In einer der trockensten Regionen der Welt machen Wissenschaftler eine überraschende Entdeckung: Mit der Unterstützung der Nasa und mithilfe neuester Technologie entdecken sie in Sahara und Sahel eine unerwartet hohe Anzahl an Bäumen.

Im Westen von Sahara und Sahel gibt es weit mehr Bäume als bisher vermutet: Mit einer Kombination aus hochauflösenden Satellitenbildern und künstlicher Intelligenz hat ein internationales Forscherteam auf einer Fläche von 1,3 Millionen Quadratkilometern mehr als 1,8 Milliarden Bäume mit einer Kronenabdeckung ab drei Quadratmetern kartiert. Die im Fachblatt "Nature" veröffentlichte Studie zeigt nicht nur den Stand der Technik bei der Luftbildauswertung, sondern soll auch zum Verständnis von Ökosystemen in trockenen Gebieten beitragen.

Bislang hätten sich Studien zur Baumdichte vor allem auf Wälder konzentriert, also Baumgebiete mit einer Kronenabdeckung ab 25 Prozent, schreibt das Team um Martin Brandt von der Universität Kopenhagen. Dies habe allerdings Bäume in trockenen Gegenden ignoriert - trotz ihrer großen Bedeutung für Menschen, Tiere, Pflanzen und Böden sowie als Kohlenstoffspeicher für das Klima. Die Kartierung solcher einzeln stehender Bäume wurde demnach erschwert einerseits durch die mangelnde Auflösung normaler Satellitenbilder, die bei 10 bis 30 Metern lag, und andererseits durch den enormen Aufwand bei deren Auswertung.

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Das Team um Brandt, darunter Mitarbeiter der US-Raumfahrtbehörde Nasa, wertete nun Satellitenaufnahmen mit einer Auflösung von 50 Zentimetern aus. Dabei trainierten sie künstliche Intelligenz gezielt darauf, Bäume ab einer Kronenabdeckung von drei Quadratmetern zu erkennen und etwa von Büschen oder anderer Vegetation zu unterscheiden. Damit kartierten sie eine Fläche mit dem Süden von Mauretanien, dem Südwesten von Mali sowie dem Senegal - insgesamt mehr als die dreifache Größe Deutschlands.

In diesem Gebiet, das bisher überwiegend als weitgehend baumlos bis baumarm galt, erspähte die Software insgesamt 1,8 Milliarden Bäume. Selbst diese Zahl sei noch zu niedrig, betont das Team, da Kronen unter 3 Quadratmetern oder zusammenhängende Baumkronen nicht mitberechnet worden seien.

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Die Studie zeigt, wie die Baumbedeckung vom extrem ariden Norden zum weniger trockenen Süden zunimmt: In den Sahara-Arealen stehen demnach durchschnittlich 0,7 Bäume pro Hektar, deren Kronen 0,1 Prozent der Fläche bedecken. In den ariden und semi-ariden Zonen steigt die Zahl pro Hektar auf 10 und 30 Bäume, die knapp drei und sechs Prozent der Fläche bedecken. Im Süden des Areals bedecken die Kronen von durchschnittlich 47 Bäumen pro Hektar mehr als 13 Prozent der Fläche.

In den trockenen Gebieten haben die Bäume eine Krone von 3 bis 15 Quadratmetern, nach Süden zu steigt jedoch der Anteil größerer Bäume. Insgesamt 6 Prozent der gesamten Abdeckung entfallen demnach auf riesige Bäume, deren Kronen jeweils mehr als 200 Quadratmeter bedecken. Nur auf landwirtschaftlich genutzten Flächen und in Städten hängt die Größe der Bäume nicht von der Regenmenge ab.

"Dies wird eine robuste Grundlage zum Verständnis sowohl von trockenen Ökosystemen bieten als auch zur Rolle des Menschen und des Klimawandels bei der Verteilung der Bäume", schreiben die Wissenschaftler. Längerfristige Erhebungen dieser Art könnten in der Zukunft zu besseren politische Entscheidungen beitragen.

Forscher sprechen von "revolutionärer Technik"

In einem "Nature"-Kommentar zeigen sich Niall Hanan und Julius Anchang von der New Mexico State University in Las Cruces beeindruckt: "Noch nie zuvor sind Bäume auf einem solchen Detailniveau auf so großer Fläche kartiert worden." Die Fernerkundung stehe an der Schwelle zu einem fundamentalen Sprung - zum Potenzial, individuelle Bäume samt Kronengröße auf regionaler oder gar globaler Ebene zu ermitteln. So könne man unter anderem die Abholzung und Zerstörung von Wäldern besser einschätzen. "Diese Revolution der Beobachtungsfähigkeit wird zweifellos grundlegend verändern, wie wir weltweite terrestrische Ökosysteme beobachten, modellieren und handhaben."

Eine Herausforderung bleibe jedoch bestehen, so Hanan und Anchang: anhand von Farbe, Form und Textur der Kronen die Baumarten zu ermitteln. "Die Kartierung einzelner Baumkronen nach Spezies wird wohl noch einige Zeit oben auf der Wunschliste der Fernerkundungs-Forschergemeinschaft stehen."