In einem kürzlich veröffentlichten Artikel in Methoden in Ökologie und EvolutionYves Klinger und seine Kollegen stellten eine innovative Methodik namens iPhenology vor. Dieser Ansatz verwendet öffentlich verfügbare Fotodaten von Bürgerwissenschaftlern (CS), um groß angelegte phänologische Ereignisse in Pflanzen zu verfolgen. Die Phänologie, die Untersuchung zyklischer und saisonaler Naturphänomene in Bezug auf das Klima sowie das Pflanzen- und Tierleben, ist ein weitgehend wenig erforschter Bereich der funktionalen Ökologie von Pflanzen. Das Verständnis des Zeitpunkts entscheidender Fortpflanzungsstadien wie Knospenaufbruch, Blüte und Samenproduktion in unterschiedlichen Klimazonen ist entscheidend für die Vorhersage, wie sich die geografischen Verbreitungsgebiete von Pflanzen unter einem sich ändernden Klima verändern könnten.
Der iPhenology-Workflow besteht aus Datenerfassung, Bereinigung, phänologischer Klassifizierung und Modellierung räumlich-zeitlicher Muster der Phänologie. Die Studie veranschaulichte den Einsatz von iPhenology durch die Verfolgung der Blüte- und Fruchtstadien einer invasiven europäischen Pflanze. Lupinus polyphyllus, die großblättrige Lupine, deren Heimatgebiet von der Westküste Nordamerikas zwischen Südalaska und Kalifornien bis ins Landesinnere bis nach Utah und Wyoming reicht.
Die Autoren betonen das enorme ungenutzte Potenzial der Fotobeobachtungen von Bürgerwissenschaftlern, einer ungenutzten Datenquelle, die mit dem Aufkommen von Smartphone-Apps zur Artenidentifizierung, wie z INaturalist und Pl@ntNet. Diese Apps wurden über 12 Millionen Mal heruntergeladen und füllen Datenbanken wie die Globale Informationsfazilität zur Biodiversität (GBIF) mit einer beispiellosen Menge an Beobachtungen.
Einer der Vorteile der Verwendung von Fotos von Smartphones sind die mit dem Foto eingebetteten Daten. Dazu gehören in der Regel ein genauer Datumsstempel und ein GPS-Standort, sodass das Foto an einem für Botaniker nutzbaren Zeitpunkt und Ort platziert wird.
Phänologische Studien sind von entscheidender Bedeutung für die Vorhersage, wie Arten auf den Klimawandel reagieren werden, sie sind jedoch durch die schiere Logistik, gleichzeitige Beobachtungen über große geografische Bereiche hinweg zu erhalten, begrenzt. iPhenology ist daher ein Game-Changer, der es Forschern ermöglicht, phänologische Ereignisse wie nie zuvor zu verfolgen.
Das Team stellte jedoch fest, dass Quantität und Qualität der Daten je nach Art und phänologischem Stadium variieren können. Es gab auch potenzielle Verzerrungen aufgrund des opportunistischen Charakters von Beobachtungen von Bürgerwissenschaftlern, oft auf besser zugängliche und urbanisierte Gebiete ausgerichtet. Trotz dieser Einschränkungen bestätigen die Autoren, dass öffentlich zugängliche Fotobeobachtungen geeignet sind, wichtige phänologische Ereignisse zu verfolgen und unser Verständnis der Pflanzenphänologie erheblich zu verbessern. In ihrem Artikel schreiben Klinger und Kollegen:
iPhenologie, die Beobachtung phänologischer Ereignisse mithilfe öffentlich verfügbarer CS-Fotobeobachtungen, ist ein vielversprechender Ansatz, um die phänologische Forschung für viele weit verbreitete Arten voranzutreiben. Zu den vielen potenziellen Anwendungsfeldern gehören der Vergleich von phänologischen Expertendaten mit CS-Daten, die Modellierung klimatischer Faktoren der Phänologie mithilfe von CS-Beobachtungen oder die Bestimmung des richtigen Zeitpunkts für das Management invasiver gebietsfremder Arten auf der Grundlage ihrer Phänologie. In Zukunft könnte die phänologische Klassifizierung von CS-Fotos mithilfe von Deep Learning eine automatisierte Echtzeitbewertung phänologischer Ereignisse für eine große Anzahl von Arten ermöglichen.
Klingel et al. 2023
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Klinger, YP, Eckstein, RL und Kleinebecker, T. (2023) „iPhenology: Nutzung frei zugänglicher Citizen-Science-Fotos zur Erfassung der Phänologie auf kontinentaler Ebene" Methoden in Ökologie und Evolution. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1111/2041-210x.14114.
