Endbericht für den Werkvertrag

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1 Endbericht für den Werkvertrag Ermittlung von artspezifischen Korrekturfaktoren für fluggestützte Seevogelerfassungen als Grundlage für Bestandsberechnungen von Seevögeln im Rahmen des Monitorings in der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone von Nord- und Ostsee Dr. Nele Markones PD Dr. Stefan Garthe Forschungs- und Technologiezentrum Westküste (FTZ), Büsum Zentrale Einrichtung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Im Auftrag des Bundesamts für Naturschutz (BfN) Februar 2012 (aktualisierte Fassung des Endberichts aus dem November 2010)

2 Dieser Bericht ist mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit im Auftrag des Bundesamts für Naturschutz erstellt worden. Die Verantwortung für den Inhalt liegt jedoch allein bei den Autoren. Der Eigentümer behält sich alle Rechte vor. Insbesondere darf dieser Bericht nur mit Zustimmung des Auftraggebers zitiert, ganz oder teilweise vervielfältigt bzw. Dritten zugänglich gemacht werden. Der Bericht gibt die Auffassung und die Meinung der Autoren wieder und muss nicht mit der Meinung des Auftraggebers übereinstimmen. Büsum, Februar 2012

3 Inhalt Zusammenfassung... I Summary... III 1 Einleitung Arbeitsschritte Material und Methoden Datenerfassung Methoden fluggestützter Seevogelerfassungen Methoden schiffsgestützter Seevogelerfassungen Berechnung von Korrekturfaktoren Berücksichtigung räumlicher Variation Berücksichtigung zeitlicher Variation Sonderfall Trauerente Vergleichende Bestandsberechnungen Feldvergleiche zwischen Schiff und Flugzeug Ergebnisse und Diskussion Korrekturfaktoren Bereits verfügbare Korrekturfaktoren Neu berechnete Korrekturfaktoren Zeitliche Variation Bewertung der berechneten Korrekturfaktoren Vergleichende Bestandsberechnungen Feldvergleiche zwischen Schiff und Flugzeug Schlussfolgerungen und Ausblick Vergleich der beiden Erfassungsmethoden Forschungsbedarf Dank Literatur... 66

4 Zusammenfassung Zur Erfüllung internationaler Berichtspflichten z.b. gemäß Natura 2000 und den regionalen Meeresübereinkommen OSPAR- und Helsinki-Konvention wird in den deutschen Seegebieten von Nord- und Ostsee seit 2008 ein Monitoringprogramm zur Erfassung von Seevögeln umgesetzt. In der Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) Deutschlands werden dazu flug- und schiffsgestützte Seevogelerfassungen mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit im Auftrag des Bundesamtes für Naturschutz durchgeführt. In der Erprobungsphase des Monitorings wurde deutlich, dass für die Bewertung des Monitoringdesigns und die Interpretation der Ergebnisse ein umfangreicher Vergleich der beiden Erfassungsmethoden nötig ist. Das vorliegende Vorhaben hatte deshalb einen Methodenvergleich anhand archivierter und neu zu erhebender Daten zum Ziel, der die erstmalige Berechnung eines umfangreichen Sets von Korrekturfaktoren für fluggestützte Erfassungen erforderte. In einem ersten Schritt wurden artspezifische, bzw. artgruppenspezifische, gebietsspezifische und z.t. auch jahreszeitenspezifische Korrekturfaktoren für alle häufigen mit dem Flugzeug erfassbaren Seevogelarten in der deutschen Nord- und Ostsee berechnet und bewertet. Besonders genau konnten die Korrekturfaktoren für den Basstölpel, die Trottellumme sowie verschiedene Möwen und Meeresentenarten berechnet werden. Die Korrekturfaktoren für die Erfassungsdaten der Trauerente in der Pommerschen Bucht sowie der Zwergmöwe, der Dreizehenmöwe und der Trottellumme in der deutschen Nordsee variierten saisonal - vermutlich aufgrund von jahreszeitlich unterschiedlichen Erfassungsbedingungen und variierendem Aggregationsverhalten - zum Teil deutlich. Für optimierte Berechnungen von Bestandszahlen sollten die Korrekturfaktoren bei ausreichender Anzahl von Beobachtungen möglichst immer anhand des Datensatzes berechnet werden, auf den sie angewendet werden sollen. In einem zweiten Schritt des Vorhabens wurden vergleichende Bestandsberechnungen auf Basis von archivierten fluggestützten und schiffsgestützten Erfassungsdaten für ausgewählte Gebiete und Zeiträume durchgeführt und eine gezielte Erhebung neuer Daten im Rahmen von Feldvergleichen mit möglichst zeitgleicher Beprobung derselben Transektstrecken durch Schiff und Flugzeug organisiert, durchgeführt und ausgewertet. I

5 Die vergleichenden Bestandsabschätzungen auf Basis von archivierten schiffs- bzw. fluggestützten Erfassungsdaten lieferten ein differenziertes Bild. Auf der einen Seite ergaben die flugzeugbasierten Daten höhere Bestände als die schiffsbasierten Daten für Seetaucher und Zwergmöwen in den ausgewählten Zeiträumen und Vergleichsgebieten der deutschen Nordsee. Höhere Bestände basierend auf schiffsgestützten Daten wurden auf der anderen Seite für Eissturmvögel im Spätsommer in der deutschen AWZ der Nordsee berechnet. Für den Sommerbestand der Heringsmöwe in der inneren Deutschen Bucht wiederum wurden exakt übereinstimmende Bestandsabschätzungen und für die Trauerente zur Mauserzeit in der Pommerschen Bucht in der Ostsee ebenfalls gute Übereinstimmungen durch beide Erfassungsmethoden gewonnen. Letzteres Ergebnis zeigte die gute Anwendbarkeit eines speziell berechneten Korrekturfaktors für die fluggestützte Erfassung von Trauerenten zur Mauserzeit in der Pommerschen Bucht. Die Auswertung der neu durchgeführten Feldvergleiche zeigte eine hohe Übereinstimmung der räumlichen Verteilungsmuster der untersuchten Arten in der Nordsee zwischen beiden Erfassungsmethoden. In der Pommerschen Bucht konnten die Verteilungsmuster mehrerer Arten mit dem Flugzeug dagegen nur unzureichend bis schlecht erfasst werden. Die Bestandsberechnungen ergaben zum Teil sehr gute Übereinstimmungen, z.b. für Trauerenten in der Pommerschen Bucht im Januar 2009, für Seetaucher in der deutschen Nordsee westlich Sylts im April 2010 und für Trottellummen in der Umgebung des Testfelds alpha ventus im August Zum Teil lagen die Abschätzungen durch Flugzeug- und Schiffserfassungsdaten aber weit auseinander. Im Rahmen der schiffsgestützten Erfassungen wurden durchweg höhere Anteile von Seetauchern und Seeschwalben auf Artniveau bestimmt als während der fluggestützten Erfassungen. Aus den Ergebnissen des Berichtes ergeben sich Empfehlungen für die Wahl der Erfassungsplattform und verschiedene Punkte des für die Bewertung der laufenden Monitoringprogramme und die Interpretation der Ergebnisse erforderlichen Forschungsbedarfs, u.a. eine Fortsetzung der vergleichenden Bestandsberechnungen unter Berücksichtigung weiterer Arten und Zeiträume, eine Ausweitung insbesondere des schiffsgestützten Aufwands in der deutschen AWZ der Nordsee, ein Fokus auf die deutsche Ostsee bei künftigen Vergleichen und die Untersuchung und Quantifizierung von einer Reihe methodischer Aspekte. II

6 Summary In the German North and Baltic Sea a seabird monitoring scheme is carried out for the fulfilment of international reporting commitments e.g. according to Natura 2000 and to the regional conventions of OSPAR and HELCOM. In the German Exclusive Economic Zones (EEZ) aerial and ship-based surveys funded by the Federal Environmental Ministry (BMU) are conducted on behalf of the Federal Agency for Nature Conservation (BfN). The testing phase of this monitoring programme demonstrated a need for a detailed comparison of the two survey methods for the evaluation process of the monitoring design and the interpretation of the results. The present project therefore comprised the first comprehensive calculation of distance correction factors for aerial surveys that allowed for subsequently executed comparisons of the two methods based on archived and new data. First we calculated and evaluated species-specific or species group-specific, areaspecific and partly also season-specific distance correction factors for all common seabird species that can be assessed by aerial surveys. Correction factors could be calculated most precise for survey data of Northern Gannets, Common Guillemots and various species of gulls and seaducks. Seasonal differences were observed for the correction factors of Common Scoters in the Pomeranian Bight and of Little Gulls, Black-legged Kittiwakes and Common Guillemots in the German North Sea. These differences were attributed to seasonal variance in aggregation behaviour of the studied species and to seasonal differences in weather and thus observation conditions. To ensure optimal calculation results of population numbers correction factors should as far as possible be fitted to the specific set of observation data to which they are to be applied. In a second phase we carried out comparative calculations of population numbers based on archived data of aerial and ship-based surveys for a selection of species, areas and seasons. In addition new surveys comprising highly synchronised aerial and ship-based observations along the same transect lines were organised, conducted and analysed. The comparative calculations of population numbers based on archived data of aerial and ship-based surveys on the one hand resulted in higher numbers based on aerial survey data compared to ship-based data for Divers and Little Gulls in the studied seasons and areas of the German North Sea. On the other hand calculations based III

7 on ship-based data resulted in higher numbers of Northern Fulmars in late summer in the German EEZ of the North Sea compared to results based on aerial survey data. Results for Lesser Black-backed Gulls in summer in the inner German Bight and for Common Scoters during the moulting period in the Pomeranian Bight in turn did not differ between calculations based on both survey methods. The results for the Common Scoters proved a good applicability of the custom calculated correction factor for aerial surveys of Common Scoters in the Pomeranian Bight during the moulting period. The analysis of the dedicated field surveys revealed high consistency between the two survey methods with respect to spatial distribution patterns of species studied in the North Sea. In the seabird concentration areas of the Pomeranian Bight however distribution patterns of several species could not be satisfactorily assessed. Calculations of population numbers produced very similar results based on the two survey methods for Common Scoters in the Pomeranian Bight in January 2009, for Divers in the German North Sea to the west of the island Sylt in April 2010 and for Common Guillemots in the vicinity of alpha ventus test ground in August On the other hand results partly differed substantially for other species and areas. Shipbased surveys produced consistently higher proportions of Divers and Terns identified at species-level compared to aerial surveys. Following the results of the present project future studies should focus on further comparative calculations of population numbers taking into account other species and periods, on an extension of in particular ship-based survey efforts in the German EEZ of the North Sea, on a comparison of survey methods specifically for the Baltic Sea and on the analysis and quantification of several methodological aspects. IV

8 1 Einleitung Die Europäischen Vogelschutzgebiete gemäß der EU-Vogelschutzrichtlinie (Vogelschutzrichtlinie, 79/409/EWG vom 02. April 1979) bilden zusammen mit den FFH-Gebieten nach der Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie zur Erhaltung der natürlichen Lebensräume sowie der wildlebenden Tiere und Pflanzen das Schutzgebietssystem Natura Dieses Schutzgebietsnetzwerk ist eine Maßnahme zum Erhalt und zur Wiederherstellung der biologischen Vielfalt an Land und im Meer. Am 25. Mai 2004 meldete Deutschland zehn Natura Gebiete in der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ, 12 - bis Seemeilen-Zone) von Nord- und Ostsee an die EU-Kommission. Zwei der Gebiete zum Schutz von Seevögeln sind seit September 2005 als nationales Naturschutzgebiet bzw. internationales Besonderes Schutzgebiet (Special Protection Area - SPA) ausgewiesen (siehe Für die Umsetzung von Natura 2000 im Bereich der Ausschließlichen Wirtschaftszone Deutschlands (AWZ) ist der Bund, vertreten durch das BfN und das BMU, verantwortlich. Neben anderen naturschutzfachlichen Verpflichtungen ist das Monitoring und die Bewertung des Erhaltungszustands geschützter Arten und Lebensräume elementarer Bestandteil der Schutzaufgaben. Als Grundlage für die Erfüllung der Berichtspflichten gemäß Natura 2000 und den regionalen Meeresübereinkommen OSPAR- und Helsinki-Konvention wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit im Auftrag des Bundesamtes für Naturschutz das deutsche Meeresmonitoring für das Schutzgut Seevögel mit einem Schwerpunkt in der deutschen AWZ von Nord- und Ostsee durchgeführt. Die Ergebnisse der Erprobungsphase des Monitorings verdeutlichten, dass zusätzlich zu dem angewandten Erfassungsprogramm weitere Vorhaben zur Bearbeitung methodischer Aspekte nötig sind, die unmittelbar für die Bewertung des Monitoringdesigns und die Interpretation der Ergebnisse benötigt werden (Markones & Garthe 2009a). Unter anderem zeichneten sich deutliche Unterschiede in der Eignung von fluggestützten und schiffsgestützten Seevogelerfassungen für die einzelnen Arten ab. Im vorliegenden Vorhaben sollte deshalb in der Projektlaufzeit vom bis ein Methodenvergleich anhand archivierter und neu zu erhebender Daten durchgeführt werden, der die erstmalige Berechnung eines umfangreichen Sets von Korrekturfaktoren für fluggestützte Erfassungen erforderte. 1

9 2 Arbeitsschritte Zur Bearbeitung des Vorhabens wurden folgende Arbeitsschritte angesetzt: Bewertung der bisher ermittelten und erprobten Korrekturfaktoren für fluggestützte Seevogelerfassungen mit Lückenanalyse Abstimmung prioritär zu behandelnder Arten Berechnung von artspezifischen (in Einzelfällen für Artengruppen zusammengefassten) Korrekturfaktoren für fluggestützte Erfassungen Validierung der berechneten Korrekturfaktoren: Vergleichende Bestandsberechnungen auf Basis von fluggestützten und schiffsgestützten Erfassungsdaten für ausgewählte Gebiete und Zeiträume Organisation, Durchführung und Auswertung von Feldvergleichen zwischen flug- und schiffsgestützten Erfassungen möglichst zeitgleiche Beprobung derselben Transektstrecken durch Schiff und Flugzeug Feldvergleiche sollten zu den folgenden Terminen in der Nordsee stattfinden: o April 2010 (Seetaucher): Schiffsurvey mit FS Heincke, zeitgleich Flugsurvey (wenn möglich AWZ-Monitoring-Flug, ansonsten 1 extra Flugtag) o Mai / Juni 2010: Schiffsurvey im Testfeld Alpha Ventus (Projekt TESTBIRD), zeitgleich Flugsurvey (1 Flugtag) o August / September 2010: Schiffsurvey im Testfeld Alpha Ventus (Projekt TESTBIRD), zeitgleich Flugsurvey (1 Flugtag) o August / September 2010: Schiffsurvey in Küstengewässern SH mit LKN-Schiff, zeitgleich Flugsurvey (1 Flugtag) 2

