Mangroven der Panamabucht | Foto: Gustavo Castellanos, ZMT

Forschung kompakt: Methoden zur Charakterisierung von Mangrovenwäldern

Die Panamabucht an der Pazifikküste Mittel- und Südamerikas gilt als eines der am besten erhaltenen Mangrovenökosysteme des amerikanischen Kontinents, mit außergewöhnlich hohen Mangroven. In einer Studie, die kürzlich in Frontiers in Forests and Global Change veröffentlicht wurde, bewerten Gustavo Castellanos und Elisa Casella, Wissenschaftler am ZMT, und Kollegen vom WWF Kolumbien, dem kolumbianischen Umweltministerium und dem California Institute of Technology in den USA den Einsatz verschiedener Methoden zur Charakterisierung der Struktur dieser Mangrovenwälder. Hier ein Interview mit den beiden ZMT-Wissenschftler:innen:

Was war die Ausgangsfrage der Studie?

Elisa Casella: Wir wollten Einblicke in die strukturellen Merkmale der größten Mangrovenwälder des amerikanischen Kontinents in einem extrem abgelegenen Gebiet (südliche kolumbianische Pazifikküste) gewinnen und gleichzeitig den Einsatz verschiedener sich ergänzender Methoden bewerten, die Informationen über die Struktur der Mangroven liefern. Die Methoden umfassten bodengestützte Messungen, Drohnenaufnahmen und Radardaten.

Was sind die neuen Erkenntnisse?

Gustavo Castellanos: Alle verwendeten Methoden bestätigen die Existenz der höchsten Mangroven des amerikanischen Kontinents (~60 m hoch) in diesem Gebiet an der kolumbianischen Pazifikküste. Dies hat wichtige Auswirkungen auf Blue-Carbon-Projekte in diesem außergewöhnlich kohlenstoffreichen Ökosystem.

Alle bisherigen Schätzungen der Höhe, der oberirdischen Biomasse und des Kohlenstoffs in dieser Region beruhten auf Modellstudien, für die keine Bodendaten vorlagen. Wir konnten diese Daten nun für einige dieser Gebiete zur Verfügung stellen. Unsere Studie ist die Bestätigung, dass diese üppigen Mangrovenwälder existieren - mit anderen Methoden als der Satellitenfernerkundung.

Elisa Casella: Drohnen für den Privatgebrauch sind heute für viele Forschungs- und Naturmanagement-Institute erschwinglich und haben sich als zuverlässige neue Perspektive zur Beobachtung und Überwachung der Umwelt erwiesen. Die in dieser Studie mit Hilfe einer Drohnenplattform gesammelten und mit Methoden der Computer-Vision und der visuellen Wahrnehmungsforschung verarbeiteten Daten aus geringer Höhe lieferten nicht nur Informationen über die Höhe der Bäume, sondern ermöglichten auch die Beobachtung der Schädiugung dieser fast unberührten Umwelt durch eine opportunistische Art, dem Mangrovenfarn (Acrostichum aureum). Das aus den Drohnendaten erstellte Orthomosaik ermöglichte die Erfassung eines georeferenzierten Luftbildes dieser Art und der Lage von Lücken im Mangrovenbewuchs.

Welche Schlussfolgerungen können daraus gezogen werden?

Gustavo Castellanos: Die Techniken ergänzen sich und können die drei Ebenen der Kohlenstoffberichterstattung darstellen, wobei die von Drohnen abgeleiteten Karten der Baumkronenhöhe, die mit lokalen In-situ-Messungen kalibriert werden, erschwingliche und zuverlässige Schätzungen der Kohlenstoffbestände auf Projektebene liefern.

Die Kombination von Drohnen- und Bodenerhebungsdaten kann auch eine Möglichkeit bieten, kleinräumige Symptome der Ökosystemzerstörung zu erkennen und zu überwachen. Diese konnten bisher mit den Satelliten-Fernerkundungsmethoden, die derzeit für die Kartierung von Mangroven verwendeten werden, nicht erkannt werden. Satelliten-Fernerkundungsprodukte haben oft eine sehr grobe Auflösung, die es nicht erlaubt, lokale Degradationen zu erkennen. Drohnenprodukte können, wie in diesem Beitrag gezeigt, sehr detailliert sein (5 cm Auflösung oder weniger) und daher Informationen über kleinräumige Schädigungen liefern, die in Mangroven häufig auftreten. Dies könnte eine frühzeitige Erkennung dieser Veränderungen ermöglichen.

Welche Auswirkungen hat die Studie auf die Mangrovenforschung?

Gustavo Castellanos: Diese Mangrovengebiete mit ihren hohen Bäumen sind extrem kohlenstoffreich und erbringen wichtige Ökosystemleistungen für gefährdete lokale Gemeinschaften, aber sie sind derzeit von Faktoren bedroht, die dringend erforscht werden müssen. Unsere Methodenkombination könnte genutzt werden, um diese Bedrohungen weiter zu überwachen und um Maßnahmen zu entwickeln, die diese Schädigung aufhalten können.

Haben die Ergebnisse eine weitreichende Bedeutung?

Gustavo Castellanos: Mangroven sind heute als bedeutende Küstenökosysteme anerkannt, die viele wichtige Ökosystemleistungen erbringen. Unsere Forschung trägt dazu bei, ein schützenswertes Gebiet mit hohem Anteil an blauem Kohlenstoff in der Welt zu identifizieren. Unsere Methoden sind in hohem Maße komplementär und könnten auch in anderen Mangrovengebieten weltweit angewandt werden.

Publikation: Castellanos-Galindo GA, Casella E, Tavera H, Zapata Padilla LA und Simard M (2021) Structural Characteristics of the Tallest Mangrove Forests of the American Continent: Ein Vergleich von bodengestützten, Drohnen- und Radarmessungen. Front. For. Glob. Change 4:732468. doi: 10.3389/ffgc.2021.732468