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Sekundäre tropische Trockenwälder mithilfe der Lidar-Technologie verstehen

Die Lidar-Technologie kann, neben anderen Fernerkundungsmethoden, einen wesentlichen Beitrag zur zugänglichen Forschung in einem bestimmten Gebiet leisten. In der aktuellen Folge des GEOTalks-Podcasts sprachen wir mit Dr. Arturo Sanchez-Azofeifa über die Forschung seines Teams im Naturschutzgebiet Guanacaste im Nationalpark Santa Rosa in Costa Rica. Sein Team entwickelt präzise Methoden zur Untersuchung sekundärer tropischer Trockenwälder mithilfe der Lidar-Technologie. Hören Sie sich die Folge an, um zu erfahren, wie Dr. Sanchez-Azofeifa die Entstehungsgeschichte dieser Arbeit erläutert und die laufenden Forschungsprojekte seines Teams vorstellt.
In erste Folge des GEOTalks-PodcastsWir haben bereits darüber gesprochen, wie die Verfügbarkeit der Lidar-Technologie es dem Team von Dr. Andrea Celeste Curcio ermöglichte, ein robustes, aber dennoch fragiles Salzwiesen-Ökosystem zu analysieren, ohne das Untersuchungsgebiet zu schädigen. In unserer neuesten Folge sprachen wir mit Dr. Arturo Sanchez-Azofeifa über die Vorteile von Fernerkundung und Lidar für das Verständnis tropischer Sekundärwälder in Costa Rica. Diese Folge ist besonders empfehlenswert für alle, die sich für die Anwendung von Lidar-Technologien interessieren. Global Mapper® um Waldökosysteme zu erforschen.

Tropischer Trockenwald in voller Blütenpracht während der Trockenzeit. Tropischer Trockenwald in voller Blüte während der Trockenzeit. Viele Baumarten im Santa Rosa Nationalpark blühen in den Tagen und Wochen vor dem Einsetzen des Regens Anfang Mai. Foto: Dr. Sanchez-Azofeifa.

Tropische Sekundärwälder

Dr. Arturo Sanchez-Azofeifa nutzt Lidar zur Erforschung sekundärer tropischer Trockenwälder in Costa Rica… aber was genau sind sekundäre tropische Trockenwälder? Eines der Hauptmerkmale dieser tropischen Wälder ist ihre Trockenzeit. Laut einem Artikel von Joyita Ghose in der Yale Environment Review dauert diese fünf bis acht Monate, und die jährliche Niederschlagsmenge kann stark schwanken. Diese besonderen Gegebenheiten erschweren zwar die Entwicklung präziser Forschungsmethoden, sind aber gleichzeitig der Grund dafür, dass diese Wälder einen Großteil der Biodiversität Costa Ricas beherbergen.

Der Begriff „sekundär“ bezieht sich auf die Sekundärsukzession: einen Prozess der ökologischen Wiederherstellung, der eintritt, wenn der Lebenszyklus eines Waldes gestört ist, dieser aber über die notwendigen Ressourcen für ein erneutes Wachstum verfügt. Laut Menglei et al. ist die „Sukzession tropischer Trockenwälder ein natürlicher und komplexer ökologischer Prozess, der von klimatischen und landnutzungsgeschichtlichen Prozessen beeinflusst wird.“ Dies ist besonders relevant, da sich die Wälder Costa Ricas seit den 1980er Jahren von erheblicher Abholzung erholen. Die Abholzung in den 1980er Jahren war auf den Bedarf an landwirtschaftlichen Flächen zurückzuführen, weshalb die Landnutzung eine wichtige Rolle bei der Wiederherstellung dieser Wälder spielte.

Biodiversität in den tropischen Trockenwäldern Costa Ricas

Das Bestreben, diese Ökosysteme besser zu verstehen, steht zum Teil im Zusammenhang mit der biologischen Vielfalt der tropischen Trockenwälder Costa Ricas. Die bereits erwähnte Trockenzeit, die dieses Ökosystem prägt, ist der Grund dafür, dass so viele Arten in diesen Wäldern beheimatet sind. Menglei et al. stellten fest: „Tropische Trockenwälder beherbergen eine reiche Artenvielfalt und bieten essenzielle Lebensräume für Wildtiere. In Kombination mit anderen tropischen Ökosystemen spielen sie eine wichtige Rolle bei der Klimaregulierung und im Kohlenstoffkreislauf.“ Die Biodiversität war ein zentrales Thema unseres Gesprächs; Dr. Sanchez-Azofeifa erläuterte, wie Entwaldungsmuster mit dem Verlust der Artenvielfalt zusammenhängen.

