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Hecken in der Landwirtschaft: der Blick aus der Luft

  • Zwei Personen in Schutzbekleidung und Hüten stehen auf einem Feldweg. Sie besprechen sich und halten Messwerkzeuge in der Hand. Im Hintergrund ist ein Feld mit gelbem Raps zu sehen. © hochschule anhalt | josef w. palmer
    Welche Auswirkungen haben Hecken auf landwirtschaftliche Flächen? Ein Doktorand an der Hochschule Anhalt sucht mit Hilfe der Fernerkundung nach Antworten.

Ein Feld mit Hecke, ein Feld ohne. Mit dem Klimawandel hat diese Frage für die Landwirtschaft wieder an Gewicht gewonnen: Können Hecken – also unterschiedlich große Gehölzstrukturen – dazu beitragen, Böden feucht und Erträge stabil zu halten. Das untersucht Josef William Palmer, Doktorand an der Hochschule Anhalt, im Projekt AgriRestore. 

„An der Fernerkundung fasziniert mich vor allem die Sicht durch eine andere Perspektive auf die Erde", sagt Palmer, der erst vor kurzem seinen Masterabschluss in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Marion Pause gemacht hat. Schwerpunkt: Fernerkundung und Photogrammetrie. Insofern weiß er allzu gut: „Strukturen und Zusammenhänge werden teilweise erst aus der Luft deutlich." Mit Hilfe spezieller Sensoren lassen sich Aufnahmen erzeugen, die für das menschliche Auge unsichtbar sind. Diese technischen Möglichkeiten nutzt Palmer in seiner Promotion für das Projekt AgriRestore, in dem es darum geht, welche Maßnahmen landwirtschaftlich genutzte Lebensräume wiederbeleben und stärken.

  • Thermografische Aufnahme eines Feldes mit deutlichen Temperaturunterschieden. Links ein vertikaler, kühler Bereich in bläulich-grünen Tönen, rechts ein wärmerer, braun-orange gefärbter Abschnitt mit unregelmäßigen Strukturen. © hochschule anhalt | josef w. palmer
    Die thermischen Daten weisen bereits auf unterschiedliche Bodenverhältnisse hin. In der Nähe der Hecke und in ihrem Schatten sind die Temperaturen deutlich niedriger.
  • Luftbild eines Feldes mit zwei unterschiedlich bewachsenen Flächen, getrennt durch eine schmale, grüne Randzone. Links braun, trocken wirkend, rechts dichtes, grünes Pflanzenwachstum. © hochschule anhalt | josef w. palmer
    Das Feld mit der Hecke aus der Luft, wie es das Auge sieht.

Ein Tag und drei Flüge zu Hecken in der Landwirtschaft

Am 25. Juni startete Josef William Palmer die Feld-Befliegungen gemeinsam mit einem Team vom Dessauer Flugplatz aus. Ziel waren Ackerflächen bei Calbe (Saale), die zu landwirtschaftlichen Partnerbetrieben des Projekts AgriRestore gehören. Ein Flugzeug mit einem Hyperspektralsensor an Bord überflog die Flächen, parallel dazu steuerte Palmer eine Drohne, um Daten zur Validierung aufzunehmen. 

Insgesamt unternahm das Team an diesem Tag drei Befliegungen: morgens, mittags und nachmittags. Darüber soll ermittelt werden, wie sich die einzelnen Feldabschnitte im Tagesverlauf verhalten und wie die Pflanzen auf die sich ändernden Bedingungen (Licht, Temperatur und Wasserverfügbarkeit) reagieren. 

