1. Überwachung des Erntezustands
Schätzung des Wassergehalts mit Fernerkundung
Quelle: Wikipedia Commons
Wie viele andere Organismen brauchen Pflanzen Wasser zum Überleben. Wasser wird nicht nur für die wesentlichen biochemischen Prozesse benötigt, es bildet auch das "Transportmittel", das die Nährstoffe des Bodens in jeden Teil der Pflanze befördert. Es dringt durch die Wurzeln in die Pflanze ein, wandert durch den Hauptstängel und die Äste und erreicht schließlich die Blätter. Von hier aus wird das Wasser durch die Blattporen, genannt Stomata, in die Atmosphäre freigesetzt. Dieser Prozess wird als Transpiration bezeichnet.
Alle Prozesse, die im Pflanzeninneren ablaufen, produzieren Wärme. Wasser, das bei der Transpiration verdunstet, nimmt diese Wärme auf und führt sie bei der Verdunstung über die Blätter der Pflanze ab. Hat eine Pflanze nicht genügend Wasser und steht somit unter Stress, dann kann sie die Wärme nicht effizient durch Transpiration abbauen und die Temperatur der Pflanze steigt. Dieser Temperaturanstieg kann mithilfe der Fernerkundung in den Bereichen des Spektrums, die sensibel auf Temperatur reagieren, festgestellt werden.
Quelle: Wikimedia Commons and US Agricultural Research Service
Das Bild oben zeigt Unterschiede des Wassergehalts innerhalb eines Feldes. Blaue Pixel stehen für Pflanzen mit hohem Wassergehalt, grüne Pixel für Pflanzen mit mittlerem Wassergehalt und rote Pixel für Pflanzen, die unter Wassermangel leiden. Diese Unterschiede sind darauf zurückzuführen, dass der Erdboden von verschiedenen Teilen des Feldes Wasser unterschiedlich absorbiert und für die Pflanzenversorgung speichert.
Ein Problem dieser Methode stellt eine parzielle Pflanzendecke dar. Durch Lücken in der Pflanzendecke liegt Erdboden frei, dessen Temperatur das Temperatursignal, welches vom Sensor aufgezeichnet wird, beeinträchtigt. Geschieht dies, so kann eine löchrige Pflanzendecke leicht mit einem warmen Erdboden verwechselt werden, der unter Wassermangel steht. Dieses Problem kann behoben werden, wenn die Pflanzenmenge, besser gesagt die Größe der Blätterfläche pro Erdbodenfläche (auch Blattflächenindex genannt), bekannt ist. Dann können die Messungen korrigiert werden und der Einfluss des Bodens reduziert werden.
Überwachung der Bewässerung
Wann, glauben Sie, wurde das Feld des unteren Bildes zuletzt bewässert?
Quelle: Satellite Imaging Corporation
Die Fernerkundung kann regelmäßige Daten zur Überwachung von Prozessen über kurzen Zeitperioden liefern. Das obige Beispiel zeigt, welche Effekte die Bewässerung auf den Wassergehalt der Pflanzen hat. Die Bewässerung fand zwischen dem 24. Juni und dem 19. Juli statt. Das zweite Bild zeigt einen hohen Wassergehalt der Pflanzen, welcher schrittweise vom Sommer zum Herbst hin abnimmt.
Frage: Schauen Sie sich die oben gezeigten Bilder an. Im August und September zeichnet sich ein Muster der Gebiete ab, die weniger Wasser haben als andere. Können Sie erklären warum?
