Entwicklung der Landschaftszerschneidung in Hessen von 1930 bis 2002

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1 INGA A. ROEDENBECK Entwicklung der Landschaftszerschneidung in Hessen von 1930 bis 2002 Statusbericht für das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG) Inga A. Roedenbeck Institut für Biometrie und Populationsgenetik Justus-Liebig-Universität Giessen Mai 2005

2 I N H A L T Abbildungs- und Tabellenverzeichnis Glossar 1 Anlass Theoretischer Hintergrund Zielsetzung Methode Zerschneidungsgeometrie Die Effektive Maschenweite Räumlicher Bezug Aufbereitung der Datengrundlagen Berechnung der Zerschneidungsintensität Ergebnisse Hessen Regierungsbezirke Landkreise Naturräume Zusammenfassung und Ausblick Literatur Anhang

3 V E R Z E I C H N I S Abbildungen Abb. 1: Lage der hessischen Regierungsbezirke und Landkreise... 5 Abb. 2: Die naturräumlichen Haupteinheiten Hessens nach KLAUSING (1988)... 6 Abb. 3: Prozentuale Abnahme der effektiven Maschenweite in den hessischen Landkreisen von 1930 bis Abb. 4: Prozentuale Abnahme der effektiven Maschenweite in den hessischen Naturräumen von 1930 bis Diagramme Dia. 1: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den hessischen Regierungsbezirken von Dia. 2: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den kreisfreien Städten Hessens Dia. 3: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den hessischen Landkreisen von : Hersfeld-Rotenburg, Werra-Meissner und Gross-Gerau... Dia. 4: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den hessischen Landkreisen von : Bergstrasse, Vogelsberg, Lahn-Dill, Hochtaunus, Wetterau und Waldeck-Frankenberg... Dia. 5: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den hessischen Landkreisen von : Marburg-Biedenkopf, Fulda, Darmstadt-Dieburg, Giessen, Limburg-Weilburg und Main-Taunus... Dia. 6: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den hessischen Landkreisen von : Rheingau-Taunus, Kassel, Waldeck-Frankenberg, Main-Kinzig und Odenwald... Dia. 7: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den hessischen Naturräumen von Dia. 8: Dia. 9: f Tabellen Tab. 1: Analysen zur Landschaftszerschneidung in Hessen: Vergleich ESSWEIN und ROEDENBECK... 2 Tab. 2: Verwendete Dateien - Benennung der Shapefiles... 8 Tab. 3: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in Hessen Tab. 4: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den Regierungsbezirken Tab. 5: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den Landkreisen Tab. 6: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den Naturräumen Anhang Tab. A1: Verzeichnis der Kartenblätter für die historische Analyse Abb. A1: Straßen, Schienen und Siedlungen in Hessen um Abb. A2: Unzerschnittene Räume in Hessen um Abb. A3: Straßen, Schienen und Siedlungen in Hessen um Abb. A4: Unzerschnittene Räume in Hessen um Abb. A5: Straßen, Schienen und Siedlungen in Hessen um Abb. A6 Unzerschnittene Räume in Hessen um Abb. A7 Straßen, Schienen und Siedlungen in Hessen um Abb. A8 Unzerschnittene Räume in Hessen um Abb. A9 Straßen, Schienen und Siedlungen in Hessen um Abb. A10 Unzerschnittene Räume in Hessen um Abb. A11 Straßen, Schienen und Siedlungen in Hessen um Abb. A12 Unzerschnittene Räume in Hessen um Text Methode zur Ermittlung der unzerschnittenen Räume... 38

4 V E R Z E I C H N I S Glossar AdV AV ATKIS DLM EDBS MV m eff TÜK Arbeitsgemeinschaft der (Landes-) Vermessungsämter Ausschneideverfahren, Methode zur Ermittlung der unzerschnittenen Räume Amtliches Topographisch-Kartographisches Informationssystem Digitales Landschaftsmodell Einheitliche-Datenbank-Schnittstelle der ATKIS-Daten Mittelpunktverfahren, Methode zur Ermittlung der unzerschnittenen Räume Effektive Maschenweite, Maßzahl für die Landschaftszerschneidung Topographische Übersichtskarte

5 E I N L E I T U N G 1 Anlass Im August 2004 genehmigte die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) ein Promotionsvorhaben zur Landschaftszerschneidung in Hessen. Das Vorhaben ist in drei Teilziele gegliedert. Zunächst soll die Entwicklung der Landschaftszerschneidung in Hessen von 1930 bis 2002 dokumentiert werden. In einem zweiten Schritt sollen die Karten zur historischen Landschaftszerschneidung mit Bestandsdaten von Tierarten in Hessen überlagert werden. Dabei soll schwerpunktmäßig der Frage nachgegangen werden, ob die landesweiten Bestandsrückgänge von Tierarten mit einer Verdichtung des Verkehrswegenetzes zu erklären sind. In einem dritten Arbeitsschritt soll der Einfluss der Zerschneidung im Verhältnis zu anderen Standortfaktoren gewichtet werden. Der erste Teilschritt des Promotionsvorhabens ist abgeschlossen und die Daten zur Entwicklung der Landschaftszerschneidung in Hessen liegen nun vor (ROEDENBECK & ESSWEIN 2005). Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt legt bei der Bewilligung ihrer Promotionsstipendien besonderen Wert auf die Praxisorientierung und den Anwendungsbezug der geförderten Arbeiten. Auch im Sinne der Antragstellerin ist eine zügige Veröffentlichung der Ergebnisse, um baldmöglichst ihre Verwendung in der praktischen Verkehrs- und Landschaftsplanung zu gewährleisten. Aus diesem gemeinschaftlichen Interesse heraus, sollen Teilergebnisse noch vor Abschluss der Doktorarbeit dem Hessischen Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG) zur Verfügung gestellt werden. Das HLUG schloss zu Beginn des Promotionsvorhabens eines Kooperationsvertrag mit der Antragstellerin. Im Rahmen dieses Vertrages stellte das HLUG aufbereitete ATKIS-Daten zur Verfügung, die als Ausgangsdatensatz in der historischen Analyse Verwendung fanden. Im Gegenzug dazu liefert die Antragstellerin den hier vorgelegten Bericht an das HLUG. Bereits vor Bewilligung des Promotionsstipendiums hatte das HLUG einen Werkvertrag an das Institut für Landschaftsplanung und Ökologie (ILPOE) der Universität Stuttgart vergeben, um den aktuellen Zustand der Landschaftszerschneidung in Hessen dokumentieren zu lassen. ESSWEIN & SCHWARZ VON RAUMER (2004) legten hierzu einen ausführlichen Endbericht vor. Um Doppelarbeit zu vermeiden, wurde die historische Analyse von Inga Roedenbeck in Absprache mit Heide Esswein durchgeführt. Die Unterschiede zwischen der hier vorliegenden Studie und der Vorlage von ESSWEIN & SCHWARZ VON RAUMER (2004) sind Tab. 1 zu entnehmen. Der Hauptunterschied ist, dass unterschiedliche Zieljahre gewählt wurden. Die Ist-Zustands-Analyse von ESSWEIN & SCHWARZ VON RAUMER (2004) fußt schwerpunktmäßig auf das ATKIS-Basis-DLM von Auf Grundlage des ATKIS-Basis-DLM 2 (Stand 2002) erstellten sie Karten der unzerschnittenen Räume für Gesamthessen; es wurden allerdings keine Teilraumgeometrien (Analysen auf Basis der Regierungspräsidien, Landkreise und Naturräume) berechnet. Die hier vorliegende Analyse verwendet den Datensatz ATKIS 2002 als aktuellsten Datensatz. Der Datensatz ATKIS 1995 geht als ein Zeitschritt in die historische Analyse ein. Um die historische Entwicklung der Landschaftszerschneidung zu dokumentieren, werden hier weitere vier Zieljahre betrachtet: 1930, 1966, 1977 und Ein weiterer Unterschied ist, dass die hier vorliegende Analyse eine neue Zerschneidungsgeometrie (HIST) einführt, die von ESSWEIN & SCHWARZ VON RAUMER (2004) nicht berechnet wurde. Für die Neueinführung gab es zwei Gründe: 1. Es musste eine Geometrie ohne Gemeindestraßen definiert werden, weil diese aus dem historischen Kartenmaterial für Hessen nicht abzuleiten waren. 2. Es musste eine Geometrie ohne Verkehrsstärken definiert werden, weil für Hessen noch keine historischen, digitalen Verkehrsmengenkarten vorliegen. Die zeitintensive Digitalisierung analoger Verkehrsmengenkarten konnte im Rahmen dieser Untersuchung (noch) nicht geleistet werden. 1

