Ökoakustik: Lauschangriff auf den Wald

Fehlt ihm Wasser, knackt es im Baumstamm. | Bild: Anja Deuble

Wie wirken sich Klimawandel und der Eingriff des Menschen auf den Wald aus? Wollen Biologen und Geobotaniker das herausfinden, können sie in den Wald gehen und sich dessen Struktur anschauen – beispielsweise, wie alt und gesund die Bäume sind, wie viel Totholzanteil es in einem Wald gibt und wie viele Tiere. Eine Artenzählung, bei der man Tiere einsammelt, Arten bestimmt und ihr Vorkommen kartiert, ist allerdings aufwendig, zeit- und personalintensiv.

Warum nicht einfach genau hinhören, wer sich alles im Wald herumtreibt? Genau das ist das Ziel einer in Deutschland noch wenig etablierten Fachrichtung: Die "akustische Ökologie" versucht, über den Klang eines Ökosystems auf seinen Allgemeinzustand zu schließen. Denn der Wald klingt – man muss ihn nur hörbar machen! Wenn Marcus Maeder durch den Pfynwald im Schweizer Kanton Wallis läuft, spitzt er die Ohren: Mikrofone, die er in den Waldboden steckt, lassen ihn das Gewusel unter Tage erleben. Da raschelt und krabbelt, scharrt und knackt es. Und auch die Bäume im Wald teilen sich mit.

Bäume tönen im Ultraschallbereich

Vergoldete Kupferantennen fühlen ins Bauminnere. | Bild: SWR

Allerdings tönen Bäume im Ultraschallbereich. Marcus Maeder, Umweltwissenschaftler und vor allem Klangkünstler, hat ihre Geräusche tausendfach verstärkt – und plötzlich ist es hörbar: ein Knallen im Baumstamm! Die Bäume teilen damit sogar etwas ganz Bestimmtes mit: Sie haben Durst. Über ihre Wurzeln ziehen Bäume Wasser aus dem Boden. Im Bauminneren entsteht eine Art Wassersäule. Wird es zu heiß, können einzelne Wasserfäden reißen – und das erzeugt ein Knacken und Knallen.

Marcus Maeder hat Bäume komplett verkabelt, um ihnen diese Töne zu entlocken. Vergoldete Kupferantennen horchen ins Bauminnere und nehmen feinste Schwingungen auf. Piezokristalle verstärken dann die Geräusche. Mit Messfühlern am Baum, die seine direkte Umgebungstemperatur, die UV-Einstrahlung und die Luftfeuchte messen, kombiniert mit Wetterdaten, kann Maeder auch Veränderungen im Baum nachvollziehen, wenn sich seine Umwelt verändert. Mit steigender UV-Einstrahlung zum Beispiel wird das Knacken im Baumstamm intensiver. "Damit können wir zeigen, dass sich die Geräusche einer Landschaft, zum Beispiel mit der Trockenheit, verändern", sagt Maeder.

Achtung, Lauschangriff!

Taylor Shaw erforscht den Klang des Schwarzwaldes. | Bild: SWR

Aber wie gewinnt man aus solchen Beobachtungen nun wissenschaftlich belastbare Daten? Daran arbeiten Biologen der Universität Freiburg. In einem großen Lauschangriff haben sie in über 300 Wäldern und Wiesen Deutschlands Kästen mit Mikrofonen aufgehängt. Ein Jahr haben sie rund um die Uhr alle Geräusche im Wald aufgezeichnet. So eine Datenmenge können andere Untersuchungsmethoden kaum liefern. Aus den Aufzeichnungen lassen sich Unterschiede heraushören. Besonders gut funktioniert das anhand des Vogelgesangs. Denn Vögel sind ein guter Indikator für den Gesamtzustand des Waldes: "Wenn es in einem Wald viele Vögel gibt, muss es auch genug Insekten geben, um die Population zu ernähren, und Vögel haben bestimmte Ansprüche für ihren Nestbau, was auf die Struktur des Waldes rückschließen lässt. Wenn also viele Vögel in einem Ökosystem leben, kann man davon ausgehen, dass auch der Rest relativ gesund ist“, erzählt Taylor Shaw. Die Amerikanerin hat für ihre Doktorarbeit das Morgenkonzert von Vögeln an unterschiedlichen  Orten im Schwarzwald untersucht – und welche Rückschlüsse sich daraus auf den Zustand des Waldes ziehen lassen. Das Ergebnis: Es gibt tatsächlich hörbare Unterschiede.

Hörbare Unterschiede beim Morgenkonzert der Vögel

Eine Software wertet die Audioaufnahmen aus. | Bild: SWR

So zeigen Aufnahmen aus unberührten Waldstücken, zum Beispiel in Naturschutzgebieten, mehr Arten, die intensiver singen als beispielsweise die Vögel in Waldstücken, die forstwirtschaftlich genutzt werden. Der Einfluss des Menschen hinterlässt in der "Klanglandschaft Wald" also seine Spuren. Aber kann man – jenseits vom Durst-Knacken der Bäume im Ultraschallbereich – auch die Auswirkungen des Klimawandels auf den Wald hören? Genau das möchten die Biologen mit ihren Aufnahmen herausfinden. Doch beweisen lassen sich problematische Veränderungen nur mit vielen Tausend Stunden Aufnahmen – am besten über Jahrzehnte hinweg. Mit den Aufnahmen ihres großen Lauschangriffs erhoffen sich die Freiburger, dafür den Grundstein gelegt zu haben. Denn einen steten Rückgang bestimmter Arten kann nur feststellen, wer regelmäßig, am besten rund um die Uhr und möglichst flächendeckend in den Wald hineinhorcht. Artenzählungen mit Papier und Stift bleiben Momentaufnahmen, der Spaziergang durch den Wald ein subjektiver Eindruck. Eine spezielle Analysesoftware soll den Freiburger Biologen helfen, die vielen Tausend Stunden Tonaufnahmen auszuwerten und bestimmte Einzelwerte zu vergleichen.

Das Ziel: akustisches Monitoring

Doch noch fehlt etwas: Und zwar objektive akustische Indikatoren. Wie hat ein gesunder Wald zu klingen? Denn erst dann kann man Abweichungen und Veränderungen auch entsprechend einordnen. Genau daran arbeiten die Freiburger Biologen. Aus internationalen Studien gibt es bereits akustische Indikatoren von US-amerikanischen Wissenschaftlern. Die beziehen sich allerdings auf den Regenwald Borneos – und der klingt eben anders als der Schwarzwald.

Die Freiburger haben bei ihrem Lauschangriff auf 300 Wälder und Wiesen Deutschlands deshalb erst mal vor allem Gebiete abgehört, über deren Struktur und Allgemeinzustand aus anderen Untersuchungen bereits viel bekannt ist – um die Methode zu testen. Die Auswertung der Millionen Soundfiles läuft noch. Doch es soll nur der Anfang von jahrzehntelangen Aufnahmezyklen sein. Im besten Fall gäbe es dann endlich ein akustisches Monitorin. Ein Instrument, mit dem Biologen in ganz Deutschland problematische Veränderungen, aber auch die Wirkung von Naturschutzmaßnahmen belegen könnten. Akustische Ökologie könnte so dem Naturschutz dienen – quasi Naturschutz mit den Ohren.

Sophie König (SWR)

Stand: 17.08.2019 15:41 Uhr