Nachhaltiges Feuermanagement für Ressourcenschutz mit Fernerkundung und GIS

Problemstellung

Große Gebiete Benins sind in der Trockenzeit von Buschfeuern betroffen. Wie Untersuchungen im Rahmen des IMPETUS Projektes gezeigt haben, sind mehr als 70% der Fläche des oberen Ouémé-Einzugsgebietes von Feuern beeinflusst. Das Legen von Feuern ist in dem Untersuchungsgebiet eine traditionelle Methode um Felder für den Anbau vorzubereiten. Feuer wird aber auch von Viehzüchtern gelegt, um trockene, harte Gräser zu verbrennen, und so einen erneuten Austrieb von jungen frischen Gräsern zu ermöglichen, die vom Vieh bevorzugt werden. Auch zur Jagt werden Feuer gelegt.

Durch die ansteigende Bevölkerungsdichte und das damit einhergehende Zusammenbrechen des traditionellen Feuermanagements stellen die Feuer ein zunehmendes Problem dar, besonders in Hinblick auf die Bodendegradierung, Nährstoffkreislauf, Vegetationszusammensetzung und CO₂ Haushalt. Insbesondere die späten Feuer („late fires“), definiert als Feuer nach dem 16.12. jeden Jahres, tragen besonders zur Bodendegradation bei, da die in der Asche gebundenen Nährstoffe vor Einsetzen der Regenzeit nicht mehr in den Boden eingebunden werden können. So wird ein Großteil der wertvollen Nährstoffe vom Regenwasser weggespült.

Aus diesem Grund gibt es gesetzliche Bestimmung und Vereinbarungen zwischen Dörfern und Entwicklungsgesellschaften, dass nach dem 16. Dezember keine Feuer mehr gelegt werden dürfen. Allerdings werden diese Verordnung bzw. speziellen Vereinbarungen sehr oft nicht eingehalten und es stellt sich die Frage nach einem effektiven Kontrollsystem. Aus wissenschaftlicher Sicht ist die Quantifizierung der vom Feuer beeinflussten Gebiete und der Nährstoffkreislauf sowie die CO₂ Bilanz ein wichtiges Forschungsfeld.

Mitarbeiter

Thamm, Judex, Orekan, Bako-Arifari, Hiepe

Zielsetzung

Ziel ist die Untersuchung der Feuerdynamik in Benin. Dazu gehört die raumzeitliche Verteilung der Buschfeuer, sowie die Abschätzung der verbrannten Biomasse, die Erfassung des Nährstoffumsatzes und die durch Feuer verursachte Bodendegradierung sowie die Abschätzung des Einflusses von Buschfeuer auf den CO₂ Haushalt.

Weitere Aufgaben im Sinne eines nachhaltigen Feuermanagements, ist die Überprüfung der Einhaltung von gesetzlichen Bestimmungen und Dorfvereinbarungen bezüglich des Zeitpunktes der Feuer. Zuwiderhandlungen werden umgehend erkannt und können an die verantwortlichen Stellen gemeldet werden. Unter Verwendung von Niederschlags- und anderer Klimadaten sollen Gebiete ausgewiesen werden die gefahrlos gebrannt werden können. Diese Daten können periodisch den Kommunen zur Verfügung gestellt werden. Dadurch kann ein „Decision Support System“ für einen möglichst ressourcenschonenden Einsatz von Buschfeuern geschaffen werden. Der Name des Systems ist MABFIRE („Managing Bush Fire“)

Modellierung

Struktur von MABFIRE

Damit das System für sich entwickelnde Länder verwendet werden kann, sollen - so weit wie möglich - auf frei erhältliche Fernerkundungsdaten zurückgegriffen werden. Neben der direkten Nutzanwendung für Behörden und Entwicklungsgesellschaften können aus dem Problemkomplex sehr wichtige Beiträge für die „scientific community“ abgeleitet werden, da die Frage des Feuermanagements und des Nährstoffhaushaltes in weiten Gebieten der Welt große Bedeutung hat. Übertragbarkeit unter Berücksichtigung der IMPETUS Szenarien.

Methode

Automatisiertes Herunterladen von frei verfügbaren täglichen Satellitenbildern, Kalibrierung, Archivierung
Schaffung einer Prozessierungskette für die weitgehende automatische Erkennung und Abgrenzung der vom Feuer beeinflussten Gebiete.
Analyse der Feuerfläche durch die Metadaten (meteorologische Daten, Vegetationskarten, Landnutzungspraxis, Gemeindegrenzen,...)
„Near real time“ Mitteilungen an die einzelnen Behörden (in Newsletter mit digitalen und analogen Verteilern), inwieweit die Gesetze bezüglich des Feuermanagements und die Dorfvereinbarungen eingehalten wurden
„Risk Assessment“ für einzelne Gebiete unter Verwendung von Niederschlagsdaten und anderen meteorologischen Parameter.
Zusätzliche Abschätzung der Biomasse, der Biomassenverluste bzw. deren CO₂ Bilanzen und des Nährstoffhaushaltes
Ableitung von qualitativen Aussagen zur raumzeitlichen Biomasseentwicklung unter Berücksichtigung der IMPETUS Szenarien sowie der Auswirkungen unterschiedlichen Feuermanagements

Damit in Zusammenhang stehendes SDSS/IS/MT

Im Rahmen des Problemkomplexes wird das MT/SDDS MABFIRE („Managing Bush Fire“) geschaffen. Es beinhaltet ein Monitoring Tool, das zeitlich hoch aufgelöst die Raummuster der Feuer in Benin anzeigt. Dabei wird automatisch überprüft ob Gesetze oder Vereinbarung bezüglich des Feuermanagement eingehalten werden. Das SDSS ermöglicht die Simulation unterschiedlicher Feuermanagementoptionen, wie z.B. die effiziente Anlage von Feuerschutzstreifen „pas feux“, geeignete Flächen für kontrolliertes Brennen. Auch der Einfluss des unterschiedlichen Feuermanagements auf die Bodenfruchtbarkeit soll simuliert werden können.