Haalbaarheidsstudies: biodiversiteit in en rond water monitoren met satellietdata
Hoe kunnen we de biodiversiteit rond en onder water in kaart brengen met behulp van satellietdata? Vier Nederlandse consortia onderzochten de mogelijkheden in het kader van de Innovation Impact Challenge. Deze maand presenteerden ze hun bevindingen.
Het thema biodiversiteit staat in Nederland en in Europa hoog op de agenda. Overheden willen weten hoe het staat met de biodiversiteit en meten of maatregelen die ze nemen positief uitpakken. Maar hoe meet je dat op een betrouwbare en kostenefficiënte manier? Daarover gaat de Innovation Impact Challenge (IIC) Satellietdata ten behoeve van biodiversiteit in Nederland: subthema water. Vier consortia presenteerden onlangs hun ideeën voor nieuwe satelliettoepassingen.
WetlandWatch: hoe goed werken beheermaatregelen?
Terramira ontwikkelt een toepassing voor onder meer boswachters en beleidsmedewerkers van provincies. Daarmee kunnen ze bijvoorbeeld vroegtijdig zien of een wetland verdroogt doordat het oppervlaktewater en de bodemvochtigheid afnemen, en of die veranderingen samenhangen met de aantallen en verspreiding van vogels die van het gebied afhankelijk zijn.
Voor de haalbaarheidsstudie werkte Terramira onder meer samen met de Universiteit Twente. Testgebieden waren Bargerveen en Fochteloërveen in de provincie Drenthe, waar een duidelijk pakket van beheermaatregelen is genomen om de biodiversiteit rond water te behouden of te verbeteren. ‘Door meetgegevens van verschillende satellieten over bodemvocht en vegetatiesamenstelling te combineren, kunnen we zien of deze maatregelen effect hebben. Dat is belangrijk in het kader van het Natura2000 beleid’, zegt Jesse Schoenmakers van Terramira.
Mocht het consortium worden uitgekozen voor fase 2 van de IIC, dan wil Schoenmakers het dekkingsgebied uitbreiden naar natuurgebieden als Engbertsdijksvenen en Zwarte Water in Overijssel en Alde Feanen en Rottige Meenthe & Brandemeer in Friesland. Een prototype van de toepassing moet bovendien de impact van de waterdynamiek meten op vogels in natuurgebieden.
Over de impact challenge
Met de Innovation Impact Challenge daagt de Netherlands Space Agency bedrijven en kennisinstellingen uit om nieuwe diensten of producten te ontwikkelen, gebaseerd op satellietdata. In fase 1 krijgen vier consortia financiële steun om een haalbaarheidsstudie uit te voeren. Op basis van de resultaten worden de meest veelbelovende ideeën geselecteerd voor fase 2: een werkend prototype ontwikkelen en testen in de praktijk.
CrayScan: kreeften zoeken vanuit de ruimte
In Nederlandse wateren leven inmiddels acht uitheemse soorten rivierkreeften, waaronder de rode Amerikaanse rivierkreeft. Deze soorten vormen een groeiend probleem. Ze eten waterplanten en dieren die in het water leven, verminderen de biodiversiteit, vertroebelen het water en veroorzaken schade aan oevers en infrastructuur. Daarnaast zijn ze drager van de kreeftenpest, een voor inheemse rivierkreeften dodelijke schimmelziekte.
Voor de aanpak van de rivierkreeftenproblematiek is het belangrijk om de verspreiding van uitheemse rivierkreeften in kaart te brengen. Veldmonitoring is echter tijdrovend en kostbaar en levert geen vlakdekkend beeld van de verspreiding.
Adviesbureaus HKV Lijn in Water en ATKB ontwikkelen daarom CrayScan, een innovatieve satelliettoepassing waarmee risicogebieden voor uitheemse rivierkreeften vanuit de ruimte in beeld worden gebracht. CrayScan combineert satellietgegevens over onder meer troebelheid, oevertype en waterplanten met informatie over bodemsoort, landgebruik en verzakkingen. Door deze gegevens slim te combineren en machine learning toe te passen, lukt het om met bijna 80% nauwkeurigheid vast te stellen waar veel uitheemse rivierkreeften leven.
De eerste reacties op CrayScan zijn positief. Vier waterschappen willen investeren in de ontwikkeling van een prototype dat risicogebieden kan signaleren. Ook de Unie van Waterschappen en het Ministerie van Landbouw, Visserij, Voedselzekerheid en Natuur steunen het initiatief.
‘Door meetgegevens van verschillende satellieten over bodemvocht en vegetatiesamenstelling te combineren, kunnen we zien of deze maatregelen effect hebben.’ – Jesse Schoenmakers, Terramira
BIMISEOM: veranderingen in zeeleven door menselijke activiteit
‘De heilige graal’. Zo noemt Parya Pasha van Marmoris de mogelijkheid om biodiversiteit in het water te monitoren met behulp van satellietdata. Al vóór de IIC deed zij samen met Reefy een haalbaarheidsstudie naar de toegenomen biodiversiteit rond een kunstmatig rif van Reefy in Mexico. Dat gebied bleek te klein, en er waren te weinig eDNA- en biodiversiteitsgegevens beschikbaar om een model op te baseren. Marmoris schaalde daarom op met BIMISEOM: BIodiversity Monitoring using In-Situ eDNA and satellite EO.
Testgebied werd een stuk Belgisch kustwater, waar het Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek (ILVO) dertig eDNA-monsters had genomen. In de woorden van Pasha: ‘een soep van DNA-samples uit het water, waaraan je kunt zien welke dieren er leven.’ Op basis van Copernicus-satellietdata berekende een computermodel vervolgens hoe de soortensamenstelling in dat kustwater samenhangt met de omstandigheden in zee. De eerste resultaten lijken veelbelovend.
Een prototype van de satelliettoepassing zou de impact van havens en windparken op de biodiversiteit in hun omgeving moeten meten. Door ook historische satellietdata te gebruiken, wil Marmoris laten zien of er sprake is van een menselijke oorzaak of van natuurlijke ontwikkelingen.
Het model is daarbij één laag in een bredere dienst: Marmoris richt zich erop Copernicus- en waterkwaliteitsdata bruikbaar te maken voor de monitorings- en rapportageverplichtingen van overheden en beheerders. De toepassing wordt uitgewerkt samen met partner 52impact, inmiddels Terramira.
Wegrestaurant Waddenzee: komen trekvogels aan hun trekken?
Na een lange vlucht vanuit het noorden of zuiden, strijken miljoenen trekvogels neer in de Waddenzee om aan te sterken. ‘Het intergetijdengebied beschikt over een enorme biodiversiteit en daarmee over een voedzame maaltijd’, zegt Niels Treffers van Geodelta. In hetzelfde gebied vindt ook toerisme plaats, er wonen mensen, er is scheepvaart, gaswinning, zoutwinning en er staan windmolens. Veel activiteiten in een gebied dat door UNESCO werd aangewezen als Werelderfgoed. ‘Of dat allemaal wel goed samen gaat’, zegt Treffers, ‘moet je monitoren.’
Met radarsatellietdata wil Geodelta modelleren hoe lang zandplaten in de Waddenzee droogvallen en wat daar voor vogels te halen valt. Het werkt daarbij samen met de TU Delft, die een slimme manier ontwikkelde om de timing van de getijden in het model op te nemen. Uit de haalbaarheidsstudie blijkt het soms lastig om bijvoorbeeld een zandplaat van een mosselbank te onderscheiden. Meer opnamemomenten en data van verschillende satellieten moet dit probleem ondervangen en leiden tot een betrouwbaar zandbankenmodel.
