Die Artenvielfalt auf landwirtschaftlichen Flächen spielt eine entscheidende Rolle für den Erhalt gesunder Ökosysteme und produktiver Agrarlandschaften. Die Bestände an Feldvögeln – wichtige Indikatoren für den Zustand der Umwelt – sind jedoch in ganz Europa im Zuge der Intensivierung der Landwirtschaft stark zurückgegangen. Bei ihrem Flug über die Felder in Brandenburg, Ostdeutschland, leisten zwei Satelliten die Arbeit, wie sie eine ganze Armee von Ornithologen niemals leisten könnte. Alle paar Tage nehmen die EU-Satelliten Sentinel 2 hochauflösende Bilder von Millionen landwirtschaftlicher Flächen in ganz Europa auf und erstellen so ein ständig aktualisiertes Bild der Landschaften des Kontinents.

Dr. Annett Frick, Bereichsleitung – Fernerkundung, bei der deutschen Umweltberatungsfirma LUP, hat in den letzten drei Jahren daran mitgewirkt, diesen Datenstrom in ein praktisches Instrument für den Naturschutz zu verwandeln. Im Rahmen des von der EU finanzierten BirdWatch-Projekts, das von der Agentur der Europäischen Union für das Weltraumprogramm geleitet wird, haben sie und ihre Kollegen ein System entwickelt, das Satellitenbeobachtungen und künstliche Intelligenz nutzt, um die Eignung von Lebensräumen auf landwirtschaftlichen Flächen für Vögel zu beurteilen und zu ermitteln, wo Naturschutzmaßnahmen voraussichtlich die größte Wirkung erzielen.

Schrumpfende Vogelpopulationen

Der Bedarf ist dringend. Laut dem paneuropäischen Programm zur Überwachung der Vogelbestände Pan-European Common Bird Monitoring Scheme sind die Bestände der weit verbreiteten Vogelarten in Europa seit 1980 um 19 % zurückgegangen. Bei Arten, die auf landwirtschaftlichen Flächen leben, wie z. B. Goldammern, Schwalben und Turteltauben, beträgt der Rückgang sogar 58 %.

Diese Verluste sind das Ergebnis jahrzehntelanger Intensivierung der Landwirtschaft. Landschaften, die einst reich an Hecken, Wiesen, kleinen Wäldern und Wildblumen waren, sind zunehmend weiten Flächen mit Monokulturen gewichen, wodurch wild lebenden Tieren immer weniger Lebensraum zur Verfügung steht. Laut Dr. Frick ist der Rückgang der Feldvogelpopulationen ein Warnsignal dafür, dass viele Agrarlandschaften nicht mehr als gesunde Ökosysteme funktionieren. Viele Feldvögel werden als Schirmarten betrachtet, erläuterte sie. Ihr Vorhandensein oder Fehlen kann viel über den Gesamtzustand eines Ökosystems aussagen. Sind die Bedingungen für diese Vögel geeignet, eignen sie sich häufig auch für viele andere Pflanzen und Tiere.

Das ist nicht nur für den Artenschutz wichtig, sondern auch für die Menschen. Gesunde Ökosysteme tragen zur Erhaltung fruchtbarer Böden bei, unterstützen Bestäuber, regulieren den Wasserhaushalt und bieten natürlichen Schutz vor Schädlingen und Krankheiten. „Um Ernährungsstabilität und -sicherheit zu gewährleisten, braucht man stabile Ökosysteme, die widerstandsfähig sind, z. B. gegenüber dem Klimawandel, Schädlingen und Pflanzenkrankheiten“, sagte Dr. Frick. „Deshalb brauchen wir vielfältige Landschaften und keine Monokulturen.“

Der Schutz der biologischen Vielfalt ist zu einem zentralen Ziel der europäischen Umweltpolitik geworden. Die EU-Biodiversitätsstrategie für 2030 zielt darauf ab, geschädigte Ökosysteme wiederherzustellen und den Anteil artenreicher Landschaftselemente auf landwirtschaftlichen Flächen zu erhöhen. Die Vogelschutz- und der Habitat-Richtlinie bilden den Rechtsrahmen für den Schutz der am stärksten gefährdeten Arten und Lebensräume in Europa. Um diese Ziele zu erreichen, sind jedoch genaue Informationen darüber erforderlich, wo die biologische Vielfalt gedeiht, wo sie unter Druck steht und welche Maßnahmen den größten Nutzen bringen.

