Akustische Früherkennung des Borkenkäferbefalls von Bäumen
Eine neuartige Methodik des Fraunhofer IDMT zeigt: Der Borkenkäferbefall von Bäumen ist frühzeitig akustisch erkennbar.
Der Borkenkäfer verursacht schwere Schäden in den Wäldern Europas und der nördlichen Hemisphäre. Eine frühzeitige Erkennung eines Befalls einzelner Bäume könnte dabei die unkontrollierte Ausbreitung des Schädlings mindestens vermindern. Doch wie lassen sich die nur wenige Millimeter großen, meist unter der Rinde von Nadelbäumen grabenden Käfer identifizieren?
Am Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in Ilmenau könnte man eine vielversprechende Lösung gefunden haben. Im Rahmen eines institutsinternen Forschungsprojekts hat ein Entwicklungsteam des Fraunhofer IDMT’s eine Methode zur akustischen Detektion von Borkenkäfern entwickelt und erstmals erfolgreich getestet. Im Mittelpunkt des akustischen Erkennungsverfahrens stehen dabei die Fraßgeräusche der Insekten, die unter der Rinde ausgedehnte Brutgänge anlegen.
In einem Laborversuch wurden über 20 Wochen hinweg verschiedene Fichtenstämme akustisch überwacht, wovon ein Teil zuvor mit Borkenkäfern infiziert wurde. Die Auswertung der akustischen Signatur zeigte markante Unterschiede: Die von Borkenkäfern befallenen Stämme weisen mit 168 akustischen Ereignisse pro Minute über 60-mal so viele auf wie nicht infizierte Stämme, die nur etwa 2,6 akustische Ereignisse pro Minute produzieren.
Das neuartige akustische Erkennungsverfahren ist vor allem dahingehend von Vorteil, als dass die äußerlich kaum sichtbaren Käferaktivitäten bereits im frühen Stadium des Baumbefalls durch akustische Signale nachweisbar sind. Bisherige Verfahren arbeiten zumeist mit visuellen Detektionsmechanismen, vor allem der Auswertung von Satellitendaten, die sichtbare Spuren des Käferbefalls erkennen – somit erst nach bereits erfolgter erheblicher Schädigung der Bäume und vorangeschrittener Fortpflanzung der Tiere.
In naher Zukunft ist nun vor allem die Optimierung der Signalverarbeitung innerhalb des akustischen Detektionsverfahrens angedacht. Insbesondere sollen Störgeräusche, die etwa bei der Holztrocknung entstehen, zuverlässiger von Fraßgeräuschen der Borkenkäfer unterschieden werden können. Weiterhin sollen erste Feldversuche mit Kooperationspartnern starten. Erklärtes Ziel ist es, ein praxistaugliches System zu entwickeln, das es dem Forstpersonal möglich macht, effektiv und frühzeitig den Borkenkäferbefall von Bäumen zu erkennen.
(rah)
Expert*in
Julia Hallebach
Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT