bAImo

Übersicht – Wenn Insekten die Welt im Gleichgewicht halten

Insekten sind die leisen Motoren unserer Ökosysteme. Sie bestäuben Nutz- und Wildpflanzen, zersetzen organisches Material, regulieren Schädlinge und bilden die Nahrungsgrundlage zahlreicher Tierarten. Ohne sie wären stabile Ökosysteme – und damit auch eine leistungsfähige Landwirtschaft – nicht denkbar.

Gleichzeitig mehren sich seit Jahren die Hinweise auf tiefgreifende Veränderungen in ihren Beständen. Langfristige Monitoringprogramme und wissenschaftliche Studien dokumentieren Verschiebungen in Biomasse, Abundanz und Artenzusammensetzung. Parallel dazu wächst die Zahl an Beobachtungen aus Citizen-Science-Projekten stetig. Diese enorme Datenfülle eröffnet neue Chancen, stellt Forschung und Praxis jedoch auch vor neue Herausforderungen: Wie lassen sich kurzfristige witterungsbedingte Schwankungen von langfristigen Trends unterscheiden? Und wie können aus punktuellen Beobachtungen belastbare, flächendeckende Vorhersagen entstehen?

Hier setzt bAImo an.

Im Rahmen von bAImo entsteht für den Freistaat Bayern ein modernes, modellgestütztes Insekten-Monitoringsystem. Es verbindet künstliche Intelligenz mit ökologisch fundierten Modellen und integriert unterschiedlichste Datenquellen, von standardisierten Monitoringprogrammen bis hin zu Citizen-Science-Daten. Ziel ist es, kurzfristige Schwankungen im Kontext von Wetter und Klima richtig einzuordnen und daraus robuste Aussagen über den Zustand und die Entwicklung von Insektenpopulationen abzuleiten.

Die besondere Stärke von bAImo liegt in seiner interdisziplinären Ausrichtung. KI-Methoden, Datenintegration und praxisnahe ökologische Forschung greifen ineinander. Getragen wird das Projekt von leistungsstarken bayerischen Forschungsstandorten mit engen Netzwerken zu Behörden, Verbänden und Datenanbietern. Im Verbund bayklif2 leistet bAImo damit einen zentralen Beitrag zur Klimafolgenforschung: Es schafft ein skalierbares Frühwarninstrument für klimabedingte Veränderungen von Insektenpopulationen.

Hintergrund

Die Insektenbiomasse, Abundanz und Artenzusammensetzung zeigen in Deutschland und Bayern seit Jahren deutliche Veränderungen, häufig in Form rückläufiger Trends. Neben Landnutzungsänderungen wirken zunehmend klimatische Faktoren auf diese Entwicklungen ein: steigende Temperaturen, veränderte Niederschlagsmuster, Extremwetterereignisse und Verschiebungen saisonaler Abläufe.

Doch was genau bedeuten diese Veränderungen? Ein heißer, trockener Sommer kann Populationen kurzfristig einbrechen lassen, ohne dass sich ein langfristiger Trend dahinter verbirgt – ebenso können günstige Witterungsjahre zu vorübergehenden Erholungsphasen führen. Umgekehrt können schleichende, klimabedingte Veränderungen lange unentdeckt bleiben. Trotz umfangreicher Monitoringprogramme ist oft unklar, wie kurzfristige Witterungseinflüsse und langfristige Entwicklungen voneinander zu trennen sind.

Methoden und Ziele

bAImo begegnet dieser Herausforderung mit einem integrativen Ansatz: Ökologische Prozesse, Beobachtungsprozesse und moderne KI-Modellierung werden systematisch zusammengeführt.

Ein zentrales Element ist das vertiefte Verständnis ökologischer Mechanismen. Nur wenn bekannt ist, welche Umweltfaktoren Populationen tatsächlich beeinflussen, können Modelle realitätsnah strukturiert und relevante Einflussgrößen identifiziert werden. Kurzfristige Witterungseffekte werden gezielt untersucht, quantifiziert und in die Modellstruktur integriert.