6 E I N L E I T U N G Die hier berechnete Zerschneidungsgeometrie HIST hat den Vorteil, dass sie die gleichen Zerschneidungselemente verwendet, die auch in der historischen Analyse für Baden-Württemberg ausgewählt wurden (ESSWEIN et al. 2002). Die hier vorliegenden Ergebnisse für Hessen sind mit denen aus Baden-Württemberg also direkt vergleichbar (ROEDENBECK & ESSWEIN 2005). Tab. 1: Analysen zur Landschaftszerschneidung in Hessen - Vergleich der hier vorliegenden Studie (ROEDENBECK 2005) mit dem Ansatz von ESSWEIN & SCHWARZ VON RAUMER (2004). Wesentliche Neuerung in der hier vorliegenden Studie ist die Berechnung der Teilraumgeometrien für das Jahr 2002 und die neue Zerschneidungsgeometrie HIST, die für insgesamt sechs Zeitschritte berechnet wurde. In Geometrie HIST wurden die gleichen Trennelemente gewählt wie in der historischen Analyse für Baden-Württemberg (ESSWEIN et al. 2002). ESSWEIN Jahr Geometrie Auswertung & SCHWARZ VON RAUMER (2004) ROEDENBECK (2005) 2002 Geo 1 Teilraumgeometrien - - Karte UZR x - Geo 2 Teilraumgeometrien - - Karte UZR x - Geo 3 Teilraumgeometrien - - Karte UZR x - Geo HIST Teilraumgeometrien - x Karte UZR - x 1995 Geo 2 Teilraumgeometrien x - Karte UZR x - Geo 3 Teilraumgeometrien x - Karte UZR x - Geo HIST Teilraumgeometrien - x Karte UZR - x 1989 Geo HIST Teilräume und UZR - x 1977 Geo HIST Teilräume und UZR - x 1966 Geo HIST Teilräume und UZR - x 1930 Geo HIST Teilräume und UZR - x 2 Theoretischer Hintergrund Keine weitere Zerschneidung von Naturräumen fordert 1991 die Arbeitsgruppe Umwelt und Verkehr der Umweltministerkonferenz. Eine von zahlreichen politischen Absichtserklärungen, die seit den 80er Jahren im regelmäßigen Turnus folgen werden und auf eine Einschränkung der zunehmenden Verdichtung des Verkehrswegenetzes abzielen. Die Absichtserklärungen politischer Entscheidungsträger gründen auf zahlreichen Untersuchungen zu den ökologischen Effekten von Straßen auf Tierpopulationen. Einer breiten Öffentlichkeit bekannt ist die Problematik von Amphibien im Straßenverkehr. Alljährlich weisen Hinweisschilder auf Krötenwanderungen in der frühsommerlichen Laichzeit hin, und trotzdem werden alljährlich unzählige Erdkröten, Grasfrösche und Feuersalamander im Straßenverkehr totgefahren. Die Amphibien stehen stellvertretend für andere Leidensgenossen, deren Beeinträchtigung durch den Straßenverkehr Untersuchungen ebenfalls belegen (für Vögel z.b. REIJNEN et al und ILLNER 1992, für Wirbellose Z.B. MADER (1979) für Säugetiere z.b. KUTZER & FREY (1979) und WALLISER et al. (1997) u.a.). Aber den Lebensraumansprüchen einheimischer Tierarten stehen Ansprüche der menschlichen Gesellschaft entgegen: Die schnelle, bequeme Fortbewegung auf möglichst geradlinigen Hochgeschwindigkeitstrassen, die Erreichbarkeit entlegener Naturgebiete zu Erholungszwecken und ein generell steigende Mobilitätsbedarf alles hoch bewertete Ziele einer nach Globalisierung strebenden Gesellschaft. Die Flächeninanspruchnahme ist damit zu einem strukturellen gesellschaftlichen Problem angewachsen, wie der Deutsche Bundestag in seiner Nachhaltigkeitsstrategie formuliert (Deutscher Bundestag 1998). Eine nachhaltige Landnutzung ist ein aktueller Schlüsselbegriff der gesellschaftlichen 2

7 E I N L E I T U N G Umweltdiskussion. Dieses Leitbild fordert eine gleichberechtigte Berücksichtigung sozialer, ökonomischer und ökologischer Belange. Die Landschaftszerschneidung kann als Präzedenzfall der Nachhaltigkeitsdiskussion interpretiert werden: vielfältige Ansprüche verschiedener Interessensgruppen stehen sich diametral entgegen. Die ökologischen Belange werden dabei in den Hintergrund gedrängt. Es stellt sich also die dringliche Frage, wie eine sachgerechte und faire Abwägung zwischen mehreren Ansprüchen möglich ist. Hierfür bedarf es klarer Verfahrensregeln und Messgrößen, die ökologische, ökonomische und soziale Kriterien gewichten und aggregieren können. Solche Messgrößen müssen wissenschaftlich begründbar, nachvollziehbar und damit gesellschaftspolitisch durchsetzbar sein. Eine wichtige Voraussetzung, weil die Entscheidungsträger in Politik und Verwaltung in ihrem Bemühen, möglichst effiziente Politiken zu formulieren, auf verlässliche Informationen angewiesen sind. Als solche Messgrößen können Umweltindikatoren verwendet werden. Umweltindikatoren sind in der Lage, sehr komplexe Sachverhalte vereinfacht darzustellen (NIEBERG 1996). Sie stellen quantitative Umweltinformationen bereit und können damit zu einer Versachlichung der Diskussion um die Umweltwirkungen der Flächeninanspruchnahme beitragen. Im Bereich der Landschaftszerschneidung wurde lange Zeit der Bedarf nicht erkannt, durch geeignete Indikatoren die Nachhaltigkeitsdiskussion zu unterstützen. Es existierten bereits einige Maßzahlen zur Quantifizierung der Flächenzerschneidung, die in wenigen Untersuchungen auch angewendet wurden. Einen Ü- berblick hierzu gibt GRAU (1998). Eine Verbesserung der bisherigen Indices zur Landschaftszerschneidung wurde in der Wuppertalstudie Nachhaltiges Deutschland (BUND/MISEREOR 1996) gefordert. Im Jahr 2000 erkannte dann JAEGER das Problem des Forschungsfelds: Die Studien waren nicht miteinander vergleichbar, weil überall unterschiedliche Maßzahlen verwendeten wurden. Noch gewichtiger war allerdings die Erkenntnis, dass ein Großteil der Indices erhebliche Mängel aufwies und nur unter engen Einschränkungen anwendbar war (JAEGER 2000, JAEGER 2002). Folglich entwickelte JAEGER ein neues Maß, die effektive Maschenweite. Ein Index, der heute als wissenschaftlich abgesichert gilt, zahlreiche Vorteile gegenüber den früheren Maßzahlen besitzt und in der Lage ist, die ökologische Dimension des Problems zu bewerten. Die neue Maßzahl Effektive Maschenweite wurde erstmals im Raum Kreuzung Schweizer Mittelland (MÜL- LER et al. 1998) und im Strohgäu in Baden-Württemberg (JAEGER 1999) angewendet. In Baden- Württemberg wurde der aktuelle Zustand der Flächeninanspruchnahme erstmals landesweit protokolliert (ESSWEIN et al. 2002a, JAEGER et al. 2001). Zeitgleich verdeutlichte eine historische Analyse die Entwicklung des baden-württembergischen Verkehrswegenetzes in den vergangenen 70 Jahren. Dem guten Beispiel folgten Bayern (ESSWEIN et al. 2004b), Schleswig-Holstein (NEUMANN-FINKE 2004), Thüringen (VOERKEL 2004) und Sachsen (LfUG 2002). Auch für Hessen berechneten ESSWEIN & SCHWARZ VON RAUMER (2004) den aktuellen Zustand der Flächenzerschneidung. 3 Zielsetzung In der hier vorliegenden Studie wird mit der von JAEGER (2000) entwickelten Maßzahl Effektive Maschenweite nun die historische Entwicklung der Landschaftszerschneidung in Hessen dokumentiert. Der Trend wird in sechs Zeitschritten von 1930 bis 2002 nachvollzogen. Hierfür wurde historisches Kartenmaterial (topographische Übersichtskarten und Karten des Deutschen Reiches) der Staatsbibliothek zu Berlin digital überarbeitet und ausgewertet. Neben Baden-Württemberg und Sachsen stehen somit erstmals auch für Hessen Daten zur historischen Situation der Flächenzerschneidung zur Verfügung (s.a. ROEDENBECK & ESSWEIN 2005). Die Untersuchungen wurden nach dem Vorbild von ESSWEIN et al.(2002a) durchgeführt. Den Zerschneidungsgrad mit einer einheitlichen Methode zu berechnen ist wichtig. Nur dadurch wird es möglich sein, verschiedene Bundesländer miteinander zu vergleichen und eine einheitliche Datenbasis für nachfolgende Untersuchungen zu schaffen. 3

