1.- Improve forest resilience and adaption to climate change

Das weitgehende Fehlen von Standortskarten in der Steiermark macht einen neuen Ansatz bei der Standortserkundung und Kartierung der vorkommenden Waldstandorte notwendig. Eine weitere wissenschaftliche Herausforderung stellt die Berücksichtigung von zukünftig veränderten Klimabedingungen dar, die sich auch auf die Klassifizierung von Standorten und Waldtypen auswirken wird. Für eine solcherart erforderliche „dynamische Standortsklassifizierung“ bestehen theoretische Konzepte, die konkrete Umsetzung einer integrierten Standorts- und Waldtypenklassifikation in einer realen Region wie der Steiermark stellt jedoch Neuland dar.
Im Rahmen des Projektes soll daher eine Waldtypisierung auf Basis eines GIS-gestützten geoökologischen Stratifizierungsmodells erfolgen. Als Datenbasis sollen das digitale Höhenmodell, eine geologische Basiskarte, digital vorliegende Standorts- und Klimadaten sowie neu zu erhebende Standortsparameter verwendet werden. Für die Waldtypenkarte sollen auf Grundlage der Punkt- und Flächendaten zunächst Themenkarten für die Faktoren Wärme, Wasser und Nährstoffhaushalt modelliert werden, die dann zu Waldtypen mit einheitlicher Faktorenkombination zusammengefasst werden. Das Modell erlaubt dann auf Basis der Datengrundlagen abgeleiteten digitalen geoökologischen Parametern (u.a. Höhenstufe, Hanglage, Substrat, Geländeform, Neigung) eine Stratifizierung der Waldtypen auf allen Hauptwaldstandorten. Jeder Waldtyp wird auf der Waldtypenkarte im Maßstab 1:25.000 dargestellt. Neben den ökologischen Fakten ist jeder Waldtyp mit einer waldbaulichen Beschreibung versehen, die Angaben zu den geeigneten Baumarten, Gefährdungen und möglichen Behandlungsvarianten in Hinblick auf den Klimawandel enthält. In dieser waldbaulichen Charakterisierung werden auch die bisherigen Erfahrungen mit den vorhanden Baumarten und ihren Mischungen getrennt nach Waldtypen beschrieben und Empfehlungen für die zukünftige Bestockung und deren Bewirtschaftung in Hinblick auf den Klimawandel gegeben.

Die „Festmeter Wöls GmbH“  bietet Vitalitätsanalysen in Hinblick auf Borkenkäfererkennung im Nadelwald an. Mit dem Trägersystemen Multikopter oder Leichtflugzeug werden Waldgrundstücke im Rastersystem überflogen und dabei mit einer Spezialkamera Luftbildaufnahmen gemacht, die später am Computer analysiert und ausgewertet werden. Durch die eingesetzte Technologie werden Vitalitätseinschränkungen sichtbar, man sieht Änderungen im Wassergehalt der Nadeln, nicht aber die genaue Ursache wie beispielsweise den Borkenkäfer selbst. Da aber Bildserien aus mindestens zwei zeitlich versetzten Flügen miteinander verglichen werden, können viele andere Ursachen wie Trockenstress ausgeschlossen werden, wodurch man dem Borkenkäfer sehr nahe auf die Spur kommt. In den Vitalitätsanalysen werden Initialbäume gezeigt wobei die Entscheidung über notwendige Maßnahmen erfolgt weiterhin durch das qualifizierte Vor-Ort Mitarbeiter.Eine 100%ige Trefferquote ist unmöglich. Das Ziel sollte sein, im Feld schneller und zielgerichteter agieren zu können. Langjährige Kunden berichten von positiven Trefferquoten von über 80 %.

