Zu viele Monokulturen, verdichtete Böden und herausfordernde Umweltbedingungen – unseren Bäumen geht es zunehmend schlechter. Studien zufolge führen Faktoren wie etwa der Verlust an Biodiversität dazu, dass Wälder in Deutschland nicht mehr als CO2-Senke dienen, sondern Kohlenstoffdioxid ausstoßen. Es wird daher immer wichtiger, möglichst früh auf die Bedürfnisse von Pflanzen reagieren zu können. Moderne Monitoring-Tools können hier unterstützen.
Messtechnik ist aber zumeist teuer und muss häufig invasiv an oder auf Pflanzen angebracht werden. Bei Bäumen bedeutet das, dass wir die schützende Rinde aufbrechen müssen, um an Informationen aus dem Inneren zu gelangen. Gleichzeitig gibt es zu viele verschiedene Sensoren, deren Daten nicht einfach miteinander kombinierbar sind.
Das Projekt TreeMon verfolgt daher einen anderen Ansatz, der oberflächlich und im Optimalfall auch flächendeckend funktioniert.
Bäume „sprechen“ über ihre Probleme
Auch wenn wir sie mit unseren Sinnen nicht immer wahrnehmen können: Pflanzen teilen uns permanent mit, wie es ihnen aktuell geht und was sie für ein optimales Wachstum brauchen. Das Startup Hortyia versucht daher etwa, die „Sprache der Pflanzen“ mithilfe eines eigenen Sprachmodells zu entschlüsseln. In der Vergangenheit haben wir über etliche Projekte berichtet, die Sensoren einsetzen, die direkt auf die Blätter oder in die Rinde von Pflanzen eingesetzt werden.
Genau hier liege laut Mario Hopfner vom privaten Institut für Umweltanalysen in Chemnitz (kurz IfU) der Unterschied zwischen TreeMon und anderen Ansätzen: „Schall ermöglicht es uns, zerstörungsfrei in das Innere von Objekten zu sehen.“ Sein Team habe dabei verschiedene Anbringungsmöglichkeiten untersucht, sowohl auf der Rinde als auch auf Bast oder Kambium, also im Inneren des Baumes. Obwohl die Qualität der Aufnahmen besser wurde, je tiefer das Team in das Innere der Pflanzen vordrang, reichen auch Aufnahmen mit stärkerem Rauschen für aussagekräftige Datensätze aus.
Bei den Messungen beschränkte sich sein Team daher darauf, „lediglich die Rinde leicht zu begradigen, um eine geeignete Messfläche zu schaffen“, erklärt Mario Hopfner. So brachten die Forschenden fünf verschiedene „TreeMon-Sensoren“ als Prototypen an die Rinde etlicher Bäume an, um ganz verschiedene Informationen zu erhalten. Die sogenannten „Schallemissions-Sensorknoten“ zeichnen dabei weitere Informationen wie Temperatur oder die Luftfeuchtigkeit auf.
Bisher hat das Team von TreeMon fünf Sensoren an verschiedenen Bäumen getestet. „Durch die direkte Anbindung am Baum können Geräusche registriert werden, welche für den Menschen normalerweise nicht wahrnehmbar sind, beispielsweise das Knacken von einzelnen Holzfasern oder Fraßgeräusche von Schädlingen“, so Mario Hopfner.
Obwohl die Sensoren, die das Forschungsteam zusammen mit der Teletronic Rossendorf GmbH entwickelt hat, universell an verschiedenen Bäumen angebracht werden können, ergaben sich bei den ersten Testaufnahmen deutliche Unterschiede.
Ähnliches Prinzip, anderes Szenario
Durch die zunehmende Trockenheit steigt auch die Gefahr von Waldbränden. Das brandenburgische Startup „Dryad“ entwickelt daher Sensoren, die möglichst früh vor Waldbränden warnen sollen.
Die Sensoren werden dabei auch direkt an den Bäumen angebracht.
„Bäume sind insgesamt sehr unterschiedlich. Das war mir in diesem Umfang vor Beginn des Projektes nicht bewusst. Es gibt viele Faktoren zu beachten: Alter, Größe, Umfang, Art, Standort und viele weitere Eigenschaften haben einen essenziellen Einfluss auf die Messdaten und somit deren Auswertung“, sagt Hopfner. Aus diesem Grund arbeitet das Team von TreeMon zusätzlich mit der OGF GmbH sowie der Früchteverarbeitung Sora GmbH zusammen. Die Pflanzenexpert:innen helfen bei Fragen zu Pflanzenzuständen und deren Verhalten.
Forschungsdaten zukünftig auch öffentlich zugänglich
Ein weiteres Potenzial des Projekts liegt darin, dass die aufgezeichneten Tonspuren nicht proprietär funktionieren. Entwickelt ein vergleichbares Projekt andere Mikrofone, die aber dieselben Frequenzen aufzeichnen, ließen sich die Daten zusammen auswerten. Eine öffentliche Zugänglichkeit der Daten, um etwa auch eine Weiterentwicklung durch weitere Forschungsteams zu ermöglichen, ist bei TreeMon zukünftig ebenfalls geplant.
Die Daten der Sensoren sollen auf einem Dashboard gesammelt werden. So können Nutzende die Informationen direkt einsehen und miteinander vergleichen. Derzeit seien die Daten zwar nur projektintern zugänglich, zukünftig plane das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) aber eine öffentliche Bereitstellung der Messdaten. Diese soll über die Projektwebseite oder über einen Cloud-Speicher erfolgen.
Im Jahr 2026 startet das TreeMon-Projekt bereits in das finale halbe Jahr der Umsetzung. Siehst du also zukünftig Bäume mit Mikrofon, nehmen sie keinen neuen Podcast auf – sie sind womöglich mit TreeMon-Sensoren ausgestattet.
Falls du mehr über TreeMon erfahren willst, kannst du dir auch die Podcast-Folge über das Projekt von Digital Green Tech anhören.
