Indikatoren und optimale Verteilung linearer Landschaftselemente für die räumliche Planung

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1 Indikatoren und optimale Verteilung linearer Landschaftselemente für die räumliche Planung Burghard Meyer* und Ulrike Hirt** * Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH Dep. Naturschutzforschung ** Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei, Abt. Limnologie von Flusseen

2 Was sind lineare Landschaftselemente? Summe aller qualifizier- und quantifizierbaren linearen Elemente einer Landschaft (z.b. Hecken, Gräben, Alleen) Relevanz linearer Landschaftselemente? Wasser- und Stoffhaushalt (biogeochemische Barrieren, WRRL) Landschaftsbild (Erholungseignung) Biodiversität (Habitatfunktion)

3 Landschaft heute: Ergebnis von: - politischen, - sozio-ökonomischen, - technologischen, - Standort - Bedingungen Aber kein Ergebnis integrativer Planung!!!

4 Grundlage für eine integrierte Landschaftplanung: Informationen über die räumliche Struktur einer Landschaft müssen verfügbar sein! -> in einer regionalen Skale Warum keine bisherige Einbeziehung? -> Mangel an Datengrundlagen -> Keine Einbeziehung in Modelle und Planungen

5 Gliederung:.. Quantifizierung von Landschafts- Elementen auf regionaler Ebene ( und Beispiel: Mittlere Mulde) 3. DSS zur optimalen Lokalisierung von neuen Landschaftselementen (mit ).

6 . Quantifizierung von Landschafts- Elementen auf regionaler Ebene

7 Mittlere Mulde: Tschechien Fläche: 700 km²

8 Datengrundlagen:. Sächsische Biotop- und Nutzungskartierung (BNTK). Karte der Naturräume 3. Bodenkarte: Mesoskalige Mittelmaßstäbige Standortkartierung (MMK)

9 . Magdeburger Gewässerschutzseminar Verschneidung der Datensätze Zelle n-id NR STG HG Überführung von dbase in Excel Abfrage im excel; Anwendung der Pivot- Table-Funktion, Abfrage nach HG 6 in Naturraum 5 5 Linieninformationen Flächeninformationen UG Best Karte der Naturräume Mittelmaßstäbige Biotoptypen- Nutzungstypenkartierung (NR) Landwirtschaftliche (BTNK) Datengrundlagen Standortkartierung (MMK) Linien- Flächeninformation Zellen- Zellen- Zellen- NR STG HG ID ID ID UG Best Zellen- NR HG UG Best m² von ID Eliminierung Splitterflächen (<50 m²) von löschen Splitterflächen Code Kartiereinheit Länge Länge Fläche Fläche [km] [m/ha] Code Kartiereinheit [ha] [%] Baumgruppen, Hecken, 6 0,06,55 Gebüsche Grünland, Acker, ,0 00 Sonderstandorte 6 Baumreihe 3,36 5,3 Baumgruppen, Hecken, Nadelreinbestand 0,05 0,0 6 8,95 0,59 Gebüsche 63 Abfragen Laubreinbestand,3 0,5 in 6 Tabellen- Feldgehölz/Baumgruppe 6,06 0,56 6 Laubmischbestand,8, ,7 0, Mischbestand 0, 0, Nadelreinbestand,6 0,03 66 Obstbaumreihe,03, Nadelmischbestand, r. Saum 0, 0,00 68 kalkulationssystem Pappelreihe,83 0, Laubreinbestand 3,8 0,0 63 Allee 3,73 5, Laubreinbestand, r. Saum 0,9 0, Nadelreinbestand, d. Allee 0, 0, Laubmischbestand 9,38 0,3 633 Laubreinbestand 7,03 0, Laubmischbestand, r. Saum 7,0 0, 63 Laubmischbestand 7,5, Mischbestand,83 0,0 636 Obstbaumallee 9,0, Mischbestand, r. Saum,0 0, Solitär, n.v.,07 0,3 6 Baumreihe 0,7 0, Laubmischbestand 0,5 0,0 65 Hecke 5,90, Laubmischbestand, mehrr. 0,8 0,00 65 Feldhecke,73,5 653 sonstige Hecken 3,6 0, Gebüsch,7 0, ,09 0, mit ruderalem Saum,09 0,0 UG Best Linieninformationen Zelle NR STG HG n-id Flächen informationen