8 M E T H O D E 4 Methode 4.1 Zerschneidungsgeometrie Wenn die Zerschneidungsintensität einer realen Landschaft bewertet werden soll, muss im Vorfeld definiert werden von welchen Landschaftselementen Zerschneidungswirkungen ausgehen. ESSWEIN & SCHWARZ VON RAUMER (2004) fassten bereits in ihrer Ist-Zustands-Analyse verschiedene Gruppen von Landschaftselementen in drei so genannten Zerschneidungsgeometrien zusammen. Der wesentliche Unterschied der hier vorliegenden Studie zu den Vorlagen von ESSWEIN & SCHWARZ VON RAUMER (2004) ist, dass keine Gemeindestrassen in die Analyse einbezogen wurden (ESSWEIN s Geometrie 1). Diese waren aus dem historischen Kartenmaterial von Hessen nicht abzuleiten. Der Unterschied zu ESSWEIN s Geometrie 2 ist, dass sowohl ein- als auch mehrgleisige Bahnlinien eingingen und nicht nur mehrgleisige. ESSWEIN s Geometrie 3 wurde nicht übernommen, da keine historischen Verkehrsmengenangaben für Hessen vorlagen. Für die historische Analyse wurde nun die neue Geometrie HIST definiert. Hierfür wurden die gleichen Trennelemente ausgewählt wie in der historischen Analyse für Baden-Württemberg (ESSWEIN et al. 2002) die Ergebnisse sind also vergleichbar. Zerschneidungsgeometrie HIST. Als lineare Trennelemente wurden ausgewählt: Autobahnen, Bundes-, Landes- und Kreisstrassen (keine Gemeindestraßen), Bahnlinien (ein- und mehrgleisige) und Flüsse ab 6m Breite. Hinzu kamen als flächenhafte Trennelemente Siedlungen und Seen. 4.2 Die effektive Maschenweite Als Maß für die Zerschneidung der Landschaft wird die effektive Maschenweite verwendet (JAEGER 2000). Die effektive Maschenweite ist ein Ausdruck für die Möglichkeit, dass sich zwei Tiere, die zufällig (und unabhängig voneinander) in einem Gebiet ausgesetzt werden, begegnen können. Je mehr Barrieren in die Landschaft eingefügt werden, umso geringer wird die Begegnungswahrscheinlichkeit. Definition der effektiven Maschenweite m eff (nach JAEGER 2000): Die Definition der effektiven Maschenweite m eff erfolgt über den Kohärenzgrad C: Der Koheränzgrad C (Begegnungswahrscheinlichkeit 2er Individuen) wird gleichgesetzt mit der Wahrscheinlichkeit, dass zwei Tiere, die an zufällig gewählten Orten (und unabhängig voneinander) im betrachteten Gebiet ausgesetzt werden, einander begegnen können. Diese ist, wenn die Tiere die Barrieren nicht überqueren können, gleich der Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich zwei Tiere, die von der Zerschneidung ungehindert und unabhängig voneinander im gesamten Gebiet umherlaufen können, in derselben Fläche befinden, wenn zu einem zufälligen Zeitpunkt ein Netz von zerschneidenden Linien über das Gebiet gelegt wird. Die effektive Maschenweite m eff wird gleichgesetzt mit der Grösse der Flächen, die man erhält, wenn das Gebiet in lauter gleich grosse Flächen zerteilt würde, so dass sich dieselbe Begegnungswahrscheinlichkeit C dafür ergibt, dass sich die beiden (an zufällig gewählten Orten) ausgesetzten Tiere begegnen können, wie für das untersuchte Gebiet. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Tier in Fläche 1 einer zerschnittenen Gesamtfläche befindet, wird definiert als: F F 1 = Flächeninhalt der Fläche 1 p (ein Tier in F 1 ) = 1 F g = Flächeninhalt der Gesamtfläche F g Vereinfachend wird angenommen, dass die Wahrscheinlichkeit über ein Treffen beider Tiere in Fläche 1 beträgt: 2 p (beide Tiere in F 1 ) F = 1 Fg 4

9 M E T H O D E Die Wahrscheinlichkeit für ein Treffen beider Tiere in einer Fläche F i der Gesamtfläche F g wird festgelegt als: p (beide Tiere in Fi) = 2 F 1 2 F F n + + Fn... = Fg Fg Fg Fg i= 1 Damit dieser Wert mit den Werten von anderen Gebieten, die eine andere Gesamtfläche haben können, vergleichbar wird, wird die Begegnungswahrscheinlichkeit anschließend noch in die Größe einer Fläche (die effektive Maschenweite) transformiert. Dabei wird die Wahrscheinlichkeit mit der Größe der Gesamtfläche multipliziert. Es ergibt sich: Fi Fg 2 meff = Fg 2 n. F 2 i Fi Annahmen: = i= 1 F g Fg 0 < Fi F g F i + Fv = Fg mit F v = Siedlungsfläche Der Maximalwert der effektiven Maschenweite wird erreicht für ein vollkommen unzerschnittenes Gebiet; der Wert ist dann gleich der Größe des Gebietes F g, der Kohärenzgrad ist C=1. Wird ein Gebiet in gleichgroße Teilräume zerlegt so ist der Wert gleich der Größe dieser Teilräume. Wenn ein Gebiet vollständig von Verkehrs- und Siedlungsfläche überdeckt wird, ist der Wert minimal gleich Räumlicher Bezug Um die effektive Maschenweite einsetzen zu können, ist die Vorgabe eines oder mehrerer Bezugsräume notwendig, dessen Gesamtflächengröße in die Formel eingeht. Insgesamt werden drei räumliche Ebenen betrachtet: Das Bundesland Hessen, die drei hessischen Regierungsbezirke Darmstadt, Giessen und Kassel, die 26 Landkreise (21 Kreise und fünf kreisfreie Städte) und die 59 Naturräume (naturräumliche Haupteinheiten) Hessens (Abb. 1, Abb. 2). Abb. 1: Die drei Regierungsbezirke Hessens (links) und die 26 hessischen Landkreise (21 Kreise und fünf kreisfreie Städte) (rechts) sind Bezugsräume für die Zerschneidungsanalyse. Die Landkreise sind nach alphabetischer Reihenfolge nummeriert. 5

