersuchung des globalen Kohlenstoffkreislaufs.
Auch helfe die Karte bei der Erforschung des globalen Wandels und einer Vielzahl von Anwendungen in der Land- und Forstwirtschaft, der Regionalentwicklung und der Raumordnung. „Darüber hinaus können genauere Vorhersagen getroffen und geeignete Maßnahmen ergriffen werden, um den gesellschaftlichen Herausforderungen des globalen Wandels zu begegnen.”
Anhand zusätzlicher Daten werteten die Forscher die berechneten Ergebnisse aus und differenzierten Waldflächen mit höherer Genauigkeit von nicht bewaldeten Regionen. Dazu gehören insbesondere der „Global Urban Footprint”, eine im DLR Earth Observation Center (EOC) erstellte globale Siedlungskarte sowie die Kartierung von Gewässern durch die ESA-Klimaschutzinitiative.
Die Bewertung und Überwachung der Waldressourcen sei eine Schlüsselaufgabe für aktuelle und zukünftige Radarsatellitenmissionen, betoen die DLR-Forscher. Insbesondere könnte Tandem-L – ein Vorschlag für eine hochinnovative Satellitenmission – künftig wöchentliche Waldkarten erstellen und Waldhöhe, Struktur und Biomasse entsprechend ableiten. Diese Mission werde „neue Standards in der Erdbeobachtung setzen und damit wesentlich zur Bewältigung globaler gesellschaftlicher Herausforderungen beitragen.“
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