Das Team erhob unterschiedliche Werte: Bodenparameter wie die Feuchtigkeit und Vitalparameter der Pflanzen wie Wuchshöhe und Blattabstand. „Damit können wir die These überprüfen, dass Gehölze einen Einfluss darauf haben, wie sich Boden und Pflanzen entwickeln“, erklärt Palmer. Das Feld in Calbe (Saale) eignete sich dafür besonders gut: „Die Gehölzstrukturen waren hier unterschiedlich ausgeprägt – von üppig bis gar nicht vorhanden.“

Große Datenmenge – offene Fragen für Landwirtschaft und Fernerkundung

Am Ende des Tages hatte das Team 500 Gigabyte Rohdaten aufgenommen. Derzeit läuft die Auswertung. Die Ergebnisse werden Teil mehrerer Paper, die Palmer im Rahmen seiner Promotion verfassen wird. Damit deckt seine Arbeit zwei Bereiche ab, zu denen es bislang wenig Forschung gibt: Zum einen gibt es noch wenige belastbare Daten dazu, wie Gehölze in der Landwirtschaft helfen können: als Wasserspeicher, Lebensraum für Insekten oder Erosionsschutz. Zum anderen erschließt die Promotionsarbeit eine Technologie für die Landwirtschaft, die bislang vor allem militärisch genutzt wurde: Hyperspektraldaten im thermalen Infrarotbereich. Sowohl die Anschaffung der Telops Hyper-Cam Airborne Mini als auch das Projekt AgriRestore wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. 

Vom Bachelor zur Promotion

Für Josef William Palmer fügen sich diese Bedingungen auch persönlich zusammen. So konnte er nach seiner Bachelorarbeit nicht nur ein Masterstudium zu einem Thema absolvieren, das ihn fasziniert, sondern auch die Promotion. Seine Masterarbeit wurde im Juli anlässlich des Geodätischen Kolloquiums als beste des Jahrgangs ausgezeichnet. Nicht zuletzt verbindet ihn mit der Hochschule sein Heimatort Dessau. „Zugleich ermöglicht mir die Promotion zu erleben, wie vielseitig Geowissenschaften sein können“, blickt Palmer auf die internationale Konferenz European Geosciences Union General Assembly (EGU) in Wien im April dieses Jahres zurück. In der Session „Thermal Infrared (TIR) Remote Sensing" präsentierte er mit Kolleginnen und Kollegen erste Resultate der Hyper-Cam. „Allein in dieser Session gab es sehr unterschiedliche Themen bis hin zum Vulkanismus und ich konnte neue Kontakte zu anderen Fachkollegen aus  anderen Ländern knüpfen und somit Erfahrungen austauschen.“

 

Mehr zu Josef William Palmer auf seiner persönlichen Seite: https://www.hs-anhalt.de/hochschule-anhalt/service/personenverzeichnis/person/josef-william-palmer.html

Fakten und Daten zum Projekt AgriRestore: https://www.hs-anhalt.de/projekte/projekt/forschungsimpulse-16-wiederherstellung-von-oekosystemen-und-landschaften-ueber-verschiedene-raeumliche-und-zeitliche-skalen-zur-foerderung-der-biodiversitaet-und-klimaresilienz-in-agralandschaften-prof-dr-christina-fischer.html

Fakten und Daten zur HyTIR - Telops Hyper-Cam Airborne Mini: https://www.hs-anhalt.de/projekte/projekt/fb1-hytir-prof-dr-uwe-knauer-forschungsprojekt.html

 

Redaktion

Claudia Aldinger

Das Projekt AgriRestore arbeitet an Fragen, die für die Landwirtschaft essenziell geworden sind. Das interdisziplinäre Team untersucht unter anderem den Effekt von Blühstreifen und Heckenstrukturen. Gefördert wird die Forschung zu resilienten Agrarökosystemen von von der DFG: https://www.hs-anhalt.de/projekte/projekt/forschungsimpulse-16-wiederherstellung-von-oekosystemen-und-landschaften-ueber-verschiedene-raeumliche-und-zeitliche-skalen-zur-foerderung-der-biodiversitaet-und-klimaresilienz-in-agralandschaften-prof-dr-christina-fischer.html

 

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