10 Landnutzung in Naturräumen (Lineare Biotoptypen) [m/ha] 50 5 [m/ha] Gleisanlagen Straßen Hecke Allee Baumreihe Fließgew ässer Naturraum

11 6,00 Vergleich der Alleen im Agrarraum (Linien) [m/ha] 5,00 sonstige Alleen [m/ha],00 3,00 Laubreinbestand Laubmischbestand,00,00 0, Obstbaumallee P appelallee Naturraum Abb. 3: Alleen im Agrarraum der Naturräume [m/ha]

12 00% Baumreihen Alleen Hecken 80% lückige Baumreihen, Alleen, Hecken 60% 0% sonstige Baumreihen, Alleen, Hecken 0% Baumreihen, Alleen, Hecken 0% Naturraum

13 : Eine Quantifizierung von Landschaftselementen für die räumliche Planung (z.b. Umsetzung WRRL) ist möglich! Literatur: Meyer, B. & Hirt, U. (003): Landschaftsstrukturen zur Ableitung von Landschaftsindikatoren im Einzugsgebiet der mittleren Mulde. UFZ-Bericht 5/003, 87 S., Leipzig.

14 . DSS zur optimalen Lokalisierung von neuen Landschaftselementen

15 . DSS MULBO (Multicriteria Assessment and Optimization) Ziel: optimale Verteilung der Landschaftselemente Vorgehen: Funktionsbewertung - abiotische, - biotische, - sozioökonomische Funktion

16 Testregion Barnstedt in Sachsen-Anhalt Funktionsbewertung Winderosionsdisposition (Basis: Verfahren nach Smith et al. 99) Wassererosionsdisposition (Basis: ABAG, Verfahren nach Schwertmann, Vogl & Kainz 987) Habitateignung für Grauammer anhand der Brutflächen (Basis: Verfahren nach Meyer, Mammen & Grabaum 006)

17 MULBO Multicriteria Assessment and Optimization Meyer, B.C., Grabaum, R. 006 Landc. Urb. Plan. in prp.

18 Meyer, B.C., Grabaum, R. 006 Landc. Urb. Plan. in prp.

19 Meyer, B.C., Grabaum, R. 006 Landc. Urb. Plan. in prp.

20 Die Durchführung der Linienstruktur- Optimierung erfolgt in 3 Hauptschritten: Generierung eines potentiellen Liniennetzes Bewertung des Liniennetzes hinsichtlich ausgewählter Landschaftsfunktionen Optimierung der Linienanordnung auf Basis festgelegter Restriktionen (z.b. Gesamtlänge) Abbildung 3: Liniennetz mit 500m Ausgangskantenlänge Abbildung : Ablaufschema des Verfahrens der Optimierung von Linienstrukturen Grabaum, R., Wolf, T. & Meyer, B.C 006

21 Abbildung : Bewertung der Liniensegmente hinsichtlich der Funktion Winderosion Grabaum, R., Wolf, T. & Meyer, B.C 006 Abbildung 5: Bewertung der Liniensegmente hinsichtlich der Funktion Wassererosion

22 Abbildung 8: Winderosionsgefährdung - Bewertung des Ist-Zustandes Einstufung Abbildung 9: Winderosionsbewertung unter Berücksichtigung der durch Optimierung lokalisierten Linienstrukturen für Datensatz "Ausgangskantenlänge 500 Meter" Einheit Aktuelle Nutzung zusätzlich Datensatz 500 m potentiell nicht gefährdet [ha] 98,65 099,66 [%] 5,5 9,5 potentiell gefährdet [ha] 3,6 0,0 [%] 5,75 50,8 Tabelle : Winderosionsbewertung im Untersuchungsraum Barnstädt - Vergleich Grabaum, R., Wolf, T. & Meyer, B.C 006

23 Anlage neuer Landschaftselemente

24 Integration veränderter Flächennutzung Phacelia

25 :. Landschaftselemente sind für den Nährstoffrückhalt in der Landschaft (v.a. Phosphor) von hoher Relevanz.. Ihre Auswertung bzw. ein Monitoring ist auf regionaler Ebene möglich. 3. Die optimale Lokalisierung von Landschaftselementen im Raum ist durch das DSS MULBO möglich.. Der mögliche Nährstoffrückhalt durch Landschaftselemente muss zur Umsetzung der WRRL stärker berücksichtigt werden.