10 3 Material und Methoden 3.1 Datenerfassung Die Berechnung der Korrekturfaktoren basiert auf Daten archivierter fluggestützter Erfassungen des FTZ ( , Deutsche Seabirds at Sea - Flugzeugdatenbank Version 5.12). Für die vergleichenden Bestandsberechnungen wurden archivierte fluggestützte und schiffsgestützte Erfassungsdaten des FTZ gemeinsam betrachtet ( , Deutsche Seabirds at Sea - Flugzeugdatenbank Version 5.12 und Deutsche Seabirds at Sea - Schiffsdatenbank Version 5.15). Darüber hinaus wurden Feldvergleiche mit dem Ziel der möglichst zeitgleichen Beprobung von Gebieten durch Schiff und Flugzeug in der deutschen Nordsee durchgeführt Methoden fluggestützter Seevogelerfassungen Flugzeugbasierte Seevogelerfassungen erfolgen nach der von Kahlert et al. (2000), Diederichs et al. (2002) und Camphuysen et al. (2004) beschriebenen standardisierten Methode. Dabei werden die Seevögel mittels Transektzählungen quantitativ erfasst. Basierend auf eigenen Erfahrungen wurde diese Methode um einige Details erweitert. Unter anderem wurde das ursprüngliche Transektband A in die zwei Transektbänder A1 und A2 unterteilt, um eine Datenbasis für die Berechnung der Korrekturfaktoren zu erzielen 1. Die Zählungen werden mit einem zweimotorigen Flugzeug (Partenavia P-68) in einer Flughöhe von 250 Fuß (78 m) und bei einer Geschwindigkeit von Knoten (180 km/h) durchgeführt. In der Regel sitzen zwei Beobachter in der Sitzreihe hinter dem Piloten an den hier angebrachten nach außen gewölbten Fensterscheiben (bubble windows). Das Sichtfeld des Beobachters wird in drei Bereiche unterteilt, die mit prismatischen Winkelmessern eingemessen werden: Transektband A1 (60 bis 40 ), Transektband A2 (40 bis 25 ) und Transektband B (25 bis 11 ). Bei einer Flughöhe von 78 m ist Band A1 48 m breit, Band A2 74 m und Band B 275 m. Seevögel werden also in einem 397 m breiten Streifen erfasst. Unter guten Beobachtungsbedingungen können auf beiden Flugzeugseiten Erfassungen durchgeführt werden, so dass insgesamt ein 794 m breiter Transektstreifen erfasst wird. Bei ungünstigen 1 In der Praxis werden die Transektbänder während der Erfassungen mit A (entspricht A1), B (entspricht A2) und C (entspricht B) benannt. 3

11 Lichtbedingungen beschränkt sich die Erfassung nur auf eine Flugzeugseite, bzw. in einigen Fällen nur auf die Transektbänder mit guten Beobachtungsbedingungen. Alle Vogelbeobachtungen werden während des Fluges sekundengenau mit Angaben zu Art, Anzahl, Verhalten und ggf. Alter oder Geschlecht auf ein Diktiergerät gesprochen. Die genaue Position wird während des ganzen Fluges von einem GPS- Gerät aufgezeichnet. Dadurch kann später jede Vogelbeobachtung auf 50 m genau lokalisiert werden. Zu Beginn eines jeden Transektes werden allgemeine Angaben zu den Zählbedingungen gemacht und somit die Qualität der Sichtungen bestimmt. Neben den Lichtbedingungen ist die Beschaffenheit der Wasseroberfläche ( Seastate ) von besonderer Bedeutung. Sobald weiße Schaumkronen oder Gischt auftreten (ab Seastate 3 in der Skala von Dietrich et al. 1975) ist die Erfassbarkeit von Vögeln stark herabgesetzt. Zählflüge werden deshalb nur bei höchstens schwachem Wind (bis Stärke 3 Beaufort) durchgeführt Methoden schiffsgestützter Seevogelerfassungen Die Erfassungen von Schiffen aus erfolgen in enger Anlehnung an eine für die nordwesteuropäischen Gewässer standardisierte Methode (Tasker et al. 1984, Camphuysen & Garthe 2004). Vom Peildeck (= Dach) bzw. von der Nock (= "Balkon" seitlich der Brücke) aus werden von zwei bis drei Beobachtern auf einem 300 m breiten Transekt parallel zur Kiellinie an einer Seite des Schiffes alle fliegenden und schwimmenden Individuen erfasst. Die Entfernung von 300 m als seitliche Begrenzung des Transektes und die Unterteilung des Transektes in einzelne Bänder zur Berechnung von Korrekturfaktoren wird nach Heinemann (1981) mit Hilfe personenspezifischer Messlineale abgeschätzt. Die vier Bänder A-D verlaufen in einer Entfernung von 0 bis 50, 50 bis 100, 100 bis 200, bzw. 200 bis 300 m zur Kiellinie des Schiffes. Synchron zu den Zählungen werden für jedes Zählintervall (i.d.r. 1 min-abschnitte) Angaben zur geographischen Position und zu den Beobachtungsbedingungen erhoben, so dass allen Beobachtungen Ortsangaben zuzuordnen sind. Die Suche nach den Vögeln erfolgt mit dem bloßen Auge. Mit dem Fernglas werden Art-, Alters-, Geschlechtsbestimmung usw. durchgeführt bzw. überprüft. Für Dichte- Berechnungen (z.b. Individuen pro km²) muss zwischen Vögeln im Transekt und außerhalb des Transektes unterschieden werden. Im Transekt befinden sich alle 4

12 schwimmenden Vögel in m Entfernung vom Schiff sowie alle fliegenden Vögel, die sich zu jeder vollen Minute (per Konvention) in dieser Entfernung befinden. Alle außerhalb der 300 m schwimmenden Vögel sowie nicht zur vollen Minute innerhalb der 300 m fliegenden Vögel befinden sich außerhalb des Transektes. Diese Korrektur bei fliegenden Vögeln verhindert, dass häufig und besonders schnell fliegende Vögel mengenmäßig überschätzt oder mehrfach gezählt werden. Da insbesondere Seetaucher und Meeresenten oft hohe Fluchtdistanzen vor dem sich nähernden Zählschiff zeigen, wird nach ihnen systematisch mit dem Fernglas gesucht, um sie nicht zu übersehen (Garthe et al. 2002, Hüppop et al. 2002). 3.2 Berechnung von Korrekturfaktoren Während der Erfassungen können Vögel mit zunehmender Entfernung von der Erfassungsplattform schlechter erfasst werden. Um den Anteil der in den äußeren Transektbereichen vermutlich übersehenen Vögel auszugleichen, werden Korrekturfaktoren berechnet, die im Rahmen von Bestandsberechnungen mit der Abundanz der festgestellten Individuen jeder Art multipliziert werden. Für die Abundanzberechnung auf Basis von Schiffsdaten werden nur die Abundanzen der schwimmenden Vögel mit den genannten Korrekturfaktoren korrigiert, da von einer vollständigen Erfassung der fliegenden Vögel innerhalb des Transekts ausgegangen wird. In Berücksichtigung der unterschiedlichen Beobachtungsbedingungen werden für die Abundanzberechnung auf Basis von Flugdaten dagegen die Abundanzen aller Individuen korrigiert. Um eine Datenbasis für die Berechnung von Korrekturfaktoren zu erreichen, wird der Transektstreifen mittels der Entfernungsmessung nach Heinemann (1981) in unterschiedliche Bänder unterteilt. Bei den schiffsgestützten Erfassungen handelt es sich um vier verschiedene Bänder, bei den fluggestützten Erfassungen um drei verschiedene Bänder (für Details siehe oben). Es ist zu beachten, dass nicht für jede Beobachtung eine genaue Transektbandzuordnung während der Erfassungen erfolgen kann. Bei Trupps, die sich innerhalb des Transekts über mehrere Transektbänder erstrecken, werden die Einzelindividuen bzw. Truppanteile im Rahmen der Erfassung soweit möglich einem genauen Transektband zugeordnet. Bei größeren Trupps sowie generell bei sehr hohem Vogelaufkommen können die Individuenzahlen in den einzelnen Transektbändern jedoch oftmals aus Zeitgründen nicht bestimmt werden. Eine andere Schwierigkeit besteht in den Fluchtreaktionen 5

13 von Individuen störungsempfindlicher Arten. Fliegt der Vogel bzw. der Trupp bereits in großer Entfernung vor der herannahenden Beobachtungsplattform auf, ist eine Transektbandzuordnung nicht möglich. In diesen genannten Fällen geht die Beobachtung als innerhalb Transekt ohne Transektbandangabe in die Daten ein. Datenbasis für die Korrekturfaktorenberechnung sind aber jeweils nur die Beobachtungen, für die eine genaue Transektbandangabe vorliegt. Des Weiteren werden nur Daten von Erfassungen berücksichtigt, bei denen das Transekt in vollständiger Breite erfasst wurde (beim Schiff also 300 m Transektbreite, beim Flugzeug 397 m, s.o.). Eine Seastate-Beschränkung wurde nicht vorgenommen, da die Korrekturfaktoren auf den gesamten Datensatz angewendet werden sollten und somit einem über alle auftretenden Seegangsstärken gemittelten Wert entsprechen mussten. Der überwiegende Anteil des Erfassungsaufwands (jeweils > 90%) wurde sowohl in der deutschen Nordsee als auch der deutschen Ostsee bei Seastate 1-3 geleistet (Tabelle 1). Tabelle 1. Verteilung des fluggestützten Erfassungsaufwands auf die verschiedenen Seegangsstärken in der deutschen Nord- und Ostsee (Datenbasis: Deutsche Seabirds at Sea-Flugzeugdatenbank Version 5.12, Jahre Seastate = Seegangsstärke nach Dietrich et al. (1975). Anteil Erfassungsaufwand in % der beprobten Gesamtfläche Seastate Nordsee Ostsee 0 3,8 5,2 1 23,0 30,6 2 38,0 34,8 3 30,8 28,1 4 4,2 1,3 5 0,2 0 Korrekturfaktoren werden nach der von Buckland et al. (2001) beschriebenen Methode auf Basis der Unterschiede in den Anzahlen der Vogelbeobachtungen zwischen den verschiedenen Bändern und unter Einbeziehung der Truppgröße berechnet. Dazu wird die halbnormale Funktion mit Kosinus-Anpassung des Software-Paketes DISTANCE 5.0 ( distanceabout.html) verwendet, um die sogenannte effektive Streifenbreite ( effective 6

14 strip width ESW) zu berechnen. Die ESW ist die theoretische Transektbreite, bis zu der alle Individuen des verwendeten Datensatzes gesehen worden wären. Der jeweilige Korrekturfaktor ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen der tatsächlichen Transektbreite und der ESW (die kleiner als die tatsächliche Transektbreite ist). Für die fluggestützten Erfassungsdaten der Trauerente in der deutschen Nordsee wurde beispielsweise eine ESW von 224 m berechnet. Bei einer tatsächlichen Transektbreite von 397 m ergibt sich ein Korrekturfaktor von 397 / 224 = 1,8. Bei der Berechnung der ESW durch DISTANCE wird die mittlere Truppgröße durch Anpassung einer Regression berechnet, um die oftmals positive Beziehung zwischen Truppgröße und Entdeckbarkeit zu berücksichtigen. Der berechnete Korrekturfaktor kann bei Abundanzberechnungen dann unabhängig von der Truppgröße auf alle Beobachtungen angewendet werden. Die Berechnungen für den vorliegenden Bericht erfolgten auf Basis von Daten aus fluggestützten Erfassungen des FTZ in den Jahren 2006 bis 2010 (Deutsche Seabirds at Sea - Flugzeugdatenbank Version 5.12). Daten von Erfassungen früherer Jahre ( ) konnten nicht in die Berechnung der Korrekturfaktoren miteinbezogen werden, da der Transektstreifen vor 2006 lediglich in zwei Bänder (A und B; Diederichs et al. 2002) unterteilt wurde. Für das vorliegende Vorhaben wurden Korrekturfaktoren für alle häufigen im Rahmen von Flugsurveys erfassbaren Arten berechnet, von denen mindestens 100 Beobachtungen von Einzelindividuen oder Trupps mit Transektbandangabe vorlagen. Keine Korrekturfaktoren wurden deshalb beispielsweise für Lappentaucher (Podicipedidae) und Raubmöwen (Stercorariidae) sowie für Alken (Alcidae) in der Ostsee und Seeschwalben in der Ostsee berechnet. Als einzige Ausnahme zur dieser Vorgehensweise wurde ein Korrekturfaktor für den Tordalk Alca torda in der Nordsee berechnet (89 Beobachtungen), um den Vergleich zur ähnlich aussehenden Trottellumme Uria aalge aufzuzeigen. Bei der Darstellung der Ergebnisse wurde der Variationskoeffizient (VarK) angegeben. Als relatives Streuungsmaß gibt er Auskunft über die Varianz des jeweiligen Korrekturfaktors und ist somit ein Indiz für den Grad der Genauigkeit der Korrekturfaktorenberechnung. Darüber hinaus wurde die durch DISTANCE bestimmte mittlere Truppgröße der untersuchten Arten aufgeführt. 7

15 3.2.1 Berücksichtigung räumlicher Variation Nord- und Ostsee stellen deutlich verschiedene Lebensräume dar, die von den einzelnen Seevogelarten unterschiedlich genutzt werden. Daraus resultierende Unterschiede sowohl im großräumigen als auch kleinräumigen Verteilungsverhalten spiegeln sich u.a. in unterschiedlichem Aggregationsverhalten und somit in räumlichen Unterschieden in der Erfassbarkeit der einzelnen Arten wider. Aus diesem Grund wurden Korrekturfaktoren getrennt für Nord- und Ostsee berechnet. Da Trauerenten Melanitta nigra und Eisenten Clangula hyemalis zudem ein unterschiedliches Aggregationsverhalten innerhalb der deutschen Ostsee zeigen, wurden für diese beiden Arten getrennte Korrekturfaktoren für den Bereich westlich Rügens ( 13,5 E) und die Pommersche Bucht berechnet Berücksichtigung zeitlicher Variation Da Seevögel zu verschiedenen (Jahres-)Zeiten unterschiedliche Verteilungsmuster und unterschiedliches Aggregationsverhalten aufweisen und die Beobachtungsbedingungen beispielsweise durch Unterschiede in Sonnenstand und mittleren Windverhältnissen saisonal variieren, ist davon auszugehen, dass die Erfassungsdaten zu den verschiedenen Zeiten unterschiedlich stark korrigiert werden müssen. Um das zu testen, wurden jahreszeitenspezifische Korrekturfaktoren für ausgewählte Arten berechnet. Dabei wurden artspezifische Jahreszeitendefinitionen nach Garthe et al. (2007) und Markones et al. (2010) angewandt Sonderfall Trauerente Grundannahme der verwendeten Methode zur Berechnung von Korrekturfaktoren ist eine vollständige Erfassung der Individuen auf der Transektlinie (als solche gilt Transektband A1 beim Flugzeug, bzw. A beim Schiff, in der Berechnung). In der Praxis wird diese Grundannahme z.b. aufgrund von Ausweichbewegungen störungsempfindlicher Arten verletzt (siehe auch Diskussion). Insbesondere Meeresenten und Seetaucher vollführen ausgeprägte Fluchtbewegungen als Reaktion auf die Erfassungsplattform, die in herabgesetzten Individuenzahlen in den plattformnahen Transektbändern sowie im gesamten Erfassungstransekt resultieren. Bisher liegen keine Quantifizierungen dieser Fluchtbewegungen vor, die eine Berechnung von Korrekturfaktoren zur Kompensation dieser Fehlerquelle für die Optimierung von Abundanzberechnungen und Bestandsabschätzungen erlauben. 8

