Drohnen können zur Überwachung invasiver Unkräuter in schwer zugänglichen Lebensräumen eingesetzt werden

Eine Studie im Vereinigten Königreich hat gezeigt, dass Drohnen zur Identifizierung und Kartierung invasiver Arten eingesetzt werden können Drüsige Impatiens (Himalaya-Springkraut) entlang von Flussläufen. Der Vorstoß ermöglicht die einfache Verfolgung dieses schädlichen Unkrauts in einem Lebensraum, der bisher schwer zugänglich war. In der kürzlich veröffentlichten Arbeit von Ökologie und Evolutionhaben Wissenschaftler die Standorte des Drüsigen Springkrauts ermittelt durch die Abbildung von Blumen entlang des Flusses Elwy in Nordwales. Die Invasions-Hotspots können nun gezielt verwaltet werden.  

„Der Himalaya-Springkraut bedeckt aggressiv große Gebiete und schafft monotypische Bestände, die andere Arten verdrängen“, schreiben Cook et al., die darauf hinweisen, dass „die Bekämpfung invasiver Arten am kosteneffektivsten ist, wenn sie als frühzeitige Intervention im Vergleich zu einer langfristigen Bekämpfung nach der Invasion angewendet wird.“  

Leider lebt das Drüsige Springkraut an Flussläufen in sogenannten Uferzonen, die aufgrund ihrer Topologie schwer zu überwachen sind. Diese Lebensräume liegen an der Schnittstelle zwischen terrestrischen und aquatischen Systemen und sind daher für menschliche Vermesser schwer zugänglich. Zudem erschwert die dichte Baumkronenbedeckung die Aufnahme von Satellitenbildern aus der Luft. Daher ist ein alternativer Überwachungsansatz erforderlich. 

Daher untersuchten Cook et al. den Einsatz unbemannter Luftfahrzeuge (UAVs), allgemein bekannt als Drohnen, zur Erfassung des Drüsigen Springkrauts. Frühere Studien zu anderen Arten waren bereits vielversprechend und zeigten, dass UAVs viele Vorteile bieten. Sie können zu verschiedenen Jahreszeiten eingesetzt werden, und die Bildauflösung lässt sich leicht anpassen, um die Datenerfassung zu optimieren.  

 „Der [UAV-]Ansatz ermöglicht die Aufnahme von Bildern zu optimalen Jahreszeiten, wenn sich die invasiven Arten in wichtigen phänologischen Stadien befinden, die ihre Identifizierung erleichtern, beispielsweise während der Blütezeit“, schreiben Cook et al. „Die Flexibilität von UAV-Erhebungen ermöglicht zudem die Aufnahme von Unterholzbildern aus einem schrägen Winkel, wodurch Baumkronenbedeckungen, die entlang von Uferkorridoren auftreten können, vermieden werden.“ 

Cook et al. konnten ihre Drohne in einer Entfernung von ca. 5 m vom Flussufer und einer Höhe von ca. 2 m über dem Boden fliegen lassen. Sie nahmen Bilder der Pflanzen in einem seitlichen Winkel von ca. 45 Grad auf und nutzten die Farbraumparameter „Farbton“, „Sättigung“ und „Wert“, um die Erkennung der Blüten des Drüsigen Springkrauts zur Artbestimmung zu automatisieren. Die Automatisierung erzielte ein relativ hohes Maß an Präzision und identifizierte 72–86 % der Blüten des Drüsigen Springkrauts korrekt.  

„Die halbautonome Methode ermöglicht eine schnelle Beurteilung von Objekten/Blumen, die in UAV-Bildern erkannt werden, und zeigt die Anzahl der Samen und die mögliche zukünftige Ausbreitung der Pflanze an. Benutzerfreundliche, anpassbare Verarbeitungsschritte ermöglichen einfache und effiziente Analyseiterationen“, schreiben Cook et al.  

Die Implementierung dieses automatisierten Erkennungssystems wird bei der Bekämpfung invasiver Unkräuter hilfreich sein.  

Das Vereinigte Königreich gibt bereits jährlich mehr als 1.7 Milliarden Pfund für die Kontrolle invasiver nichtheimischer Arten aus, die die Artenvielfalt bedrohen und die für den Menschen notwendigen Funktionen und Dienstleistungen des Ökosystems stören.  

Und das Problem verschärft sich. Welthandel und Reisen verbreiten Saatgut über Grenzen hinweg, und der Klimawandel verändert den Lebensraum von Arten, sodass diese sich in neue Gebiete ausbreiten. Darüber hinaus können menschliche Aktivitäten Lebensräume so verändern, dass das Wachstum invasiver Arten gefördert wird.  

„Invasive Arten sind die Ursache für zahlreiche Auswirkungen, darunter den Rückgang der einheimischen Fauna, das Aussterben der lokalen Flora sowie Veränderungen der Hydrologie, des Feuerregimes und der Bodenchemie“, schreiben Cook et al.  

Derzeit werden in Großbritannien über 130 invasive Arten entlang von Süßwassernetzen überwacht. Dank Drohnentechnologie lässt sich der Bestand des Drüsigen Springkrauts nun noch effektiver kontrollieren. 

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Cook, J., Roberts, BP, Labrosse, F. und Snooke, N. (2025) „Erkennung und Kartierung invasiver Arten in Uferkorridoren durch Objekterkennungsansätze in UAV-Bildern: Ein Beispiel für Drüsige Impatiens" Ökologie und Evolution, 15(8), S. e71921. Verfügbar um: https://doi.org/10.1002/ece3.71921

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Titelbild: Drüsige Impatiens by Tom Norton / iNaturalist. CC-BY