Die Savanne zählt zu den größten Lebensräumen der Erde. Die tropisch- und subtropische Vegetationszone nimmt etwa 18 Prozent der Erdoberfläche ein und beheimatet zahlreiche seltene Tiere und Pflanzen. Ein Großteil des Savannen-Areals befindet sich südlich der Sahara in Afrika, im Krüger-Nationalpark. In dem Naturschutzgebiet haben nicht nur die „Big Five“ des Tierreichs ihr zu Hause. Auch einzigartige Pflanzen wie der Baobab, auch Affenbrotbaum oder Lebensbaum genannt, sind hier angesiedelt. „Hinzu kommt, dass die Savannen eine wesentliche Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf und damit für das Weltklima spielen“, sagt Victor Odipo von der Friedrich-Schiller-Universität Jena.

Neue Methode zur Vermessung der Savanne

Gemeinsam mit Forschern aus Oxford und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe hat das Jenaer Team um dem Geografen Odipo nach einem Weg gesucht, die pflanzliche Biomasse in diesem einzigartigen Lebensraum zu ermitteln. Denn von der Anzahl der oberirdischen Gewächse hängt die Speicherfähigkeit des Treibhausgases Kohlendioxid ab. Im Fachjournal „Forests“ stellen die Wissenschaftler nun eine Methode vor, mit der erstmals die pflanzliche Biomasse in der Savanne genau vermessen und damit selbst kleine Veränderungen des Ökosystems erfasst werden können. Die Studie wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), dem Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Freistaat Thüringen unterstützt.

Satelliten- und Bodendaten kombiniert

Grundlage für der Berechnung der Biomasse bildeten sowohl Satellitendaten als auch Daten, die am Boden mithilfe eines terrestrischer Laserscanner (TLS) erhoben werden. Dieser Laser ist in der Lage, die Umgebung in einem Radius von mehreren hundert Metern mit einem Laserstrahl in Bodennähe abzutasten. Radardaten wären wegen der Flickenteppichartigen Struktur der Savanne nicht ausreichend, erklärt Odipo. „Die Radardaten können zwar die Biomasse großer Gebiete erfassen, geben aber nur unzureichend Auskunft über die Struktur der Vegetation“. Um diese Struktur detailliert zu erfassen und in Biomasse umrechnen zu können, werden die Satelliten-Daten daher um bodengestützte Messungen ergänzt. „Auf diese Weise erhalten wir ein vollständiges dreidimensionales digitales Modell der Landschaft, das eine exakte Analyse der Vegetationsstruktur ermöglicht“, erklärt Jussi Baade vom Lehrstuhl für Physische Geographie der Uni Jena.

Praxistest für 3D-Biomassemodell

Nach ersten erfolgreichen Tests in Thüringen wurde die neue Methode im Krüger-Nationalparks in Südafrika zur Ermittlung der Biomasse eingesetzt.  In einem rund 9 Quadratkilometer großen Areal, für das bereits Satellitendaten vorlagen, wurden ausgehend von über 40 Messpunkten Laserscanning-Daten erhoben und diese in das Modell zur Berechnung der Biomasse eingespeist.

Präzisere Daten für Klimamodelle

Das Ergebnis: Auf Grund der Kombination von Satelliten- und Laserdaten kann die Biomasse mit einer Genauigkeit von bis zu 2,9 Tonnen pro Hektar ermittelt werden. Diese Daten haben nun das Potenzial, Klimamodelle genauer zu beschreiben. „Auch für das Monitoring von Veränderungen im Ökosystem Savanne brauchen wir verlässliche Angaben“, betont Victor Odipo. Das neue Modell offenbarte zugleich eine Entwicklung, mit der auch die Forscher nicht gerechnet hatten. Der Studie zufolge nimmt die Biomasse in einem großen Teil des Krüger-Nationalpark von Jahr zu Jahr ab. „Das hatten wir nicht erwartet“, so Odipo, „schließlich handelt es sich ja um ein Naturschutzgebiet“. In diesem Fall scheint aber nicht primär der Mensch für die Veränderungen  verantwortlich zu sein, sondern Elefanten, die im Naturschutzgebiet die Bäume zu Fall bringen.

bb