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    Lehrstuhl für Tierökologie und Tropenbiologie

    Erfassung von Phytophagie aus dem All

    ST357

    Beschreibung

    Die Quantifizierung der Entlaubung von Bäumen durch Insekten auf großen Flächen stellt eine große Herausforderung für die Waldbewirtschaftung dar, ist aber für die Bewertung von Störungen und der Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen gegen Herbivorie unerlässlich. Allerdings ist die Belaubung gerade bei Laubbäumen vom Austrieb, über die Entlaubung durch Insekten sowie den Wiederaustrieb nach Fraß, eine extrem variable Größe in Raum und Zeit. Ihre Erfassung und Verfolgung erfordert daher Daten von hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung, insbesondere in fragmentierten Wäldern.

    In einem einzigartigen, gut replizierten Feldexperiment, bei dem die Dichte des Schwammspinners Lymantria dispar in Eichenmischwäldern manipuliert wurde,
    wurde im Projekt ST357 - Erfassung von Phytophagie aus dem All die Eignung von freiverfügbaren satellitengestützten Radar daten (Sentinel-1), für Erfassung der
    dynamischen Entwicklung der Belaubung, getestet . Das Verhältnis der Rückstreuintensität zwischen zwei Polarisation en aus Radardaten der Vegetationsperiode bildete einen Kronenentwicklungsindex (CDI) und einen normalisierten CDI (NCDI), die durch optische (Sentinel-2) und terrestrische Laserscanning-Daten (TLS) sowie durch intensive Raupenprobenahmen aus Kronenvernebelung validiert werden konnten.

    CDI und NCDI korrelierten stark mit optischen und TLS-Daten (Spearman's ρ = 0,79 bzw. 0,84). Der ΔNCDI als Entlaubungsmaß erklärte signifikant die Raupenhäufigkeit (R2 = 0,52). Der NCDI zu kritischen Zeitpunkten und der ΔNCDI in Bezug auf die Entlaubung und Wiederbelaubung unterschieden gut zwischen stark und leicht befressenen Wäldern.
    Die Ergebnisse publiziert in Methods in Ecology and Evolution (Bae et al 2022) zeigen, dass die hohe räumliche und zeitliche Auflösung in Kombination mit der
    Wolkenunabhängigkeit der Radardaten räumlich unbeschränkte Messungen der hochdynamischen Herbivorie in Baumkronen ermöglichen. Dies eröffnet völlig neue Möglichkeiten der Verfolgung von Schwammspinnerfrass in fragmentierten Eichen-Mischwäldern, kann zu einer verbesserten Überwachung von Schadinsekten beitragen und liefert Daten, die Prognosemodelle für Insektenmassenvermehrungen erleichtern werden.

    Dauer

    ab 2020

    Publikationen

    Bae S, Levick S, Heidrich L, Magdon P, Leutner BF, Wöllauer S, Serebryanyk A, Nauss T, Krzystek P, Gossner MM, Schall P, Heibl C, Bässler C, Inken D, Schulze E-D, Krah F-S, Culmsee H, Jung K, Heurich M, Winter M-B, Fischer M, Seibold S, Thorn S, Gerlach T, Hothorn T, Weisser WW, Müller J (2019) Radar vision in the mapping of forest biodiversity from space. Nature Communications 10:4757.

    Bae S, Müller J, Förster B, Hilmers T, Hochrein S, Jacobs M, Leroy BML, Pretzsch H, Weisser WW, Mitesser O (2022) Tracking the temporal dynamics of insect defoliation by high-resolution radar satellite data. Methods in Ecology and Evolution 13: 121-132.

    Leroy BML, Lemme H, Braumiller P, Hilmers T, Jacobs M, Hochrein S, Kienlein S, Müller J, Pretzsch H, Stimm K, Seibold S, Jaworek J, Hahn WA, Weisser WW (2021) Relative impacts of gypsy moth outbreaks and insecticide treatments on forest resources and ecosystems – an experimental approach. Ecological Solutions and Evidence 2:e12045.

    Gefördert durch

    Bayerische Landesanstalt fürWald und Forstwirtschaft (LWF)