16 Wasservögel, die während der Großgefiedermauser phasenweise flugunfähig sind, sind zu dieser Zeit besonders störungsempfindlich. Unter den Seevögeln, die in den deutschen Meeresgebieten vorkommen, vollführt die Trauerente die umfangreichste Mauser der Schwungfedern mit Phasen der Flugunfähigkeit (Mendel et al. 2008). Diese Art kommt nachgewiesenermaßen in Mausergesellschaften mit flugunfähigen Tieren sowohl in der deutschen Nordsee als auch in der deutschen Ostsee vor (z.b. Hennig 2001, Sonntag et al. 2004, Markones & Garthe 2009a). Insbesondere fluggestützte Erfassungen dieser Mauservorkommen sind vermutlich durch das in dieser Phase geringere Aggregationsverhalten und durch hohe Anteile fluchttauchender Individuen stark beeinträchtigt (Hennig & Hälterlein 2000, Hennig 2001, Markones & Garthe 2009b). Im Rahmen von fluggestützten Erfassungen im August und September in den Mausergebieten in der Ostsee und schleswigholsteinischen Nordsee zeigte die Trauerente insgesamt ein stärkeres Fluchtverhalten als zu anderen Jahreszeiten (FTZ unveröff.). In der Pommerschen Bucht wurden stärkere Fluchtbewegungen - sowohl Fluchttauchen als auch Auffliegen - zur Mauserzeit nur in den der Beobachtungsplattform näheren Transektbändern A1 und A2 beobachtet. Entsprechend wurden für diesen Zeitraum im entferntesten Transektband B höhere Anteile am Gesamtvorkommen im Transekt als zu anderen Jahreszeiten (Winter und Frühjahr) festgestellt (Tabelle 2; aus den für die Trauerente als Herbst definierten Monaten liegen keine fluggestützten Erfassungsdaten aus der Ostsee vor). Zwischen Winter und Frühjahr unterscheidet sich das Zahlenverhältnis der Anteile beobachteter Trauerenten in den einzelnen Transektbändern bei den Erfassungen in der östlichen Ostsee dagegen kaum. Diese festgestellten saisonalen Unterschiede in der Aufteilung des beobachteten Gesamtvorkommens auf die einzelnen Transektbänder wurden genutzt, um den Umfang der beobachteten stärkeren Fluchtreaktion zu quantifizieren und bei der Berechnung des Gesamtkorrekturfaktors zu kompensieren. Wir gehen dabei sowohl davon aus, dass der Anteil der in B erfassbaren Trauerenten am potentiell zu erfassenden Gesamtvorkommen in allen Jahreszeiten konstant bei 59% bleibt, als auch davon, dass das Zahlenverhältnis zwischen den Transektbändern A1:A2:B konstant bei 8:33:59 bleibt. Die zur Mauserzeit in B erfassten Trauerenten machten jedoch 76% der insgesamt im Transekt gesichteten Tiere aus. Daraus ergibt sich unter den oben genannten Annahmen, dass zur Mauserzeit nur 59 / 76 = 78% der üblicherweise (= außerhalb der Mauserzeit) 9

17 erfassbaren Trauerenten gesichtet wurden, weil zusätzlich zu den üblicherweise flüchtenden Tieren weitere 22% in Reaktion auf das Erfassungsflugzeug aus dem Sichtbereich geflüchtet waren. Die erfassbaren Trauerenten entsprechen 76 / 59 = 129% der erfassten Trauerenten. Wenden wir nun das Zahlenverhältnis der Transektbänder aus dem Winter/Frühjahr an, dann entspricht der in Band A2 üblicherweise erfassbare Anteil von 33% der insgesamt erfassbaren Tieren also (33% von 129 =) 42,5%-Anteilen des tatsächlich erfassten Gesamtvorkommens. Entsprechend beläuft sich der üblicherweise in Band A1 erfassbare Anteil von 8% dann auf (8% von 129 =) 10 %-Anteile des tatsächlich erfassten Gesamtvorkommens. Tatsächlich wurden zur Mauserzeit in Band A2 19 % des Gesamtvorkommens und in Band A1 5 % des Gesamtvorkommens gesehen. Um für die östliche deutsche Ostsee einen Korrekturfaktur unabhängig von der verstärkten Fluchtreaktion in den Transektbändern A1 und A2 zur Mauserzeit zu errechnen, wurde deshalb die Anzahl der Beobachtungen zur Mauserzeit in Transektband A1 verdoppelt (da 2 x 5 = 10%) und die Anzahl der Beobachtungen in Band A2 ungefähr um den Faktor 2,24 vervielfacht (denn 19 x 2,24 = ca. 42,5%). Auf diese Weise wurde das Gesamtvorkommen ungefähr um den Faktor 1,3 auf etwa 129% des tatsächlich erfassten Gesamtvorkommens vervielfacht. Der so modifizierte Datensatz aus der Mauserzeit ergab dann zusammen mit den Originaldatensätzen aus den übrigen Jahreszeiten den für die Korrekturfaktorberechnung verwendeten modifizierten Gesamtdatensatz. Bei der Berechnung jahreszeitenspezifischer Korrekturfaktoren wurde ebenfalls der modifizierte Mauserzeit-Datensatz für die Berechnung des Sommer(=Mauserzeit)-Korrekturfaktors für die Trauerente in der Pommerschen Bucht angewandt. Zusätzlich wurde der errechnete Faktor mit dem oben genannten Faktor 1,3 korrigiert, um die für die Mauserzeit quantifizierte stärkere Fluchtreaktion zu kompensieren. 10

18 Tabelle 2. Relative Anteile des im Transekt beobachteten Gesamtvorkommens von Trauerenten in den einzelnen Transektbändern A1-B in der Pommerschen Bucht (östliche deutsche Ostsee) in den beprobten Jahreszeiten und Versuch der rechnerischen Kompensation der erhöhten Fluchtreaktion zur Mauserzeit. Es wird davon ausgegangen, dass das erfassbare Vorkommen ohne erhöhte Fluchtreaktion 129% des tatsächlich erfassten Vorkommens entspricht ( (siehe Text für Details). Transektband Verhältnis Winter/ Frühjahr Verhältnis Mauserzeit Korrigierte Anteile Mauserzeit A1 8 5 (5 x 2 =) 10 A (19 x 2,22 =) 42,5 B Vergleichende Bestandsberechnungen Zur Validierung der neu berechneten Korrekturfaktoren wurden für ausgewählte Arten vergleichende Bestandsberechnungen in Teilgebieten der deutschen Nordund Ostsee durchgeführt (Tabelle 3). Bei der Auswahl der Vergleichsgebiete und -zeiträume spielte neben der Berücksichtigung politischer Grenzen und ökologischer Zusammenhänge vor allem eine möglichst vergleichbare Abdeckung sowohl durch schiffsgestützte als auch fluggestützte Erfassungen die entscheidende Rolle (Abb. 1- Abb. 12). Ein erheblicher Anteil der schiffsgestützten Erfassungen in der deutschen AWZ der Nordsee wurde im August mit dem Fischereiforschungsschiff Walther Herwig III durchgeführt. Da Eissturmvögel häufig Fischereifolger sind und ungenutzte Beifänge fressen, wurde zusätzlich zum Flugzeug-Schiff-Vergleich ein Schiff-Schiff- Vergleich in einem Teilbereich der AWZ durchgeführt, um einen Plattformeffekt zu quantifizieren (ohne Abbildung). Dazu wurden Bestandsberechnungen sowohl basierend auf Daten des Fischereiforschungsschiffes als auch basierend auf Daten anderer Erfassungsschiffe durchgeführt. Da die Erfassungen mit dem hochseetauglichen Fischereiforschungsschiff bei durchschnittlich rauerem Seegang stattfanden, wurden nur Daten von Erfassungen bei Seastate 2 (nach Dietrich et al. 1975) in die Berechnungen einbezogen. Datenbasis für die Aufwandskarten und die in die Bestandsberechnung eingehenden Vogelabundanzen waren fluggestützte und schiffsgestützte Erfassungsdaten des FTZ aus den Jahren 2002 bis 2010 (Deutsche Seabirds at Sea - Flugzeugdatenbank 11

19 Version 5.12 und Deutsche Seabirds at Sea - Schiffsdatenbank Version 5.15). Um eine Fehlergröße für die Bestandsabschätzung angeben zu können, wurde ein Bootstrapping-Verfahren zur Berechnung des 95 %-Konfidenzintervalls durchgeführt (siehe auch Markones & Garthe 2009a). Das Bootstrapping ist eine Methode des Resampling (Wiederholungs-Stichprobe), das angewandt wird, wenn die Wahrscheinlichkeitsverteilung einer Stichprobenfunktion oder eines statistischen Tests nicht (mit vertretbarem Aufwand) bestimmt werden kann (Efron 1979, Efron & Tibshirani 1993). Um auch in diesen Situationen Vertrauensintervalle angeben und Tests durchführen zu können, werden auf der Grundlage der vorhandenen Daten mit Hilfe von Simulationsverfahren große Anzahlen von (Pseudo-Zufalls-) Datensätzen erzeugt. Diese werden verwendet, um die Verteilung der Stichprobenfunktion, insbesondere deren Streuungsparameter, zu schätzen. Für die Berechnungen im vorliegenden Bericht wurden die Erfassungsdaten der einzelnen Arten innerhalb des jeweiligen Vergleichsgebietes zunächst in Rasterzellen von 3 Breite x 5 Länge (ca. 30 km²) zusammengefasst und der Mittelwert der Abundanz der betreffenden Vogelart für jedes Raster berechnet. Diese Stichprobe wurde einem Bootstrapping mit Wiederholungen unterzogen, um Mittelwert, Standardabweichung und daraus abgeleitet das Konfidenzintervall zu bestimmen. Diese Daten wurden auf die Gesamtfläche des jeweiligen Vergleichsgebiets bezogen, um den Bestand für das betreffende Gebiet abzuschätzen. Für die Bestandsabschätzungen anhand der schiffsgestützten Daten wurden die von Garthe et al. (2009) ermittelten Korrekturfaktoren für schiffsgestützte Erfassungen von Seetauchern Gavia stellata/arctica, Zwergmöwen Hydrocoloeus minutus und Heringsmöwen Larus fuscus verwendet. Zusätzlich wurden analog der oben beschriebenen Vorgehensweise neue Korrekturfaktoren für die schiffsgestützten Erfassungen von Eissturmvögeln Fulmarus glacialis im August/September in der Nordsee und Trauerenten im August/September in der Pommerschen Bucht berechnet (Datenbasis: Deutsche Seabirds at Sea - Schiffsdatenbank Version 5.15). Für die Abschätzung des Mauserbestands der Trauerente in der Pommerschen Bucht anhand der fluggestützten Daten wurde ein für den vorliegenden Bericht speziell berechneter gebiets- und jahreszeitenspezifischer Korrekturfaktor verwendet. 12

20 Die berechneten Bestandsangaben werden nach folgendem Vorgehen gerundet angegeben (siehe Garthe et al. 2007): : auf 10 Ind. genau; : auf 50 Ind. genau; : auf 100 Ind. genau; : auf 500 Ind. genau; : auf Ind. genau; mehr als : auf Ind. genau. Tabelle 3. Überblick über Auswahl der Arten, Zeiträume und Gebiete, für die vergleichende Bestandsabschätzungen auf Basis von flug- und schiffsgestützten Erfassungen aus den Jahren durchgeführt wurden. Die Auswahl der Zeiträume orientierte sich an artspezifisch definierten Jahreszeiteneinteilungen nach Garthe et al. (2007). Art Meer Phase Zeitraum Gebietsbeschreibung Gebietsgröße Seetaucher Gavia stellata/arctica Nordsee Frühjahr Seetaucher- Konzentrationsgebiet: SPA "Östliche Deutsche Bucht" und Gebiet westlich davon 7409 km² Zwergmöwe Hydrocoloeus minutus Zwergmöwe Hydrocoloeus minutus Nordsee Winter Innere Deutsche Bucht 1 (IDB 1) IDB1 Küstenmeeranteil IDB1 AWZ-Anteil Nordsee Frühjahr Innere Deutsche Bucht 2 (IDB 2) IDB2 Küstenmeeranteil IDB2 AWZ-Anteil km² 8302 km² km² km² 8346 km² km² Eissturmvogel Fulmarus glacialis Nordsee Spätsommer Deutsche AWZ Nordsee km² Teilgebiet dt. AWZ Nordsee km² Heringsmöwe Larus fuscus Nordsee Sommer Innere Deutsche Bucht 3 (IDB 3) km² Trauerente Melanitta nigra Ostsee Sommer SPA "Pommersche Bucht" 2008 km² 13

21 Abb. 1. SPA Östliche Deutsche Bucht, Vergleichsgebiet für die Bestandsabschätzungen des Seetaucher-Frühjahrsvorkommens und Erfassungsaufwand durch schiffsgestützte Erfassungen des FTZ in der deutschen Nordsee für den betreffenden Zeitraum ( ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Schiffsdatenbank Version 5.15, Jahre ). Abb. 2. SPA Östliche Deutsche Bucht, Vergleichsgebiet für die Bestandsabschätzungen des Seetaucher-Frühjahrsvorkommens und Erfassungsaufwand durch fluggestützte Erfassungen des FTZ in der deutschen Nordsee für den betreffenden Zeitraum ( ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Flugzeugdatenbank Version 5.12, Jahre ). 14

22 Abb. 3. Vergleichsgebiete für die Bestandsabschätzungen des Zwergmöwen-Wintervorkommens und Erfassungsaufwand durch schiffsgestützte Erfassungen des FTZ in der deutschen Nordsee für den betreffenden Zeitraum ( ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Schiffsdatenbank Version 5.15, Jahre ). Abb. 4. Vergleichsgebiete für die Bestandsabschätzungen des Zwergmöwen-Wintervorkommens und Erfassungsaufwand durch fluggestützte Erfassungen des FTZ in der deutschen Nordsee für den betreffenden Zeitraum ( ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Flugzeugdatenbank Version 5.12, Jahre ). 15

