In den Jahren 2018 bis 2023 war Europa mehrfach einer ausgeprägten Sommertrockenheit ausgesetzt. Helena Kelka hat in ihrer Arbeit Versuchsflächen der Forschungsstation Linde in Brandenburg analysiert, die davon stark betroffen waren. Sie hat dabei mit Satellitenbildern von Sentinel-2 gearbeitet, den Umweltsatelliten aus dem europäischen Weltraumprogramm.
Ihre Bachelorarbeit im Studiengang Forstwissenschaften und Ressourcenmanagement galt der Frage: Inwiefern sind Daten von Sentinel-2 geeignet, um die Reaktion kieferdominierter Wälder auf Trockenstress abzubilden?
Satellitendaten zeigen den Zustand der Vegetation an
Genauer gesagt, untersuchte Helena Kelka, „ob die Spektralindizes NDVI und NDMI die Reaktion von Waldkiefernwäldern auf die Dürrejahre 2018 bis 2023 abbilden können“ (Zitat aus der Zusammenfassung der Bachelorarbeit).
Der NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) eignet sich gut, um den Zustand der Vegetation zu erfassen: Hohe Werte sind Hinweise auf eine hohe Blattbiomasse, eine potenziell höhere Blattfläche und ein geschlossenes Kronendach.
Der NDMI (Normalized Difference Moisture Index) ist empfindlich gegenüber der Feuchtigkeit der Vegetation und beschreibt in diesem Kontext den Wassergehalt in der Blatt- und Kronenstruktur.
Die Bedeutung der Baumarten und der Struktur des Waldes
Außerdem untersuchte Helena Kelka, wie sich zunehmende Komplexität der Bestandsstruktur und Artenzusammensetzung auf die Resistenz und Resilienz dieser Bestände gegenüber Dürre auswirkt.
Die Komplexität der Bestandsstruktur meint hier zwei Aspekte: zum einen die Diversität der Baumarten, die das Kronendach bilden, zum anderen, ob unter dem Kronendach ein Unterstand von Bäumen vorhanden ist. Zum Unterstand zählt hier die Gesamtheit der Pflanzen bis zu einer Höhe von 10 Meter, wobei der Fokus auf Gehölzarten liegt. Bild 2 zeigt beispielhaft vier unterschiedlich strukturierte Versuchsflächen.
Die Einteilung der Waldflächen in Strukturklassen verantwortet Barbara Brunschweiger, die sich als Doktorandin bei Prof. Peter Annighöfer ebenfalls mit dem Untersuchungsgebiet befasst.
Mischwald verkraftete Dürre besser als reine Kieferbestände
Helena Kelkas Bachelorarbeit ergab: Mischbestände aus Eiche und Waldkiefer waren resistenter gegen Dürrephasen der letzten Jahre und erholten sich besser als Reinbestände aus Waldkiefer. „Bei Betrachtung der unterschiedlichen Strukturklassen wird deutlich, dass Waldkiefer- und Eichendominierte Mischbestände bereits nach drei Jahren NDVI-Werte wie die vor der Dürre im Jahr 2018 erreichten“, schreibt Helena Kelka in der Zusammenfassung.
Insgesamt hatte die Baumartenvielfalt einen größeren Einfluss als das Vorhandensein von Unterstand, welcher aber in den Kieferreinbeständen die Dürreschäden etwas mildern konnte.
Fachlich betreut wurde die Bachelorarbeit von Prof. Peter Annighöfer (Professur für Wald- und Agroforstsysteme), von Prof. Cornelius Senf (Professur für Earth Observation for Ecosystem Management) sowie von Barbara Brunschweiger.
Über den Förderpreis der Sattelmühle-Stiftung
Die Sattelmühle-Stiftung vergibt Förderpreise für Bachelor- und Masterarbeiten und Dissertationen. Die Preise sollen ein Ansporn für herausragende wissenschaftliche Arbeiten sein, und zwar in den Forstwissenschaften und in verwandten Studiengängen wie den Umweltwissenschaften. Zur 2021 gegründeten Stiftung in Rheinland-Pfalz gehört ein Forstgut mit Stiftungswald, wo die Preisverleihung stattfand.