Ein grüner Frosch sitzt auf einem Blatt aus einem tropischen Trockenwald. „Tropische Trockenwälder beherbergen eine Fülle an Biodiversität und essentielle Lebensräume für Wildtiere und spielen – in Kombination mit anderen tropischen Ökosystemen – eine bedeutende Rolle bei der Klimaregulierung und dem Kohlenstoffkreislauf.“

GIS-Technologie und tropische Trockenwälder

Das Team von Dr. Sanchez-Azofeifa nutzt die Möglichkeiten von Lidar- und Fernerkundungstechnologie für seine Forschung. Diese Technologie ist wertvoll für die Untersuchung, Analyse und Visualisierung ihrer Arbeit im Wald. In unserem Gespräch erwähnte er: „[ Global Mapper ] ermöglicht es uns nicht nur, Veränderungen zu beobachten und die Daten auszuwerten, sondern unterstützt uns auch bei der Veröffentlichung unserer Forschungsergebnisse durch schnelle Visualisierungen.“ Es ist faszinierend zu sehen, wie Global Mapper genutzt wird , um Forschungsabläufe zu etablieren und Fortschritte im jeweiligen Fachgebiet zu erzielen.

Ein Teil unseres Gesprächs drehte sich um die Herausforderungen, denen sich das Team bei seiner Forschung gegenübersah. Unter anderem beeinflussten Wetterbedingungen, Zeitmangel und Budgetbeschränkungen die Arbeit von Dr. Sanchez-Azofeifa. Eine Herausforderung bestand darin, die im Wald wachsenden Lianen präzise zu identifizieren. Das Team entschied sich für hochauflösende Lidar-Daten, da die Visualisierung des Kronendachs mit Lidar es ermöglichte, Veränderungen in der Mikrotopografie der Bäume zu erkennen. Bei genauerer Betrachtung entdeckten sie Ende der 2000er-Jahre, dass Lianen grünes Licht reflektieren und somit sichtbar sind. Dies erwies sich als Vorteil für ihre Forschung, da sie – in Kombination mit den hochauflösenden Lidar-Daten – die Lianen dadurch effizienter lokalisieren konnten.

Lianen (Ranken) im hellen Sonnenlicht des Waldes. „Wenn wir Veränderungen bestimmter geomorphologischer Parameter feststellen, kann uns das hochauflösende Lidar – in Kombination mit hochauflösender Fotografie – dabei helfen, deren Lage und Ausbreitung im Laufe der Zeit zu bestimmen.“ – Arturo Sanchez-Azofeifa

Die Zukunft dieser Forschung

Wir ermutigen alle Interessierten, sich bezüglich seiner Forschung mit Arturo Sanchez-Azofeifa in Verbindung zu setzen. Weitere Informationen zu seiner Arbeit finden Sie auf der Website von Tropi-Dry: https://www.tropi-dry.org/ . Sie können seine Arbeiten auch auf Google Scholar finden, indem Sie nach „Arturo Sanchez-Azofeifa“ suchen. Bei nicht frei zugänglichen Publikationen können Sie sich direkt an Tropi-Dry wenden.

Der Santa Rosa Nationalpark ist einer der wenigen Orte in den Neotropen mit einem umfassenden drahtlosen Sensornetzwerk, das zur Überwachung essentieller Klimavariablen (ECV) wie Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Bodentemperatur und -feuchtigkeit sowie photosynthetisch aktiver Strahlung (PAR) entwickelt wurde.

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Referenzen

Ghose, Joyita. „Plädoyer für den Schutz tropischer Trockenwälder.“ Yale Environment Review, 24. Dez. 2020, https://environment-review.yale.edu/case-conserving-tropical-dry-forests

Liu, Chenzherui, et al. „Untersuchung der Sekundärsukzession tropischer Trockenwälder (2005–2021) mithilfe zweier verschiedener Lidar-Systeme.“ Remote Sensing, Bd. 15, Nr. 19, 24. Sept. 2023, S. 4677, https://doi.org/10.3390/rs15194677

Duan, Menglei, et al. „Charakterisierung von Übergängen zwischen Sukzessionsstadien in einem tropischen Trockenwald mithilfe von Lidar-Techniken.“ Remote Sensing, Bd. 15, Nr. 2, 13. Jan. 2023, S. 479, https://doi.org/10.3390/rs15020479