10 M E T H O D E Naturräumliche Haupteinheiten: 140 Südrhön 141 Sandsteinspessart 142 Vorderer Spessart 143 Büdinger Wald 144 Sandsteinodenwald 145 Vorderer Odenwald 222 Nördliche Oberrheinniederung 225 Hessische Rheinebene 226 Bergstrasse 230 Messeler Hügelland 231 Reinheimer Hügelland 232 Untermainebene 233 Büdingen-Meerholzer Hügelland 234 Wetterau 235 Main-Taunusvorland 236 Rheingau 237 Ingelheimer Rheinebene 290 Oberes Mittelrheintal 300 Vortaunus 301 Hoher Taunus 302 Östlicher Hintertaunus 303 Idsteiner Senke 304 Westlicher Hintertaunus 311 Limburger Becken 312 Weilburger Lahntal 320 Gladenbacher Bergland 321 Dilltal 322 Hoher Westerwald 323 Oberwesterwald 324 Niederwesterwald 331 Siegerland 332 Hochsauerländer Gebirgsrand 333 Hochsauerland 340 Waldecker Tafel 341 Ostwaldecker Randsenken 342 Habichtswälder Bergland 343 Westhessische Senke 344 Kellerwald 345 Burgwald 346 Oberhessische Schwelle 347 Amöneburger Becken 348 Marburg-Gießener Lahntal 349 Vorderer Vogelsberg 350 Unterer Vogelsberg 351 Hoher Vogelsberg (mit Oberwald) 352 Fuldaer Senke 353 Vorder- und Kuppenrhön (mit Landrücken) 354 Rhön 355 Fulda-Haune-Tafelland 356 Knüll-Hochland 357 Fulda-Werra-Bergland 358 Unteres Werratal 359 Salzunger Werrabergland 360 Warburger Börde 370 Solling, Bramwald, Reinhardswald 371 Sollingvorland 372 Lein-Ilme-Senke 483 NW Randplatten des Thüringer Beckens Abb. 2: Die 59 naturräumlichen Haupteinheiten Hessens nach KLAUSING (1988) - Bezugsräume für die Zerschneidungsanalyse. 6

11 M E T H O D E Die digitalen Grenzen der Regierungsbezirke und Landkreise wurden vom Hessischen Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG) zur Verfügung gestellt und durch eine Aggregation der ATKIS- Gemeinden erzeugt. Die Landesgrenze wurde eigens durch Aggregation der Regierungsbezirke gewonnen. Die Grenzen der naturräumlichen Haupteinheiten wurden auf Grundlage der naturräumlichen Gliederung Hessens im Maßstab 1: (KLAUSING 1988) abdigitalisiert. Für jeden Bezugsraum wird die effektive Maschenweite berechnet. Hierfür bestehen generell zwei verschiedene Möglichkeiten, die sich durch die räumliche Festlegung der Bezugsraumgrenze grundsätzlich unterscheiden (ESSWEIN et al. 2002a). 1) Mittelpunktverfahren (MV): Alle Flächen, deren Mittelpunkt im Bezugsraum liegt, werden der Bezugsfläche zugeordnet. Die Flächengröße des Bezugsraums (die in der Formel der effektiven Maschenweite benötigt wird) setzt sich also zusammen aus der Summe aller Teilflächen, die ihren Mittelpunkt innerhalb der Bezugsraumgrenze haben. 2) Ausschneideverfahren (AV): Die Flächen werden mit dem Bezugsraum direkt verschnitten. Das heißt, alle Teilflächen, die an der Bezugsraumgrenze verlaufen, werden durch diese Grenze zerteilt. Die Grenze des Bezugsraums dient somit als zusätzliche flächenbildende Grenzlinie, auch wenn von ihr in der realen Landschaft keine Zerschneidungswirkung ausgeht. Beide Verfahren haben Vor- und Nachteile. Das Ausschneideverfahren verkleinert Randflächen tendenziell und stellt eine irreale Landschaftssituation dar, da politischen Grenzlinien eine Zerschneidungswirkung zugeordnet wird. Mit dem Mittelpunktverfahren ist allerdings keine Trendanalyse möglich, da die Bezugsraumgrenzen im Zeitverlauf ständig variieren. In der hier vorliegenden Studie wird ausschließlich das Ausschneideverfahren angewendet, weil der Schwerpunkt auf einer historischen Trendanalyse liegt. 4.4 Aufbereitung der Datengrundlagen Grundlage zur Berechnung der Landschaftszerschneidung in Hessen waren digitale Datensätze des Amtlichen Topographisch-Kartographischen Informationssystems (ATKIS ). Die Nutzungslizenz am ATKIS-Basis-DLM wurde durch das hessische Landesvermessungsamt erteilt. Die Datensätze wurden im Shapefile-Format vom Hessischen Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG) im Rahmen einer Nutzungsvereinbarung zur Verfügung gestellt 1. Für das aktuellste Zieljahr standen Daten der Realisierungsstufe 2 im Maßstab 1: (DLM 25/2, Stand 2002) zur Verfügung (Tab. 2). Datengrundlage für die historische Analyse war zunächst der digitale ATKIS-Datensatz der Realisierungsstufe 1 (DLM 25/1, Stand 1995). Für alle zeitliche früheren Jahrgänge standen analoge Kartenblätter zur Verfügung: Topographische Übersichtskarten von Hessen (TÜK 1: ) für die Zieljahre 1989, 1977 und 1966 sowie Kartenblätter des Deutschen Reiches im Maßstab 1: für das Zieljahr Die analogen Karten wurden von der Staatsbibliothek Berlin zur Verfügung gestellt 2. 1 Die ATKIS-Daten werden üblicherweise im EDBS-Format abgegeben und in 6x6km großen Kacheln angeordnet. Zur Nutzung mit der GIS-Software müssen die EDBS-Dateien in das ArcView Shapefile-Format konvertiert werden. Die Konvertierung kann mit dem Programm ALK/ATKIS-Reader 1 vorgenommen werden (Käuflich erhältlich bei der Firma GISCON Geoinformatik, Hannover, Für die Zerschneidungsanalysen müssen die ATKIS-Kacheln aneinandergefügt werden, was mit dem Geoprocessing Wizard in ArcView (Befehl: Merge) möglich ist. Für die vorliegende Analyse konnte dieser Bearbeitungsschritt dank der Kooperationsbereitschaft des HLUG eingespart werden. 2 In der Staatsbibliothek zu Berlin liegen für die Jahre 1989 und 1966 jeweils zwei Kartenversionen vor: Die erste Version besteht aus mehreren Einzelblättern topographischer Übersichtskarten. Die zweite Version entstand durch Überarbeitung der Einzelblätter, die zu einem großen Kartenblatt je Jahrgang für Gesamthessen zusammengefügt wurden. Die großen Einblatt- Versionen liegen heute den Landesvermessungsämtern vor. Sie waren für die vorliegende Analyse nicht zu gebrauchen, da hier die Ortslagen nur als Punktzentren eingezeichnet sind. Auf einer solchen Kartengrundlage ist es nicht möglich, auf die 7