23 Abb. 5. Vergleichsgebiete für die Bestandsabschätzungen des Zwergmöwen-Frühjahrsvorkommens und Erfassungsaufwand durch schiffsgestützte Erfassungen des FTZ in der deutschen Nordsee für den betreffenden Zeitraum ( ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Schiffsdatenbank Version 5.15, Jahre ). Abb. 6. Vergleichsgebiete für die Bestandsabschätzungen des Zwergmöwen-Frühjahrsvorkommens und Erfassungsaufwand durch fluggestützte Erfassungen des FTZ in der deutschen Nordsee für den betreffenden Zeitraum ( ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Flugzeugdatenbank Version 5.12, Jahre ). 16

24 Abb. 7. Vergleichsgebiet für die Bestandsabschätzungen des Eissturmvogel-Vorkommens im August/September und Erfassungsaufwand durch schiffsgestützte Erfassungen des FTZ in der deutschen Nordsee für den betreffenden Zeitraum ( ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Schiffsdatenbank Version 5.15, Jahre ). Abb. 8. Vergleichsgebiet für die Bestandsabschätzungen des Eissturmvogel-Vorkommens im August/September und Erfassungsaufwand durch fluggestützte Erfassungen des FTZ in der deutschen Nordsee für den betreffenden Zeitraum ( ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Flugzeugdatenbank Version 5.12, Jahre ). 17

25 Abb. 9. Vergleichsgebiet für die Bestandsabschätzungen des Heringsmöwen-Sommervorkommens und Erfassungsaufwand durch schiffsgestützte Erfassungen des FTZ in der deutschen Nordsee für den betreffenden Zeitraum ( ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Schiffsdatenbank Version 5.15, Jahre ). Abb. 10. Vergleichsgebiet für die Bestandsabschätzungen des Heringsmöwen-Sommervorkommens und Erfassungsaufwand durch fluggestützte Erfassungen des FTZ in der deutschen Nordsee für den betreffenden Zeitraum ( ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Flugzeugdatenbank Version 5.12, Jahre ). 18

26 Abb. 11. Vergleichsgebiet für die Bestandsabschätzungen des Trauerenten-Mauservorkommens im August/September (SPA Pommersche Bucht ) und Erfassungsaufwand durch schiffsgestützte Erfassungen des FTZ in der deutschen Ostsee für den betreffenden Zeitraum ( ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Schiffsdatenbank Version 5.15, Jahre ). Abb. 12. Vergleichsgebiet für die Bestandsabschätzungen des Trauerenten-Mauservorkommens im August/September (SPA Pommersche Bucht ) und Erfassungsaufwand durch fluggestützte Erfassungen des FTZ in der deutschen Ostsee für den betreffenden Zeitraum ( ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Flugzeugdatenbank Version 5.12, Jahre ). 19

27 3.4 Feldvergleiche zwischen Schiff und Flugzeug Im Jahr 2010 wurden an drei Terminen vergleichende Erfassungen mit möglichst zeitgleicher Beprobung derselben Transekte durch Schiff und Flugzeug durchgeführt (Tabelle 4, Abb Abb. 16). Die schiffsgestützten Erfassungen wurden im Rahmen anderweitig finanzierter Vorhaben des FTZ durchgeführt (Projekt TESTBIRD sowie FTZ-eigenes Forschungsvorhaben). Die fluggestützte Erfassung im April wurde im Rahmen des vom BfN finanzierten Monitoringvorhabens Marine Säugetiere und Seevögel in der deutschen AWZ von Nord- und Ostsee absolviert. Die zwei Flugtage im Mai und August wurden extra für das vorliegende Vorhaben durchgeführt. Der vierte für den August/September geplante Feldvergleich konnte aufgrund zu schlechten Wetters nicht stattfinden. Zusätzlich zu diesen Feldvergleichen werden Ergebnisse eines Vergleichs aus dem Januar 2009 in der Pommerschen Bucht aufgeführt, die im Rahmen der Erprobungsphase für das vom BfN finanzierte Monitoringvorhaben Marine Säugetiere und Seevögel in der deutschen AWZ von Nord- und Ostsee durchgeführt und ausgewertet worden waren (Markones & Garthe 2009a). Tabelle 4. Ausgewertete Feldvergleiche mit möglichst zeitgleicher Beprobung von Gebieten durch Schiff und Flugzeug in der deutschen Nord- und Ostsee. Beide Erfassungen im Januar 2009 wurden im Rahmen der Erprobungsphase für das vom BfN finanzierte Monitoringvorhaben Marine Säugetiere und Seevögel in der deutschen AWZ von Nord- und Ostsee durchgeführt (siehe Markones & Garthe 2009a). Zeitraum Gebiet Termin Schiff Termin Flugzeug April 2010 Mai 2010 August 2010 SPA Östliche Deutsche Bucht und Umgebung, Nordsee Testfeld Alpha Ventus und Umgebung, Nordsee Testfeld Alpha Ventus und Umgebung, Nordsee Januar 2009 Pommersche Bucht, und Ostsee 14. / Bei den Feldvergleichen im Jahr 2010 herrschten an den Tagen, an denen zeitgleich flug- und schiffsgestützte Erfassungen in der Nordsee stattfanden, durchgehend gute 20

28 bis sehr gute Beobachtungsbedingungen (meist Seastate 1, bzw. Seastate 2, gute Sicht). Im Januar 2009 mussten die schiffsgestützten Erfassungen in der Pommerschen Bucht aufgrund zu schlechter Wetterverhältnisse dagegen zeitweise unterbrochen werden und die Erfassung mit dem Flugzeug fand aus denselben Gründen erst 2-3 Wochen nach den schiffsgestützten Erfassungen statt. Aufgrund von Nebel konnte bei der fluggestützten Erfassung ein größerer Bereich der Pommerschen Bucht, der den Kernbereich der Oderbank, den Greifswalder Bodden und den südlichen Bereich vor der Küste Usedoms umfasst, nicht abgedeckt werden (siehe Abb. 16). Bei den Feldvergleichen im Jahr 2010 wurde angestrebt, die schiffs- und fluggestützten Erfassungen möglichst auf den gleichen Transekten durchzuführen. In der Umgebung des Testfelds alpha ventus, in der die Feldvergleiche im Mai und August stattfanden, waren die schiffsgestützten Erfassungen jedoch durch die Schifffahrtsstraßen im Norden und Süden des Untersuchungsgebietes räumlich eingeschränkt. Zur vergleichenden Betrachtung der beiden Erfassungsmethoden wurden Verteilungskarten ausgewählter Arten basierend auf den schiffs- und fluggestützten Erfassungen erstellt, und es wurden nach der oben beschriebenen Methode Bestandsabschätzungen für Überlappungsgebiete zwischen den beiden Erfassungen berechnet. Dazu wurde anhand der jeweils beprobten Bereiche ein Vergleichsfenster ausgewählt, das dem räumlichen Überlappungsbereich der vollständigen Erfassungen entspricht (Abb Abb. 16). Für die Feldvergleiche aus dem Jahr 2010 wurde darüber hinaus ein zweites kleineres Vergleichsgebiet, das Vergleichsfenster, ausgewählt, das dem zeitlich-räumlichen Überlappungsgebiet der beiden Erfassungen entspricht, also den Erfassungen, die am gleichen Tag im gleichen Gebiet stattfanden (Abb Abb. 15). Für die Bestandsabschätzungen anhand der fluggestützten Daten wurde jeweils ein gebietsspezifischer und soweit für den vorliegenden Bericht berechnet jahreszeitenspezifischer Korrekturfaktor verwendet. Zusätzlich zu diesen Ergebnissen wird als weiterer Parameter, der Unterschiede der beiden Erfassungsmethoden beleuchtet, der Anteil der auf Artniveau bestimmten Individuen von Seetauchern und Seeschwalben (Sternidae) vergleichend betrachtet. 21

29 Abb. 13. Feldvergleich zwischen flug- und schiffsgestützter Erfassung im April 2010 in der deutschen Nordsee westlich Sylt: Transektlegung der fluggestützten Erfassung am und der schiffsgestützten Erfassung vom und Auswahl der Vergleichsgebiete für vergleichende Bestandsberechnungen. Das Vergleichsgebiet entspricht dem räumlichen Überlappungsgebiet der vollständigen Erfassungen; das Vergleichsfenster entspricht dem zeitlich-räumlichen Überlappungsgebiet der Erfassungen am Abb. 14. Feldvergleich zwischen flug- und schiffsgestützter Erfassung im Mai 2010 in der deutschen Nordsee im Gebiet um das Testfeld alpha ventus: Transektlegung der fluggestützten Erfassung am und der schiffsgestützten Erfassung vom und Auswahl der Vergleichsgebiete für vergleichende Bestandsberechnungen. Das Vergleichsgebiet entspricht dem räumlichen Überlappungsgebiet der vollständigen Erfassungen; das Vergleichsfenster entspricht dem zeitlich-räumlichen Überlappungsgebiet der Erfassungen am

30 Abb. 15. Feldvergleich zwischen flug- und schiffsgestützter Erfassung im August 2010 in der deutschen Nordsee im Gebiet um das Testfeld alpha ventus: Transektlegung der fluggestützten Erfassung am und der schiffsgestützten Erfassung vom und Auswahl der Vergleichsgebiete für vergleichende Bestandsberechnungen. Das Vergleichsgebiet entspricht dem räumlichen Überlappungsgebiet der vollständigen Erfassungen; das Vergleichsfenster entspricht dem zeitlich-räumlichen Überlappungsgebiet der Erfassungen am Abb. 16. Feldvergleich zwischen flug- und schiffsgestützter Erfassung im Januar 2009 in der Pommerschen Bucht (Ostsee): Transektlegung der fluggestützten Erfassung am und der schiffsgestützten Erfassung vom und 14. / , SPA Pommersche Bucht und Auswahl des Vergleichsgebietes für vergleichende Bestandsberechnungen. Das Vergleichsgebiet entspricht dem räumlichen Überlappungsgebiet der Erfassungen. 23

31 4 Ergebnisse und Diskussion Im vorliegenden Bericht wurden umfangreiche Berechnungen von Korrekturfaktoren für standardisierte Seevogelerfassungen durchgeführt. Zur weiterführenden Bewertung der Ergebnisse werden die Ergebnisse vergleichender Abschätzungen von Seevogelbeständen unter Verwendung der neu berechneten Korrekturfaktoren für archivierte Daten und für die Erfassungsergebnisse von Feldvergleichen vorgestellt. 4.1 Korrekturfaktoren Korrekturfaktoren zur Kompensation der mit zunehmender Entfernung von der Beobachtungsplattform schlechteren Entdeckbarkeit von Seevögeln wurden bisher fast ausschließlich für schiffsgestützte Erfassungen berechnet. Im vorliegenden Bericht wurde erstmals ein umfangreicher Korrekturfaktorensatz für fluggestützte Erfassungen in den deutschen Seegebieten berechnet Bereits verfügbare Korrekturfaktoren Für schiffsgestützte Erfassungen liegen Korrekturfaktoren für die meisten regelmäßig auftretenden Seevogelarten der Nord- und Ostsee vor (Garthe et al. 2007, 2009). Für spezielle Auswertungen wurden darüber hinaus für einige Arten separate Korrekturfaktoren für unterschiedliche Seegangsstärken ( Seastates, nach Dietrich et al. 1975) berechnet (Garthe et al. 2009). Für den vorliegenden Bericht wurden die von Garthe et al. (2009) berechneten Korrekturfaktoren für Seetaucher (1,7), Zwergmöwe (1,7), Heringsmöwe (1,6) und Dreizehenmöwe Rissa tridactyla (1,9) verwendet. Für fluggestützte Erfassungen lagen bisher nur für einzelne Arten Korrekturfaktoren vor. Für die beiden Seetaucherarten Sterntaucher Gavia stellata und Prachttaucher G. arctica berechneten Garthe et al. (2007) einen Korrekturfaktor für fluggestützte Erfassungen von 1,9. Im Rahmen der Erprobungsphase des deutschen Meeresmonitorings von Seevögeln in der AWZ wurde für die fluggestützte Erfassung der Zwergmöwen ein vorläufiger Korrekturfaktor von 3,0 berechnet (Markones & Garthe 2009a) Neu berechnete Korrekturfaktoren Im Rahmen des vorliegenden Vorhabens wurden für alle häufigen im Rahmen von Flugsurveys erfassbaren Arten neue Korrekturfaktoren für fluggestützte Erfassungen 24

32 berechnet (Tabelle 5). Die Korrekturfaktoren wurden unter Einbeziehung umfangreicher neuer Datensätze berechnet und ersetzen somit die bisher verfügbaren Korrekturfaktoren, die auf Grundlage einer geringeren Datenbasis erstellt worden waren (s.o. und siehe Zwischenbericht zum vorliegenden Vorhaben, Markones & Garthe 2009c). Während beispielsweise für die Berechnung des Seetaucher-Korrekturfaktors durch Garthe et al. (2007) nur 761 Beobachtungen von Einzelindividuen und Trupps zur Verfügung standen, waren es für den vorliegenden Bericht 1693 Beobachtungen. Für den vorliegenden Bericht wurden darüber hinaus spezielle Korrekturfaktoren für die schiffsgestützten Erfassungen des Eissturmvogel im August/September in der Nordsee (1,6) und der Trauerente im August/September in der Pommerschen Bucht berechnet (2,2; Datenbasis: Deutsche Seabirds at Sea - Schiffsdatenbank Version 5.15). 25

