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Jahrbuch Naturschutz in Hessen Band 22 / 202366
Monitoring von Zielarten des Naturschutzes und von
invasiven Arten per Fernerkundung (MonA)
André Große-Stoltenberg, Marcel Dogotari, Sarah Harvolk-Schöning & Till Kleinebecker
Praxisnahe Forschung
Das Naturschutz-Monitoring ist ein fes-
ter Bestandteil der hessischen Biodiver-
sitätsstrategie. Im Projekt „MonA“ sol-
len fernerkundungsbasierte Ansätze
entwickelt werden, die das Monitoring
sowohl von „positiven“ Zielarten des
Naturschutzes (seltene Arten der Strom-
talwiesen) als auch von gebietsfremden
invasiven Panzenarten (für Hessen re-
levante Arten der „Unionsliste“) erheb-
lich unterstützen können.
Im Bereich der Detektion invasiver
Panzenarten zielt das Projekt darauf
ab, erste digitale Werkzeuge zur Kartie-
rung des Götterbaums (Ailanthus altissi-
ma), einem möglichen Klimawandelge-
winner in Kontinentaleuropa (P et
al. 2022), zu entwickeln (Abb. 1).
Ein fernerkundungsbasiertes Verfahren
kann insbesondere auch für die Be-
richtspichten gegenüber der Europäi-
schen Union einen wertvollen Beitrag
leisten. Der Götterbaum kommt in
Hessen außerhalb von urbanen Räumen
im Vergleich zu südeuropäischen Land-
schaften noch in sehr geringen Dichten
vor. Neben Oenlandschaften kann der
Götterbaum auch Wälder invadieren,
vor allem trockene Standorte in Verbin-
dung mit Klimastress und Störung (I-
et al. 2023). Hauptuntersuchungs-
gebiete in MonA sind Kiefernwälder in
Südhessen.
Hinsichtlich geschützter Lebensräume
einschließlich ihrer gefährdeten Arten
sollen neue Methoden zum Monitoring
des Renaturierungserfolgs von Grün-
land-Biotoptypen wie Stromtalwiesen
(H et al. 2014; H-
S et al. 2020) entwickelt wer-
den. Seit 1997 werden durch die Profes-
sur für Landschaftsökologie und Land-
schaftsplanung der JLU Gießen in
Zusammenarbeit mit der Stadt Ried-
stadt eine Vielzahl von Renaturierungs-
ächen in den Stromtalwiesen am hessi-
schen Oberrhein wissenschaftlich
dokumentiert (www.stromtalwiesen.de).
Diese Untersuchungen sollen nun
durch drohnengestützte Analysen er-
gänzt und weiterentwickelt werden, um
zur Erfolgskontrolle der Renaturie-
rungsmaßnahmen naturschutzrelevante
Arten wie z. B. die Wiesen-Schwertlilie
(Iris spuria) und den Echten Haarstrang
(Peucedanum ocinale) zu detektieren.
Zur Kartierung der Zielarten werden in
MonA in erster Linie Drohnen mit neu-
artigen Sensorsystemen eingesetzt und
die Untersuchungsgebiete werden
mehrmals im Jahr überogen, um phä-
nologische Aspekte zu erfassen. Dabei
werden Echtfarbenbilder im Subzenti-
meterbereich aufgenommen, um einzel-
ne Arten zu erkennen, oder Methoden
der hyperspektralen Bildgebung einge-
setzt, um auf die Artenvielfalt zu schlie-
ßen. Die großen Bilddatenmengen soll-
ten mit Methoden des maschinellen
Lernens ausgewertet werden. Dazu wer-
den zum Beispiel aus den Echtfarben-
bildern mit Methoden aus dem Bereich
der Computer Vision 3D-Punktwolken
generiert. Die Informationen aus den
Echtfarbenbildern und den 3D-Punkt-
wolken werden dann kombiniert, um
spezielle Arten wie den Götterbaum zu
detektieren (Abb. 2). Erste Ergebnisse
aus dem Projekt wurden im Jahr 2022
auf den bundesweiten Öko-Feldtagen
auf der Hessischen Staatsdomäne Glad-
bacherhof in Villmar, auf dem Hessi-
schen Landesnaturschutztag in Gießen
und auf dem Informationsabend zum
LSI im Museum Wiesbaden präsentiert.