12 M E T H O D E Tab. 2: Zur Ermittlung der Landschaftszerschneidung verwendete Dateien zur Verfügung gestellt vom hessischen Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG). Die Benennung der Shapefiles durch das HLUG orientiert sich meist an der Codenummer im ATKIS-Objektartenkatalog. Für die hier vorliegende Arbeit wurden die Shapefiles umbenannt. Name Shapefile Neuer Name Inhalt strassen.shp stra.shp ATKIS-Objektarten 3101 Straße und 3106 Fahrbahn; Strassen der Kategorien Gemeindeverbindungsstrasse (wdm1307), Kreisstrasse (wdm1306), Landesstraße (wdm1305), Bundesstrasse (wdm1303) und Autobahn (wdm1301). oa3201u3205_l.shp bahn.shp Linienförmig erfasste Schienenbahnen und Bahnstrecken. oa510x_f.shp gewfla.shp Flächenhaft erfasste Fliessgewässer, d.h. >12 m Breite. oa510x_l.shp gewlin.shp Linienhaft erfasste Fliessgewässer. ortslage.shp orte.shp Siedlungsflächen. oa5112_f.shp seen.shp Binnensee, Stausee, Teich. oa3301u3302_f.shp flugplatz.shp Flugplätze und Landebahnen. oa7403_f.shp truppen.shp Truppenübungsplätze. Die analogen Kartenblätter wurden zunächst über einen A0-Scanner im tiff-format eingescannt und dann georeferenziert. Zur Georeferenzierung diente die ArcView-Extension ImageWarp 3. Deckungsungenauigkeiten bei einigen Kartenblättern wurden mit der ArcView-Extension Register and Transform behoben, die eine Entzerrung der Karte ermöglicht. Anschließend wurden die eingescannten Kartenblätter schrittweise rückdigitalisiert. Hierzu wurde der digitale Grunddatensatz von 1995 nach den Umrissen der historischen Kartenblätter in kleinere Datensätze aufgespalten, um die Bearbeitungsgeschwindigkeit in ArcView nicht unnötig zu verlangsamen. Nun wurden die Kartenblätter von 1989 im GIS unter den digitalen Grunddatensatz gelegt und es wurde verglichen, welche Straßen 1989 schon da waren und welche nicht. Zum früheren Zeitpunkt fehlende Straßen wurden aus dem digitalen Datensatz gelöscht. Die neu erstellte, digitale Straßenkarte von 1989 war wiederum die Digitalisierungsgrundlage für den Jahrgang 1977 usw. Aus Zeitgründen wurden keine Straßen hinzudigitalisiert, die auf den Karten schon eingezeichnet, nicht aber im ATKIS- Datensatz enthalten waren. Straßen, die auf den analogen Karten als im Bau befindlich eingezeichnet waren, wurden ebenfalls aus dem digitalen Datensatz gelöscht und gehen erst dann in die Analyse ein, wenn sie fertig gebaut waren. Wie mit den Straßen wurde auch mit den Bahnlinien verfahren; nur dass Bahnlinien, die zwar auf der Karte, nicht aber im ATKIS-Datensatz enthalten waren, nachträglich hinzudigitalisiert wurden. Diese Vorgehensweise ist gerechtfertigt, weil ehemals genutzte Bahnlinien teilweise im Zeitverlauf stillgelegt wurden. Stillgelegten Bahnlinien wurde im Rahmen dieser Arbeit keine Zerschneidungswirkung zugewiesen. Für die Rückdigitalisierung der Siedlungen wurden die digitalen Ortspolygone mit den Siedlungsflächen auf den Kartenblättern verglichen und fehlende Ortsteile gelöscht (bzw. die Polygone wurden entsprechend den Umrissen auf der Karte verkleinert). Weil die historischen Kartenblätter teilweise aus unterschiedlichen Überarbeitungs- und Fertigstellungsjahrgängen stammen (Anhang Tab. A1), entspricht die Einstufung des Zieljahres nicht immer dem Bearbeitungsstand eines Kartenblatts. Im Extremfall konnte dies dazu führen, dass eine Strasse auf einem neueren Kartenblatt bereits eingezeichnet ist, auf dem angrenzenden, älteren Blatt jedoch noch nicht. In solchen Fällen wurde die Strasse so behandelt, wie sie im zeitlich früheren Kartenblatt eingezeichnet war. Nicht rückdigitalisiert wurden sämtliche Gewässer, da Flussbegradigungen, Verlandungen von Seen o.ä. nicht aus den topographischen Karten abzuleiten waren. Als Grunddatensatz wurde unverändert das DLM 25/2 (Stand 2002) verwendet. Flächenausdehnung der Siedlungen zurück zu schließen. Diese kann nur aus den topographischen Übersichtskarten gewonnen werden, wo die Siedlungen als Häuserreihen eingezeichnet sind. 3 Kostenfreier Download unter: 8

13 M E T H O D E 4.5 Berechnung der Zerschneidungsintensität Wenn für alle Zieljahre die Zerschneidungselemente digital vorliegen, kann die Zerschneidungsintensität über die effektive Maschenweite berechnet werden. Die hier beschriebene Methode orientiert sich eng an der Vorlage von ESSWEIN et al. (2002a), die die effektive Maschenweite erstmalig nach ihrer Entwicklung durch JAEGER (2000) in einer Studie in Baden-Württemberg angewendet hat. Ziel der Methode ist zunächst, alle zerschneidungsrelevanten flächen- und linienhaften Elemente (die in den Zerschneidungsgeometrien definiert werden) zu überlagern und daraus ein Flächenmosaik zu generieren, das die Landesfläche von Hessen bedeckt. Das fertige Flächenmosaik besteht aus aneinander angrenzenden Polygonen (Teilflächen). Die polygonbildenden Grenzlinien sind die jeweiligen Zerschneidungselemente (z.b. Bahnlinien, Strassen oder Ränder der Ortslagen) 4. Da die Datengrundlagen (ATKIS-Datensätze) sowohl polygonförmig (z.b. Siedlungen) als auch linienförmig (z.b. Straßen) vorliegen, und solch verschiedenförmige Datensätze nicht ohne weiteres verschnitten werden können, muss das Flächenmosaik relativ aufwendig in einem mehrstufigen Verfahren generiert werden. Dies geschieht unter Einsatz der GIS-Software ArcView 3.2 und ArcInfo (ESRI) (ESSWEIN et al. 2002). Erstes Zwischenergebnis der Methode ist ein Flächenmosaik, das aus angrenzenden Polygonen besteht, die entweder Siedlungen, flächenhafte Gewässer oder unzerschnittene Räume darstellen können. Aus diesem Flächenmosaik werden alle Siedlungen und flächenhaften Gewässer ausgeschnitten. Übrig bleibt als Endergebnis ein Flächenmosaik, das ausschließlich aus unzerschnittenen Freiräumen besteht. Diese Freiräume gehen in die Berechnung der effektiven Maschenweite ein. Zur Berechnung der Teilraumgeometrien (Regierungspräsidien, Landkreise und Naturräume) werden alle Bezugsräume als einzelne Shapefiles benötigt. Auf Grundlage jeder Bezugsraumgrenze werden dann aus dem Flächenmosaik alle Teilflächen ausgeschnitten, die im jeweiligen Bezugsraum liegen. Die Bezugsraumgrenze wirkt dabei als zusätzliche, flächenbildende Grenzlinie (Ausschneideverfahren). Dieser Schritt ist in ArcView über den clip-befehl im Geoprecessing Wizard möglich. Nach dem Ausschneiden müssen über den calculate-befehl der Xtools die Flächen der Einzelpolygone neu berechnet werden, weil sonst bei den Polygonen an den Teilraumgrenzen die Flächengrößen der unzerschnittenen Polygone beibehalten werden, so als wäre die Teilraumgrenze nicht zerschneidungsrelevant. Die benötigten Enddateien der unzerschnittenen Räume für jeden Bezugsraum werden über das dbase-format in EXCEL importiert. Hier wird die Effektive Maschenweite berechnet 5. 4 Wichtig zur Interpretation der Ergebnisse ist, dass ausschließlich die Landschaftselemente in die Analyse eingehen, die an der Bildung eines Polygons beteiligt sind. Stichstraßen das sind alle Straßen, die in der freien Landschaft enden und andere Zerschneidungselemente nicht mindestens zweimal kreuzen bilden keine Polygone und werden deswegen bei der Berechnung der effektiven Maschenweite nicht berücksichtigt. 5 Es wurde ein ArcView-Tool entwickelt, das die Analyse der Landschaftszerschneidung unterstützt (ESSWEIN et al. 2002b). Das Werkzeug besteht aus einem ArcView-Projekt, dessen Benutzeroberfläche mit einem Menü Meff ergänzt wurde. Wir verwendeten dieses Tool jedoch nicht, weil es zum Zeitpunkt unserer Analyse noch fehlerhaft arbeitete. So wurde bei der Berechnung von Teilraumgeometrien mit dem Mittelpunktverfahren und bei der Analyse von Gesamträumen mit dem Ausschneideverfahren ein falscher Fg-Wert eingesetzt (nicht die Fläche des gesamten Bezugsraums, sondern die Flächensumme der unzerschnittenen Freiräume ohne Siedlungen und Gewässer). Ein weiteres Problem war, dass - sofern ein Bezugsraum an der Landesgrenze lag und in zwei Unterräume gespalten wurde - das Tool für jeden dieser Unterräume einen eigenen meff-wert berechnete. Das Tool ist in dieser Hinsicht wohl inzwischen bearbeitet worden - war für die vorliegende Studie aber leider noch nicht fehlerfrei nutzbar. 9