Satelliten-Präzision

Die Initiative „BirdWatch“, die im Januar 2026 endete, sollte dazu beitragen, diese Fragen zu beantworten. Bei der Beurteilung des Artenschutzes wurde bislang in der Regel auf Felderhebungen zurückgegriffen, bei denen Forschende ihre Artenbeobachtungen vor Ort aufzeichneten. Auch wenn diese Maßnahmen nach wie vor unverzichtbar sind, sind sie oft zeitaufwendig, kostspielig und lassen sich nur schwer auf große Regionen ausweiten.

„Das wurde früher schon gemacht, aber nicht in dem räumlichen Maßstab, der wirklich nötig ist, um etwas zu bewirken“, erklärte Dr. Frick. Das BirdWatch-Team kombinierte Erdbeobachtungsdaten aus dem Sentinel-Satellitenprogramm der EU mit Modellen zur Habitateignung, um ein umfassenderes Bild der Agrarlandschaften zu erstellen. Die Satellitenbilder lieferten Informationen über die Baumkronenabdeckung, die Pflanzenarten und die umliegenden Flächennutzungen wie Grünland, Wälder und städtische Gebiete für Millionen von Landparzellen. Die Forschenden bezogen zudem lokale Informationen zur Landnutzung von Stadtgemeinden und anderen Organisationen ein, um diese Daten zu validieren und zu verfeinern.

Das System greift weiter als herkömmliche Fotografie. Anhand von Radarmessungen des Satelliten Sentinel-1, der alle sechs Tage über Europa fliegt, konnte das Team außerdem die Bodenfeuchte abschätzen. „Wenn das Radar Gebiete mit hohem Wassergehalt erfasst, lässt sich das zurückgesendete Signal leicht als wasserbedecktes Land oder als Land mit besonders hohem Wassergehalt erkennen“, erklärte Dr. Bartolomeo Ventura, Fernerkundungsforscher bei Eurac Research in Italien und Mitglied des BirdWatch-Teams.

In Verbindung mit optischen Aufnahmen ermöglichten diese Messungen den Forschenden die Erstellung detaillierter Karten, die zeigen, wie sich die Bodenfeuchte in verschiedenen Landschaften und bei unterschiedlicher Landnutzung verändert.

Die daraus gewonnenen Informationen zu Pflanzenbedeckung, Vegetationsstruktur, Landnutzung und Feuchtigkeitsverhältnissen wurden anschließend mit Modellen für die Habitateignung für zehn Indikatorarten von Feldvögeln kombiniert. Das Ergebnis ist eine detaillierte Beurteilung, an welchen Orten die Bedingungen für die jeweilige Art geeignet sind – oder künftig geeignet sein könnten.

Jeden Euro sinnvoll einsetzen

Aber das BirdWatch-Team hat mehr getan, als nur Lebensräume auszumachen. Die Plattform befasst sich zudem mit einer praktischen Frage, mit der politische Entscheidungsträger, Naturschutzorganisationen und Förderinstitutionen konfrontiert sind: Wo sollten begrenzte Ressourcen eingesetzt werden, um den größtmöglichen ökologischen Nutzen zu erzielen?

Um diese Frage zu beantworten, entwickelten die Forschenden ein KI-gestütztes Optimierungssystem. Die Nutzer können verschiedene Naturschutzszenarien und Finanzmittel durchspielen, wodurch die Plattform die Maßnahmen ermitteln kann, die am ehesten zur Verbesserung der Lebensräume von Vögeln beitragen. Zu den möglichen Optionen gehören das Anlegen von Hecken und Blumenstreifen, die Umwandlung von Ackerland in Weideland sowie die Diversifizierung des Fruchtwechsels.

