Auswirkungen der Trockenheit und Hitze im Sommer 2018 auf das Grün der Waldbedachung
Hintergrund
Einige Waldbaumarten (z.B. Buche) haben während der Hitzewelle des Sommers 2018 eine sehr frühe Verfärbung erfahren. Dies war schon vom Boden aus sehr deutlich sichtbar. Bei anderen Baumarten (z.B. Eiche) war dies nicht so offensichtlich. Zudem waren die Welk - Effekte in bestimmten Regionen der Schweiz oder unter bestimmten topografischen oder ökologischen Standortbedingungen deutlicher ausgeprägt als in anderen. Hier haben wir begonnen, den Grad und die Zeitpunkte des Welkens und der Verfärbung mit Hilfe von Fernerkundungszeitreihen zu analysieren. Wir analysieren die klimatischen, topographischen und anderen Treiber hinter diesen Effekten, um zu verstehen welche Faktoren zur Verfärbung und frühem Welken über grössere räumliche Skalen geführt haben.
Analyse der Satellitendaten
Der erste Schritt bestand aus einer fernerkundungsbasierten Analyse von räumlichen Mustern, während im zweiten Schritt die mutmasslichen Treiber und Faktoren analysiert wurden, welche diese räumlichen Muster am besten erklären.
Wir analysierten spektralen Daten und Indizes aus den Zeitreihen von Sentinel-2 (2016/2017) und Landsat der vergangenen Jahre während der Sommersaison und verglichen die Ergebnisse mit den Daten von 2018. Es wurden verschiedene Zeitfenster und Bezugszeiträume bis 2018 getestet. Aus Indizes (z.B. NDWI - Normalized Difference Water Index) wurden Anomalien von 2018 zu den Referenzzeiträumen berechnet, um den Stress der Vegetation in der Schweiz zu visualisieren. Die Analyse ist so aufgebaut, dass sie für jede Region in Europa berechnet werden kann. Die detektierten Gebiete wurden anhand von aktuellen hochaufgelösten Fernerkundungsdaten validiert. Für einige Gebieten standen sehr rasch aktuelle Daten auf Google Earth zur Verfügung. Daten von Planet standen flächendeckend, aber mit geringerer räumlichen Auflösung zur Verfügung.
Neben der Analyse der Anomalien der Sommerperiode 2018 zu vergangenen Referenzperioden wurden auch die Kurven von Indizes im Sommer 2018 untersucht. Es wurden Daten von Sentinel-2 in der Zeit zwischen Mitte Juni und Mitte September auf ein Absinken des NDVIs (Normalized Difference Vegetation Index) untersucht.
Das Modell wurde auf die ganze Schweiz angewendet. Deutlich sind die bekannten Gebiete in der Nordost Schweiz zu erkennen. Zum Teil sind die Anteile von geschädigten Waldgebieten noch überschätzt. Dies vor allem durch Effekte von Offenland. Hier sind vertiefte Analysen noch am Laufen. Waldflächen die am bis zum 18. August 2018 frühzeitig welkten. Dargestellt sind Prozent der betroffenen Waldfläche. Die Auflösung ist 500*500 Meter und ausgewertet sind nur Waldflächen mit einem Kronendeckungsgrad von mehr als 80%.
Statistische Analysen zu erklärenden Variablen
Erste statistische Analysen wurden bis jetzt durchgeführt. Wir bewerten, inwieweit verschiedene Treiber kombiniert werden, um die gefundenen Muster in den RS-basierten Analysen zu erklären. Wir analysieren Zeitreihendaten zu Klima- und Bodenfeuchteprognosen, aber auch topographische (Höhe, Aspekt, Neigung, topographische Position) oder strukturelle (Kronen- und Baumgrösse, Waldstruktur, Abstand zu Waldrändern, Artenzusammensetzung) Effekte. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Höhe der Vegetation, der Abstand zum Waldrand und bis zu einem gewissen Grad auch die topographische Lage, neben Temperatur und Niederschlagsanomalie, die erklärende Faktoren für die frühe Verfärbung sind.