Auf einem Hügel mit Blick auf Kohlfelder außerhalb der nordthailändischen Stadt Chiang Mai beginnen die Rotoren einer Drohne zu surren und heben sie über ein Waldstück.
Es bewegt sich auf dem üppigen Blätterdach hin und her und überträgt Fotos, die zu einem 3D-Modell zusammengefügt werden, das den Gesundheitszustand des Waldes offenbart und dabei hilft, abzuschätzen, wie viel Kohlenstoff es absorbieren kann.
Drohnen sind Teil eines immer ausgefeilteren Arsenals, mit dem Wissenschaftler Wälder und ihre Rolle im Kampf gegen den Klimawandel verstehen.
Die Grundannahme ist einfach: Wälder saugen und speichern Kohlendioxid, das Treibhausgas, das den größten Beitrag zum Klimawandel leistet.
Aber wie viel sie absorbieren, ist eine komplizierte Frage.
Die Größe eines Waldes ist ein wichtiger Teil der Antwort – und laut Global Forest Watch hat die Abholzung der Wälder seit dem Jahr 2000 weltweit zu einem Rückgang der Baumbestände um 12 Prozent geführt.
Aber auch die Zusammensetzung ist wichtig: Verschiedene Arten binden Kohlenstoff unterschiedlich, und auch das Alter und die Größe der Bäume spielen eine Rolle.
Zu wissen, wie viel Kohlenstoff Wälder speichern, ist entscheidend, um zu verstehen, wie schnell die Welt ihre Emissionen senken muss. Die meisten aktuellen Schätzungen kombinieren hochwertige Satellitenbilder mit kleinen, arbeitsintensiven Bodenuntersuchungen.
„Normalerweise würden wir in diesen Wald gehen, die Stange hineinstecken, wir hätten unser fünf Meter langes Stück Schnur. Wir würden im Kreis herumlaufen und alle Bäume im Kreis messen“, erklärte Stephen Elliott, Forschungsdirektor an der Forest Restoration Research Unit (FORRU) der Universität Chiang Mai.
Aber „wenn 20 Schüler mit Maßbändern und Stangen herumstampfen, verwüsten Sie das Unterholz“, sagte er und bezog sich dabei auf die Vegetationsschicht zwischen dem Waldboden und dem Blätterdach.
„Hier kommt die Drohne ins Spiel“, sagte er und deutete auf das Phantom-Modell, das über ihm schwebte.
„Damit betritt man den Wald nicht.“
„Jeder Baum“
Um die Absorptionskapazität eines Baumes abzuschätzen, sind drei Messungen erforderlich: Höhe, Umfang und Holzdichte, die je nach Art unterschiedlich ist.
Während ein Assistent durch ein Fernglas nach Vögeln sucht, die mit der Drohne kollidieren könnten, fliegt die Maschine einen in ein Computerprogramm eingezeichneten Weg.
„Wir sammeln alle drei Sekunden Daten oder machen (Bilder)“, erklärte Worayut Takaew, ein FORRU-Feldforschungsbeauftragter und Drohnenbetreiber.
„Die überlappenden Bilder werden dann in ein 3D-Modell gerendert, das aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet werden kann.“
Das untersuchte Waldstück ist Teil eines jahrzehntelangen Projekts unter der Leitung von Elliott und seinem Team, bei dem rund 100 Hektar durch die Anpflanzung einiger wichtiger Arten wieder aufgeforstet wurden.
Ihr Ziel war keine groß angelegte Wiederaufforstung, sondern die Entwicklung bewährter Verfahren: die Anpflanzung einheimischer Arten, die Förderung der Rückkehr von Tieren, die Samen anderer Arten einbringen, und die Zusammenarbeit mit lokalen Gemeinschaften.
Das 3D-Modell der Drohne ist eine eindrucksvolle visuelle Darstellung ihres Erfolgs, insbesondere im Vergleich zu verstreuten, unberührten Kontrollflächen in der Nähe.
Es wird aber auch entwickelt, um arbeitsintensive Bodenuntersuchungen zu vermeiden.
„Sobald Sie das Modell haben, können Sie die Höhe jedes Baums im Modell messen. Keine Stichproben, sondern jeden Baum“, sagte Elliott.
Das Kohlenstoffpotenzial eines Waldes geht jedoch über die Bäume hinaus, denn auch Laubstreu und Erde dienen als Speicher.
Daher werden auch diese zur Analyse gesammelt, was laut Elliott zeigt, dass ihre wiederaufgeforsteten Parzellen Kohlenstoff in einem Ausmaß speichern, das dem der unbeschädigten Wälder in der Nähe nahe kommt.
„Immer präziser“
Doch trotz all ihrer Einblicke aus der Vogelperspektive hat die Drohne eine große Einschränkung: Sie kann nicht unter das Blätterdach sehen.
Dafür benötigen Forscher Technologien wie LiDAR – hochauflösende Fernerkundungsgeräte, die den gesamten Wald effektiv scannen.
„Man kann in den Wald gehen … und die Form und Größe jedes Baumes wirklich rekonstruieren“, erklärte Emmanuel Paradis, Forscher am französischen Nationalen Forschungsinstitut für nachhaltige Entwicklung.
Er leitet ein mehrjähriges Projekt, um die bisher genaueste Analyse darüber zu erstellen, wie viel Kohlenstoff Thailands Wälder speichern können.
Es werden fünf verschiedene Arten von Wäldern untersucht, darunter einige von FORRUs Parzellen, mithilfe von LiDAR auf Drohnen und einer erweiterten Analyse der Mikroben und Pilze im Boden, die Bäume ernähren.
„Ziel ist es, auf Länderebene abzuschätzen, wie viel Kohlenstoff auf einem Hektar irgendwo in Thailand gespeichert werden kann“, sagte er.
In einer Zeit heftiger Debatten darüber, ob die bestehenden Schätzungen der weltweiten Kohlenstoffkapazität der Wälder richtig sind, steht viel auf dem Spiel.
„Viele Leute, und ich bin ein bisschen dieser Meinung, denken, dass diese Schätzungen nicht genau genug sind“, sagte Paradis.
„Zu optimistische Schätzungen können zu viel Hoffnung und zu viel Optimismus hinsichtlich der Möglichkeiten der Wälder zur Speicherung von Kohlenstoff wecken“, warnte er.
Die Dringlichkeit der Frage treibt schnelle Entwicklungen voran, einschließlich des Starts des Biomasse-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation im nächsten Jahr, der die Kohlenstoffvorräte in Wäldern überwachen soll.
„Die Technologie entwickelt sich weiter, die Satelliten werden immer präziser … und die statistischen Technologien werden immer präziser“, sagte Paradis.
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