Satelliten erkennen, wo Heuschrecken-Plagen entstehen
31. August 2023 | Kombination von Erdbeobachtung und digitaler Datensammlung vor Ort
Satelliten erkennen, wo Heuschrecken-Plagen entstehen
Italienische Schönschrecke während der Eiablage
In Kasachstan ist außer der Italienischen Schönschrecke (Calliptamus italicus) unter anderem auch die Marokkanische Wanderheuschrecke (Dociostaurus maroccanus) heimisch. Im Projekt Locust-Tec entwickeln die Forschenden Methoden, um Heuschrecken-Ausbrüche dieser beiden Arten so früh wie möglich zu erkennen und eindämmen zu können. Die Projektbeteiligten kombinieren dazu Daten aus der Erdbeobachtung und der Befliegung mit Drohnen sowie eine digitalisierte Datenerfassung. Außerdem testen sie mögliche umweltfreundliche Gegenmaßnahmen.
Datenerfassung vor Ort in Kasachstan über eine App
Fachleute vor Ort in Kasachstan tragen ihre Beobachtungen in eine App ein. Unter anderem erfassen sie so die Größe der betroffenen Fläche, die Heuschreckenart, ihr Entwicklungsstadium und die Heuschrecken-Anzahl pro Quadratmeter. Die App, die im Projekt Locust-Tec entwickelt wurde, kann die Ergebnisse direkt und digital an Entscheidungsträger übermitteln.
Die Daten aus der Erdbeobachtung, von Fachkräften vor Ort über eine App und aus den Drohnenbefliegungen fließen in einem Geoinformationssystem (GIS) zusammen und können in Karten dargestellt werden. Im internationalen Projekt Locust-Tec geht es um die Einführung innovativer und umweltschonender Technologien für das Heuschrecken-Management.
Heuschrecken breiten sich aus, wenn bestimmte Umweltparameter wie Temperatur, Niederschlag und Vegetationsdichte begünstigend zusammenkommen.
Diese Umweltparameter können über Satellitendaten beobachtet und ausgewertet werden.
Internationales Projekt Locust-Tec kombiniert Methoden aus der Erdbeobachtung, der Befliegung mit Drohnen und der digitalisierten Datenerfassung, damit Gegenmaßnahmen rechtzeitig eingeleitet werden können.
Heuschrecken können Getreideernten und Weideland vernichten – sie bedrohen damit die Ernährungsgrundlage der Menschen. Forschende 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 haben dabei eine zentrale Rolle. Die Aufnahmen zeigen Umweltparameter, die die Ausbreitung der Insekten begünstigen.
„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 Dr. Igor Klein vom Earth Observation Center (EOC) im DLR. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im EOC nutzen dazu eine Vielzahl von Satelliten. Darunter sind auch Erdbeobachtungssatelliten aus dem europäischen Copernicus-Programm.
Heuschreckenplagen und -ausbrüche sind eine ernsthafte Bedrohung für die landwirtschaftliche Produktion, Ernährungssicherheit und Umwelt. Das Projekt Locust-Tec forciert die präventive Kontrolle, um zeitlich schnellstmöglich zu reagieren, räumlich die Bekämpfung auf kleinstmögliche Areale einzuschränken und so mit alternativen Kontrollmethoden den großflächigen Einsatz von giftigen Insektiziden zu reduzieren.
Video: Locust-Tec – Einführung innovativer und umweltschonender Technologien für das Heuschrecken-Management
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Video: Locust-Tec – Einführung innovativer und umweltschonender Technologien für das Heuschrecken-Management
Heuschreckenplagen und -ausbrüche sind eine ernsthafte Bedrohung für die landwirtschaftliche Produktion, Ernährungssicherheit und Umwelt. Das Projekt Locust-Tec forciert die präventive Kontrolle, um zeitlich schnellstmöglich zu reagieren, räumlich die Bekämpfung auf kleinstmögliche Areale einzuschränken und so mit alternativen Kontrollmethoden den großflächigen Einsatz von giftigen Insektiziden zu reduzieren.
Anhand der Daten haben die Forschenden im Projekt Locust-Tec (locust = 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.
Einfache Datenerfassung vor Ort über eine App
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 Expertinnen und 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.
Alternativen zu Pestiziden gesucht
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.“
