17.04.2025
INTERREG

Waldsterben: Künstliche Intelligenz macht Jagd auf Borkenkäfer

In Österreich und Tschechien ist der Borkenkäfer auf dem Vormarsch und Waldsterben ist die Folge. Im länderübergreifenden Projekt SMARTbeetle wollen die Initiator:innen wirksamere und umweltschonendere Lockstoffe für den Borkenkäfer entwickeln – auch mithilfe Künstlicher Intelligenz.
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Borkenkäfer, SMARTbeetle
© SCCH/Business Upper Austria - (v.l.) Klara Stadler, Manuela Geiß und Simona Standler.

Der Borkenkäfer (Scolytinae) gehört zur Unterfamilie der Rüsselkäfer, der sich im Holz von Bäumen, in selbstgebohrten Gängen fortpflanzt und zum Teil großen wirtschaftlichen Schaden anrichtet. Unter den zahlreichen Arten besiedeln einige, meist an Nadelbäume gebundene Käfer, lebende Bäume, die sie dann durch ihren Befall zum Absterben bringen können. In Mitteleuropa ist die Fichte jene Baumart mit den höchsten Borkenkäferschäden. Laut Mart‐Jan Schelhaas, Gert‐Jan Nabuurs und Andreas Schuck, wie in „Natural disturbances in the European forests in the 19th and 20th centuries“ beschrieben, verursachten Borkenkäfer in Europa im Zeitraum 1950 bis 2000 durchschnittlich 2,9 Millionen Kubikmeter Schadholz pro Jahr (0,7 Prozent der europäischen Holzeinschlagsmenge und etwa die Hälfte der Schäden durch biologische Schaderreger insgesamt).

Borkenkäfer: Fast 50 Mio. Schadensbilanz

2024 wurden in Österreich laut den Österreicheichischen Bundesforsten 1,5 Millionen Festmeter Schadholz gezählt, wobei rund 18 Prozent auf Borkenkäferbefall zurückzuführen waren. Die Waldschadensbilanz – also die Kosten für Käferprävention und -bekämpfung, Infrastrukturschäden sowie Deckungsbeitragsverlust und Lagerkosten für Schadholz – beläuft sich 2024 in Summe auf rund 49 Mio. Euro (2023: 32 Mio. Euro). Dem Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft nach sind sogar 45 Prozent des Schadholzes im Jahr 2024 auf Borkenkäfer zurückzuführen. Ein länderübergreifendes Projekt soll das nun ändern.

Das Interreg-Projekt SMARTbeetle (Smell-based Molecular Artificial Intelligence to Fight Bark Beetle) möchte mit modernen biologischen Methoden und Künstlicher Intelligenz optimierte Pheromonmischungen entwickeln, um die Effektivität von Fallen zu steigern und Nichtzielarten zu schonen. Dadurch soll nicht nur die Waldsterberate reduziert, sondern auch der Einsatz von Pestiziden verringert werden.

KI als Booster

„Künstliche Intelligenz wirkt als Booster für die Entwicklung von Pheromonfallen, indem sie Vorhersagemodelle für Rezeptor-Liganden-Interaktionen bereitstellt“, erklärt Manuela Geiß, Senior Researcher Data Science beim Software Competence Center Hagenberg (SCCH). „Durch das Screening von Tausenden potenzieller Pheromonkandidaten können die vielversprechendsten Varianten gezielt in Laborexperimenten und Feldversuchen getestet werden, was wertvolle Ressourcen spart und die Entdeckung effektiverer Lockstoffe aus einem größeren Kandidatenpool ermöglicht.“

Beteiligt am Projekt sind Partner aus Österreich und Tschechien. Für die oberösterreichische Standortagentur Business Upper Austria arbeiten der Building Innovation Cluster sowie der Softwarepark Hagenberg mit. Das Software Competence Center Hagenberg (SCCH) führt das Konsortium an. Insgesamt besteht die Vereinigung aus sieben Partnern: Software Competence Center Hagenberg GmbH (AT) FH OÖ Research and Development (AT) TU Wien (AT) University of South Bohemia (CZ) Business Upper Austria (AT) Mendel University Brno (CZ) Forestry and Game Management Research Institute (CZ).

„Die heimische Holzwirtschaft steht durch den vermehrten Borkenkäferbefall vor großen Herausforderungen. Mit innovativen Ansätzen wollen wir die Gesundheit unserer Wälder langfristig sichern“, erklärt Klara Stadler, Projektmanagerin im Building Innovation Cluster der oberösterreichischen Standortagentur Business Upper Austria, die Intention dieser Zwei-Staaten-Initiative.

Vier Jahre Laufzeit

Diese grenzüberschreitende Kooperation zwischen wissenschaftlichen Einrichtungen soll auch den Dialog zwischen Behörden und Waldbesitzern beider Länder fördern, wie auch Simona Standler, Projektmanagerin im Softwarepark Hagenberg, betont: „Der Austausch von Daten und Erfahrungen verbessert die Überwachung der Borkenkäferpopulationen und ermöglicht frühzeitige Gegenmaßnahmen.“ Die Projektlaufzeit von vier Jahren soll zudem ausreichend Zeit für die Validierung der Lockstoffe in der Praxis garantieren.

Das Projekt wird von der Europäischen Union im Rahmen des Interreg-Programms Österreich – Tschechien gefördert.

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Junior Developer
(c) True Agency via Unsplash

„Wer glaubt, mit Künstlicher Intelligenz ließen sich Einstiegspositionen einfach streichen, verwechselt das Werkzeug mit der Person, die es sinnvoll einsetzt“, warnt André Holhozinskyj, CEO der europäischen Cloudflight Group. Die Warnung des Branchenexperten stützt sich auf eine aktuelle Befragung, die das Unternehmen durchgeführt hat. Unter den 1.119 Teilnehmenden – mehrheitlich Studierende und Berufseinsteiger:innen aus Deutschland, Österreich und Rumänien – zeigt sich eine weite Verbreitung, aber auch eine spürbare Reglementierung von KI-Tools im Arbeitsalltag.