This tool determines the optimum silvicultural activities to manage multiple products, goods and services such as biomass production, CO2 sequestration, fire risk, water provisioning, climatic resilience or biodiversity, which are simultaneously quantified in time and space for a selected solution. Main advantages include:

• Changing the mono-objective approach in order to include a group of ecosystem goods and services.
• Improving the economic performance of low productive areas by quantifying and valorising other resources that could be remunerated attending to the environmental value.
• Holistic optimization of multiple goods and services out of forest management.
• Adequacy to the specific characteristics of each site.
• Multi-scalar results (plot, forest working unit, catchment, etc.).

C.A.F.E. is a tool that combines eco-hydrologic dynamic simulation with many-criteria optimization, where the user can carry out forest management according to more than one product at the same time, and choose the relevance of each objective/product. This software is capable of working under different climatic regions thanks to the previous calibration of the eco-hydrological simulation. Furthermore, it is possible to modify the spatial scale moving from plot to catchment, integrating a strong biophysical unit. In the same way, simulating different climatic scenarios is also possible. The result is a group of possible solutions among which forest manager can decide and apply.

Postępujące zmiany klimatyczne oraz rozprzestrzenianie się nierodzimych gatunków są główną przyczyną rosnącego zagrożenia degradacji lasów spowodowanej przez różne patogeny i szkodniki. Jednocześnie, w związku z ograniczeniem stosowania środków chemicznych, zwiększa się znaczenie biologicznych metod ochrony i monitorowania drzewostanów. Głównym celem projektu jest rozwój innowacyjnego urządzenia (elektroniczny nos/e-NOS), opartego o szerokopasmowe czujniki elektrochemiczne i sieć neuronową, które wykrywa i analizuje sygnały zapachowe np. feromony wybranych gatunków owadów. Przykładami patogenów i szkodników branych pod uwagę przy rozwoju e-NOSa dla leśnictwa są Dendrolimus Pini (L.) and Phytophthora oomycetes.

Powstały system dostarcza kompleksowych i złożonych danych, które pozwalają na zbudowanie, za pomocą metod sztucznej inteligencji, klasyfikatora neuronów. Opracowane zostało oprogramowanie umożliwiające analizę danych i stworzenie bazy danych – biblioteki sygnałów, które umożliwiają wykrywanie poszukiwanych analitów w terenie. Dla każdej z aplikacji przewidzianej w projekcie (analizy specyficznych zapachów) stworzona została dedykowana matryca sensoryczna.

Celem projektu było opracowanie kompleksowej metody określania wybranych cech taksacyjnych drzewostanów oraz nadziemnej biomasy i związanego w niej węgla przy zastosowaniu danych teledetekcyjnych dla planowania i zarządzania w leśnictwie. Zadania w projekcie obejmowały:

• pozyskanie i przetworzenie danych terenowych oraz teledetekcyjnych,
• opracowanie metody inwentaryzacji ilości biomasy drzew i związanego w nich węgla na podstawie danych radarowych,
• opracowanie metody inwentaryzacji zapasu, biomasy i wybranych cech taksacyjnych drzewostanów na podstawie wybranych aktywnych metod teledetekcji,
• opracowanie metody lokalnej korekty wzorów dendrometrycznych na podstawie danych pozyskanych za pomocą technologii naziemnego skanowania laserowego (TLS) oraz
• opracowanie wzorów allometrycznych oraz wskaźników akumulacji biomasy (BEF) umożliwiających przeliczenie miąższości grubizny drzew na biomasę nadziemnej części drzew oraz wielkość związanego w nich węgla.

Rezultaty projektu są wdrażane w praktyce urządzeniowej w Polsce. Wdrożenie rezultatów projektów przyczynia się do skrócenia czasu i obniżenia kosztów prac urządzeniowych, w szczególności inwentaryzacji zasobów drzewnych, pozwalają na uzyskanie wysokiej jakości danych dotyczących bilansu CO2, zasobów biomasy i etatów cięć. Umożliwiają precyzyjne (do poziomu wydzielenia) określenie miąższości i cech taksacyjnych dla dowolnego obszaru leśnego.

