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Info­ma­ti­ons­lü­cken in glo­ba­len Kar­ten zu Pflan­zen­merk­ma­len kön­nen mit Daten aus Natur­be­stim­mungs­ap­ps geschlos­sen wer­den. Dies konn­ten For­schen­de der Uni­ver­si­tät Leip­zig, des Deut­schen Zen­trums für inte­gra­ti­ve Bio­di­ver­si­täts­for­schung (iDiv) und wei­te­rer Ein­rich­tun­gen mit Daten der belieb­ten App iNa­tu­ra­list zei­gen. Ergänzt mit Daten zu Pflan­zen­merk­ma­len erge­ben iNa­tu­ra­list-Daten wesent­lich prä­zi­se­re Kar­ten als bis­he­ri­ge Ansät­ze, die auf Extra­po­la­ti­on klei­ner Daten­ban­ken basie­ren. Die neu­en Kar­ten bil­den unter ande­rem eine ver­bes­ser­te Grund­la­ge für das Ver­ständ­nis von Pflan­zen-Umwelt ‑Inter­ak­tio­nen und zur Erd­sys­tem­mo­del­lie­rung. Die Stu­die wur­de in Natu­re Eco­lo­gy and Evo­lu­ti­on veröffentlicht. 

Natur und Kli­ma bedin­gen sich gegen­sei­tig. Pflan­zen­wachs­tum hängt stark vom Kli­ma ab, die­ses wird jedoch auch stark von Pflan­zen beein­flusst, etwa einem Wald, der viel Was­ser ver­duns­tet. Um prä­zi­se Vor­her­sa­gen machen zu kön­nen, wie sich die leben­di­ge Welt ent­wi­ckeln könn­te, ist also umfang­rei­ches Wis­sen zu den Merk­ma­len der Vege­ta­ti­on an den ver­schie­de­nen Stand­or­ten nötig, etwa die Grö­ße der Blatt­ober­flä­che, Gewe­be­ei­gen­schaf­ten oder Pflan­zen­hö­he. Sol­che Daten müs­sen jedoch meist auf­wän­dig von pro­fes­sio­nel­len Wis­sen­schaft­le­rin­nen und Wis­sen­schaft­lern von Hand erfasst wer­den. Ent­spre­chend sind sie welt­weit gese­hen sehr spär­lich und decken auch nur bestimm­te Regio­nen ab.

Die TRY-Daten­bank, die von iDiv und dem Max-Planck-Insti­tut für Bio­geo­che­mie in Jena geführt wird, stellt sol­che Daten zu Pflan­zen­merk­ma­len für der­zeit fast 280.000 Pflan­zen­ar­ten zur Ver­fü­gung. Damit gehört sie zu den welt­weit umfas­sends­ten Daten­grund­la­gen für die Kar­tie­rung von Pflan­zen­merk­ma­len. Glo­ba­le Kar­ten zu Pflan­zen­merk­ma­len wur­den bis­lang über Extra­po­la­tio­nen die­ser räum­lich begrenz­ten Daten­bank erstellt. Die dar­aus resul­tie­ren­den Kar­ten waren jedoch nicht beson­ders verlässlich.

Um die bestehen­den Daten­lü­cken zu fül­len, wähl­ten die Leip­zi­ger For­schen­den nun einen ande­ren Weg. Statt bestehen­de Merk­mals­da­ten der TRY-daten­bank räum­lich zu extra­po­lie­ren, ver­knüpf­ten sie sie mit dem rie­si­gen Daten­satz aus dem Bür­ger­wis­sen­schafts­pro­jekt iNaturalist.

Bei iNa­tu­ra­list tei­len Nut­ze­rin­nen und Nut­zer der zuge­hö­ri­gen Smart­phone-App ihre Natur­be­ob­ach­tun­gen mit Art­na­men, Fotos und Geo­lo­ka­li­sie­rung. Mitt­ler­wei­le wur­den so über 19 Mil­lio­nen Daten­punk­te in aller Welt allein für ter­res­tri­sche Pflan­zen erfasst. Die Daten spei­sen dabei auch die welt­weit größ­te Bio­di­ver­si­täts­da­ten­bank der Welt, die Glo­bal Bio­di­ver­si­ty Infor­ma­ti­on Faci­li­ty (GBIF), die öffent­lich zugäng­lich ist und der Bio­di­ver­si­täts­for­schung als wich­ti­ge Daten­ba­sis dient.

