Abb. 1. Kleines Borkenkäfernest mitten in einem Bestand. Foto: Waldentomologie WSL
Für den Waldbesitzer ist die laufende visuelle Kontrolle der Bäume auf Borkenkäferschäden oft sehr schwierig und zeitintensiv. Wenn ein Befall für den Eigentümer sichtbar wird, ist der Stamm meist bereits qualitativ entwertet. Ein Befall der Nachbarbäume ist ebenfalls wahrscheinlich.
Abb. 2. Durch Borkenkäfer geschädigte Bäume in einer schwer zugänglichen Waldfläche. Foto: Beat Wermelinger
Erste Anzeichen sichtbar machen
Neu neuartige Vitalitätsanalyse im Borkenkäfer-Monitoring macht Probleme bei der Nährstoff- und Wasserversorgung schon sichtbar, noch lange bevor sie für das menschliche Auge erkennbar sind. Dafür sorgt eine Multispektralkamera, die auf einer Drohne montiert ist. Sie misst die unterschiedliche Lichtreflektion der Nadeln an den Bäumen. Gemessen wird die Lichtreflektanz der Nadeln.
Die frühe Erkennung vom Borkenkäfer hat mehrere Vorteile:
- Zum einen können die Bäume gefällt werden, noch bevor die Holzverblauung ihren Wert schmälert.
- Zum anderen lässt sich die Ausbreitung des Schädlings verhindern. Je früher man den befallenen Baum findet, desto eher ergibt sich die Chance, den wirtschaftlichen Schaden gering zu halten.
Für eine erfolgreiche Bekämpfung der Borkenkäfer ist entscheidend, dass der Waldbesitzer die befallenen Bäume unmittelbar nach der Analyse aus dem Wald entfernt und der Holzmarkt bereit ist, diese Bäume zeitverzugslos zu verarbeiten. Die ganze Branche ist also gefordert.
Abb. 2. Borkenkäfer verändern den Wasserhaushalt von Bäumen. Foto: Beat Wermelinger
Funktionsweise
Die Drohne überfliegt ein Waldgrundstück in einem Rastersystem und macht dabei Luftbildaufnahmen mit der Spezialkamera. Jeder Baum wird erkannt und erhält eine Nummer. Erkannt werden die Unterschiede von gesunden und kranken Bäumen über die Lichtreflektion der Nadeln. Während das menschliche Auge nicht alle Teile dieses Lichtspektrums wahrnehmen kann, ist das für die Multispektralkamera möglich. Es handelt sich dabei um sehr grosse Datenmengen, die mit einer speziellen Software ausgewertet wird.
In 20 Minuten können auf diese Weise rund 50 Hektaren aufgenommen werden. Die spezielle Aufnahmetechnik und die Datenanalyse ermöglichen nicht nur das Auffinden von bereits abgestorbenen, sondern auch das erkennen von gefährdeten und frisch geschädigten Stämmen noch bevor das durch das menschliche Auge möglich wäre.
Abb. 3. Die Multispektralkamera der Drohne liefert Aufnahmen der Baumwipfel, die für das menschliche Auge nicht erkennbar sind. Ausgeklügelte Algorithmen (deep-learning-basiert) erkennen auf den Fotos die vom Borkenkäfer befallenen Bäume. Die Daten werden georeferenziert und dem Forstamt via App zur Verfügung gestellt, sodass anschliessend die befallenen Bäume schnellstmöglich lokalisieretund beseitigt können. Foto: Agrapiloten GmbH
Die Auswertung am Computer macht diese Reflektionsunterschiede dann deutlich und lässt auffällige Stellen sichtbar werden. Da alle Bäume bei der Aufnahme mit GPS-Koordinaten hinterlegt werden, kann die Lage genau definiert und die Gebiete können später gezielt mit Hilfe von Handy oder GPS-Tracker aufgesucht werden, um geeignete Massnahmen einzuleiten.
Das Wissen des Försters ist für den Erfolg des Monitorings wichtig, beispielsweise, um den idealen Flugzeitpunkt festzulegen. Gemeinsam können gute Resultate mit einer Sicherheit von über 90 % erzielt werden.
Die österreichische Analyse- und Softwarefirma "Festmeter" bietet die Borkenkäferanalyse bereits in verschiedenen Ländern der EU erfolgreich an. Seit 2016 wurden stetig die Auswertealgorithmen verbessert und diese zudem an unterschiedliche Trägersysteme angepasst. Anfangs wurde ausschliesslich mit dem Trägersystem Drohne gearbeitet. Da sich die Flächenleistung dieser Systeme aber für grosse Forstbetriebe (ab 1'000 ha) nicht wirtschaftlich darstellen lässt, wurde das bemannte Leichtflugzeug in das Produktportfolio aufgenommen. Diese Dienstleistung kann in der Schweiz über Agrarpiloten GmbH gebucht werden. Seit 2018 werden auch Vitalitätsanalysen auf der Basis von Satellitenaufnahmen getestet und weiterentwickelt. Die Auswertungssicherheit bei diesem Vorhgehen beträgt 90 %. Im Ausland wird das Verfahren bereits seit geraumer Zeit erfolgreich angewandt.
Die grössten Vorteile dieses modernen Wald-Monitorings ergeben sich aus der Früherkennung von Schäden oder Gefahren:
- Stämme können noch vor der Verblauung geschlagen werden, was einen 100%igen Werterhalt bedeutet.
- Die Schaffung eines Zeitpolsters ermöglicht eine wirtschaftliche Planung der Waldhygiene und die Reduktion von Erntekosten.
- Ausbreitung des Schädlings kann effektiv verhindert werden.