33 26 Tabelle 5. Korrekturfaktoren für fluggestützte Erfassungen in den deutschen Meeresgebieten zum Ausgleich übersehener Individuen in den äußeren Transektbändern. Datenbasis: Fluggestützte Erfassungen in den Jahren von 2006 bis 2010, Deutsche Seabirds at Sea - Flugzeugdatenbank Version Nordsee = deutsche Nordsee, Ostsee = deutsche Ostsee, Ostsee-West = deutsche Ostsee westlich Rügens ( 13,5 E), Ostsee-Ost = deutscher Bereich der Pommerschen Bucht, N = Anzahl der in die Berechnung eingegangenen Beobachtungen von Einzelindividuen und Trupps der betreffenden Art mit Transektbandzuordnung, KI = Konfidenzintervall, VarK = Variationskoeffizient des Korrekturfaktors, Truppgröße = von DISTANCE unter Berücksichtigung der Datenvariabilität berechnete mittlere Truppgröße der unter N aufgeführten Beobachtungen. *Für die Berechnung des Korrekturfaktors der Trauerente in der östlichen deutschen Ostsee wurde ein modifizierter Datensatz verwendet; Angaben zu N und Truppgröße beziehen sich jedoch auf den Originaldatensatz. Für weitere Details s. Material und Methoden. Art Meeresgebiet N Korrekturfaktor KI Korrekturfaktor VarK Truppgröße KI Truppgröße Seetaucher Gavia stellata/arctica Nordsee ,4 2,2 2,7 0,05 1,6 1,5 1,6 Seetaucher Gavia stellata/arctica Ostsee 189 3,3 2,5 4,2 0,13 1,6 1,5 1,8 Eissturmvogel Fulmarus glacialis Nordsee 368 2,8 2,6 3,1 0,05 1,5 1,3 1,7 Basstölpel Sula bassana Nordsee 921 1,7 1,5 1,8 0,04 1,2 1,1 1,2 Kormoran Phalacrocorax carbo Ostsee 206 1,6 1,4 1,9 0,09 3,9 2,7 5,6 Eiderente Somateria mollissima Nordsee 829 2,3 2,1 2,4 0,04 7,8 6,1 10,0 Eiderente Somateria mollissima Ostsee 711 3,0 2,7 3,4 0,06 6,5 5,7 7,4 Eisente Clangula hyemalis Ostsee-West 504 3,2 3,0 3,4 0,04 3,8 3,4 4,2 Eisente Clangula hyemalis Ostsee-Ost 837 2,7 2,3 3,0 0,07 4,4 4,0 4,9 Trauerente Melanitta nigra Nordsee ,8 1,7 1,9 0,04 8,5 7,9 9,2 Trauerente Melanitta nigra Ostsee-West 337 1,8 1,6 2,1 0,06 7,2 6,1 8,6 Trauerente* Melanitta nigra Ostsee-Ost ,7* 1,6 1,9* 0,06 4,0 3,9 4,2 Samtente Melanitta fusca Ostsee 427 2,2 1,8 2,7 0,10 2,9 2,7 3,2 Zwergmöwe Hydrocoloeus minutus Nordsee 984 2,7 2,4 3,0 0,06 2,2 2,0 2,4 Zwergmöwe Hydrocoloeus minutus Ostsee 277 2,1 1,9 2,4 0,06 1,9 1,6 2,3 Lachmöwe Larus ridibundus Nordsee 509 2,7 2,3 3,2 0,09 1,9 1,4 2,4 Sturmmöwe Larus canus Nordsee ,5 2,3 2,7 0,04 2,1 2,0 2,3 Sturmmöwe Larus canus Ostsee 105 3,6 3,0 4,2 0,08 1,2 1,0 1,3 Heringsmöwe Larus fuscus Nordsee ,3 2,2 2,5 0,03 1,6 1,4 1,8 Silbermöwe Larus argentatus Nordsee ,3 2,1 2,5 0,04 1,9 1,7 2,2 Silbermöwe Larus argentatus Ostsee 855 2,7 2,5 2,8 0,03 1,8 1,4 2,1 Mantelmöwe Larus marinus Nordsee 215 2,3 1,7 3,0 0,14 1,2 1,1 1,3 Mantelmöwe Larus marinus Ostsee 160 3,0 2,6 3,5 0,07 1,3 1,2 1,4 Dreizehenmöwe Rissa tridactyla Nordsee ,3 2,1 2,5 0,04 1,4 1,3 1,5 Brandseeschwalbe Sterna sandvicensis Nordsee ,2 2,0 2,5 0,06 1,3 1,3 1,4 Fluss-/Küstenseeschwalbe Sterna hirundo/paradisaea Nordsee ,2 2,9 3,5 0,05 1,5 1,4 1,6 Trottellumme Uria aalge Nordsee ,3 3,0 3,5 0,04 1,9 1,8 2,0 Tordalk Alca torda Nordsee 89 4,6 3,9 5,4 0,08 1,8 1,5 2,1 Trottellumme /Tordalk Uria aalge/alca torda Nordsee ,0 2,8 3,2 0,03 1,8 1,7 1,9 Korrekturfaktoren für fluggestützte Seevogelerfassungen Endbericht FTZ Nov. 2010

34 Korrekturfaktoren für fluggestützte Seevogelerfassungen Endbericht FTZ Nov Zeitliche Variation Die Korrekturfaktoren für die Erfassungsdaten der Trauerente in der Pommerschen Bucht sowie der Zwergmöwe, der Dreizehenmöwe und der Trottellumme in der deutschen Nordsee variierten saisonal zum Teil deutlich (Tabelle 6). Die Korrekturfaktoren von Dreizehenmöwe und Trottellumme nehmen für Winter und Sommer höhere Werte an als für die anderen Jahreszeiten. Auch der Korrekturfaktor der Zwergmöwe für den Winter ist deutlich höher als der für das Frühjahr. Für den Sommer und Herbst liegen nicht ausreichend Beobachtungen von Zwergmöwen für eine Korrekturfaktorenberechnung vor. Für die Trauerente, die in der Pommerschen Bucht im Herbst bisher nicht mit dem Flugzeug erfasst wurde, wurde der höchste Korrekturfaktor für die Mauserzeit im Sommer bestimmt. Hierbei ist zu beachten, dass die Berechnungen in DISTANCE einen Korrekturfaktor von 1,8 (Konfidenzintervall 1,6 2,0) ergaben. Dieser wurde mit dem Faktor 1,3 multipliziert, um die für die Mauserzeit quantifizierte stärkere Fluchtreaktion zu kompensieren (für Details siehe Material und Methoden). Gründe für saisonale Unterschiede könnten in jahreszeitlich unterschiedlichen Wetterverhältnissen bestehen, die sich z.b. in Form von unterschiedlichen Seegangsstärken, Sichtweiten, Windgeschwindigkeiten, Sonneneinstrahlungswerten und Häufigkeit von Nebelaufkommen auf die Beobachtungsbedingungen und damit die Entdeckbarkeit der verschiedenen Arten auswirken. So wurden zum Beispiel die Erfassungen während des Zeitraums vom 01. November bis 30. März, der für die Zwergmöwe als Winter definiert wurde (Garthe et al. 2007), bei einer mittleren Seegangsstärke von 3,2 durchgeführt, während im als Frühjahr definierten Zeitraum vom 01. April bis 31. Mai eine mittlere Seegangsstärke von 2,9 herrschte. Zu beachten ist auch, dass der Erfassungsaufwand zwischen den verschiedenen Jahreszeiten räumlich variiert (siehe auch Abb. 1 - Abb. 10). Saisonale Unterschiede in den Ergebnissen könnten demnach auch durch kleinräumige gebietsspezifische Unterschiede im Verteilungsmuster und Aggregationsverhalten begründet sein. Weitere Ursachen für die saisonalen Unterschiede können Unterschiede im Aggregationsverhalten sein. Trottellummen sind im Herbst nach der Brutzeit in größeren Trupps in der deutschen Nordsee anzutreffen (FTZ unveröff.), wie auch an der für den Herbst bestimmten höheren mittleren Truppgröße ersichtlich ist (Tabelle 6). Da größere Trupps besser zu entdecken sind als Einzelindividuen, ist ein negativer Zusammenhang zwischen mittlerer Truppgröße und Höhe des 27

35 Korrekturfaktors auch bei der Zwergmöwe festzustellen. Unterschiede in der Entdeckbarkeit sind zudem durch jahreszeitlich unterschiedliche Anteile fliegender (und somit besser entdeckbarer) Vögel zu erwarten, wie sie z.b. in der Nordsee für Herings- und Dreizehenmöwen und in der Ostsee mauserbedingt für Trauerenten festgestellt wurden (Sonntag et al. 2004, Markones et al. 2010). Schließlich können Beobachtereffekte, also Unterschiede in den Erfassungsergebnissen zwischen verschiedenen Beobachtern, einen bedeutenden Einfluss auf die Struktur der Daten und somit die Ergebnisse der Korrekturfaktorenberechnung haben (van der Meer & Camphuysen 1996). 28

36 29 Tabelle 6. Jahreszeitliche Variation in den Korrekturfaktoren ausgewählter Arten für fluggestützte Erfassungen in den deutschen Meeresgebieten zum Ausgleich übersehener Individuen in den äußeren Transektbändern. Datenbasis: Fluggestützte Erfassungen in den Jahren von 2006 bis 2010, Deutsche Seabirds at Sea - Flugzeugdatenbank Version Einteilung der artspezifischen Jahreszeiten nach Garthe et al. (2007) und Markones et al. (2010). Nordsee = deutsche Nordsee, Ostsee-Ost = deutscher Bereich der Pommerschen Bucht, N = Anzahl der in die Berechnung eingegangenen Beobachtungen von Einzelindividuen und Trupps der betreffenden Art, KI = Konfidenzintervall, = Variationskoeffizient des Korrekturfaktors, Truppgröße = von DISTANCE unter Berücksichtigung der Datenvariabilität berechnete mittlere Truppgröße der unter N aufgeführten Beobachtungen. *Für die Berechnung des Korrekturfaktors der Trauerente im Sommer in der östlichen deutschen Ostsee wurde ein modifizierter Datensatz verwendet (siehe Material und Methoden); Angaben zu N und Truppgröße beziehen sich jedoch auf den Originaldatensatz. Für weitere Details siehe Material und Methoden. Art Meeresgebiet Jahreszeit Zeitraum N Korrekturfaktor KI Korrekturfaktor VarK Truppgröße KI Truppgröße Trauerente Ostsee-Ost Winter ,5 1,3 1,8 0,09 4,6 4,1 5,2 Melanitta nigra Frühjahr ,6 1,3 1,9 0,09 4,8 4,5 5,1 Sommer ,3* 2,1 2,6* 0,08 3,6 3,4 3,8 Zwergmöwe Nordsee Winter ,2 3,0 3,5 0,04 1,9 1,6 2,2 Hydrocoloeus minutus Frühjahr ,5 2,1 3,0 0,09 2,5 2,1 2,9 Dreizehenmöwe Rissa tridactyla Trottellumme Uria aalge Nordsee Winter ,6 2,2 3,0 0,07 1,4 1,3 1,4 Frühjahr ,2 2,0 2,4 0,04 1,5 1,4 1,6 Sommer ,5 2,4 2,6 0,03 1,4 1,2 1,5 Herbst ,3 2,0 2,6 0,06 1,3 1,1 1,5 Nordsee Winter ,9 3,6 4,3 0,04 1,7 1,5 1,8 Frühjahr ,2 2,5 4,1 0,13 1,8 1,6 2,1 Sommer ,4 3,1 3,8 0,06 1,8 1,6 2,0 Herbst ,9 2,5 3,4 0,08 2,3 2,1 2,5 Korrekturfaktoren für fluggestützte Seevogelerfassungen Endbericht FTZ Nov. 2010

37 Korrekturfaktoren für fluggestützte Seevogelerfassungen Endbericht FTZ Nov Bewertung der berechneten Korrekturfaktoren Die im Vergleich zu früheren Berechnungen größere zugrunde liegende Datenbasis ermöglicht eine präzisere Abbildung der Erfassungscharakteristika und somit eine zunehmend genauere Berechnung der Korrekturfaktoren. Dies spiegelt sich auch in überwiegend großen Konfidenzintervallen und entsprechend hohen Werten des Variationskoeffizienten für den Korrekturfaktor von Arten wider, für die eine geringe Anzahl von Beobachtungen vorliegt (Tabelle 5). Besonders genau konnten die Korrekturfaktoren für die Silbermöwe in der Nordsee und Ostsee, für die Eisente in der westlichen Ostsee sowie für die Nordsee-Erfassungsdaten des Basstölpels, der Eiderente, Trauerente, Sturmmöwe, Heringsmöwe, Dreizehenmöwe, Trottellumme und der Artgruppe Trottellumme/Tordalk bestimmt werden. Als weniger exakt müssen die Korrekturfaktoren für die Ostsee-Erfassungsdaten von Seetaucher, Kormoran, Samtente, Sturmmöwe und Mantelmöwe, sowie für die Nordsee-Daten von Lachmöwe, Mantelmöwe und Tordalk angesehen werden. Die Betrachtung der jahreszeitlichen Unterschiede in den Korrekturfaktoren ausgewählter Arten verdeutlicht, dass Variationen in der zugrunde liegenden Datenbasis -verursacht z.b. durch unterschiedliche Beobachtungsbedingungen oder verschiedene Beobachter- sich deutlich in den berechneten Korrekturfaktoren widerspiegeln. Für optimierte Berechnungen von Bestandszahlen sollten die Korrekturfaktoren also bei ausreichender Anzahl von Beobachtungen möglichst immer anhand des Datensatzes berechnet werden, auf den sie angewendet werden sollen. Repräsentativität der in die Korrekturfaktorenberechnung eingehenden Daten Ein großes Problem bei der Berechnung und Verwendung der Korrekturfaktoren ist die Tatsache, dass bei der Erfassung aus methodischen Gründen nicht alle der im Transekt beobachteten Individuen auf Transektbänder aufgeteilt werden. Insbesondere Individuen von Arten, die aggregiert in großen Trupps vorkommen oder eine hohe Störungsempfindlichkeit aufweisen, lassen sich oftmals nur schwer einem bestimmten Transektband zuordnen. Somit basieren die Berechnungen der Korrekturfaktoren nur auf dem Teil der Beobachtungsdaten, der den jeweiligen Transektbändern zugeordnet werden konnten. Eine Quantifizierung der Anteile der Individuen mit Angabe des Transektbands für ausgewählte Arten ergab zum Teil sehr 30