In 2015, eucalypt became the predominant tree species in Portugal and despite located in productive areas is often under insufficient/deficient management. The "Melhor Eucalipto" project, developed by CELPA, to promote good management practices for eucalypt stands through the organization of free roving Info Sessions to non-industrial private owners and the production of videos (~20) (www.celpa.pt/melhoreucalipto/category/videos/) and printable leaflets (~10) to be distributed or downloaded from the site (http://www.celpa.pt/melhoreucalipto/flyers/). To emphasize the impact of good management, the project comprises two side-by-side demonstration areas continuously monitored: one following the current management practiced by non-industrial forest owners and the other following the best recommend practices. The project also integrates an operational extension, the Limpa e Aduba Program (PLA), which offers landowners who apply technical support and the fertilization of their eucalyptus plantations, if they meet the eligibility criteria. In return, the owners are obliged to manage fuels and/or correct stand densities, in order to reduce the risk of fire, increase productivity and income, while promoting forest management and certification. At the end of the 3rd PLA campaign, about 3,800 owners have already benefited, corresponding to an area of 33,100 ha, mostly in smallholding plots.

The project aimed at technical and scientific knowledge transfer encouraging the management of eucalypt plantations. A freely available user-friendly platform providing site specific prescriptions concerning the best silvicultural practices that takes edaphic, climatic and topographic characteristics into account was developed. In order to benefit from technical assistance, the forest owner has to be registered in the platform (trial-version available). First, he has to add his property by drawing it directly on Google Maps or importing a shapefile/KML. The next step will consist of property/forest characterization (e.g. age and stand rotation, soil details, topography). Finally, has to specify if he wants to establish a new stand or maintain an existing one. After completed, a personalized technical prescription is immediately provided. The user can edit his list of properties or update the forests’ characteristics. When features are updated, the user can request for a revised technical prescription. A pdf file with the prescription can be downloaded or access can be directly granted to someone (e.g. forest manager). An additional feature allows users to consult possible restrictions of legal and/or environmental scope concerning forestry practices. This tool includes also an online library and other contents. By the end of 2021, the platform reached more than 43k visualizations, 10k users with 560 users registered in technical indications module; 3 patents were submitted.

Today, the technology for identifying bark beetle attacks in the forest is largely based on manual work through visual checks of forest areas, where early attacks are almost impossible to see, while old attacks are easier to detect. Attempts have been made to identify damage attacks using satellite radar maps which give a good indication and can be seen as a complementing part to our precision analysis. Arboair Forest Mapper is a service where you analyze your images via our AI. Our model is trained on over 200 000 trees and it is verified by forest managers.

In the iWald project, a system is being developed enabling forest owners to obtain realistic and technically sound options for the sustainable management of their forests. The individual objectives of the forest owner (private, communal, state) are taken into account as well as the forestry risk minimization and the sustainable conversion of forests while safeguarding the economic, ecological and social forest functions. One of the main results of iWald will be the "iWald App", which can be used to simulate forest growth processes on a smartphone. This will be provided with different entry barriers, so that both the forest layman and the trained forester will find their access to iWald. The goals include activating forest owners, who can thus approach their forest on a playful level, or improving public acceptance of forestry interventions through the possibility of simple visualization of future consequences.

Festmeter Wöls Ltd. offers vitality analyses with regard to bark beetle detection in coniferous forests. Using the carrier systems multicopter or light aircraft, forest plots are flown over in a grid system and aerial photographs are taken with a special camera, which are later analysed and evaluated on the computer. The technology used makes vitality restrictions visible, changes in the water content of the needles can be seen, but not the exact cause, such as the bark beetle itself. However, since image series from at least two flights at different times are compared, many other causes such as drought stress can be excluded and the bark beetle can be traced very closely.  Initial trees are identified in the analysis, while the decision on necessary measures remains with the qualified on-site staff. A 100% hit rate is impossible. The aim should be to be able to act faster and more purposefully in the field. Long-standing customers report positive hit rates of over 80%.