Um zu tes­ten, wie exakt die Kar­ten aus der Kom­bi­na­ti­on von iNa­tu­ra­list-Beob­ach­tun­gen und TRY-Pflan­zen­merk­ma­len sind, wur­den sie mit den Pflan­zen­merk­mals­schät­zun­gen basie­rend auf sPlo­tO­pen ver­gli­chen. Die iDiv-Platt­form sPlot ist das welt­weit größ­te Archiv für Daten von Pflan­zen­ge­mein­schaf­ten und ent­hält fast zwei Mil­lio­nen Daten­sät­ze mit voll­stän­di­gen Lis­ten von Pflan­zen­ar­ten, die in den von pro­fes­sio­nel­len For­schen­den unter­such­ten Stand­or­ten (Plots) vor­kom­men. Die Daten­bank ist eben­falls mit Pflan­zen­merk­mals­da­ten aus der TRY-Daten­bank angereichert.

Das Ergeb­nis: Die neue iNa­tu­ra­list-Daten-Kar­te deck­te sich wesent­lich bes­ser mit der sPlot-Daten-Kar­te als älte­re Ansät­ze, die durch Hoch­rech­nung erstellt wor­den waren.

„Dass die neu­en Kar­ten basie­rend auf den Bür­ger­wis­sen­schafts­da­ten sogar prä­zi­ser zu sein schei­nen als die Extra­po­la­tio­nen, hat uns sehr über­rascht und beein­druckt“, sagt Erst­au­torin Sophie Wolf, Dok­to­ran­din an der Uni­ver­si­tät Leip­zig. „Gera­de, weil iNa­tu­ra­list und unse­re Refe­renz sPlo­tO­pen völ­lig unter­schied­lich struk­tu­riert sind.“

„Unse­re Stu­die demons­triert ein­drück­lich, wel­che Poten­zia­le für die For­schung in ehren­amt­li­chen Daten lie­gen“, sagt Letz­t­au­tor Dr. Teja Kat­ten­born von der Uni­ver­si­tät Leip­zig und iDiv. „Sie macht Mut, die Syn­er­gien zwi­schen den kom­bi­nier­ten Daten aus der Hand von tau­sen­den Bür­gern und pro­fes­sio­nel­len Wis­sen­schaft­lern ver­stärkt zu nutzen“.

„Die­se Arbeit ent­stand aus einer Initia­ti­ve der Natio­na­len For­schungs­da­ten­in­fra­struk­tur für Bio­di­ver­si­täts­for­schung (NFDI4Biodiversity) her­aus, mit der wir einen Kul­tur­wan­del hin zu offe­nen Bereit­stel­lung von Daten vor­an­trei­ben“, erzählt Co-Autor Prof. Miguel Mahecha, Lei­ter der Arbeits­grup­pe Model­lie­rungs­ver­fah­ren in der Fern­erkun­dung an der Uni­ver­si­tät Leip­zig und iDiv. „Frei ver­füg­ba­re Daten sind eine Grund­vor­aus­set­zung dafür, unse­ren Pla­ne­ten bes­ser zu verstehen.“

Die in Natu­re Eco­lo­gy and Evo­lu­ti­on publi­zier­te Stu­die fin­den Sie hier.

Bei­trags­bild: Daten­punk­te wur­den mit iNa­tu­ra­list auf der gan­zen Welt erfasst. Die Dich­te vari­iert, wobei in eini­gen Regio­nen der Welt, ins­be­son­de­re in Tei­len Nord­ame­ri­kas und Euro­pas, mehr Ein­trä­ge gesam­melt wur­den. – © Gra­fik in ver­än­der­ter Form der Publi­ka­ti­on entnommen.

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