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Mit Künstlicher Intelligenz Wälder schützen

Karlsruher Forscher entwickeln Assistenzsystem für den Schutz des Waldes vor dem Klimawandel

Trockenheit, Hitze und Schädlingsbefall: Der Klimawandel bedroht die Wälder in Deutschland und stellt das Waldmanagement vor große Herausforderungen. Unterstützung kommt jetzt von einem Projekt des Karlsruher Instituts für Technologie und der Firma EDI.

Datenfutter: Um ein Assistenzsystem für die bessere Bewirtschaftung der Wälder zu entwickeln, muss das Programm mit möglichst vielen Daten aus den Baumbeständen bestückt werden. Foto: EDI GmbH

Dem deutschen Wald geht es schlecht. Mal wieder. Aktuell vollzieht sich das größte Waldsterben seit den 1980er Jahren. In Baden-Württemberg sind schon 43 Prozent der Waldflächen geschädigt.

Schuld daran ist im wesentlichen der Klimawandel mit seinen zunehmenden Dürreperioden, mit Hitze und alten sowie neuen Schädlingen. „Das Waldmanagement muss jetzt reagieren“, mahnt Klimaforscher Joachim Fallmann vom Süddeutschen Klimabüro am KIT. Erkenntnisse aus der Wissenschaft könnten dabei helfen, die geschwächten Bäume widerstandsfähiger zu machen.

„Mischwälder mit Hainbuchen, Ahorn oder Wildkirsche kommen mit den neuen Bedingungen besser zurecht als etwa Fichtenwälder – sie sind allerdings weniger ertragreich. Bei Pflanzungen spielt außerdem die Bodenbeschaffenheit eine wichtige Rolle“, nennt Fallmann eine Erfahrung.

Künstliche Intelligenz hilft den Förstern

Künftig soll eine mobile App den Försterinnen und Förstern dabei helfen, die Waldökosysteme nachhaltig zu bewirtschaften und die optimalen Entscheidungen zu treffen.

Daran arbeiten die Firma EDI, eine Ausgründung aus dem KIT, das Süddeutsche Klimabüro und das Institut für Geographie und Geoökologie des KIT. Das Projekt EDE 4.0 (steht für: Erweiterte Dynamische Einschlagsplanung) läuft in enger Kooperation mit Partnern aus Forstwirtschaft und Forstwissenschaft.

Das Waldmanagement muss jetzt reagieren.
Joachim Fallmann, Klimaforscher vom Süddeutschen Klimabüro am KIT.

Das künftige Assistenzsystem basiert auf einer Software, mit der die Gründer von EDI maschinelles Lernen bereits in der Luft- und Raumfahrt oder im Maschinenbau zum Einsatz bringen.

„Am Ende der Entwicklung wird eine mobile App stehen, die intuitiv zu bedienen ist und die Försterinnen und Förster vor Ort bei ihrer Arbeit im Wald mit Künstlicher Intelligenz unterstützt. Etwa bei der Entscheidung, wo geerntet, welche Holzart in welcher Menge und Qualität eingeschlagen wird oder wann neu gepflanzt werden soll. Und welche Erfolgsaussichten das am ausgewählten Standort hat“, sagt Thomas Freudenmann, einer der Mitgründer.

Die App benötigt möglichst große Datenbasis

Doch bevor die App eine echte Hilfe ist, muss das System trainiert, also mit vielen Daten aus unterschiedlichen Quellen gespeist werden: mit Daten zur mittelfristigen Klimaentwicklung, mit spezifisch forstwissenschaftlichen Daten, mit Informationen zum Marktumfeld und mit dem Wissen der Revierförster über ihre lokalen Baumbestände.

Schon bald könnten mit der App Fehler, wie sie etwa im Herbst 2017 gemacht wurden, vermieden werden. Damals fehlte den Revierförstern frühzeitig die Information, dass der Sommer 2018 derart trocken verlaufen würde. Mit diesem Wissen hätten sie viele Erntemaßnahmen und damit einhergehende Neupflanzungen auf einen späteren Zeitpunkt verschoben. Sonderkosten für die Bewässerung und das Ausfällen in den neu begründeten Beständen wären deutlich niedriger ausgefallen. Relevante Akteure der Holz-Logistikkette aber auch die Bevölkerung hätten über diese vorausschauende Entscheidung der Revierförster via Internet informiert werden können. Transportunternehmen, Sägewerke als auch Abnehmer von Holz hätten ausreichend Zeit gehabt, sich auf die zukünftige Verfügbarkeit von Holz vorzubereiten - sie hätten sich andere Lieferanten suchen und die Preise erhöhen können.

Der Wald liegt den Deutschen am Herzen

Wie sehr der Wald den Deutschen am Herzen liegt, zeigt eine jetzt veröffentlichte repräsentative Online-Studie des Markt- und Sozialforschungsinstituts Sinus in Heidelberg. Demnach verbringen 87 Prozent der Deutschen gerne ihre Zeit im Wald. Gleichzeitig sind 75 Prozent besorgt um seinen Zustand. „Dürre und Trockenheit“ nennen die Befragten (50 Prozent) als das größte Problem des Waldes.

Als weitere Probleme wurden die Umwandlung von Wald in andere Nutzungsformen sowie die Vermüllung durch einzelne Besucher genannt, während als Lösung eine stärkere Unterstützung der Waldbesitzer vorgeschlagen wurde.

Trotz des Bewusstseins um den Wert und die Bedrohung des Waldes „betreiben die Deutschen kaum selbst aktiven Waldschutz und scheinen sich eher auf den Forderungen an die Politik auszuruhen“, bilanziert Sinus. 57 Prozent der Befragten hätten sich überhaupt noch nicht für den Schutz der Wälder durch den Kauf von Produkten, Spenden oder persönliche Mitarbeit eingesetzt.

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