Om veranderingen in biodiversiteit te kunnen waarnemen, zijn uitgebreide meetgegevens nodig over de structuur en het functioneren van ecosystemen, de samenstelling van gemeenschappen en soortkenmerken en soortpopulaties, op diverse schalen van ruimte en tijd. ‘Remote sensing’ met satellieten is een ideaal hulpmiddel voor het monitoren van biodiversiteitsveranderingen, van lokaal niveau tot wereldschaal. Tot nu toe is er echter weinig samenhang tussen het werk van ecologen (die in situ-metingen voor biodiversiteitsmonitoring verzamelen) en remote-sensingspecialisten (die zich bezighouden met technologie waarmee remote-sensingproducten voor monitoringdoeleinden worden afgeleid). Wat vooral ontbreekt, is kennis over welke remote-sensingproducten voor biodiversiteit het meest relevant zijn voor het monitoren van biodiversiteitsverandering en of ze vanuit remote-sensingperspectief realistisch uitvoerbaar zijn.

Prioriteiten voor metingen vanuit de ruimte

Het nieuwe onderzoek heeft een prioriteitslijst opgeleverd met de meest relevante, haalbare, nauwkeurige en volwassen meetgegevens voor directe monitoring van biodiversiteit via satellieten. Coauteur van het onderzoek, dr. W. Daniel Kissling van het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica van de UvA, legt uit: ‘De prioriteitslijst is tot stand gekomen door een samenwerking tussen wetenschappers op het gebied van remote sensing, ecologen, ingenieurs van ruimtevaartorganisaties en experts op het gebied van wetenschapsbeleid. De lijst vermeldt de op dit moment beschikbare remote-sensingproducten voor biodiversiteit die het meest geschikt zijn voor het detecteren van biodiversiteitsverandering vanuit de ruimte.’

In de samengestelde prioriteitslijst zijn remote-sensingproducten die een beeld geven van niet-periodieke biologische verstoringen (bijv. bosbranden en onregelmatige overstromingen) of bodembedekking (bijv. type vegetatie), gerangschikt op basis van relevantie, haalbaarheid, nauwkeurigheid en volwassenheid. Hoewel ze niet per se biologisch zijn, houden deze producten nauw verband met de biologie van het leven en zijn ze met remote sensing gemakkelijk te onderscheiden. Dit soort gegevenslagen worden breed gebruikt voor beheer van beschermde gebieden en landbeheer, en zijn vrijwel in realtime beschikbaar, accuraat en technisch volwassen.

Verbeterde monitoring van biodiversiteit

‘De naar prioriteit gerangschikte lijst van remote-sensingproducten voor biodiversiteit kan verbetering brengen in de monitoring van geospatiale biodiversiteitspatronen en de coördinatie en communicatie tussen netwerken van observeerders’, legt Kissling uit. ‘Vooral relevant is de verbeterde coördinatie tussen ruimtevaartagentschappen die de gegevens aanleveren en ecologen en biodiversiteitswetenschappers die dergelijke gegevens willen gebruiken voor het meten van biodiversiteitsverandering’, gaat Kissling verder.

In de opgestelde prioriteitslijst met remote-sensingproducten voor biodiversiteit zijn vaak variabelen opgenomen die ecosysteemeigenschappen als leefgebiedstructuur of ecosysteemfunctie meten. Veel ecologen zijn ook geïnteresseerd in meetgegevens over soortkenmerken, samenstelling van gemeenschappen, de spreiding van soorten of populatieomvang. Hoewel deze metingen zeer relevant en haalbaar zijn, zijn ze lager op de lijst gezet, omdat ze verdere investeringen in remote sensing via satellieten vereisen voordat ze op wereldniveau kunnen worden geïmplementeerd. ‘Als in het volgende decennium beeldvormende spectroscopie met een hogere ruimtelijke resolutie en LiDAR-satellieten beschikbaar komen, zullen dergelijke metingen snel onderdeel worden van het instrumentarium van de ecoloog’, concludeert Kissling.

Ontwikkeling van werkstromen

Voor het verkrijgen van geschikte remote-sensinggegevens voor ecologen werkt het Biogeography & Macroecology (BIOMAC) lab van het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica van de UvA samen met LifeWatch-ERIC (een consortium voor een Europese onderzoeksinfrastructuur gericht op onderzoek naar biodiversiteit en ecosystemen) aan de ontwikkeling van werkstromen voor het afleiden van essentiële biodiversiteitsvariabelen uit remote sensing. ‘Hiervoor moeten interdisciplinaire onderzoeksteams worden samengesteld met experts op het gebied van ecologie, remote sensing en informatica’, zegt Kissling. ‘We investeren bijvoorbeeld in het gebruik van actieve sensoren zoals LiDAR-sensoren (‘light detection and ranging’), omdat ze extreem krachtig zijn voor het verzamelen van variabelen die iets zeggen over de driedimensionale (3D) structuur van ecosystemen en leefgebieden van dieren’, legt Kissling uit. Ook wordt er gewerkt aan het verkrijgen van essentiële biodiversiteitsvariabelen uit de ruimte door het samenvoegen van meerdere remote-sensingbronnen en in-situ gegevens, zoals satellietbeelden van zeer hoge resolutie, hyperspectrale beeldvorming en LiDAR.

Details van de publicatie

Andrew K. Skidmore, Nicholas C. Coops, Elnaz Neinavaz, Abebe Ali, Michael E. Schaepman, Marc Paganini, W. Daniel Kissling, Petteri Vihervaara, Roshanak Darvishzadeh, Hannes Feilhauer, Miguel Fernandez, Néstor Fernández, Noel Gorelick, Ilse Geizendorffer, Uta Heiden, Marco Heurich, Donald Hobern, Stefanie Holzwarth, Frank E. Muller-Karger, Ruben Van De Kerchove, Angela Lausch, Pedro J. Leitãu, Marcelle C. Lock, Caspar A. Mücher, Brian O’Connor, Duccio Rocchini, Woody Turner, Jan Kees Vis, Tiejun Wang, Martin Wegmann and Vladimir Wingate: ‘Priority list of biodiversity metrics to observe from space,’ in Nature Ecology & Evolution (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41559-021-01451-x