Während 99 Prozent der befragten Nachwuchskräfte angeben, KI-Werkzeuge regelmäßig zu nutzen, stoßen sie in der Praxis häufig an organisatorische Grenzen. Rund zwei Drittel der Befragten berichten von Einschränkungen bei der Nutzung, die überwiegend organisatorischer Natur sind. Als Haupthindernis nennen 46 Prozent regulatorische Vorgaben wie Richtlinien von Schulen, Universitäten oder Unternehmen. Weit dahinter folgen Kosten und Lizenzgebühren mit 24 Prozent sowie ethische, rechtliche und datenschutzrechtliche Bedenken mit 23 Prozent. Mangelndes Interesse spielt mit nur zwei Prozent praktisch keine Rolle.

Risiko durch Schatten-IT und Compliance-Verstöße

Die restriktive Haltung in vielen Organisationen birgt nach Einschätzung der Studienautor:innen jedoch Risiken: Wird die Nutzung im Unternehmen untersagt oder komplett eingeschränkt, weichen Mitarbeiter:innen häufig auf private Geräte und nicht freigegebene Consumer-Tools aus – ohne Wissen oder Zustimmung der IT-Abteilung.

Gernot Molin, CTO der Cloudflight Group, warnt vor den unmittelbaren Gefahren für die Datensicherheit: „Tools wie ChatGPT, Gemini oder Claude sind nicht für Unternehmenssicherheit oder Compliance konzipiert, sondern für einfachen Zugang, und das schafft unmittelbare Risiken.“ So könnten etwa proprietäre Algorithmen durch das Einfügen von Code-Schnipseln abfließen, oder Entwickler:innen könnten unbeabsichtigt Kundendaten bei der Analyse von Log-Dateien offenlegen. Unternehmen, die an Richtlinien wie DSGVO, HIPAA oder SOC 2 gebunden sind, riskieren laut Molin bei der Verwendung nicht autorisierter Dienste empfindliche Verstöße. Er plädiert daher für eine kontrollierte Freigabe von KI-Werkzeugen, die direkt in bestehende Entwicklungsumgebungen integriert und durch Sicherheitskontrollen sowie Audit-Trails abgesichert sind.

Vielseitige Nutzung abseits von reinem Code

Die Befragung räumt zudem mit dem Vorurteil auf, KI diene primär dem Schreiben von neuem Programmcode. Der Einsatz zur reinen Code-Generierung liegt bei 18 Prozent und ist damit fast gleichauf mit dem Debugging und Code-Reviews (19 Prozent), administrativen und organisatorischen Aufgaben wie Recherche (19 Prozent) sowie der Code-Optimierung (17 Prozent). Dokumentation (12 Prozent) und Testautomatisierung (10 Prozent) folgen mit etwas Abstand.

Den größten Nutzen sehen die Befragten in der Entlastung bei Routinearbeiten. Fast jede:r Zweite (48 Prozent) nutzt KI vor allem zur Bewältigung repetitiver, zeitaufwändiger Aufgaben wie dem Erstellen von Boilerplate-Code oder dem automatisierten Organisieren von Daten. Ziel sei es, so heißt es aus den offenen Antworten der Teilnehmenden, sich dank der KI auf die interessanten Teile der Arbeit konzentrieren zu können. Zudem schätzen 42 Prozent die Tools als eine Art rund um die Uhr verfügbaren Tutor, der komplexe Konzepte erklären kann. Dieser Effekt könnte nach Einschätzung der Studienautoren vor allem in Regionen mit schwächerer Bildungsinfrastruktur den Zugang zu hochwertiger Programmierausbildung demokratisieren.

Zukunftssorgen und die Rolle der Nachwuchskräfte

Trotz der intensiven Nutzung blickt die junge Generation keineswegs sorgenfrei in die Zukunft. Lediglich 12 Prozent der Befragten geben an, keinerlei Sorge hinsichtlich der Auswirkungen von KI auf ihre eigene Karriere zu haben. Die überwiegende Mehrheit von 88 Prozent äußert leichte bis extreme Besorgnis. Neben der allgemeinen Karriereentwicklung sorgt sich ein Teil der Entwickler:innen auch um den eigenen Lernfortschritt: Es besteht die Befürchtung, durch eine zu starke Abhängigkeit von der KI das eigene Weiterkommen zu bremsen und durch die automatisierten Lösungen „dümmer“ zu werden. Viele wünschen sich daher Erklärungen anstelle von fertigen Antworten.

Für Cloudflight-CEO Holhozinskyj zeigt die Untersuchung, dass Unternehmen umdenken müssen. Künstliche Intelligenz müsse wie eine „virtuelle Mitarbeiterin“ verstanden werden, die ein geregeltes Onboarding benötigt. Wer Juniorstellen aus Gründen der kurzfristigen Kostenersparnis streicht, begehe laut Holhozinskyj einen strategischen Fehler: „Urteilsvermögen entsteht nicht am Reißbrett, sondern über Jahre praktischer Erfahrung, auch aus eigenen Fehlern, und genau diese Erfahrung bauen Unternehmen gerade systematisch ab, wenn sie ihre Juniorstellen kürzen.“ Langfristig drohe den Unternehmen dadurch der Verlust der „Senior-Kompetenz von morgen“ an die Konkurrenz, was sich schnell zum mittelfristigen Wettbewerbsnachteil entwickeln könne.

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