38 geringe Werte (Tabelle 7). Für die störungsempfindlichen Seetaucher liegen niedrige Anteile von Individuen mit Transektbandangabe an der Gesamtzahl der beobachteten Tiere nur für die schiffsgestützten Erfassungen vor. Bei dieser Methode fliegen die Tiere oftmals bereits in großer Entfernung vor dem Schiff auf und erschweren so eine genaue Zuordnung zu einem Transektband. Für die Heringsmöwe, die insbesondere an Fischereifahrzeugen oftmals in großen Trupps beobachtet wird, wurden von beiden Erfassungen mäßig hohe Anteile von Individuen mit Transektbandangabe erreicht. Die schiffsgestützten Erfassungen schneiden hier vermutlich aufgrund der geringeren Erfassungsgeschwindigkeit besser ab. In Bereichen mit intensivem Fischereiaufwand sind die Anteile der auf das Transektband genau erfassten Heringsmöwen besonders niedrig. Dies zeigen die Ergebnisse des für den vorliegenden Bericht durchgeführten Feldvergleichs im Mai Dabei wurden während der fluggestützten Erfassung nur 14% der im Transekt beobachteten Heringsmöwen mit Transektbandangabe erfasst, während es im Rahmen der schiffsgestützten Erfassung 19% waren. Die Trauerente ist eine Art, die sowohl durch eine hohe Störungsempfindlichkeit als auch durch ein aggregiertes Auftreten in sehr großen Trupps gekennzeichnet ist. Folglich werden auch von dieser Art bei beiden Erfassungsmethoden nur geringe Anteile des Gesamtvorkommens einzelnen Transektbändern zugeordnet. Aufgrund der Störungsempfindlichkeit sind die Werte bei den schiffsgestützten Erfassungen deutlich niedriger. Zum Vergleich sind die Daten der Zwergmöwe aufgeführt, die nicht besonders störungsempfindlich ist und überwiegend in Einzeltieren oder kleinen Trupps auftritt, und bei der folglich deutlich höhere Anteile einem Transektband zugeordnet werden können. Besonders bedeutsam ist bei dem beschriebenen Phänomen, dass der Anteil der Individuen mit Transektbandangabe nicht (unbedingt) repräsentativ für das Gesamtvorkommen ist. Größeren Trupps, die sich über das ganze Transekt verteilen, kann schlechter ein genaues Transektband zugeordnet werden als kleineren Trupps und Einzeltieren. Zudem korreliert die Fluchtdistanz störungsempfindlicher Arten positiv mit der Truppgröße (Schwemmer et al. 2011). Ein Vergleich der mittleren Truppgrößen von Heringsmöwen ergab bei den schiffsgestützen Erfassungen einen Wert von 1,9 für die Individuen mit Transektbandangabe und einen Wert von 16,3 für die Individuen ohne Zuordnung eines Transektbands. Bei den fluggestützten Erfassungen lag die Truppgröße der Individuen mit Transektbandangabe im Mittel bei 1,6 während sie bei den Individuen 31

39 ohne Transektbandzuordnung bei 19,4 lag (jeweils arithmetisches Mittel). Die von DISTANCE berechneten durchgehend niedrigen mittleren Truppgrößen der in die Korrekturfaktorberechnung eingehenden Beobachtungen weisen auf ähnliche Verhältnisse bei anderen Arten hin (Tabelle 5). Die daraus abzuleitenden für große Trupps zu hohen Korrekturfaktoren werden vermutlich zumindest teilweise dadurch kompensiert, dass große Trupps insbesondere bei den hohen Erfassungsgeschwindigkeiten fluggestützter Zählungen meist leicht unterschätzt werden, da nicht alle Individuen innerhalb der zur Verfügung stehenden wenigen Sekunden erfasst werden können. Tabelle 7. Anteil der auf die einzelnen Transektbänder aufgeteilten Individuen ausgewählter Arten an der Gesamtzahl der im Transekt beobachteten Individuen der betreffenden Art bei flug- und schiffsgestützten Erfassungen in den deutschen Meeresgebieten (Datenbasis: Deutsche Seabirds at Sea - Flugzeugdatenbank Version 5.12, Jahre , und Deutsche Seabirds at Sea - Schiffsdatenbank Version 5.15, Jahre ). Die aufgeführten Werte entsprechen den in die Korrekturfaktorenberechnung eingehenden Anteilen. Art Meeresgebiet Flugzeug Schiff Seetaucher Gavia stellata/arctica Trauerente Melanitta nigra Heringsmöwe Larus fuscus Zwergmöwe Nordsee 99% 42% Nordsee 31% 18% Ostsee* 38% 10% Ostsee-Ost Mauser 93% 5% Nordsee 44% 59% Nordsee 75% 80% Hydrocoloeus minutus *alle Daten aus der deutschen Ostsee mit Ausnahme der nachfolgend dargestellten Daten zur Mauserzeit aus der östlichen deutschen Ostsee Anwendungsbereich der berechneten Korrekturfaktoren Generell ist zu beachten, dass anhand der Erfassungsdaten mit der angewandten Methode lediglich eine Korrektur der schlechteren Erfassbarkeit mit zunehmender Entfernung von der Beobachtungsplattform erzielt wird. Grundannahme der verwendeten Methode und notwendige Basis für möglichst genaue Bestandsberechnungen ist eine vollständige Erfassung der Individuen auf der Transektlinie, d.h. im Fall der angewandten Erfassungsmethoden eine vollständige Erfassung im der Beobachtungsplattform nächsten Transektstreifen (entspricht 32

40 Transektband A1 beim Flugzeug, bzw. A beim Schiff). Diese Grundannahme kann in der Praxis jedoch insbesondere aufgrund von Ausweichbewegungen störungsempfindlicher Arten nicht immer erfüllt werden. Fluchtbewegungen als Reaktion auf die Erfassungsplattform führen vor allem in den der Beobachtungsplattformen nächstgelegenen und zu einem geringeren Maß auch in den entfernteren Transektbändern zu niedrigeren Individuenzahlen. Da Fluchtbewegungen jedoch auf Basis der standardmäßig angewandten Erfassungsmethoden nur unzureichend erfasst und protokolliert werden können, werden gesonderte Methoden zur genauen Beschreibung des Fluchtverhaltens angewandt (z.b. Bellebaum et al. 2006, Kaiser et al. 2006, Schwemmer et al. 2011). Bisher liegt jedoch keine Quantifizierung der Fluchtbewegungen vor, die eine Berechnung von Korrekturfaktoren für die Optimierung von Abundanzberechnungen und Bestandsabschätzungen erlauben. Im Rahmen des vorliegenden Berichts wurde anhand der standardmäßig erhobenen Erfassungsdaten erstmals versucht, das Ausmaß der zur Mauserzeit erhöhten Fluchtreaktion der Trauerente in den der Beobachtungsplattform näheren Transektbändern zu quantifizieren. Dazu wurde ein Extra-Korrekturfaktor berechnet, der jedoch lediglich die Zahlenerniedrigung kompensiert, die in den Transektbändern A1 und A2 durch eine im Vergleich zu Transektband B und im Vergleich zu übrigen Jahreszeiten stärkere Fluchtreaktion verursacht wurde. Zusätzlich dazu führen die zu allen Jahreszeiten auftretenden Fluchtbewegungen der Trauerente und die zur Mauserzeit (sowohl in A1 und A2 als auch im Transektband B) im Vergleich zu anderen Jahreszeiten stärkeren Fluchtbewegungen dazu, dass weniger Trauerenten erfasst werden, als eigentlich im Gebiet vorkommen. Zur Mauserzeit flüchten Trauerenten aufgrund der eingeschränkten Flugfähigkeit bzw. zeitweisen Flugunfähigkeit oftmals tauchend. Diese Fluchtreaktionen sind mit zunehmender Entfernung von der Beobachtungsplattform schwerer zu erfassen, so dass insbesondere das Vorkommen in B dadurch unterschätzt wird. Weitere Gründe für nicht vollständig erfasste Individuenzahlen - sowohl auf der Transektlinie als auch im gesamten Transektbereich - ergeben sich aus einer generell beeinträchtigten Erfassbarkeit kleiner, dunkler bzw. allgemein unauffälliger Arten sowie dem an die Nahrungssuche gekoppelten Tauchverhalten bestimmter Arten. Zur Abschätzung dieser als perception bias und availability bias bekannten Fehlergrößen wird bei der Bestandserfassung von marinen Säugetieren auf See mit 33

41 Hilfe der racetrack-methode die Wahrscheinlichkeit g(0) bestimmt, ein Tier zu sichten, das sich auf der Transektlinie befindet (z.b. Hiby 1999, Gilles et al. 2008, Scheidat et al. 2008). Dazu wird direkt im Anschluss an eine Sichtung der Transektabschnitt, in dem die Beobachtung stattfand, erneut beflogen. Aus dem Verhältnis gesichteter Individuen zwischen erster und zweiter Befliegung wird der g(0)-wert unter Berücksichtigung weiterer Faktoren ermittelt. Die Bestimmung artspezifischer g(0)-werte für Seevögel ist aufgrund der Häufigkeit, der im Vergleich zu Meeressäugern deutlich höheren Abundanzen und der Störungsempfindlichkeit und Mobilität von Seevögeln jedoch methodisch schwer bzw. nicht umzusetzen. Für einzelne größere Arten, z.b. Seetaucher, könnte die Bestimmung dieses Faktors jedoch im Rahmen gesonderter fluggestützter Erfassungen angegangen werden. Informationen zum Tauchverhalten verschiedener Arten, z.b. zu Häufigkeit und Dauer von Tauchgängen, können zudem über Datenloggerstudien gewonnen werden (z.b. Benvenuti et al. 2001, Pelletier et al. 2007, Hedd et al. 2009). Die Voraussetzungen für eine gute Datengrundlage zur Berechnung von Korrekturfaktoren werden also am besten bei der Erfassung von gut sichtbaren, störungsunempfindlichen Arten, die keine längeren Tauchgänge zur Nahrungssuche durchführen und nicht in großen Trupps auftreten, erfüllt. Zu diesen Arten zählen in der deutschen Nord- und Ostsee beispielsweise Basstölpel, Eissturmvögel und Zwergmöwen. 34

42 4.2 Vergleichende Bestandsberechnungen Die vergleichenden Bestandsabschätzungen auf Basis von schiffs- bzw. fluggestützten Erfassungsdaten ergaben ein differenziertes Bild (Tabelle 8). Auf der einen Seite ergaben die flugzeugbasierten Daten höhere Bestände als die schiffsbasierten Daten für Seetaucher und Zwergmöwen in den ausgewählten Zeiträumen und Vergleichsgebieten der deutschen Nordsee. Höhere Bestände basierend auf schiffsgestützten Daten wurden auf der anderen Seite für Eissturmvögel im Spätsommer in der deutschen AWZ der Nordsee und für Trauerenten zur Mauserzeit in der Pommerschen Bucht in der Ostsee berechnet. Für den Sommerbestand der Heringsmöwe in der inneren Deutschen Bucht wiederum wurden exakt übereinstimmende Bestandsabschätzungen durch beide Erfassungsmethoden gewonnen. Unterschiede in den berechneten Bestandszahlen zwischen flug- und schiffsgestützten Erfassungen können in einem unzureichenden zeitlich-räumlichen Aufwand durch mindestens eine der beiden Erfassungsmethoden begründet sein oder darin, dass (mindestens) eine der Methoden sich nicht gut für die Erfassung der betrachteten Art eignet. Beide Varianten resultieren in einer nicht repräsentativen Datenbasis, deren Ungenauigkeiten nicht durch Anwendung eines Korrekturfaktors kompensiert werden können. Besonders starke Unterschiede im Bestand zwischen Flugzeug- und Schiffsdaten zeigten sich bei der Zwergmöwe im Winter, für die basierend auf Flugzeugdaten ein 4,4x so hoher Bestand im Vergleich zum Ergebnis der Schiffsdaten errechnet wurde (Tabelle 8, vgl. auch Abb. 17 und Abb. 18). Noch deutlicher war dieser Unterschied mit Faktor 7 für den AWZ-Teil des Vergleichsgebietes. Im Winter wurde jedoch insbesondere in der AWZ ein erheblich geringerer Erfassungsaufwand durch schiffsgestützte Erfassungen als durch fluggestützte Erfassungen realisiert (Tabelle 8). Für den AWZ-Bereich wurde auch im Frühjahr mit Faktor 5,4 ein deutlich höherer Bestand der Zwergmöwe basierend auf flugzeugbasierten Daten erhoben. Im Küstenmeerbereich wurden in dieser Jahreszeit dagegen etwas höhere Bestände durch das Schiff ermittelt. Beide Erfassungsmethoden ergaben einen höheren Frühjahrsbestand der Zwergmöwe im Küstenmeerbereich als in der AWZ. Dieser Unterschied war jedoch deutlich ausgeprägter in den Ergebnissen der schiffsbasierten Erfassungen (vgl. Abb. 19 und Abb. 20). Fluggestützte Erfassungen 35

43 werden nur bei guten Wetterbedingungen und geringem Seegang durchgeführt, da die Entdeckbarkeit der Vögel bei rauerem Seegang durch die Bildung von Schaumkronen erschwert wird. Diese Bedingungen treten vor allem im Rahmen von Hochdruck-Passagen oft in Verbindung mit östlichen Winden auf, die wiederum die Abundanz von Seevögeln beeinflussen und oftmals Zugbewegungen auslösen (Hüppop et al. 2006). Zwergmöwen nutzen auf dem Frühjahrszug einen deutlichen Zugkorridor entlang der südlichen Nordseeküste (Schwemmer & Garthe 2006). Die Ergebnisse der fluggestützten Erfassungen zeigen jedoch, dass Zwergmöwen in Schönwetterphasen offensichtlich kurzzeitig ausgeprägten Breitfrontenzug über die gesamte Deutsche Bucht durchführen. Da Flugzeugzählungen auf Schönwetterphasen beschränkt sind, wird das zu dieser Zeit stärkere küstenferne Vorkommen der Zwergmöwen in der AWZ in den Ergebnissen der fluggestützten Erfassungen vermutlich überrepräsentiert. Auch das Vorkommen des Eissturmvogels wird stark von meteorologischen Bedingungen beeinflusst. Während Zwergmöwen in windarmen Phasen jedoch verstärkt die küstenfernen Meeresgebiete nutzen, weicht der Eissturmvogel als ausgeprägter Segler windarmen Zeiträumen und -gebieten aus. Eissturmvögel haben bei geringen Windgeschwindigkeiten einen höheren Energiebedarf und vermeiden deshalb Nahrungssuchflüge während windarmer Phasen (Furness & Bryant 1996, Ojowski et al. 2001). Während der Hochdruckphasen, in denen die fluggestützten Erfassungen stattfinden, räumen die Eissturmvögel also höchstwahrscheinlich den Untersuchungsbereich, so dass mit dem Flugzeug deutlich niedrigere Bestände als mit dem Schiff erfasst werden (vgl. auch Abb. 21 und Abb. 22). Die unterschiedlichen mittleren Seegangsstärken von 2,6 bei fluggestützten und 3,4 bei schiffsgestützten Erfassungen aus dem August/September in der deutschen AWZ der Nordsee weisen auf deutlich höhere Windstärken bei den schiffsgestützten Erfassungen hin. Grundsätzlich gilt jedoch, dass ausreichend gute Bedingungen auch für schiffsgestützte Erfassungen (in Abhängigkeit von der Seegängigkeit des Schiffes) nur bis zu einer bestimmten Windstärke herrschen und somit auch mit dieser Methode keine Erfassung von Seevogelvorkommen während starker Sturmphasen möglich ist. Insbesondere pelagische Arten wie Basstölpel, Eissturmvogel, Dreizehenmöwe und Alken (Alcidae) sind an stürmischen Tagen in hohen Zahlen von den Festlandsküsten und der Insel Helgoland aus zu sehen und 36