26 Danke für Ihre Aufmerksamkeit!

27 00% 80% Siedlung, Infrastruktur, Grünflächen Acker, Sonderstandorte Wälder und Forsten 60% 0% 0% Baumgruppen, Gebüsche Magerrasen, Felsfluren, Zw ergstrauchheiden Grünland, Ruderalflur Moore, Sümpfe Gew ässer 0% 3 5 insgesamt Naturraum

28 HG : Gewässer (SLUG 99: ff.) Fließgewässer Bach () Fließgewässer naturnaher Struktur (möglich sind verbaute/begradigte Bachabschnitte) mit einer Breite bis zu 5 m. Graben (3) Künstliches Fließgewässer mit max. 5 m Breite. Fluss () Naturnahes Fließgewässer mit durchschnittlichen Flussbreiten über 5 m. Kanal (5) Künstlicher Wasserlauf, der zur Be- und Entwässerung und/oder für die Schifffahrt als Verbindungsweg dient. Ein Kanal hat eine Mindestbreite von 5 Metern und ist in der Regel langsam fließend. 3 Stillgewässer Temporäre Kleingewässer, Tümpel (< ha) (3) Natürlich oder anthropogen entstandene Kleingewässer, z.b. in feuchten Niederungen, Ackersenken oder Regenwasserrückhaltebecken bis zu einer Größe von ha. Diese Kartiereinheit wurde im ausgetrockneten Zustand kartiert, da der temporäre Charakter nur so eindeutig im Luftbild zu erkennen ist. Kleingewässer (3) Natürlich oder anthropogen entstandene Kleingewässer, Tümpel, Regenwasserrückhaltebecken oder Wasseransammlungen z.b. in feuchten Niederungen oder in Ackersenken bis zu einer Größe von ha. Teich (33) Künstliche, ablassbare Stillgewässer von unterschiedlicher Größe und meist geringer Tiefe. Staugewässer (3) Künstliche Stillgewässer, die aufgrund einer Anstauung entstanden sind (z.b. Stauseen) Altwasser (36) Altwasser (Altarme) sind meist flachgründige bis polythrophe Stillgewässer der Auen, die durch Abschneidung von Bach- oder Flussschlingen entstanden sind und mit dem angrenzenden Fließgewässer periodisch oder episodisch in Verbindung stehen können. Restgewässer (36) Wassergefüllte Tagebaurestlöcher in Bergbaufolgelandschaften, Steinbrüche, Sand-, Kies- und Tongruben u.a.

29 Gewässerbegleitende Vegetation Röchrichte () Durch Pflanzenarten der Röhrichte dominierte Bestände im Verlandungsbereich von Gewässern. Uferstaudenfluren () Von krautigen Pflanzen beherrschte Flächen frischer bis nasser oder wechselfeuchter Standorte an Fluß- und Bachufern und an Gräben. Gewässerbegleitende Gehölze Gewässerbegleitende, gepflanzte und nicht gepflanzte Gehölze, bestehend aus Sträuchern und Bäumen der feuchten bis nassen Standorte, der Weich- und Hartholzauwälder. 6 Baumgruppen, Hecken, Gebüsche (SLUG 99: 06ff.) 6 Felsgehölz, Baumgruppe Gehölzstreifen (ab 0 m Breite) oder kleine Gehölzgruppen (Größe in der Regel unter ha) in der Agrarlandschaft. 6 Baumreihe Ein- oder zweireihige Baumreihe 63 Allee Zweireihige, gepflanzte Baumreihe an befestigten oder unbefestigten Wegen und Straßen. 6 Solitär Enzeln stehende Laub- oder Nadelbäume 65 Hecke Hecken aus Bäumen oder Sträuchern. Sie sind an Gräben, Wegen, Straßen oder als Feld-, Wiesen- und Weidengrenzen zu finden, teilweise auf Steinwällen. 66 Gebüsch Laubgebüsche aller Standorte von trocken bis frisch 9 Siedlung, Infrastruktur, Grünflächen (SLUG 99: 66ff.) 95 Verkehrsflächen (SLUG 99: 66ff.) Versiegelte oder teilversiegelte Verkehrsflächen des Straßen-, Bahn- und Flugverkehrs. 95 Straßen Kommunale-, Land- und Bundesstraßen sowie Autobahnen 95 Autobahn Straßenverkehrsfläche mit mindestens Spuren sowie Seitenstreifen und Blendschutz bzw. Ruderalflächen und Gehölzen im Innenbereich. 95 Landstraße, Bundesstraße Straßenverkehrsfläche mit zwei Fahrbahnen