14 E R G E B N I S S E 5 Ergebnisse In diesem Kapitel wird in Form einer Trendanalyse dargestellt, wie sich die Landschaftszerschneidung in Hessen (insbesondere das Straßen- und Schienennetz) seit 1930 entwickelt hat. Nicht untersucht wurde die historische Entwicklung des Gewässernetzes, da Verlandungen von Seen, Flussbegradigungen etc. nicht aus dem vorliegenden Kartenmaterial abzuleiten sind. Alle Gewässer wurden räumlich konstant gehalten (Stand 2002). In die Analyse wurden 6 Zeitschritte einbezogen: 1930, 1966, 1977, 1989, 1995 und Als zerschneidungsrelevant eingestuft werden: Autobahnen, Bundes-, Landes- und Kreisstrassen, Bahnlinien und Flüsse ab 6m Breite, Siedlungen und Seen. Im Anhang finden sich detaillierte Karten, die zum einen Straßen, Schienen und Siedlungen zum Zeitpunkt der jeweiligen Zieljahre abbilden. Zum anderen sind dort zu jedem Zieljahr die unzerschnittenen Freiräume abgebildet (Anhang Abb. A1-A8). Zum Erhalt der Übersicht finden sich hier im Ergebnisteil zwei zusammenfassende Karten, welche auf Ebene der Landkreise und Naturräume die prozentuale Veränderung der effektiven Maschenweite im Zeitraum von 1930 bis 2002 abbilden (Abb. 3, Abb. 4). 5.1 Hessen Die Zerschneidung der Landschaft in Hessen hat seit 1930 stark zugenommen. Von 1930 bis 2002 sinkt der Wert der effektiven Maschenweite von 22,10 auf 16,59 km². Dies entspricht einer Abnahme um 24,93%. Der größte Sprung ist zwischen 1930 und 1966 zu verzeichnen. Hier sinkt die effektive Maschenweite um 4,11 km² (Dia. 1). Andere Maßzahlen für die Entwicklung der Landschaftszerschneidung sind die Gesamtzahl der Teilflächen im untersuchten Gebiet, die Größe der größten unzerschnittenen Fläche, sowie Häufigkeit und Flächenausdehnung besonders großer Teilflächen (über 50 und 100 km²) (Tab. 3). Tab. 3: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in Hessen Angegeben ist die Effektive Maschenweite (m eff ) als Maß für die Zerschneidungsintensität, die Anzahl aller Teilflächen, die Größe der größten unzerschnittenen Fläche, sowie Anzahl und prozentualer Flächenanteil aller Teilflächen über 50 und 100 km². Jahr Anzahl der Größte Anzahl Flächen Anzahl Flächen M eff [km²] Flächen insgesamt Fläche [km²] Flächen >100 km² >100km² [% LF] Flächen >50 km² >50km² [% LF] , ,34 4 2, , , ,92 1 0, , , ,53 1 0, , , ,61 1 0, , , ,19 1 0, , , ,73 1 0, ,83 Die Anzahl der Räume größer 50 km² sank von 1930 auf 2002 von 31 auf 18. Das bedeutet einen Rückgang von rund elf auf rund sechs Prozent der Landesfläche existierten noch vier Flächen größer als 100 km² in Hessen. Bereits 1966 blieb nur eine Fläche hiervon übrig, die rund 0,5 % der Landesfläche bedeckt und im Wesentlichen bis 2002 bestehen bleibt. Der seit 1966 größte unzerschnittene Raum Hessens liegt im Rheingau/Taunus, westlich von Wiesbaden. 5.2 Regierungspräsidien Die Zunahme der Landschaftszerschneidung in Hessen wird auch bei einer getrennten Betrachtung der drei Regierungsbezirke deutlich (Tab. 4). Generell ist Kassel am wenigsten und Giessen am 10

15 E R G E B N I S S E stärksten zerschnitten. Diese Hierarchie wird über rund 70 Jahre bis heute beibehalten. In allen drei Regierungsbezirken treten die größten Veränderungen zwischen 1930 und 1966 auf (Dia. 1). Obwohl Giessen insgesamt immer am stärksten zerschnitten war und ist, sind Darmstadt und Kassel von stärkeren Veränderungen im Zeitablauf betroffen. In Darmstadt ist von 1930 bis 2002 eine Abnahme der effektiven Maschenweite um rund 30% zu verzeichnen, in Kassel um 26%, in Giessen dagegen nur um 15%. m eff [km²] Kassel Hessen Darmstadt Giessen Dia. 1: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in Hessen (und den drei hessischen Regierungsbezirken) von , gemessen mit der effektiven Maschenweite (m eff ). Tab. 4: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den hessischen Regierungsbezirken von Regierungspräsidium Fläche Effektive Maschenweite [km²] [km²] Veränderung gegenüber 1930 [%] Darmstadt 7444,7 21,35 16,43 15,53 15,31 15,19 15,04 29,56 Giessen 5380,6 16,60 15,12 14,38 14,24 14,23 14,12 14,94 Kassel 8291,1 24,23 19,52 18,97 18,20 18,10 17,94 25, Landkreise Die Verdichtung des Verkehrswegenetzes und die Siedlungsexpansion in Hessen kann räumlich präzisiert werden durch eine Betrachtung der historischen Entwicklung in den hessischen Landkreisen und kreisfreien Städten. Die Darstellung erfolgt zur Wahrung der Übersicht getrennt in fünf Graphiken (Dia. 2 - Dia. 6). Ohne Ausnahme nimmt in allen Landkreisen und kreisfreien Städten die Flächenzerschneidung seit 1930 kontinuierlich zu. Dies zeigt sich durch eine Abnahme der effektiven Maschenweite in allen Bezugsräumen (Tab. 5). Fünf von 26 Landkreisen zeigen prozentuale Veränderungen des Zerschneidungsgrades von über 40%. Dies sind Main-Taunus (-49%), Offenbach (-48%) und Stadt Frankfurt (54%). Die deutlichsten negativen Trends zeichnen sich in Gross-Gerau und Stadt Offenbach ab. Beide verzeichnen innerhalb von 70 Jahren Rückgänge der effektiven Maschenweite von mehr als 60%. Relativ geringe Veränderungen weisen die Landkreise Waldeck-Frankenberg (8,23%), Odenwald (11,07%) und Marburg-Biedenkopf (11,73%) auf. 11

