Räumlich‑zeitliche Simulation von Landnutzungs‑ und Landschaftsänderungen in Türkiye mittels eines CA–Markov‑Rahmens

Warum veränderte Landschaften unseren Alltag betreffen

Weltweit formen Wälder, Felder, Siedlungen und Stauseen ständig die Landschaft neu. Diese Veränderungen wirken oft weit entfernt, beeinflussen aber das Wasser aus unseren Leitungen, die Nahrung auf unseren Tischen, die Luft, die wir atmen, und die Tierwelt um uns herum. Diese Studie konzentriert sich auf einen Bezirk im Westen Türkiyes, um detailliert zu zeigen, wie menschliche Entscheidungen und große Infrastrukturprojekte das Landleben verwandeln — und wie Computersimulationen vorhersagen können, wohin diese Veränderungen als Nächstes führen.

Eine lebendige Karte von Wäldern, Feldern und Siedlungen

Die Untersuchung fokussiert auf den Bezirk Ulubey in der Ägäisregion der Türkiye, ein Gebiet mit Schluchten, Staudämmen, Dörfern und einem gemischten mediterran‑kontinentalen Klima. Unter Verwendung detaillierter digitaler Waldkarten der nationalen Forstbehörde gruppierte der Autor die Flächen in neun anschauliche Klassen: dichte Nadel‑ und Laubwälder, Mischwälder, spärliche oder degradierte Wälder, Waldlichtungen, landwirtschaftliche Flächen, Siedlungsgebiete, Wasserflächen wie Stauseen und eine Sammelkategorie für felsige oder Weideflächen. Diese Karten für 2001, 2013 und 2025 lieferten eine reichhaltige Momentaufnahme davon, wie Menschen und Natur die Landschaft über fast ein Vierteljahrhundert umgestaltet haben.

Wie Computer die Vergangenheit nachspielen, um in die Zukunft zu blicken

Um vergangene Karten zu einem Fenster in die Zukunft zu machen, nutzte die Studie ein kombiniertes „cellular automata–Markov“ (CA–Markov) Modell innerhalb eines geografischen Informationssystems. Einfach gesagt zerlegt das Modell die Landschaft in ein feines Raster von Zellen und lernt, wie sich jeder Landtyp im Zeitverlauf typischerweise in einen anderen wandelt — zum Beispiel degradierter Wald, der zu Ackerland oder Wasserfläche wird. Es wendet dann diese Übergangswahrscheinlichkeiten in die Zukunft an und berücksichtigt zugleich, wie Nachbarzellen einander beeinflussen, sodass Wälder, Felder oder Siedlungen in realistischen Clustern wachsen statt als zufällige Pixel. Durch Training an den Karten von 2001 und 2013 erzeugte das Modell eine simulierte Karte für 2025, die mit der realen Waldkarte von 2025 verglichen werden konnte, um die Leistungsfähigkeit der Methode zu prüfen.

Was sich bereits vor Ort verändert hat

Der Vergleich der Jahre 2001, 2013 und 2025 zeichnet ein klares Bild des Drucks auf die Wälder. Die Gesamtwaldfläche — zusammengefasst aus dichten, gemischten und degradieren Beständen — schrumpfte um etwa 3.290 Hektar, also fast 14 Prozent. Den stärksten Rückgang verzeichneten degradierte Wälder, die um nahezu ein Drittel abnahmen. Teile dieser Flächen wurden nach Aufforstung und Wiederherstellung zu gesünderen, dichteren Wäldern, große Anteile wurden jedoch in landwirtschaftliche Flächen, anderes Offenland umgewandelt oder durch neue Stauseen überflutet. Mischbestände aus Kiefer und Eiche verschwanden nahezu, entweder durch Stauaufschwemmung oder durch Vereinheitlichung zu Kiefernbeständen beziehungsweise spärlichem Gehölz, da lokal Eichen als Brennholz genutzt wurden. Zugleich vergrößerten sich Ackerflächen außerhalb der Wälder moderat, Siedlungsflächen nahmen um 68 Prozent zu und Wasserflächen — vor allem Stauseen hinter neuen Dämmen — vermehrten sich mehr als vervierfacht.

Blick nach vorn bis zur Mitte des Jahrhunderts

Nachdem bestätigt war, dass die simulierte Karte für 2025 mit der realen zu etwa 84 Prozent übereinstimmte und eine hohe statistische Genauigkeit aufwies, verwendete der Autor dieselbe CA–Markov‑Konfiguration, um die Landnutzung für 2037 und 2049 zu projizieren. Der Ausblick deutet auf anhaltenden Druck auf die Wälder hin: Bis 2037 dürfte die Waldfläche gegenüber 2025 um rund 11 Prozent zurückgehen und bis 2049 um etwa 21 Prozent. Degradierte, Nadel‑ und Laubwälder werden voraussichtlich schrumpfen, während Ackerflächen um 7 bis 12 Prozent und Wasserflächen um nahezu 15 Prozent zunehmen könnten. Die Siedlungsflächen verändern sich prozentual weniger dramatisch, spiegeln jedoch dennoch eine allmähliche Ausdehnung menschlicher Aktivitäten in ehemals bewaldete Gebiete wider.

Was diese Verschiebungen für Menschen und Natur bedeuten

Für Nicht‑Fachleute lautet die Kernbotschaft klar: In Ulubey weichen Wälder allmählich Ackerland, Stauseen und bebauten Flächen, auch wenn einige Wiederaufforstungsmaßnahmen Waldpartien verbessern. Dieser Zielkonflikt hat Folgen für sauberes Wasser, das lokale Klima, die Tierwelt und die Fähigkeit des Landes, Kohlenstoff zu speichern. Indem die Studie zeigt, dass vergangene Veränderungen mit angemessener Genauigkeit simuliert werden können, demonstriert sie, dass solche Modelle wie eine Planungs‑„Vorhersage“ dienen können, mit der Behörden testen können, wie verschiedene Politiken — zu Dämmen, Bergbau, Landwirtschaft oder Wiederaufforstung — die Landschaft in Jahrzehnten formen könnten. Dieses Wissen kann wiederum Entscheidungen leiten, die Energie‑, Nahrungs‑ und Wohnbedürfnisse besser mit der langfristigen Gesundheit der Wälder und der von ihnen getragenen Ökosysteme ausbalancieren.

Zitation: Bozali, N. Spatiotemporal simulation of land use and land cover changes in Türkiye through a CA–Markov framework. Sci Rep 16, 5320 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35807-9

Schlüsselwörter: Landnutzungsänderung, Waldverlust, Türkiye, Fernerkundung, CA‑Markov‑Modellierung