30 MG : Waters MG 3: Marshland, swamps MG : Grassland, ruderal vegetation MG 5: extensive grassland, rocky fields, small shrub meadows MG 6: Groups of trees, hedgerows, bushes MG 7: Woods and forests MG 8: Arable land, special sites MG 9: Settlements, infrastructure, green areas

31 Standortgruppe Bezeichnung Größe in ha SSG Grundwasserferne Sandstandorte 9 SSG Sand- und Tieflehmstandorte 5006 SSG 3 Tieflehm- und Lehmstandorte 5363 SSG Staunasse Tieflehm- und Lehmstandorte 363 SSG 5 Auenlehmstandorte 573 SSG 7 Moorstandorte 97 SSG 8 Grundwassersandstandorte 095 SSG 0 Braune Lößstandorte SSG Staunasse Lößstandorte 8 SSG 3 Berglehmstandorte, z.t. mit Staunässe 30 SSG Berglehmstandorte sowie Standorte der Hochlagen 7

32 . Magdeburger Gewässerschutzseminar Baumreihen, Alleen, Hecken Vergleich der Gewässer im Agrarraum (Polygone) [%] Vergleich der Baumgruppen und Gebüsche im Agrarraum (Polygone) in % [m/ha] 00% 90% 80% 70% 60% 50% 0% 30% 0% 0% 0% 0,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00,00 3,00,00,00 0,00 Fluß Kanal Kleingew (<ha) 60% Gewässer Teich 0% Staugew ässer Altw asser 5 Nadelmischbestand Vergleich der 0% Gewässer im Agrarraum (Polygone) Vergleich der Gewässer im Agrarraum (Polygone) Restgew ässer [m²/ha] Feldgehölz/Baumgruppe [m²/ha] 0 sonstige 0% 350,00 350, ,00 300,00 Fluß Naturraum 30 Naturraum Fluß Kanal 5 Kanal 50,00 50,00 Kleingew ässer (<ha) Graben Kleingew ässer (<ha) 0 00,00 0,00 00,00 Teich 5 50,00 9,00 Bach Infrastruktur Teic h Staugew ässer 50,00 Staugew ässer 8,00 Altw asser 0 00,00 Altw asser 00,00 Restgew ässer 7,00 Restgew ässer 5 50,00 sonstige lückige Baumreihe 50,00 6,00 Vergleich der Straßen im Agrarraum [m/ha] Vergleich sonstige der Straßen imagrarraum[%] 0 0,00 sonstige Baumreihen Pappelreihe 3 5 5, , Obstbaumreihe,00 Baumreihe Standortgruppe Naturraum 00% Naturraum Laubmischbestand 503,00 Wirtschaftsweg Wirtschaftsw eg 80% Laubreinbestand,00 Vergleich sonstige 0,00 der Gewässer 0im Agrarraum (Polygone) Baumreihe [%],00 sonstige Vergleich Straßender gewässerbegleitenden 60% sonstige Straßen 9,00 30,00 Vegetation Landstraße, im Agrarraum (Polygone) [%] 00% ,00 0% Bundesstraße Landstraße, 90% Standortgruppe 7,00 0 Autobahn Standortgruppe 00% 80% Fluß lückige Baumreihe 0% Röhrichte Bundesstraße 6,00 Autobahn 70% 0 Kanal sonstige Baumreihen 80% 0% 5,00 Uferstaudenfluren 60% Kleingew ässer (<ha),00 0 Baumreihe 3 5 insgesamt 60% 50% Teich 3 5 3,00 0% Naturraum Staugew ässer 0% gew ässerbegleitende Naturraum,00 30% Altw asser Gehölze 0% 0%,00 Res tgew äs ser 00% 0% 0,00 0% sonstige 30 sonstige % 3 80% 5 5 Naturraum Standortgruppe Naturraum 60% Wirtschaftsweg 0 Wirtschaftsweg sonstige Wege sonstige Wege 5 0% Landstraße, Bundesstraße Landstraße, Bundesstraße Autobahn 0 Autobahn [m/ha] [m²/ha] [m/ha] [m/ha] 00% 80% [m²/ha] Laubmischbestand Laubreinbestand Gebüsch Mischbestand Nadelreinbestand [m/ha] 0% 5 0% Standortgruppe Standortgruppe

