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Edersee: Datenflut aus bedrängter Natur kanalisieren

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Von: Matthias Schuldt

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Daten erheben, sie für die Wissenschaft verfügbar machen und halten: das ist eines der wichtigsten Ziele, die Dr. Carsten Morkel bei seiner Arbeit verfolgt, hier im Frühjahr an einer abgestorbenen Kiefer am Nationalparkeingang „Kirchweg“.
Daten erheben, sie für die Wissenschaft verfügbar machen und halten: das ist eines der wichtigsten Ziele, die Dr. Carsten Morkel bei seiner Arbeit verfolgt, hier im Frühjahr an einer abgestorbenen Kiefer am Nationalparkeingang „Kirchweg“. © Matthias Schuldt

Künstliche Intelligenz hilft im Nationalpark Kellerwald-Edersee, Klimawandel und Artensterben zu dokumentieren und auszuwerten.

Bad Wildungen – Das enge Nebeneinander von Natur und Technik, von Nationalpark und Talsperre, ist ein Charakterzug des Edersees. In seiner täglichen Arbeit geht der Biologe Dr. Carsten Morkel (53) vom Nationalparkamt einen Schritt weiter.

Er verknüpft Natur und Technik miteinander im Dienst der Wissenschaft. Er bringt Forschung im und am Nationalpark Kellerwald-Edersee in ein gewaltiges, deutschlandweites Projekt ein. Dieses sammelt und sortiert unzählige Daten zum Vorkommen und der Aktivität von Fluginsekten, um unter anderem Aussagen zu den Folgen etwa des Klimawandels und des Artensterbens für die Systeme der Natur machen zu können. Es macht die Daten dauerhaft verfügbar für künftige, tiefer gehende Studien.

Zweite Kartierung der Biotoptypen steht an im Nationalpark Kellerwald-Edersee

Koordiniert wird das Projekt von LTER-D. Die fünf Buchstaben stehen für „Long term ecological research Deutschland“, einen Forschungsverbund für die Langzeitbeobachtung von Ökosystemen und deren Wandel. Der Nationalpark Kellerwald-Edersee kommt mit seinen 18 Jahren wie ein frisch geschlüpftes Küken daher. „Vor der Gründung des Parks 2004 wurden im Gebiet kaum Daten systematisch aufgezeichnet. Im Harz zum Beispiel ist das anders. Dort liegen Vergleichswerte zum Klimawandel aus 150 Jahren vor“, erläutert Morkel.

Im Jahr nach der Gründung wurden die Biotoptypen im Nationalpark Kellerwald-Edersee kartiert, die durch Pflanzengesellschaften gekennzeichneten biologischen Lebensräume. Gegenwärtig wird das wiederholt und die interessante Frage ist, wie sehr sich Veränderungen darin bereits widerspiegeln und welche das sind.

Insektenstudie mit Analyse von DNA

Ein besonderes Augenmerk auch von Carsten Morkel gilt der Insektenwelt. Die so genannte „Krefelder Studie“ zum Insektenschwund füllte 2017 die Schlagzeilen. Die Hobby-Insektenkundler des Vereins hatten über knapp 30 Jahre die in Fallen gefangenen Fluginsekten in Summe ausgewogen und einen drastischen Rückgang der so aufgezeichneten Bio-Masse festgestellt. Bei aller Kritik an der begrenzten Aussagefähigkeit dieser Methode aus Fachkreisen bleibt eine Tatsache: die Krefelder Aufzeichnungen liefern in Deutschland bislang die einzigen Zahlen über einen längeren Zeitraum zum Bestand von Insekten.

Morkels Aufgabe und Antrieb ist es, mitzuhelfen, dass sich das ändert – mit einem ungleich höheren Anspruch an die Menge und die Qualität der zu gewinnenden Daten, als es den Krefeldern möglich war. „Wir haben im Rahmen von LTER-D vier Fluginsekten-Fallen im Nationalparkgebiet aufgestellt. Es geht uns nicht nur darum festzustellen, wie sich die reine Masse verändert“, erklärt der Biologe. Wie viele Arten gibt es im Gebiet und welche sind es? In welchem Zahlenverhältnis stehen sie zueinander und wie verändert sich dieses Verhältnis vielleicht?

Standardisierte Verfahren für die Zukunft erarbeiten

Indem die genetischen Codes der gefangenen Tiere identifiziert und ausgelesen werden, lassen sich Zahlen und Antworten auf viele Fragen gewinnen. „Wobei - immer wenn man glaubt, etwas zu wissen, tauchen dadurch unzählige neue Fragen auf“, fügt Carsten Morkel mit einem Schmunzeln hinzu.