Gleichzeitig trennt bAImo konsequent zwischen ökologischem Zustand und Beobachtungsprozess. Ein Großteil der verfügbaren Insektennachweise stammt aus opportunistischen Erhebungen. Sichtbarkeit, Erfassungsaufwand, Witterung und Zugänglichkeit beeinflussen maßgeblich, ob ein Insekt gemeldet wird oder nicht. Werden diese Effekte nicht berücksichtigt, können Fehlinterpretationen entstehen. Deshalb werden Beobachtungsprozesse explizit modelliert – eine entscheidende Voraussetzung, um heterogene Datensätze sinnvoll zu nutzen.

Darauf aufbauend kommen innovative modellbasierte Ansätze zum Einsatz. Gemeinschaftsbasierte Modelle nutzen Informationen zwischen Arten und erhöhen insbesondere für seltene Arten die Vorhersagekraft. Ergänzend ermöglichen moderne KI-Methoden eine realistische Abbildung komplexer räumlicher und zeitlicher Abhängigkeiten, die über klassische statistische Verfahren hinausgehen.

Die Forschungsstrategie von bAImo verbindet daher drei Bausteine:

• Ökologisches Prozessverständnis
• Gezielte Felddatenerhebung unter unterschiedlichen Witterungs- und Saisonbedingungen
• KI-gestützte, hierarchische Modellierung

Durch diese integrative Herangehensweise wird der Informationsgehalt bestehender Monitoringdaten bestmöglich ausgeschöpft. Unterschiedliche Datenquellen werden zusammengeführt, Verzerrungen berücksichtigt und hochaufgelöste räumliche sowie zeitliche Vorhersagen für ganz Bayern ermöglicht.

Der Mehrwert für den Freistaat Bayern ist unmittelbar

bAImo liefert ein innovatives, modellbasiertes Insektenmonitoringsystem, das moderne KI-Methoden mit ökologischer Expertise verbindet. Die Ergebnisse sind direkt auf naturschutzfachliche Fragestellungen übertragbar. Behörden und Entscheidungsträger erhalten eine belastbare Grundlage, um Monitoringprogramme gezielt durch Citizen-Science-Daten zu ergänzen und effizienter zu gestalten.

So entstehen verbesserte Entscheidungsgrundlagen für Naturschutz, Biodiversitätsstrategie und Klimaanpassung. Besonders ökologisch und rechtlich relevante Arten, wie etwa Arten des Natura-2000-Netzwerks, können gezielter geschützt werden und öffentliche Mittel lassen sich durch priorisiertes Monitoring effizienter einsetzen. Gleichzeitig stärkt bAImo Bayern als Standort innovativer Biodiversitätsforschung.

Langfristig trägt das Projekt dazu bei, die biologische Vielfalt und zentrale Ökosystemleistungen zu sichern – und damit die ökologische Zukunftsfähigkeit des Freistaats.

Mögliche Synergien innerhalb von bayklif2

…ergeben sich insbesondere durch Datenaustausch, methodische Schnittstellen und gemeinsame Workshops zur Weiterentwicklung integrativer Klima- und Biodiversitätsanalysen. Bestehende Kooperationen mit Landesbehörden, Naturschutzverbänden und Forschungseinrichtungen werden gezielt ausgebaut.

Das entwickelte Modell- und Monitoringkonzept ist modular, skalierbar und auf andere Regionen sowie Artengruppen übertragbar. Damit eröffnet bAImo konkrete Perspektiven für Anschlussprojekte, etwa zur Ausweitung auf weitere Taxa oder zur Integration zusätzlicher Umwelt- und Fernerkundungsdaten. Der Modellrahmen kann in bestehende Monitoringprogramme integriert und dauerhaft als Entscheidungsunterstützungssystem etabliert werden.

bAImo erzählt eine Geschichte für Bayerns Insekten und für die Zukunft unserer Ökosysteme, eine Geschichte von Innovation, Zusammenarbeit und Verantwortung.