33 Tab. : Umrechnungen der Flächen- zu Liniendaten bei Gewässern (Biotoptypenkartierung) Gliederungsebene/Code: Bestand Gewässer 00 Fluss Kanal 0 Meter (Breite) 3 00 Temp. Kleingewässer, Tümpel Gelöscht 3 00 Kleingewässer (< ha) Gelöscht Teich Gelöscht 3 00 Staugewässer Altwasser Restgewässer Gelöscht Tab. : Umrechnungen der Flächen- zu Liniendaten bei Verkehrsflächen (Biotoptypenkartierung) Gliederungsebene / Code: Bestand Bestand Straßen Autobahn Landstraße, Bundesstraße Sonstige Straße Wirtschaftsweg 5 Meter (Breite)

34 Vorteile von MULBO im Vergleich zu herkömmlichen Planungsansätzen sind: die strukturierte regelbasierte Abfolge der Arbeitsschritte von der Problemauswahl bis hin zur Szenarienerstellung als Grundlage für eine Planerstellung durch einen Fachplaner, die Verwendung fachwissenschaftlich fundierter Bewertungsverfahren, der gesamträumliche Ansatz für den gewählten Betrachtungsraum, der alle Landnutzungen einbezieht und keine einseitigen sektoralen Ziele verfolgt, die Bewertung aller gewählter Funktionen im ganzen Betrachtungsraum, die Notwendigkeit zur Partizipation der Stakeholder zur Bestimmung von wichtigen Funktionen und der Ziele für die Landnutzungsentwicklung, die durchgängige Verwendung digitaler Kartengrundlagen öffentlicher Herkunft sowie der Einsatz von Geographischen Informationssystemen, die Verwendung der Kompromissoptimierung zur nachvollziehbaren, sowie qualitativ als auch quantitativ nachweisbaren Berücksichtigung der einzelnen bewerteten Funktionen für eine zukünftige Landnutzung, die digitale Speicherfähigkeit der, sowie deren leichte Weiterverwendbarkeit im Rahmen anderer Planungserfordernisse, die leichte Übertragbarkeit von MULBO auf andere räumliche problemorientierte Fragestellungen.

35 . Abiotische Bewertungsverfahren. Biotische Bewertungsverfahren 3. Sozio-ökonomische Verfahren zu. Grundwasserneubildung Grundwasserschutz Klimafunktion Nitratauswaschungsgefährdung Abflussregulation Bodenerosion durch Wasser Bodenerosion durch Wind Filtervermögen des Bodens

36 zu. Bewertung zur Habitateignung für die Grauammer (Emberiza calandra) Bewertung zur Habitateignung des Feldhasen (Lepus europaeus) Bewertung zur Habitateignung des Rotmilan (Milvus milvus) zu 3. Erholungsfunktion Produktionsfunktion

37 Indikatoren, vorgeschlagen für ein Monitoring im EZG der Mittleren Mulde: Baumreihen, Alleen (mit Angabe der Lückigkeit) (m/ha im Agrarraum) Hecken (mit Angabe der Lückigkeit) (m/ha im Agrarraum) Obstbäume und Streuobstwiesen (mit Angabe des Erhaltungszustand) (m²/ha) Waldanteil, Anzahl der Waldparzellen (%, Anzahl) Fließgewässer und ihr Ausbaugrad (Bach, Graben o.ä.) (m/ha) Stillgewässer (Anzahl, m²/ha) Straßenlängen (mit Angabe des Ausbauzustandes) (m/ha) Siedlungsflächen (%) Acker- und Grünlandanteile (% der landwirtschaftlich genutzten Fläche) Schlaggrößen (ha)

38 Baumreihen in den Standortregionaltypen im Agrarraum [%] 00% 90% 80% 70% 60% 50% 0% 30% 0% 0% 0% Standortregionaltypen Pappelreihe Obstbaumreihe Laubmischbestand Laubreinbestand sonstige Baumreihe

39 Baumgruppen und Gebüsche in den Standortregionaltypen im Agrarraum [%] 00% Feuchtgebüsch 80% Trockengebüsch Gebüsch 60% 0% Mischbestand Laubmischbestand Laubreinbestand Nadelmischbestand 0% 0% Nadelreinbestand Feldgehölz/Baumgruppe Standortregionaltyp