Das System wurde in vier Pilotregionen getestet: Brandenburg in Deutschland, Flandern in Belgien, Litauen und Südtirol in Italien. In Brandenburg haben die Forschenden verschiedene Erhaltungsstrategien mit hypothetischen Finanzmitteln in Höhe von 1 Mio. EUR verglichen. Sie versuchten, die Investitionen auf Schutzgebiete zu konzentrieren, wobei sie sich entweder auf die von der EU benannten besonderen Schutzgebiete für Vögel beschränkten oder dem System ermöglichten, vorrangige Flächen in der gesamten Region zu ermitteln.

Die Arbeit hat außerdem gezeigt, wie wichtig lokales Wissen ist. Obwohl die Forschenden ursprünglich gehofft hatten, Habitatmodelle für ganz Europa erstellen zu können, stellten sie fest, dass die regionalen Gegebenheiten einfach zu unterschiedlich waren. „Wir haben festgestellt, dass regionalspezifisches Wissen wirklich wichtig ist“, sagte Dr. Frick. „Ein Einheitsmodell funktioniert nicht richtig, insbesondere bei den Habitatmodellen.“

Dies liege daran, erklärte sie, dass die Lebensraumbedingungen in Europa sehr unterschiedlich seien und sich Vogelarten in der Regel an die örtlichen Gegebenheiten anpassten. Daher sind die europaweiten Habitatmodelle für einzelne Arten nicht detailliert genug. Um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, benötigen Arten für verschiedene Gebiete unterschiedliche Modelle.

Fokus auf die biologische Vielfalt

Heute ist die BirdWatch-Plattform öffentlich zugänglich und bietet Karten zur Habitateignung und Erhaltungsszenarien für ihre Pilotregionen. Regionale Behörden und Naturschutzorganisationen aus ganz Europa haben bereits Interesse bekundet, diesen Ansatz auf ihre eigenen Landschaften und Arten anzupassen. Die Grundidee ist, dass die durchgeführten Arbeiten politischen Entscheidungsträgern dabei helfen könnten, die Ziele der EU-Biodiversitätsstrategie für 2030 zu erreichen. Die Strategie zielt darauf ab, den Verlust der biologischen Vielfalt aufzuhalten und geschädigte Ökosysteme wiederherzustellen; dazu gehört auch das Ziel, dass mindestens 10 % der landwirtschaftlichen Flächen landschaftliche Merkmale mit hoher Artenvielfalt aufweisen sollen.

Die Herausforderung ist beträchtlich. In Brandenburg, wo fast die Hälfte der Flächen landwirtschaftlich genutzt wird, wurde in einer aktuellen Studie festgestellt, dass 94 % der landwirtschaftlichen Flächen unter dem 10 %-Ziel liegen. Die BirdWatch-Plattform soll dazu beitragen, zu ermitteln, wo Bestandserhaltungsmaßnahmen den größten Nutzen bringen könnten, und Behörden und Fördereinrichtungen dabei unterstützen, Ressourcen effektiver einzusetzen.

Für Dr. Frick besteht der wichtigste Beitrag des Projekts darin, zu zeigen, dass moderne Erdbeobachtungstechnologie die Planung im Bereich der Biodiversität in einem bisher unerreichten Ausmaß unterstützen kann. „Unsere größte Errungenschaft war es, zu zeigen, dass räumliche Optimierung in großem Maßstab, über Millionen von Parzellen hinweg und in realen Landschaften funktioniert“, sagte sie. „Wir können für ganz Deutschland und für jeden Lebensraum feststellen, ob die Bedingungen für die Vögel, die wir schützen wollen, geeignet sind. Und für die meisten von ihnen ist das im Moment nicht der Fall.“

Von Michael Allen

Nähere Informationen:

· BirdWatch (CORDIS)

· Website des Projekts BirdWatch

·EU-Biodiversitätsstrategie für 2030

· Vogelschutz- und der Habitat-Richtlinie

· EUSPA