Neues Warnsystem erkennt Waldstörungen in Europa nahezu in Echtzeit
Europas Wälder stehen unter dem Druck von Holzeinschlag, Waldbränden, Stürmen und Schädlingen. Für nachhaltige Bewirtschaftung und Naturschutz ist es entscheidend, Störungen schnell zu erkennen und zu lokalisieren. Forschende der Wageningen University & Research und Prof. Martin Herold vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung haben gezeigt, dass dies nun nahezu in Echtzeit möglich ist – basierend auf Radardaten der europäischen Sentinel-1-Satelliten. Ein für die Tropen etabliertes Verfahren wurde so angepasst, dass auch europäische Wälder trotz Frost und saisonaler Veränderungen zuverlässig überwacht werden können. Die Studie ist im Fachmagazin Remote Sensing of Environment erschienen.
Zusammenfassung
Die Wälder in Europa stehen unter dem Druck von Holzeinschlag, Waldbränden, Stürmen und Schädlingen. Ein schneller Überblick darüber, wo und wann Störungen auftreten, ist daher für eine nachhaltige Waldbewirtschaftung und Naturschutzpolitik von entscheidender Bedeutung. Forschende der Wageningen University & Research in Kooperation mit Prof. Martin Herold vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung haben gezeigt, dass dies nun nahezu in Echtzeit möglich ist. Hierfür nutzen sie ein Erkennungssystem, das auf Radarbildern der europäischen Satellitenkonstellation Sentinel-1 basiert. Sie haben das für die Tropen bereits etablierte Verfahren durch Daten und Modellierungen zu Temperatur und Waldtyp so angepasst, dass es nun auch die europäischen Wälder zuverlässig überwachen kann, die durch Frost und regionale wie saisonale Veränderungen im Laubwerk gekennzeichnet sind. Ihre Studie ist im Fachmagazin Remote Sensing of Environment erschienen.
Vorteil Radar: Durch die Wolken sehen
Die satellitengestützte optische und Radar-Fernerkundung ist zu einem Schlüsselelement bei der Abschätzung des Ausmaßes und der Schwere von Waldstörungen geworden. Dabei bieten Radarsysteme wie das der Sentinel-1-Satellitenkonstellation entscheidende Vorteile: Während optische Systeme nur bei Helligkeit und wolkenfreiem Himmel Bilder von der Erde liefern können, erfassen Radar-Satelliten ihre Strukturen rund um die Uhr und „durch die Wolken“ hindurch. Dadurch stehen alle drei bis sechs Tage neue Bilder zur Verfügung, deren Detailgenauigkeit so hoch ist, dass jedes Pixel einer Fläche von 10 mal 10 Metern entspricht.
Herausforderung und neuer Ansatz: Die natürliche Variation europäischer Wälder
Dieser Ansatz hat sich bereits zum Monitoring von tropischen Wäldern bewährt. Das System ist allerdings nicht einfach auf europäische Wälder übertragbar. Denn hier beeinflussen Frost und regionale wie saisonale Veränderungen im Laubwerk u.a. die physikalischen Parameter, die die Reflexion der Radarsignale bestimmen. Dadurch kann es zu Fehleinschätzungen bei der Ermittlung von Störungen kommen.
Um zwischen „regulären“ Variationen und tatsächlichen Störungen wie Holzeinschlag zu unterscheiden, kombinierten die Forschenden die Radardaten mit ebenfalls Satelliten-basierten Informationen zum Waldtyp aus dem Copernicus-Programm und mit modellierten Temperaturdaten aus ERA5-Land, einem hochauflösenden Datenset, das – basierend auf Modellen und Beobachtungsdaten – eine sehr detaillierte Rekonstruktion von Wetter- und Umweltbedingungen über Land liefert.
Eine neue Warnmeldung zu Waldveränderungen wird auf der Grundlage einer einzelnen Beobachtung aus dem aktuellsten Sentinel-1-Bild ausgelöst. Nachfolgende Beobachtungen dienen dazu, die Zuverlässigkeit zu erhöhen. Warnmeldungen mit geringer Zuverlässigkeit können nach 30 Tagen in den Status „hohe Zuverlässigkeit“ überführt werden. Als Datum der Warnmeldung wird das Datum des Bildes festgelegt, das die Warnmeldung ursprünglich ausgelöst hat. RADD Europe-Warnmeldungen (Radar for Detecting Deforestation) sind für 34 Länder verfügbar.
