duingebied Hollandse Duinen

Natuur monitoren vanuit de luie stoel

HAS Hogeschool, Naturalis Biodiversity Center
7-MEI-2022 - De snelle verspreiding van invasieve exoten vormt een bedreiging voor een van ons meest unieke en kenmerkende landschap: de Nederlandse duinen. Zo ook in het natuurgebied Hollands Duin, waar de giftige klimplant zwarte engbloem voet aan de grond begint te krijgen; of in dit geval een wortel in het zand. Het inzetten van drones maakt het monitoren van de exoot mogelijk kinderspel.
Deel deze pagina

De zwarte engbloem (Vincetoxicum nigrum), met bloemen die geuren naar rottend fruit, vindt zijn oorsprong in Zuidwest-Europa. De soort is rond 1980 met fazantenvoer in de Nederlandse duinen terechtgekomen en zich vanuit daar gaan verspreiden. Eerst langzaam, maar door de stijgende temperatuur in het gebied in een steeds rapper tempo. Door klimaatverandering is in de laatste tien jaar het duingebied beter geschikt geraakt voor de zwarte engbloem, waardoor de exoot zich steeds sneller weet te nestelen.

Snelle verspreider

Zwarte engbloem rukt de laatste jaren snel op in Nederlands duingebiedBovendien kan de plant zich via de wortels vermeerderen, wat het lastig maakt om de soort volledig te verwijderen. Lector Innovatieve biomonitoring aan de HAS Hogeschool Margje Voeten uit haar zorgen: “De verspreiding van deze soort willen we voorkomen in de Nederlandse duinen. Zwarte engbloem groeit graag op open plekken met stuifzand, die nu juist dicht woekeren.” Juist deze open plekken zijn van groot belang voor de hoge biodiversiteit in de duinen. Het dichtgroeien hiervan zou grote gevolgen kunnen hebben op de kwaliteit van het gehele gebied.

Speciale camera

Om verdere verspreiding te voorkomen, vraagt dit nieuwe probleem om nieuwe oplossingen. Eén van de oplossingen waarmee onderzoekers experimenteren is het inzetten van drones. Voeten: “Drones zijn perfect om foto’s met een hele hoge resolutie te maken. We kunnen al foto’s maken waarbij de nauwkeurigheid van een gebied één bij één centimeter groot is. Bovendien maakt automatische beeldherkenning het mogelijk om snel en nauwkeurig al het beeldmateriaal te scannen.” Het idee is om met de nieuwe techniek een waarschuwingssysteem op te zetten, waarmee de soort snel kan worden gelokaliseerd en bestreden.

Om dit te realiseren heeft het bedrijf Ecogoggle de handen ineen geslagen met HAS Hogeschool en Naturalis. Het bedrijf gebruikt drones voor het maken van luchtfoto's. ”Met een speciale camera worden foto's gemaakt die zonlicht weerkaatsen in het rood, groen, en blauw spectrum, en in het nabij-infrarood licht. De foto's die hieruit voortkomen tonen verschillende plantensoorten in hoog kleurcontrast van elkaar.” Hoewel het eerder al mogelijk was om grote vegetatieopnames te maken met behulp van drones, wordt het met dit speciale beeld ineens mogelijk om kleine kruidachtige planten te onderscheiden van de omliggende vegetatie.

Een multispectrale foto naast een standaard foto, met de zwarte engbloem omcirkeld

Minder inspanning

Ecogoggle heeft nu samen met het lectoraat van innovatieve biomonitoring van HAS Hogeschool en Naturalis een onderzoeksteam van drie studenten aan de HAS hogeschool ingezet, met als doel dit systeem verder te ontwikkelen. Hiervoor dook het team allereerst het Hollands Duingebied in. Daar zochten de studenten het gebied af op zoek naar de plant en noteerden de gps-locatie. Met die gegevens konden de studenten ook de zwarte engbloemen op de dronefoto's traceren en noteren. Deze markeringen werden via zogenaamde ‘machine learning’ verwerkt, waar het model vele malen oefent om tot de gewenste accuraatheid van herkenning te komen. Als de gewenste nauwkeurigheid is bereikt, is het model in staat om de gemaakte afbeeldingen automatisch te herkennen op de aanwezigheid van zwarte engbloem.

Een ideale oplossing, zou je denken. Helaas vergt het nog veel werk voordat de drones het menselijke werk geheel kunnen vervangen: “Het model moet nog veel leren voor het de gewenste accuraatheid heeft bereikt. Maar, zodra dit is gerealiseerd hoeft men dankzij automatische beeldherkenning alleen nog met een drone beelden te verzamelen. Het model kan dan vervolgens aangeven waar de exoot zich bevindt”, legt Voeten uit. “Superfijn, want zo kan het natuurgebied vaker en met minder inspanning gemonitord worden.” Automatische beeldherkenning heeft veel potentie. Het systeem kan ook ontwikkeld worden voor andere planten en dieren, waardoor het een veelbelovend toekomstperspectief heeft. ”De snel verspreidende exoten kunnen op deze manier op tijd worden ontdekt en in de kiem gesmoord.”

Meer informatie

  • Lees hier meer over het gezamenlijk lectoraat innovatieve biomonitoring van HAS Hogeschool en Naturalis. 
  • Op dinsdag 17 mei geeft Margje Voeten haar lectorale rede genaamd 'Biodiversiteit in beeld' bij HAS Hogeschool. In het lectoraat Innovatieve Biomonitoring staat het meten van biodiversiteit centraal. In samenwerking met Naturalis Biodiversity Center doen Voeten, haar kenniskring en studenten onderzoek naar het toepassen van nieuwe monitoringstechnieken zoals automatische beeldherkenning en environmental DNA in de praktijk.
  • Neem voor inhoudelijke vragen contact op met Margje Voeten.

Tekst: Julia Satter, Dante Pieper, Julian Michiels van HAS Hogeschool & Naturalis Biodiversity Center
Foto’s: René Zoetemelk; Julia Satter; Ecogoggle