Abb. 1: Aufwuchs mehrerer junger Götterbäume in einer Waldlichtung umgeben von
liegendem und stehendem Totholz aus der Drohnenperspektive
(Grak: Projekt MonA)
Jahrbuch Naturschutz in Hessen Band 22 / 2023 67
Artenmonitoring per Fernerkundung (Projekt MonA)
Literatur
H, M.; O , A.; S, R.; D,
T. W. (2014): Verwendung von Mahdgut zur Rena-
turierung von Auengrünland. Naturschutz und
Landschaftsplanung. 1. Au. Stuttgart. 150 S.
H-S, S.; O, A.; H, M.;
M-H, D.; D, T. W. (2020):
Floodplain meadow restoration revisited: Long-term
success of large scale application of diaspore transfer
with plant material in restoration practice. Biol.
Conserv. 241: 108322. DOI: 10.1016/j.bio-
con.2019.108322
I, J.; B, H.; C, M. (2023):
Long-term dynamics of tree of heaven (Ailanthus al-
tissima) in central European forests. Eur. J. For. Res.
DOI: 10.1007/s1034 2-023-01582-9
P, G.; V, M.; G , B. (2022): Poten-
tial impact of four invasive alien plants on the provi-
sion of ecosystem services in Europe under present
and future climatic scenarios. Ecosyst. Serv. 56:
101459. DOI: 10.1016/j.ecoser.2022.101459
Kontakt
Dr. André Große-Stoltenberg
Marcel Dogotari
Dr. Sarah Harvolk-Schöning
Prof. Dr. Till Kleinebecker
Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut für Landschaftsökologie
und Ressourcenmanagement
Heinrich-Bu-Ring 26-32
35392 Gießen
Justus-Liebig-Universität Gießen
Zentrum für internationale Entwi-
cklungs- und Umweltforschung (ZEU)
Senckenbergstraße 3
35390 Gießen
Andre.Grosse-Stoltenberg@umwelt.uni-
giessen.de
Marcel.Dogotari@umwelt.uni-giessen.de
Sarah.Harvolk-Schoening@umwelt.uni-
giessen.de
Till.Kleinebecker@umwelt.uni-giessen.de
Danksagung
Wir bedanken uns bei den Kooperati-
onspartnern und Förderern des Projekts.
Kooperationspartner sind das Hessische
Landesamt für Naturschutz, Umwelt
und Geologie (HLNUG), im Speziellen
die Dezernate „Arten“ und „Natur-
schutzdatenhaltung“ der Abteilung Na-
turschutz, das Forstamt Groß-Gerau mit
dem Revier Kühkopf-Knoblochsaue und
die Stadt Riedstadt mit der Fachgruppe
Umwelt. Gedankt wird der Oberen Na-
turschutzbehörde vom Regierungspräsi-
dium Darmstadt sowie der Stadt Pfung-
stadt und der Gemeinde Seeheim-
Jugenheim für die Erteilung der Flugge-
nehmigungen. Gefördert wird das Pro-
jekt in erster Linie durch den Biodiversi-
tätsforschungsfonds des HLNUG. Un-
terstützt wird es durch von der Stadt
Riedstadt eingeworbene Mittel des Fra-
port Umweltfonds und durch Mittel des
Lore-Steubing-Instituts (LSI).
Abb. 2: Kombination von Echtfarbenbildern und davon abgeleiteten 3D-Punktwolken zur Detektion des Götterbaums per Droh-
nen-Fernerkundung mit Methoden des maschinellen Lernens (Grak: Projekt MonA)