44 folglich in höheren Beständen im deutschen Seegebiet zu vermuten als während ruhigerer Wetterphasen. Der Schiff-Schiff-Vergleich für den Bestand des Eissturmvogels in einem Teilbereich der AWZ ergab keine Unterschiede zwischen den Daten der Erfassungen mit dem Fischereiforschungsschiff und den Daten anderer Erfassungsfahrten bei Seastate 2 (Tabelle 8). Ein Plattformeffekt, also eine Anziehungskraft der Beobachtungsplattform auf die Eissturmvögel, die zu künstlich erhöhten Beständen führt, scheint also zumindest bei ruhigem Seegang keine Rolle zu spielen. Starke Unterschiede in den ersten vergleichenden Abschätzungen des Trauerentenmauser-Vorkommens in der Pommerschen Bucht zwischen den beiden Erfassungsmethoden sind auf zeitliche Unterschiede in der Datenbasis zurückzuführen. Die schiffsbasierten Erfassungen wurden nur in den Jahren durchgeführt, die fluggestützten Erfassungen dagegen in den Jahren 2004 bis Eine Einschränkung des Datensatzes auf die Jahre 2004 und 2005 ergab sehr ähnliche Ergebnisse für beide Erfassungsmethoden (Tabelle 8). Die Ergebnisse verdeutlichen die bereits von Sonntag et al. (2004) beschriebene starke zeitliche Variation des Mauservorkommens, das nach den vorliegenden Berechnungen und unveröffentlichten Ergebnissen im Jahr 2003 besonders stark, in den letzten Jahren jedoch schwächer ausgeprägt war. Die gute Übereinstimmung in den für 2004/2005 berechneten Bestandszahlen lässt darauf schließen, dass die Anwendung des speziell berechneten Mauser-Korrekturfaktors für die fluggestützte Erfassung der Trauerente in der Pommerschen Bucht gute Ergebnisse erzielt. Die verwendete Berechnungsmethode erwies sich als geeignete Methode für die Bestandsberechnung auch bei deutlichen räumlichen Abundanzunterschieden in den zugrundeliegenden Daten. Dies belegen die Ergebnisse für die Zwergmöwe, bei der die Summe der Bestände in den Teilbereichen der Untersuchungsgebiete in beiden Jahreszeiten gut mit dem für das ganze Gebiet berechneten Bestand übereinstimmt (siehe Tabelle 8). Die Methode lieferte darüber hinaus Ergebnisse, die zum Teil sehr gut mit bereits veröffentlichten Bestandsberechnungen übereinstimmen. Der für die Seetaucher auf Basis der fluggestützten Daten berechnete Frühjahrsbestand des Konzentrationsgebiets in der AWZ liegt mit Individuen in der Größenordnung des von Garthe et al. (2007) auf Individuen berechneten Bestands der beiden Seetaucherarten für die gesamte AWZ, der ebenfalls auf fluggestützten Erfassungen 37

45 basiert. Für den Eissturmvogel berechneten Garthe et al. (2007) basierend auf schiffsgestützten Erfassungsdaten einen AWZ-Bestand von Tieren im Sommer ( ) und einen Bestand von Individuen für den Herbst ( ). Der für den vorliegenden Bericht für den August/September basierend auf Schiffserfassungen berechnete AWZ-Bestand von Individuen liegt in der gleichen Größenordnung. Für die Trauerente in der Pommerschen Bucht gaben Sonntag et al. (2004) basierend auf Schiffszählungen aus den Jahren 2003 und 2004 einen Mauserbestand von bis Tiere an. Dieser Wert entspricht recht gut dem Konfidenzintervall der Bestandsabschätzung anhand von schiffsbasierten Daten für den vorliegenden Bericht ( Individuen; Tabelle 8). Die basierend auf Schiffsdaten berechnete Abschätzung des Winterbestands der Zwergmöwe in der inneren Deutschen Bucht lag mit Individuen nur etwas über den von Garthe et al. (2007) berechneten Tieren für die gesamte deutsche Nordsee. Im Gegensatz dazu lieferten die vorliegenden Bestandsabschätzungen für die Zwergmöwen basierend auf den Daten beider Erfassungsmethoden für das Frühjahr mit bzw Tieren jedoch erheblich höhere Ergebnisse als die basierend auf Schiffserfassungen auf bezifferte Abschätzung von Garthe et al. (2007). Aufgrund der besonderen Phänologie dieser Art, die den Großteil des Heimzuges in nur wenigen Tagen absolviert, können derartige Abweichungen auch auf geringfügigen Unterschieden in der Terminierung der Erfassungen beruhen. Vermutlich aufgrund der anhaltenden Bestandszunahme liegt der hier berechnete Sommerbestand der Heringsmöwe in der inneren Deutschen Bucht mit Individuen über dem von Garthe et al. (2007) auf Individuen berechneten Sommerbestand in der gesamten deutschen Nordsee (siehe auch Dries & Garthe 2009). 38

46 39 Tabelle 8. Vergleichende Bestandsabschätzungen für ausgewählte Arten auf Basis von schiffs- und fluggestützten Erfassungen in der deutschen Nord- und Ostsee (Datenbasis: Deutsche Seabirds at Sea - Flugzeugdatenbank Version 5.12 und - Schiffsdatenbank Version 5.15, Jahre sofern nicht anders angegeben). KF = verwendeter Korrekturfaktor: *aus Garthe et al. (2009), alle anderen für vorliegenden Bericht berechnet. Zur Bestandsberechnung s. Material und Methoden. Art Zeitraum Vergleichsgebiet Seetaucher Gavia stellata/arctica Zwergmöwe Hydrocoloeus minutus Zwergmöwe Hydrocoloeus minutus Eissturmvogel Fulmarus glacialis Heringsmöwe Larus fuscus Trauerente Melanitta nigra Frühjahr: Winter: Frühjahr: Nordsee, Seetaucher- Konzentrationsgebiet Fläche (km²) Plattform Erfassungs- Aufwand (km²) KF Bestand Konfidenzintervall Bestand 7409 Schiff 788 1,7* Flugzeug , Innere Deutsche Bucht Schiff ,7* Flugzeug , Innere Deutsche Bucht 1 Küstenmeer 8302 Schiff ,7* Flugzeug , Innere Deutsche Bucht 1 AWZ Schiff 680 1,7* Flugzeug , Innere Deutsche Bucht Schiff ,7* Flugzeug , Innere Deutsche Bucht 2 Küstenmeer 8346 Schiff ,7* Flugzeug , Innere Deutsche Bucht 2 AWZ Schiff ,7* Flugzeug , Aug/Sep Deutsche AWZ Nordsee Schiff , Aug/Sep Sommer: Flugzeug , Teilgebiet deutsche AWZ Nordsee Schiff , FF-Schiff , Innere Deutsche Bucht Schiff ,6* Flugzeug , Aug/Sep SPA "Pommersche Bucht" 2008 Schiff 297 2, Aug/Sep 2004/2005 Flugzeug , SPA "Pommersche Bucht" 2008 Schiff 182 2, nur Seastate 2, ohne Daten des Fischereiforschungsschiffes Walther Herwig III 2 nur Seastate 2, nur Daten des Fischereiforschungsschiffes Walther Herwig III (FF-Schiff) Flugzeug 514 2, Korrekturfaktoren für fluggestützte Seevogelerfassungen Endbericht FTZ Nov. 2010

47 Korrekturfaktoren für fluggestützte Seevogelerfassungen Endbericht FTZ Nov Abb. 17. Verteilung von Zwergmöwen Hydrocoloeus minutus in der deutschen Nordsee im Winter auf Basis von schiffsgestützten Erfassungen (Zeitraum: ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Schiffsdatenbank Version 5.15, Jahre ) und Vergleichsgebiet für Bestandsabschätzungen. Abb. 18. Verteilung von Zwergmöwen Hydrocoloeus minutus in der deutschen Nordsee im Winter auf Basis von fluggestützten Erfassungen (Zeitraum: ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Flugzeugdatenbank Version 5.12, Jahre ) und Vergleichsgebiet für Bestandsabschätzungen. 40

48 Abb. 19. Verteilung von Zwergmöwen Hydrocoloeus minutus in der deutschen Nordsee im Frühjahr auf Basis von schiffsgestützten Erfassungen (Zeitraum: ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Schiffsdatenbank Version 5.15, Jahre ) und Vergleichsgebiet für Bestandsabschätzungen. Abb. 20. Verteilung von Zwergmöwen Hydrocoloeus minutus in der deutschen Nordsee im Frühjahr auf Basis von fluggestützten Erfassungen (Zeitraum: ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Flugzeugdatenbank Version 5.12, Jahre ) und Vergleichsgebiet für Bestandsabschätzungen. 41

49 Abb. 21. Verteilung von Eissturmvögeln Fulmarus glacialis in der deutschen Nordsee im Spätsommer auf Basis von schiffsgestützten Erfassungen (Zeitraum: ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Schiffsdatenbank Version 5.15, Jahre ) und Vergleichsgebiet für Bestandsabschätzungen. Abb. 22. Verteilung von Eissturmvögeln Fulmarus glacialis in der deutschen Nordsee im Spätsommer auf Basis von fluggestützten Erfassungen (Zeitraum: ; Datenquelle: Deutsche Seabirds at Sea-Flugzeugdatenbank Version 5.12, Jahre ) und Vergleichsgebiet für Bestandsabschätzungen. 42

50 4.3 Feldvergleiche zwischen Schiff und Flugzeug Im Vergleich der zeitlich und räumlich möglichst übereinstimmend durchgeführten Erfassungen mit dem Schiff und dem Flugzeug zeigte sich, dass die räumlichen Verteilungsmuster der untersuchten Arten in der Nordsee eine hohe Übereinstimmung zwischen den mittels Flugzeug und den mittels Schiff erhobenen Daten aufwiesen. Die Bestandsberechnungen ergaben zum Teil sehr gute Übereinstimmungen, zum Teil lagen die Abschätzungen durch Flugzeug- und Schiffserfassungsdaten aber weit auseinander. Im Rahmen der schiffsgestützten Erfassungen wurden durchweg höhere Anteile von Seetauchern und Seeschwalben auf Artniveau bestimmt als vom Flugzeug aus Ergebnisse der Feldvergleiche von 2010 Für den Feldvergleich im April 2010 ergab die Berechnung des Seetaucherbestands im zeitlich-räumlichen Überlappungsgebiet beider Erfassungsplattformen am ( Vergleichsfenster April ) einen deutlich niedrigeren durch das Schiff erfassten Bestand (Tabelle 9). Beide Erfassungsmethoden lieferten jedoch sehr gut übereinstimmende Verteilungsmuster und Bestandszahlen für das ganze Erfassungsgebiet ( Seetaucherkonzentrationsgebiet ; Abb. 23 & Abb. 24, Tabelle 9). Da die schiffsgestützte Erfassung einen Fokus auf die Erfassung von Seetauchern zum Ziel hatte, wurden viele Beobachter eingesetzt (bis zu 4 pro Zählseite), von denen ein Teil sich auf die Seebereiche vor dem Schiff konzentrierte, um frühzeitig auffliegende Seetaucher zu registrieren. Der Vergleich der Ergebnisse mit denen der fluggestützten Erfassung zeigt, dass die Schwächen der schiffsgestützten Erfassung von Seetauchern also zumindest zum Teil durch einen hohen Beobachteraufwand kompensiert werden können. Der durch das Schiff erfasste Gesamtbestand wurde allerdings auch davon beeinflusst, dass die schiffsgestützten Erfassungen die wissenschaftliche Beprobung von Seetaucher- Hotspots zum Ziel hatten und somit bevorzugt in Gebieten mit sehr hohen Seetaucherabundanzen stattfanden (siehe auch Abb. 13). Bei der fluggestützten Erfassung wurden 75% der Seetaucher nicht auf Artniveau bestimmt, die übrigen 25% wurden als Sterntaucher bestimmt. Der Anteil der bestimmten Seetaucher lag bei der schiffsgestützten Erfassung mit 34% etwas höher. Der überwiegende Anteil dieser Tiere wurde als Sterntaucher bestimmt, nur 3 von 183 artbestimmten Tieren waren Prachttaucher. 43

51 Im Bereich des Testfelds alpha ventus und dessen Umgebung lieferten die beiden Erfassungsmethoden sehr ähnliche Verteilungsmuster für Heringsmöwe, Dreizehenmöwe und Trottellumme im Mai bzw. August (Abb Abb. 35). Im August konnte der Konzentrationsbereich der Trottellummen durch das Flugzeug besser abgedeckt werden als durch das Schiff, dessen Erfassungsbereich nördlich und südlich durch die Schifffahrtsstraßen begrenzt war. Während der Erfassungen wurden Seeschwalben in unterschiedlichem Maße auf Artniveau bestimmt. Im Mai wurden während der fluggestützten Erfassung 20 Seeschwalben erfasst. Davon wurden 5 als Brandseeschwalben Sterna sandvicensis und 11 als Fluss-/ Küstenseeschwalben Sterna hirundo/paradisaea bestimmt; 4 Seeschwalben blieben unbestimmt. Vom Schiff aus wurden 16 Seeschwalben im Transekt gesehen. Davon wurden 4 als Brandseeschwalben, 7 als Küstenseeschwalben Sterna paradisaea und 5 als Fluss-/Küstenseeschwalben bestimmt. Während der Erfassungen im August wurden vom Flugzeug 143 Seeschwalben beobachtet. Davon entfielen 113 Individuen auf die Brandseeschwalbe und 6 auf die Flussseeschwalbe Sterna hirundo, 23 Tiere wurden als Fluss-/Küstenseeschwalben bestimmt und eine Seeschwalbe blieb unbestimmt. Vom Schiff aus wurden 70 Seeschwalben erfasst, die sich aus 2 Brandseeschwalben, 22 Flussseeschwalben, 9 Küstenseeschwalben und 37 Tieren der Kategorie Fluss-/Küstenseeschwalbe zusammensetzten. Von den im Mai und August beobachteten Fluss-/Küstenseeschwalben wurden also vom Flugzeug aus 15% auf Artniveau bestimmt, während es bei der Schiffszählung 48% waren. Küstenseeschwalben wurden vom Flugzeug aus nicht bestimmt. Anhand der Daten der fluggestützten Erfassungen im Mai und August ließen sich mäßig gute bis wenig verlässliche Bestandsangaben für die Heringsmöwe machen (Tabelle 9). Als negativer Extremfall ist hier das für den zeitlich-räumlichen Überlappungsbereich im August ( Vergleichsfenster August ) berechnete Konfidenzintervall des Bestands von Individuen zu nennen. Die Bestandsabschätzungen anhand der schiffsgestützten Erfassungsdaten lieferten dagegen bezogen auf die Größe des Konfidenzintervalls verlässlichere Ergebnisse. Bei geringerem Erfassungsaufwand nahm aber auch hier der Vertrauensbereich der Schätzung hohe Werte an (siehe Vergleichsfenster August in Tabelle 9). Für die Dreizehenmöwe wurde im Mai mit dem Schiff insgesamt ein niedrigeres Vorkommen als mit dem Flugzeug erfasst (Tabelle 9, vgl. Abb. 28 und Abb. 29). Im zeitlichräumlichen Überlappungsbereich ( Vergleichsfenster Mai ) wurden vom Schiff aus 44

