07.09.2023

Insekten-Monitoring aus dem All

Satelliten liefern wertvolle Daten zur Ausbreitung von Heuschrecken.

Heuschrecken können Getreide­ernten und Weideland vernichten – sie bedrohen damit die Ernährungs­grundlage der Menschen. Forscher aus dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben jetzt in einem internationalen Projekt Methoden entwickelt, die dabei helfen, Heuschreckenausbrüche so früh wie möglich zu erkennen und dagegen vorgehen zu können. Satelliten­aufnahmen aus der Erdbeobachtung spielen dabei eine zentrale Rolle. Die Aufnahmen zeigen Umwelt­parameter, die die Ausbreitung der Insekten begünstigen.

 

Abb.: Die Daten aus der Erdbeobachtung, von Fachkräften vor Ort über eine App...
Abb.: Die Daten aus der Erdbeobachtung, von Fachkräften vor Ort über eine App und aus den Drohnenbefliegungen fließen in einem Geoinformationssystem (GIS) zusammen.
Quelle: Bild: DLR, CC BY-NC-ND 3.0

„Für die Entwicklung von Heuschrecken sind bestimmte Werte wichtig. Dazu gehören zum Beispiel Temperatur, Niederschlag und Bodenfeuchte, aber auch die Dichte und die Art der Vegetation. Mit der Erdbeobachtung können wir diese Parameter erfassen und so kombinieren, dass wir sehr genau herausfinden, wo ideale Bedingungen für Heuschrecken herrschen“, erklärt Igor Klein vom Earth Observation Center (EOC) im DLR. Die Wissenschaftler im EOC nutzen dazu eine Vielzahl von Satelliten. Darunter sind auch Erdbeobachtungs­satelliten aus dem europäischen Copernicus-Programm.

Anhand der Daten haben die Forscher im Projekt Locust-Tec (locust ist Englisch für Heuschrecke) zunächst festgestellt, in welchen Gebieten sich die Italienische Schönschrecke (Calliptamus italicus) und die Marokkanische Wanderheuschrecke (Dociostaurus maroccanus) stark vermehren könnten. Deren potenzielle Habitate erstrecken sich von Europa bis China. Beide Heuschreckenarten kommen in Kasachstan vor und müssen dort alljährlich beobachtet und kontrolliert werden. Das Projekt Locust-Tec konzentriert sich unter anderem deswegen auf das zentral­asiatische Land. „Die Erkenntnisse würden sich nach weiteren Forschungs­aktivitäten aber grundsätzlich auch auf andere Heuschreckenarten anwenden lassen. Generell gehören Trockengebiete wegen der Umweltpräferenzen schwärmender Heuschreckenarten zu den weltweit am stärksten gefährdeten Regionen. Durch den Klimawandel könnten zukünftig noch mehr Gegenden betroffen sein“, sagt Igor Klein.

Nach Auswertung der Satellitendaten haben die Projektbeteiligten festgelegt, wo eine weitere Analyse notwendig ist. Dann überfliegt eine Drohne die fraglichen Flächen. Deren Multispektralkamera sieht detaillierter als das menschliche Auge. Eine grüne vitale Wiese reflektiert zum Beispiel stark im nahen Infrarotbereich. Ist die Wiese hingegen „gestresst“, weil Heuschrecken erste Grashalme befallen haben, kann man im Infrarot-Bild gesunde von geschädigter Vegetation unterscheiden. Der Chlorophyll-Gehalt hat dann bereits abgenommen, während die Wiese für Menschen unverändert grün aussieht.

Fachleute vor Ort tragen zusätzlich ihre Beobachtungen in eine App ein, unter anderem die Größe der Fläche, die Heuschreckenart, ihr Entwicklungs­stadium und die Heuschrecken-Anzahl pro Quadratmeter. Die App, die durch Projekt­beteiligte erstellt wurde, erleichtert die Arbeit der Experten und kann die Ergebnisse direkt und digital an Entscheidungsträger übermitteln. Das verkürzt die Zeit, bis Maßnahmen eingeleitet werden können. Die einheimischen Kräfte erfahren schon in einer relativ frühen Phase, wo sich das Vorkommen von Heuschrecken zu einem Ausbruch entwickeln könnte.

Alle Daten – also aus der Erdbeobachtung, von den Fachkräften vor Ort über die App und aus den Drohnen­befliegungen – fließen in einem Geoinformations­system (GIS) zusammen und können in Karten dargestellt werden. Langfristig zeigen die Zeitreihen dann, wie sich das Monitoring und das Heuschrecken-Management gegenseitig ergänzen.

Zum Heuschrecken-Management gehören auch Maßnahmen gegen drohende Heuschrecken­ausbrüche. Im Projekt wurden deshalb experimentell umweltfreundliche Alternativen zu Pestiziden gegen die Schädlinge getestet. Möglich erschien zum Beispiel die Verwendung eines Elektrogitters. Ein Vorteil der Methode wäre unter anderem, dass die so eingesammelten Heuschrecken potenziell etwa als Futterquelle genutzt werden könnten. „Eines der Projektziele ist die Erprobung umweltfreundlicher Methoden zur Heuschrecken-Bekämpfung, die im Vergleich zu herkömmlichen Maßnahmen mit Insektiziden weniger schädlich für Mensch und Umwelt sind“, erklärt Igor Klein. „Dabei ist es wichtig, dass die betroffenen Gebiete früh erfasst werden.“

DLR / DE

 

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