Zu seiner Grundlagenarbeit zählt er, Verfahren zu standardisieren, mit denen die DNA der gefangenen Insekten „sequenziert“, also der Aufbau ihres Erbgutes geklärt wird. Das ist die Voraussetzung dafür zu wissen, mit welcher Art man es zu tun oder ob man gar eine neue gefunden hat. Standardisierte, sprich vereinheitlichte Verfahren, machen es auf Sicht erst möglich, Forschungsergebnisse effektiv miteinander zu vergleichen. „Die Zahl der Daten steigt im Lauf der Zeit exponentiell an“, sagt Morkel. Was das bedeutet, ahnt seit den öffentlichen Corona-Bulletins des Robert-Koch-Institutes jedes Kind: eine rasant anschwellende Datenflut.

Klimawandel und andere Entwicklungen in Echtzeit verfolgen

„Sie zu ordnen und erst recht auszuwerten, ist ohne Künstliche Intelligenz künftig unmöglich“, sagt Morkel. Mehr noch: die KI ermögliche es, Entwicklungen „in Echtzeit“ zu verfolgen. Die Forschenden beobachten Veränderungen quasi in dem „Moment“, in dem diese geschehen, nicht mehr nur im Nachhinein. Die weltweite Gemeinschaft der Wissbegierigen, der sich damit neue Möglichkeiten öffnen, bestand noch nie allein aus studierten Fachleuten. Stets mischten leidenschaftlich engagierte Laien mit, die sich selbst einen enormen Kenntnisstand erarbeiten - so wie die Krefelder. „Citizen science“ nennt sich das auf Englisch, „Bürgerwissenschaft“. Mehr und mehr arbeiten Profis weltweit mit solchen Enthusiastinnen und Enthusiasten zusammen, weil viele Augen und Ohren mehr sehen und hören als eine einzelne Fachkraft.

Allerdings gibt es ein Problem, weiß Morkel: „Wir finden weniger und weniger solcher Spezialisten, die sich einem Thema, einer Tier- oder Pflanzengruppe verschrieben haben.“ Dieser Typ von engagierten Menschen mit ihrem Schatz an Wissen droht auszusterben, wie so viele ihrer Forschungsobjekte. Auch das ist für Carsten Morkel ein zentrales Argument, die Anwendung Künstlicher Intelligenz in einem engen Beziehungsgeflecht von Natur und Technik zu forcieren.

Nicht das Gefühl, dass sich Entscheidendes verändert

Wissenschaftler wie Carsten Morkel werden Tag für Tag in ihrer Arbeit damit konfrontiert damit, wie der Mensch massiv auf die Natur Einfluss nimmt auf die Natur. Sie begegnen ungefiltert den Gefahren, die von diesem Treiben am Ende auch für die Menschen selbst ausgehen. „Ich habe noch nicht das Gefühl, dass sich Entscheidendes verändert“, meint der Biologe. Man funktioniere weiter als Teil des Systems, als Teil einer weltweiten Überbevölkerung und eines Lebensstils in den Industrieländern, der die Ressourcen des Planeten überfordert.

Es fällt schwer, auf bereits erreichten Komfort zu verzichten, obwohl das Bewusstsein wachse, dass das System auf Dauer so nicht mehr funktioniert. Bis in die letzten Winkel unseres Alltags findet sich dieser Widerspruch zwischen Erkenntnis und Handeln. „Denken wir an die Klimaanlagen in den Autos, die zusätzliche Energie verbrauchen“, nennt Morkel als Beispiel. In den 1980er Jahren stellten die Anlagen eine teure Sonderausstattung dar. Heute zählen sie zum Standard.

Im eigenen Umfeld tun, was möglich ist

Morkel sieht den einzigen Weg, mit dieser Situation umzugehen, darin, „im eigenen Umfeld das zu tun, was einem möglich ist.“ Im Fall des Wissenschaftlers bedeutet das, als Teil des Nationalparkteams als Multiplikator aufzutreten: Daten und Erkenntnisse zu sammeln und sie einem möglichst breiten Publikum zu vermitteln, damit sich Schritt für Schritt doch etwas ändert.

„Das mit der grünen Energie bekommen wir hin - auch wenn der Übergang hart wird“, zieht er ein brandaktuelles Thema heran.

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