52 lediglich vier Individuen beobachtet (ohne Abbildung, ohne Bestandsabschätzung). Für die Trottellumme wurde im August für das Vergleichsfenster (zeitlich-räumlicher Überlappungsbereich vom ) mit beiden Erfassungsmethoden eine exakte Übereinstimmung im Bestand erreicht. Bezogen auf das Gesamterfassungs- Vergleichsgebiet wurde jedoch mit dem Flugzeug ein doppelt so hoher Bestand wie mit dem Schiff erfasst (Tabelle 9). Dieser Unterschied erklärt sich aus der zeitlichen Variation des Trottellummen-Vorkommens. Bei einer wiederholten Beprobung der Transektstrecken vom durch das Schiff wurde nur zwei Tage später kein einziges Individuum der Trottellumme im vormaligen Konzentrationsbereich nachgewiesen (N. Sonntag, pers. Mitt.). Auch die Unterschiede in den Vorkommen von Heringsmöwen, Dreizehenmöwen und Brandseeschwalben sowie die Ungenauigkeiten in der Bestandsabschätzungen für die Heringsmöwe sind höchstwahrscheinlich auf die zeitlich-räumliche Variation in den Verteilungsmustern zurückzuführen, die bei Seevögeln in der deutschen Nordsee stark ausgeprägt sein kann (Markones et al. 2008, Garthe et al. 2009). Bei den Feldvergleichen im Jahr 2010 wurde eine möglichst gute zeitliche und räumliche Übereinstimmung der schiffs- und fluggestützten Erfassungen angestrebt, wobei eine exakte Übereinstimmung aus methodischen Gründen nicht erreichbar ist. Bei der schiffsgestützten Erfassung im April 2010 wurden Erfassungen zu beiden Seiten der Beobachtungsplattform durchgeführt, so dass ein 600 m breiter Streifen erfasst wurde (jeweils 300 m rechts und links der Transektlinie). Bei allen übrigen Schifffahrten beschränkten sich die Erfassungen auf einen 300 m breiten Transektstreifen auf einer Zählseite. Bei den fluggestützten Erfassungen wurde überwiegend auf beiden Zählseiten erfasst, also jeweils in einem 397 m breiten Streifen rechts und links der Transektlinie. Lediglich zeitweise wurde die Erfassung auf einer Zählseite aufgrund zu schlechter Beobachtungsbedingungen unterbrochen, z.b. durch starke Spiegelung auf der Wasseroberfläche. Bei den fluggestützten Erfassungen kann der Bereich direkt unter dem Flugzeug nicht vollständig erfasst werden. Rechts und links der Transektlinie bleibt deshalb ein ca. 44 m breiter Streifen unberücksichtigt, dieser umfasst also etwa das Transektband A der schiffsgestützten Erfassungen. Eine exakte räumliche Übereinstimmung der beiden Erfassungsmethoden ist jedoch auch durch Ungenauigkeiten in der Plattformführung durch Pilot bzw. Schiffsführer nicht erreichbar. Eine zeitgleiche Übereinstimmung der Erfassungen ist aufgrund der unterschiedlichen Erfassungsgeschwindigkeiten nicht 45

53 umsetzbar. Bei den Erfassungen in der Testfeld-Umgebung wurden die schiffsgestützten Erfassungen außerdem jeweils von Ost nach West durchgeführt, da das Schiff sich auf dem Weg in das Testfeld befand. Die fluggestützten Erfassungen fanden dagegen von West nach Ost statt, um gute Beobachtungsbedingungen abzupassen, da der Wind und somit potentiell rauerer Seegang jeweils aus nordwestlicher Richtung kam. Dadurch ergaben sich zusätzliche zeitliche Unterschiede in der Beprobung der gleichen Strecken. 46

54 47 Tabelle 9. Vergleichende Bestandsabschätzungen für ausgewählte Arten auf Basis von möglichst zeitgleich durchgeführten schiffs- und fluggestützten Erfassungen in der deutschen Nord- und Ostsee. KF = verwendeter Korrekturfaktor: *aus Garthe et al. (2009), **aus Garthe et al. (2007), alle anderen KF für vorliegenden Bericht neu berechnet. Zur Bestandsberechnung und Gebietsauswahl siehe Material und Methoden. Art Vergleichsgebiet Fläche Plattform Erfassungsdatum Seetaucher Gavia stellata/arctica Heringsmöwe Larus fuscus Dreizehenmöwe Rissa tridactyla Heringsmöwe Larus fuscus Trottellumme Uria aalge Trauerente Melanitta nigra Seetaucher Gavia stellata/arctica Seetaucher- Konzentrationsgebiet Erfassungs- Aufwand KF Bestand Konfidenzintervall Bestand 5222 km² Schiff km² 1,7* Flugzeug km² 2, Vergleichsfenster April 1480 km² Schiff km² 1,7* Flugzeug km² 2, Umgebung Testfeld km² Schiff km² 1,6* Flugzeug km² 2, Vergleichsfenster Mai 1042 km² Schiff km² 1,6* Flugzeug km² 2, Umgebung Testfeld km² Schiff km² 1,9* Flugzeug km² 2, Umgebung Testfeld km² Schiff km² 1,6* Flugzeug km² 2, Vergleichsfenster August 1258 km² Schiff km² 1,6* Flugzeug km² 2, Umgebung Testfeld km² Schiff km² 1,6* Flugzeug km² 2, Vergleichsfenster August 1258 km² Schiff km² 1,6* Flugzeug km² 2, Pommersche Bucht Vergleichsgebiet Pommersche Bucht Vergleichsgebiet 3722 km² Schiff und 163 km² 1,2** / Flugzeug km² 1, km² Schiff und 14./ km² 1,7* Flugzeug km² 3, Korrekturfaktoren für fluggestützte Seevogelerfassungen Endbericht FTZ Nov. 2010

55 Korrekturfaktoren für fluggestützte Seevogelerfassungen Endbericht FTZ Nov Abb. 23. Verteilung von Seetauchern Gavia stellata/arctica in der deutschen Nordsee westlich Sylts im April 2010 basierend auf schiffsgestützten Erfassungen vom Abb. 24. Verteilung von Seetauchern Gavia stellata/arctica in der deutschen Nordsee westlich Sylts im April 2010 basierend auf einer fluggestützten Erfassung vom

56 Abb. 25. Verteilung von Heringsmöwen Larus fuscus in der Umgebung des Testfelds alpha ventus (deutsche Nordsee) im Mai 2010 basierend auf schiffsgestützten Erfassungen vom Abb. 26. Verteilung von Heringsmöwen Larus fuscus in der Umgebung des Testfelds alpha ventus (deutsche Nordsee) im Mai 2010 basierend auf einer fluggestützten Erfassung vom

57 Abb. 27. Verteilung von Heringsmöwen Larus fuscus in der Umgebung des Testfelds alpha ventus (deutsche Nordsee) im Mai 2010 basierend auf schiffsgestützten Erfassungen vom Abb. 28. Verteilung von Dreizehenmöwen Rissa tridactyla in der Umgebung des Testfelds alpha ventus (deutsche Nordsee) im Mai 2010 basierend auf schiffsgestützten Erfassungen vom

58 Abb. 29. Verteilung von Dreizehenmöwen Rissa tridactyla in der Umgebung des Testfelds alpha ventus (deutsche Nordsee) im Mai 2010 basierend auf einer fluggestützten Erfassung vom Abb. 30. Verteilung von Heringsmöwen Larus fuscus in der Umgebung des Testfelds alpha ventus (deutsche Nordsee) im August 2010 basierend auf schiffsgestützten Erfassungen vom

59 Abb. 31. Verteilung von Heringsmöwen Larus fuscus in der Umgebung des Testfelds alpha ventus (deutsche Nordsee) im August 2010 basierend auf einer fluggestützten Erfassung vom Abb. 32. Verteilung von Heringsmöwen Larus fuscus in der Umgebung des Testfelds alpha ventus (deutsche Nordsee) im August 2010 basierend auf schiffsgestützten Erfassungen vom

60 Abb. 33. Verteilung von Trottellummen Uria aalge in der Umgebung des Testfelds alpha ventus (deutsche Nordsee) im August 2010 basierend auf schiffsgestützten Erfassungen vom Abb. 34. Verteilung von Trottellummen Uria aalge in der Umgebung des Testfelds alpha ventus (deutsche Nordsee) im August 2010 basierend auf einer fluggestützten Erfassung vom

61 Abb. 35. Verteilung von Trottellummen Uria aalge in der Umgebung des Testfelds alpha ventus (deutsche Nordsee) im August 2010 basierend auf schiffsgestützten Erfassungen vom Ergebnisse der Erfassungen aus dem Januar 2009 In der Pommerschen Bucht lieferten die beiden verschiedenen Erfassungsmethoden im Januar 2009 übereinstimmende räumliche Verteilungsmuster von Trauerenten (Abb. 36 & Abb. 37), Seetauchern (XAbb. 38X), Eisenten (XAbb. 39X) und Silbermöwen Larus argentatus (siehe Markones & Garthe 2009a). Die vergleichenden Bestandsabschätzungen ergaben eine gute Übereinstimmung in der Größenordnung für die Trauerente, wobei der Bestand basierend auf den schiffsgestützten Erfassungen höher als der mittels der fluggestützten Erfassungsdaten errechnete war. Der Bestand der Seetaucher basierend auf fluggestützten Erfassungsdaten war dagegen doppelt so hoch wie die Abschätzung anhand der Schiffsdaten (Tabelle 9). Vom Flugzeug aus wurden 12% der in der Pommerschen Bucht beobachteten Seetaucher auf Artniveau bestimmt. Mit 10 von 12 artbestimmten Tieren wurde der Großteil davon als Prachttaucher bestimmt, die übrigen beiden Individuen wurden als Sterntaucher erfasst. Im Rahmen der schiffsgestützten Erfassung wurden 50% der im Transekt beobachteten Seetaucher auf Artniveau bestimmt. Diese entfielen zu gleichen Teilen auf Stern- und Prachttaucher. 54

62 Offensichtlich weniger gut geeignet als die schiffsgestützte Erfassung war die fluggestützte Erfassung für die Kartierung der räumlichen Verteilung von Mittelsägern Mergus serrator und Samtenten Melanitta fusca und tendenziell auch für Kormorane Phalacrocorax carbo und Haubentaucher Podiceps cristatus (vgl. Markones & Garthe 2009a). Bei einigen Arten zeichnete sich ab, dass diese in den Hochkonzentrationsbereichen im Schutzgebiet vom Flugzeug aus weniger gut zwischen den großen Meeresententrupps entdeckt werden konnten als vom Schiff aus. Die Unterschiede in den Summen der registrierten Individuen im räumlichen Überlappungsbereich der beiden Erfassungsmethoden, bei denen vom Flugzeug aus jeweils deutlich weniger Tiere gesehen wurden (Tabelle 10), weisen stark daraufhin, dass die Ergebnisse fluggestützter Erfassungen in der Pommerschen Bucht zu einer Unterschätzung des tatsächlichen Bestands dieser Arten führen dürften. Die Vorkommen des Ohrentauchers Podiceps auritus und der drei Alkenarten Trottellumme, Tordalk und Gryllteiste Cepphus grylle konnten in der Pommerschen Bucht mit dem Flugzeug auffallend schlecht erfasst werden. Obwohl der Aufwand der kartierten Fläche im Überlappungsbereich bei den fluggestützten Erfassungen doppelt so hoch war wie bei der schiffsgestützten Erfassung, wurde nur eine einzige Gryllteiste während der fluggestützten Erfassung registriert und kein Individuum der anderen drei Arten, während die schiffsgestützte Erfassung etliche Nachweise für alle vier Arten erbrachte (Tabelle 10). Außerhalb der Konzentrationsbereiche der Meeresenten und damit außerhalb der Pommerschen Bucht konnte das Vorkommen von Tordalken und Trottellummen jedoch gut erfasst werden und ein hoher Anteil von Individuen konnte artbestimmt werden (siehe Markones & Garthe 2009a). Auch bei den Sturmmöwen Larus canus (siehe Markones & Garthe 2009a) und den Rothalstauchern Podiceps grisegena zeichnete sich ab, dass sie in den Hochkonzentrationsbereichen im Schutzgebiet vom Flugzeug aus weniger gut entdeckt werden konnten als vom Schiff aus. Im Überlappungsbereich wurden vom Flugzeug aus wesentlich weniger Rothalstaucher gesichtet als vom Schiff (Tabelle 10). Im Schutzgebiet Pommersche Bucht wurde während des Erfassungsflugs im Gegensatz zur schiffsgestützten Erfassung kein einziges Individuum nachgewiesen (XAbb. 40X). 55

63 Tabelle 10. Unterschiede in den Erfassungsergebnissen zwischen der fluggestützten und der schiffsgestützten Erfassung ausgewählter Seevogelarten in der Pommerschen Bucht im Januar 2009 (aus Markones & Garthe 2009a). Dargestellt ist jeweils die Summe der registrierten Individuen innerhalb des Überlappungsbereichs der beiden Erfassungen (s. Abb. 16X). Eine Abundanzkorrektur durch Anwendung von Korrekturfaktoren wurde nicht vorgenommen. Flugzeug Schiff Kartierte Fläche 322 km² 163 km² Ohrentaucher 0 15 Tordalk 0 3 Trottellumme 0 10 Tordalk/Trottellumme 0 1 Gryllteiste 1 14 Rothalstaucher 4 9 Abb. 36. Verteilung von Trauerenten Melanitta nigra in der Pommerschen Bucht im Januar 2009 basierend auf schiffsgestützten Erfassungen vom und 14./

64 Abb. 37. Verteilung von Trauerenten Melanitta nigra in der Pommerschen Bucht im Januar 2009 basierend einer fluggestützten Erfassungen vom a b Abb. 38. Vergleich der Ergebnisse von (a) fluggestützten Erfassungen am und (b) schiffsgestützten Erfassungen vom & 14./ zur Verteilung von Seetauchern Gavia stellata/arctica in der Pommerschen Bucht im Januar 2009 (aus Markones & Garthe 2009a). 57

65 a Abb. 39. Vergleich der Ergebnisse von (a) fluggestützten Erfassungen am und (b) schiffsgestützten Erfassungen vom & 14./ zur Verteilung von Eisenten Clangula hyemalis in der Pommerschen Bucht (aus Markones & Garthe 2009a). b a b Abb. 40. Vergleich der Ergebnisse von (a) fluggestützten Erfassungen am und (b) schiffsgestützten Erfassungen vom & 14./ zur Verteilung von Rothalstauchern Podiceps grisegena in der Pommerschen Bucht im Januar 2009 (aus Markones & Garthe 2009a). 58