16 E R G E B N I S S E Tab. 5: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den hessischen Landkreisen und kreisfreien Städten von Landkreis Fläche Effektive Maschenweite [km²] [km²] Veränderungen gg [%] Bergstrasse 719,48 22,67 18,59 16,88 16,66 16,51 16,19 28,58 Darmstadt-Dieburg 658,46 11,63 10,13 9,52 9,35 9,26 9,16 21,24 Fulda 1380,66 18,19 14,40 13,28 12,83 12,60 12,30 32,38 Giessen 854,58 10,79 9,79 9,52 9,02 8,93 8,84 18,07 Gross-Gerau 453,05 25,64 10,08 10,51 10,30 10,18 10,06 60,76 Hersfeld-Rotenburg 1097,71 34,37 25,66 24,81 23,39 23,25 23,09 32,82 Hochtaunus 481,91 16,85 14,06 12,95 12,89 12,87 12,87 23,62 Kassel 1293,37 23,63 20,85 20,54 20,15 20,09 19,96 15,53 Lahn-Dill 1066,19 16,80 14,45 13,09 13,04 13,12 12,96 22,86 Limburg-Weilburg 738,50 7,89 7,08 6,91 6,86 6,76 6,63 15,97 Main-Kinzig 1397,38 21,29 18,42 17,81 17,57 17,48 17,34 18,55 Main-Taunus 222,48 7,36 4,94 4,28 3,98 3,85 3,76 48,91 Marburg-Biedenkopf 1262,49 18,50 16,62 16,64 16,53 16,50 16,33 11,73 Odenwald 624,01 19,33 18,19 17,44 17,37 17,33 17,19 11,07 Offenbach 356,06 12,44 8,21 6,99 6,79 6,67 6,53 47,51 Rheingau-Taunus 811,47 25,83 24,08 23,67 23,38 23,18 23,01 10,92 Schwalm-Eder 1539,05 14,33 11,97 11,69 10,67 10,74 10,66 25,61 Vogelsberg 1458,80 18,52 17,60 16,18 16,13 16,12 16,15 12,80 Waldeck-Frankenberg 1848,82 20,17 19,08 18,90 18,66 18,64 18,51 8,23 Werra-Meissner 1024,73 23,05 18,16 18,04 17,93 17,63 17,64 23,47 Wetterau 1100,73 15,20 11,52 10,44 10,51 10,43 10,35 31,91 Stadt Darmstadt 122,22 8,00 6,41 6,16 5,98 5,96 5,89 26,38 Stadt Frankfurt a. M. 248,41 4,95 2,29 2,30 2,40 2,31 2,26 54,34 Stadt Kassel 106,75 3,34 2,47 2,43 2,41 2,36 2,33 30,24 Stadt Offenbach 44,83 3,69 1,82 1,39 1,35 1,34 1,31 64,50 Stadt Wiesbaden 203,89 7,84 6,77 5,99 5,85 5,76 5,65 27,93 Unterschiedliche Kurvenverläufe verdeutlichen, dass sich die Entwicklung in verschiedenen Zeitfenstern abspielt. Es lassen sich grob drei Kurventypen unterscheiden: Typ 1 zeichnet sich durch einen starken Abfall der effektiven Maschenweite zwischen 1930 und 1966 aus. Diese Entwicklung ist typisch für die Landkreise Hersfeld-Rotenburg, Werra-Meissner und Gross- Gerau (Dia. 3) sowie die kreisfreien Städte Frankfurt am Main und im weiteren Sinne auch Kassel (Dia. 2). Charakteristisch für Typ 2 sind starke Veränderungen im Zeitfenster von 1930 bis Die Kurvenverläufe der Landkreise Bergstrasse, Vogelsberg (besonders stark zwischen 1966 und 1977), Lahn- Dill, Hochtaunus, Wetterau und Waldeck-Frankenberg zeigen starke Abfälle der effektiven Maschenweite bis 1977 und anschließend nur noch geringe Veränderungen (Dia. 4). Einen vergleichbaren Kurvenverlauf zeigen auch die kreisfreien Städte Offenbach und Wiesbaden (Dia. 2). In Typ 3 lassen sich alle übrigen Landkreise zusammenfassen, die einen kontinuierlichen Abfall der effektiven Maschenweite und nahezu lineare Kurvenverläufe aufweisen (Dia. 5, Dia. 6). Die stärksten Neigungen zeigen die Kurvenverläufe der Landkreise Fulda und Main-Taunus. 12

17 E R G E B N I S S E m eff [km²] Dia. 2: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den kreisfreien Städten Hessens von , gemessen mit der effektiven Maschenweite (m eff ): Darmstadt, Wiesbaden, Kassel, Frankfurt am Main und Offenbach. m eff [km²] ,37 Hersfeld-Rotenburg 20 Werra-Meissner 18, Gross-Gerau 10, Dia. 3: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den hessischen Landkreisen von , gemessen mit der effektiven Maschenweite (m eff ). Hersfeld-Rotenburg, Werra-Meissner und Gross-Gerau zeigen starke Veränderungen zwischen 1930 und

18 E R G E B N I S S E m eff [km²] Bergstrasse 16,19 Vogelsberg 16,15 Lahn-Dill 16,80 Hochtaunus 16,85 Wetterau 15,20 5 Waldeck- 12,44 Frankenberg Dia. 4: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den hessischen Landkreisen von , gemessen mit der effektiven Maschenweite (m eff ). Bergstrasse, Vogelsberg, Lahn-Dill, Hochtaunus, Wetterau und Waldeck-Frankenberg zeigen grössere Veränderungen im Zeitfenster von 1930 bis m eff [km²] Fulda 12, M18,50 arburg- Biedenkopf Darmstadt- 10,13 Dieburg Giessen 10,79 Limburg-Weilburg 7,89 4 M7,36 ain-taunus Dia. 5: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den hessischen Landkreisen von , gemessen mit der effektiven Maschenweite (m eff ). Marburg-Biedenkopf, Fulda, Darmstadt-Dieburg, Giessen, Limburg-Weilburg und Main-Taunus zeigen annährend lineare Kurvenverläufe und damit eine über die Zeit kontinuierliche Zunahme der Flächenzerschneidung. 14

19 E R G E B N I S S E m eff [km²] Rheingau-Taunus 23, Kassel 19,96 Waldeck- 18,64 Frankenberg Main-Kinzig 17,34 Odenwald 17, Dia. 6: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den hessischen Landkreisen von , gemessen mit der effektiven Maschenweite (m eff ). Rheingau-Taunus, Kassel, Waldeck-Frankenberg, Main-Kinzig und Odenwald zeigen annährend lineare Kurvenverläufe und damit eine über die Zeit kontinuierliche Zunahme der Flächenzerschneidung. 15

20 E R G E B N I S S E Abb. 3: Prozentuale Abnahme der effektiven Maschenweite in den hessischen Landkreisen von 1930 bis 2002 Datengrundlage: ATKIS-Basis-DLM 1 (Stand 1995), Maßstab 1: Karte des Deutschen Reiches um 1930, Staatsbibliothek zu Berlin. I. A. Roedenbeck, Giessen