Zum Forschungsteam gehörten Hauptautor Sietse van der Woude und Kolleg:innen von der Wageningen University & Research sowie Prof. Martin Herold, der am GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung die Sektion 1.4 „Fernerkundung und Geoinformatik“ leitet.
Der neue Ansatz liefert hohe Genauigkeit und schnelle Erkennung
Das Team konnte zeigen, dass das System die europäischen Wälder nun das ganze Jahr über überwachen kann – von schneebedeckten borealen Nadelwäldern bis hin zu trockenen mediterranen Laubwäldern. Um die Leistungsfähigkeit des neuen Ansatzes im Detail zu demonstrieren, überprüften sie Daten aus verschiedenen europäischen Regionen. Dabei zeigte sich, dass das Erkennungssystem zuverlässig ist, aber auch gewisse Einschränkungen aufweist. In über 91 Prozent der Fälle stellte sich heraus, dass die vom System gemeldeten Störungen tatsächlich Holzeinschlag, Waldbrände, Sturmschäden oder Schädlingsbefall betrafen. Andererseits wurden 25 Prozent der tatsächlichen Störungen nicht erkannt: Das System übersieht manchmal Teile natürlicher Störungen mit geringerer Intensität, wie beispielsweise Waldbrände, bei denen viele Bäume stehen bleiben.
Neue Störungen werden im Durchschnitt innerhalb von 27 Tagen nach dem tatsächlichen Auftreten erkannt. Mit einer zusätzlichen retrospektiven Korrekturmethode lässt sich diese Verzögerung sogar auf durchschnittlich einen Tag reduzieren.
Detektion von Störungen im Jahresverlauf
Das System liefert auch Einblicke, wann Störungen im Verlauf des Jahres auftreten. Dies zeigt Unterschiede zwischen der Winterernte in Nordeuropa, dem Frühjahrsschlag in Mitteleuropa und den Sommerbränden in Südeuropa auf. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, dass auch kleinräumige Eingriffe, wie beispielsweise Gruppenholzeinschläge in Rumänien, sichtbar werden.
Unterstützung für Politik und Vollzugsbehörden
Das neue Warnsystem liefert aktuelle und detaillierte Informationen, die politische Entscheidungsträger, Manager und Vollzugsbehörden bei der nachhaltigen Waldbewirtschaftung und Naturpolitik unterstützen können. So kann es beispielsweise den Behörden dabei helfen, illegalen Holzeinschlag aufzudecken. Dadurch ermöglicht eine schnellere Reaktion auf Veränderungen in den europäischen Wäldern und gewährleistet so eine bessere Pflege einer unserer wichtigsten natürlichen Ressourcen.
(Basierend auf der Pressemitteilung der Wageningen University & Research (WUR))
Online Data Viewer – die europäischen Walddaten in nahezu Echtzeit sind als Open-Source-Daten verfügbar und werden regelmäßig aktualisiert:
https://wurnrt-raddeurope.projects.earthengine.app/view/radd-europe
Zu den Bildern:
Areale mit Waldstörung werden in Farben von Weiß über Gelb und Orange bis Rot dargestellt, was dem Zeitpunkt der Störungsmeldung entspricht: vom 1.1.2020 (weiß) bis zur Gegenwart (tief rot).
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Prof. Dr. Martin Herold
Leitung Sektion 1.4 „Fernerkundung und Geoinformatik“
GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung
Tel.: +49 331 6264 1190
E-Mail: martin.herold@gfz.de
Originalpublikation:
Sietse van der Woude, Johannes Reiche, Johannes Balling, Gert-Jan Nabuurs, Frank Sterck, Anne-Juul Welsink, Bart Slagter, Martin Herold, European forest disturbance alerting using Sentinel-1, Remote Sensing of Environment, Volume 337, 2026, 115325,
https://doi.org/10.1016/j.rse.2026.115325
Weitere Informationen:
https://wurnrt-raddeurope.projects.earthengine.app/view/radd-europe Online Data Viewer – die europäischen Walddaten in nahezu Echtzeit sind als Open-Source-Daten verfügbar und werden regelmäßig aktualisiert
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