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Satellitenbeobachtungen und Ökosystemfunktionen

Universität Jena an EU-Großprojekt BACI beteiligt
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21.05.2015
Schlüsselregionen des BACI-Projekts in Europa und Afrika. Foto: BACI Schlüsselregionen des BACI-Projekts in Europa und Afrika.
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Satellitenbeobachtungen liefern zunehmend wertvolle Daten über Veränderungen terrestrischer Ökosysteme. Im EU-Projekt "BACI" werden Satellitendaten und lokale Beobachtungen zusammengeführt und somit neue Variablen der Biodiversität erstellt. Diese sollen neuartige Einblicke in die Funktionsweise und den Zustand von Ökosystemen ermöglichen. Unterschiedlichen Nutzergruppen wird die Chance geboten, Veränderungen in Ökosystemen zu erfassen sowie deren Auswirkungen auf die regionale Biodiversität. Weitere Schwerpunkte sind die Zuordnung von Ökosystemveränderungen zu gesellschaftspolitischen Transformationsprozessen und erste Schritte zur Entwicklung eines Frühwarnsystems für Störungen an der Schnittstelle zwischen Landökosystemen und der Atmosphäre. Vom 19. bis 21. Mai trafen sich die zehn europäischen Partner zum offiziellen Projektauftakt.


Veränderte Landnutzung kann die Artenvielfalt gefährden

Die kontinuierliche Umgestaltung von Ökosystemen durch eine veränderte Landnutzung und den Klimawandel kann regionale Ökosystemfunktionen und die Artenvielfalt gefährden. Das internationale Netzwerk GEO-BON ("The Group On Earth Observations Biodiversity Observation Network ") fordert und fördert deshalb die Entwicklung eines leicht zugänglichen System zur Erfassung von Veränderungen der Biodiversität und der zu Grunde liegenden Ökosystemeigenschaften. Dieses würde Wissenschaftlern, Nichtregierungs-Organisationen und politischen Entscheidungsträgern ermöglichen, bereits in einem frühen Stadium der Veränderungen neue Managementstrategien zu entwickeln.

Das neue von der EU finanzierte Projekt BACI "Erfassung von Veränderungen wesentlicher Ökosystem- und Biodiversitätseigenschaften - Auf dem Weg zu einem Biosphären-Atmosphären-Index" stellt sich dieser Herausforderung und nutzt hierfür europäische Satellitendaten, insbesondere optische und Radar-Daten. Ein wichtiges Projektziel ist die inhaltliche Verknüpfung von Daten, die von Satelliten und Bodenstationen gewonnen wurden, um den Status von Ökosystemen besser zu erfassen. Moderne Verfahren des Maschinen-Lernens werden als Schlüsselelemente für die effektive Nutzung der umfangreichen europäischen Daten und zur Ableitung neuer wesentlicher Ökosystemvariablen eingesetzt. Letztere sollen dann verschiedenen Nutzergruppen ermöglichen, Ökosystem- und Biodiversitätsveränderungen zu beobachten und zu interpretieren.


Automatisch kritische Übergänge in Ökosystemen erkennen

Eine weitere bedeutende Komponente von BACI ist der Aufbau eines Systems, das automatisch kritische Übergänge in Ökosystemen erkennt und diese gesellschaftlichen Veränderungsprozessen zuordnet. Dadurch sollen innerhalb ausgewählter Schlüsselregionen in Europa und Afrika Regionen gravierender gesellschaftlich-ökologischer Wandlungen identifiziert werden, denen möglicherweise selbst Umweltveränderungen zuzuschreiben sind.

Das BACI-Projekt wird vom Europäischen Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 für zunächst vier Jahre gefördert und vereint zehn führende europäische Institutionen, die sich gemeinschaftlich um einen Fortschritt in der Erfassung  zentraler Schlüsseleigenschaften von Ökosystemen bemühen. Das Forschungsvorhaben wird vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena koordiniert, als weiterer deutscher Partner trägt die Friedrich-Schiller-Universität Jena mit Arbeitsgruppen aus den Bereichen Fernerkundung, Bildverarbeitung und Informatik maßgeblich zu diesem Projekt bei. Viele der beteiligten Forscher sind auch in das Deutsche Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig integriert, so dass BACI gleichzeitig die regionale Perspektive zur Biodiversitätsforschung weiter stärken wird. BACI liefert einen neuen Anwendungsbereich für datengetriebene Forschung, wie er speziell in Jena mit dem "Michael Stifel Zentrum für Datengetriebene und Simulationsgestützte Wissenschaften" vorangetrieben wird. Weiterhin sind am Projekt beteiligt: Universität degli Studi della Tuscia (Italien), Eidgenössischen Forschungsanstalt (Schweiz), Universität Wageningen (Niederlande), University College London (Vereinigtes Königreich), Universität Klagenfurt (Österreich), Aarhus Universitet (Dänemark), Rezatec (Vereinigtes Königreich) und Wissenschaft und Technologie Einrichtungen Council (Vereinigtes Königreich).   

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