21 E R G E B N I S S E 5.5 Naturräume Die Betrachtung der 59 hessischen Naturräume ermöglicht eine räumlich präzise Beschreibung des Trends (Tab. 6). Deutlich wird, dass die Flächenzerschneidung in den Naturräumen sehr unterschiedlich abläuft. Insbesondere die Neigung der Trendkurven verläuft unterschiedlich stark. Nur geringe Abnahmen der effektiven Maschenweite im Zeitverlauf (unter 5% des Wertes von 1930) zeigen die Naturräume O- berwälder Land (2,05%), Hochsauerland (3,38%), Kellerwald (4,18%), Sollingvorland (4,23%) und Burgwald (4,39 %). Besonders drastische Entwicklungen - mit prozentualen Abnahmen der effektiven Maschenweite von über 50% gegenüber dem Wert von zeigen dagegen die Naturräume Untermainebene (70,22%), Main-Taunusvorland (64,96%), Bergstrasse (57,23%), Hohe Rhön (56, 15%), Dilltal (54,08%) und Knüll-Hochland (53,12%). Die Gestalt der Kurven verdeutlicht weiterhin, dass sich die Entwicklung in jeweils unterschiedlichen Zeitfenstern abspielt. In vielen Naturräumen finden die stärksten Veränderungen in der Zeit von 1930 bis 1966 statt, so z.b. im Knüll-Hochland, Untermainebene, Hohe Rhön und Hessische Rheinebene. In anderen Naturräumen fallen starke Veränderungen zwischen 1930 und 1977 teilweise auch erst nach auf, so z.b. im Naturraum Hoher Vogelsberg, Dilltal, Habichtswälder Bergland und Vortaunus. Manche Naturräume zeigen einen annährend linearen Kurvenverlauf, wie z.b. das Limburger Becken und Fuldaer Senke. In diesen Naturräumen hat die Flächenzerschneidung zwar langsam aber kontinuierlich zugenommen. In wenigen Naturräumen ist auch eine Entschneidung spürbar. So hat beispielsweise im Weilburger Lahntal die effektive Maschenweite von 1989 bis 1995 zugenommen, was eine Abnahme der Flächenzerschneidung verdeutlicht. Ähnliche Entwicklungen zeigen Oberwesterwald (zwischen 1989 und 95), Unteres Werraland (95-02), Hoher Westerwald (77-89) und Amöneburger Becken (66-77). In allen Fällen kommen Zunahmen der effektiven Masschenweite dadurch zustande, dass ehemals betriebene Bahnlinien im Zeitverlauf stillgelegt wurden. Wir postulieren, dass von stillgelegten Bahnlinien keine Zerschneidungswirkung ausgeht aus diesem Grund führt eine Stillegung zur Flächenentschneidung im Sinne der hier vorliegenden Untersuchung. Zum Erhalt der Übersicht erfolgt die graphische Darstellung der Ergebnisse getrennt in sechs Abbildungen (Dia. 7 - Dia. 9). Tab. 6: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in den hessischen Naturräumen von Naturraum Fläche Effektive Maschenweite [km²] [km²] Veränderungen gg [%] Amöneburger Becken 136,41 4,39 4,18 4,3 4,18 4,17 4,09 6,83 Bergstrasse 38,76 4,7 2,62 2,54 2,07 2,03 2,01 57,23 Büdingen-Meerholzer Hügelland 323,25 9,84 8,28 7,39 7,43 7,28 7,22 26,63 Büdinger Wald 202,44 27,48 26,55 25,95 25,94 25,93 25,76 6,26 Burgwald 493,47 24,38 23,3 23,19 23,44 23,43 23,31 4,39 Dilltal 169,55 15,2 8,02 7,3 7,13 7,12 6,98 54,08 Fulda-Haune-Tafelland 911,93 25,32 21,5 20,65 19,58 19,62 19,47 23,10 Fulda-Werra-Bergland 1561,22 33,93 28,37 27,97 26,08 26,04 25,95 23,52 Fuldaer Senke 292,26 5,54 5,15 4,94 4,87 4,86 4,7 15,16 Gladenbacher Bergland 779,77 18,72 16,58 16,06 15,96 15,93 15,82 15,49 Habichtswälder Bergland 205,08 14,26 14,11 11,55 11,33 11,32 11,2 21,46 Hessische Rheinebene 492,02 17,87 10,87 10,08 9,79 9,63 9,53 46,67 17

22 E R G E B N I S S E Hochsauerland (Rothaargebirge) 213,53 18,32 17,99 17,85 17,78 17,78 17,70 3,38 Hohe Rhoen 79,48 18,17 8,44 8,2 8,2 8,19 7,97 56,14 Hoher Taunus 313,34 22,31 19,57 19,19 19,13 19,08 18,94 15,11 Hoher Vogelsberg (mit Oberwald) 325,55 22,28 21,69 14,33 14,74 14,73 14,77 33,71 Hoher Westerwald 113,79 6,63 6 5,97 6,12 6,12 6,13 7,54 Idsteiner Senke 84,04 5,69 4,6 4,5 4,17 4,13 4,04 29,00 Ingelheimer Rheinebene 19,79 0,26 0,32 0,31 0,31 0,31 0,29-11,54 Kellerwald 346,00 25,11 24,57 24,57 24,09 24,1 24,06 4,18 Knüll-Hochland 354,88 28,54 14,55 14,51 13,36 13,47 13,38 53,12 Lein-Ilme-Senke 13,79 2,54 2,51 2,51 2,5 2,5 2,39 5,91 Limburger Becken 223,23 4,7 4,04 3,83 3,77 3,76 3,61 23,19 Main-Taunusvorland 319,73 5,68 3,3 2,53 2,2 2,11 1,99 64,96 Marburg-Gießener Lahntal 390,83 4,82 4,2 3,64 3,22 3,21 3,12 35,27 Messeler Hügelland 171,36 14,46 13,76 12,9 12,87 12,83 12,78 11,62 Niederwesterwald 7,42 2,71 2,15 2,15 2,15 2,15 2,03 25,09 Nördliche Oberrheinniederung 194,10 11,17 10,86 10,63 10,53 10,53 10,4 6,89 NW Randplatten d. Thür. Beckens 133,74 17,47 13,43 13,43 13,43 13,43 13,42 23,18 Oberes Mittelrheintal 21,34 4,78 4,61 4,48 4,48 4,41 4,41 7,74 Oberhessische Schwelle 454,28 14,86 13,68 13,63 13,62 13,57 13,48 9,29 Oberwälder Land 86,80 10,73 10,58 10,57 10,56 10,55 10,51 2,05 Oberwesterwald 341,29 9,97 9,22 8,93 8,9 9,21 9,03 9,43 Östlicher Hintertaunus 824,26 19,7 13,26 12,87 12,88 12,85 12,49 36,60 Ostsauerländer Gebirgswand 534,34 20,56 19,52 19,6 19,47 19,43 19,31 6,08 Ostwaldecker Randsenken 475,39 9,4 9,09 8,4 8,14 8,13 8,06 14,26 Reinheimer Hügelland 163,82 6,89 5,69 5,65 5,64 5,64 5,57 19,16 Rheingau 73,82 7,68 6,71 6,22 6,29 5,95 5,7 25,78 Salzunger Werrabergland 64,82 8,24 6,82 6,68 6,68 6,67 6,67 19,05 Sandsteinodenwald 672,35 21,19 20,07 19,36 19,3 19,24 19,11 9,82 Sandsteinspessart 529,66 31,3 27,47 27,27 27,14 27,06 27,05 13,58 Siegerland 0, Solling, Bramwald, Rheinhardswald 341,69 49,11 45, ,75 44,66 44,55 9,29 Sollingvorland 8,76 3,78 3,78 3,78 3,63 3,63 3,62 4,23 Südrhön 7,83 4,17 4,17 4,17 2,63 2,63 2,63 36,93 Unterer Vogelsberg 1250,12 14,84 13,64 13,11 13,06 13,04 13,05 12,06 Unteres Werraland 317,69 7,42 6,42 6,35 6,3 6,02 6,06 18,33 Untermainebene 1034,94 21,12 7,55 6,91 6,6 6,46 6,29 70,22 Vorder- und Kuppenrhön 883, ,8 11,08 10,77 10,5 10,1 32,67 Vorderer Odenwald 506,08 20,68 19,22 17,66 17,59 17,38 17,1 17,31 Vorderer Spessart 14,50 6,25 5,8 5,76 5,76 5,76 5,76 7,84 Vorderer Vogelsberg 571,59 11,75 11,28 11,14 10,62 10,48 10,41 11,40 Vortaunus 215,57 7,12 5,13 4,69 4,66 4,6 4,61 35,25 Waldecker Tafel 514,70 15,86 14,36 14,38 14,1 14,08 13,94 12,11 Warburger Börde 51,04 6,60 6,50 4,54 4,53 4,53 4,49 31,97 Weilburger Lahntal 63,28 3,1 2,5 2,44 2,42 2,54 2,49 19,68 Westhessische Senke 1034,41 5,89 4,74 4,68 4,33 4,29 4,2 28,69 Westlicher Hintertaunus 474,72 16,48 15,07 14,8 14,34 14,3 14,31 13,17 Wetterau 672,82 8,96 7,42 6,88 6,77 6,57 6,54 27,01 18