Entwicklung von Technologien zur Überwachung der Agrarumwelt

Der Schwerpunkt des Berichts liegt auf Technologien, die eine verbesserte und kosteneffizientere Überwachung der Umweltergebnisse des direkten Flächenmanagements und der im Rahmen des ELMS (Environmental Land Management Scheme) geförderten Eingriffe ermöglichen. Die von diesem Projekt abgedeckten Technologiebereiche sind Bioakustik, DNA-Methoden, Erdbeobachtung, Computer Vision und maschinelles Lernen.

Für jeden Technologiebereich wurden die folgenden Ziele in Betracht gezogen: a) Durchführung eines Horizon Scanning der sich entwickelnden Technologien, die für die Agrarumweltüberwachung relevant sein könnten; b) Überprüfung, wie diese sich entwickelnden Technologien für die Agrarumweltüberwachung eingesetzt werden könnten; c) Überprüfung, welche Ergebnisse für die sich entwickelnde Technologie relevant sind; d) Vorschläge, wie die sich entwickelnden Technologien in der bestehenden und zukünftigen Agrarumweltüberwachung eingesetzt werden könnten; und e) Pilot- oder Proof-of-Concept-Studien, um zu demonstrieren, wie die Technologie für die Agrarumweltüberwachung eingesetzt werden könnte.

Die Methode basierte auf einer Bedarfsanalyse, bei der der technologische Horizont ausgelotet wurde. Dazu wurden die wichtigsten Interessenvertreter befragt, um ihre Bedürfnisse bei der Entwicklung von Technologien und mögliche Hindernisse für die Einführung zu verstehen.

Die Eignung der einzelnen Technologien wurde anhand der wichtigsten Überwachungsanforderungen bewertet. Für jede Überwachungsvariable wurden die Technologien danach kategorisiert, ob sie eine Identifizierung auf Artniveau, Anwesenheit/Abwesenheit, Abundanz oder eine andere Messung als die herkömmlichen ermöglichen. Für jede Technologie und Überwachungsanforderung wurde eine Bewertung ihrer Eignung in fünf oder zehn Jahren vorgenommen.

Zwei wesentliche Einschränkungen wurden in der Studie hervorgehoben. Bei der Festlegung einer Basisstichprobe für die Überwachung von Vereinbarungen wurden einige der Herausforderungen deutlich, die mit der Bewertung neuer Technologien verbunden sind, während sie sich noch in der Entwicklung befinden, einschließlich veränderter Arbeitsabläufe, die zu weniger optimalen Daten für die Bewertung der Biodiversität führen.

Darüber hinaus gaben die Befragten an, dass es schwierig sein kann, über geeignete kontrafaktische Daten zu verfügen, was die Möglichkeiten zur Bewertung groß angelegter Projekte einschränkt. Nur wenige Standorte werden wiederholt über lange Zeiträume und über mehrere Jahre hinweg überwacht, so dass die Variabilität zwischen den Jahren ein Problem bei der Interpretation der Überwachungsdaten darstellen kann. Bessere Ausgangsbewertungen vor der Einführung von Agrarumweltprogrammen (AES) und die Einbeziehung einer umfassenderen agrarökologischen Überwachung wurden als wertvoll erachtet, d. h. die Einbeziehung von Faktoren, die derzeit in AES und Standorten ohne AES nicht berücksichtigt werden. Es gibt große taxonomische Unterschiede in Bezug auf das Ausmaß, in dem Arten überwacht werden, so dass es wertvoll wäre, Arten, Funktionen und Indikatoren einer Funktion, die derzeit nicht überwacht werden, gezielt zu erfassen.

Insgesamt zeigt die Studie, dass neun von 13 Befragten der Meinung sind, dass die Überwachung der AES ihren Zweck erfüllt. Gleichzeitig stimmten 14 von 15 Personen zu, dass die Überwachung der AES verbessert werden könnte.

Die Befragten waren sich einig, dass es Hindernisse gibt, die die AES-Überwachung daran hindern, ihren Zweck zu erfüllen. Die am häufigsten genannten Hindernisse haben mit Wissenslücken zu tun, aber auch menschliche Faktoren wie Kommunikation und mangelnde Bereitschaft wurden häufig genannt.

Die wichtigsten allgemeinen Schlussfolgerungen aus der Konsultation zur Bedarfsermittlung waren: (1) die Notwendigkeit robuster Probenahmestrategien beim Einsatz von Überwachungstechniken, einschließlich der Entwicklung von Technologien; (2) die Validierung mit empirischen Daten ist für die Entwicklung von Technologien erforderlich, um zu interpretieren, was die Ergebnisse in Bezug auf die AES und die Agrarumwelt bedeuten; (3) Technologien erfordern häufig Schulungen und/oder Referenzdatensätze, was ihr Potenzial zur Extrapolation auf neue Gebiete einschränken kann; und (4) die Anerkennung des großen Potenzials der Entwicklung von Technologien für die AES-Überwachung, wobei jedoch ein vorsichtiger Ansatz und eine realistische Einschätzung ihres Nutzens erforderlich sind.

Die Bewertung kommt zu dem Schluss, dass die derzeitige AES-Überwachung weder jetzt noch in den nächsten zehn Jahren allein durch Technologie erreicht werden kann. Beispiele für besondere Lücken bei der Entwicklung von Technologien sind Informationen über Hecken auf Artenebene, Daten über die Häufigkeit oder Populationen von Arten, Bodenmerkmale und die Gestaltung von Vereinbarungen. Allerdings können Technologien derzeit mehrere Überwachungselemente anbieten und liefern und möglicherweise auch neuartige Metriken für die Biodiversität liefern als herkömmliche Ansätze.