Ermittlung des Renaturierungspotenzials von Fließgewässern

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1 Universität für Bodenkultur (BoKu) Wien Department Wasser-Atmosphäre - Umwelt Institut für Hydrobiologie und Gewässerkunde Masterarbeit Ermittlung des Renaturierungspotenzials von Fließgewässern Entwicklung eines Bewertungsansatzes am Beispiel der Traisen (Niederösterreich) zur Erlangung des akademischen Titels Diplom-Ingenieur" des Masterstudiums Landschaftsplanung und Landschaftsarchitektur eingereicht von Paul Diehl betreut von Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Susanne Muhar Dipl.-Ing. Sigrid Scheikl Oktober 2014 Wien

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis... ii Abbildungsverzeichnis... iv Tabellenverzeichnis... v Zusammenfassung... vi Abstract... vi 1 Einleitung Begriffsdefinitionen Übersicht über den Stand des Wissens in der Literatur Methodik der Literaturrecherche Auswertung der Literaturrecherche Renaturierungsziel Verwendete Kriterien zur Ermittlung des Renaturierungspotenzials Methodik zur Ermittlung des Renaturierungspotenzials Auswahl des Untersuchungsbereichs Bewertung und Gewichtung Methodik Untersuchungsgebiet Eigener Ansatz zur Ermittlung des Renaturierungspotenzials Ausgewählte Kriterien Bewertung der Kriterien und Indikatoren Gewichtung der Kriterien und Indikatoren Ermittlung Gesamtbewertung Ausgewählte Ansätze aus der Literatur zum Vergleich Filtermodell nach Rohde (2004) Ansatz nach Göggel (2011) Ergebnisse Ergebnisse des eigenen Ansatzes Bewertungen der einzelnen Kriterien Gesamtbewertung Ergebnisse der ausgewählten Vergleichsansätze Ergebnisse des Filtermodells nach Rohde (2004) Ergebnisse des Ansatzes nach Göggel (2011) ii

3 6 Diskussion Ergebnisse des eigenen Ansatzes Landnutzung Morphologie Konnektivität Freizeit und Erholung Durchführbarkeit Ergebnisse des Ansatzes nach Rohde (2004) Ergebnisse des Ansatzes nach Göggel (2011) Vergleich der verschiedenen Ansätze Auswahl und Gewichtung der Bewertungskriterien Bezug zu aktuellen Renaturierungsprojekten Schlussfolgerungen Literaturverzeichnis Anhang iii

4 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Übersicht über die Gliederung der Arbeit... 2 Abbildung 2: Übersicht über die verschiedenen Begriffe in der Renaturierungsökologie... 4 Abbildung 3: Publikationen zum Thema Flussrenaturierung bzw. Flussrenaturierungspotenzial pro Jahr von 1990 bis Abbildung 4: Verteilung der verwendeten Kriterien in den ausgewerteten Publikationen Abbildung 5: Verteilung der Kategorien in den ausgewerteten Publikationen Abbildung 6: Beispiel für die Vorgehensweise einer horizontalen MCDA: Ansatz von Stewart (2011) Abbildung 7: Beispiel für die stufenweise Vorgangsweise einer MCDA: Ansatz von Rohde (2004) Abbildung 8: Verteilung der Parameter zur Auswahl des Untersuchungsbereichs Abbildung 9: Untersuchungsgebiet Einzugsgebiet der Traisen Abbildung 10: Ablaufschema zur Ermittlung des Renaturierungspotenzials Abbildung 11: Ablaufschema des Filtermodells nach Rohde (2004) Abbildung 12: Ablaufschema der Methodik von Göggel (2011) Abbildung 13: Verteilung der Bewertungen der Landnutzung Abbildung 14: Übersicht über die Bewertung des Kriteriums Landnutzung Abbildung 15: Verteilung der Bewertungen der Morphologie Abbildung 16: Übersicht über die Bewertung des Kriteriums Morphologie Abbildung 17: Verteilung der Bewertungen der Konnektivität Abbildung 18: Übersicht über die Bewertung des Kriteriums Konnektivität Abbildung 19: Verteilung der Bewertungen des Kriteriums Freizeit & Erholung Abbildung 20: Verteilung der Bewertungen der Durchführbarkeit Abbildung 21: Übersicht über die Bewertung des Kriteriums Freizeit & Erholung Abbildung 22: Übersicht über die Bewertung des Kriteriums Durchführbarkeit Abbildung 23: Verteilung der Bewertungen des Renaturierungspotenzials Abbildung 24: Gesamtbewertung des Renaturierungspotenzials Abbildung 25: Ergebnis der Bewertung nach dem Filtermodell von Rohde (2004) Abbildung 26: Ergebnisse der Bewertung nach dem Filtermodell von Rohde (2004) Abbildung 27: Ergebnisse der Bewertungen nach dem Ansatz von Göggel (2011) Abbildung 28: Ergebnis der Bewertung nach Göggel (2011) Abbildung 29: Anteile der jeweiligen Bewertungen an der Gesamtgewässerlänge je nach verwendetem Ansatz Abbildung 30: Vergleich der Ergebnisse der verschiedenen Ansätze im Bereich Herzogenburg Abbildung 31: Bewertungen der Traisen im Mündungsbereich und neuer Traisen-Verlauf im Rahmen des Life+ Projektes iv

5 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Übersicht über die Definition der wichtigsten Begriffe der Renaturierungsökologie und deren Entsprechung in englischer Sprache... 5 Tabelle 2: Soziale Kriterien Tabelle 3: Ökologische Kriterien Tabelle 4: Wirtschaftliche Kriterien Tabelle 5: Bewertungsskala des Renaturierungspotenzials Tabelle 6: Übersicht über die Landnutzungsklassen und Nutzungstypen des SINUS Datensatzes und deren Bewertung für das Kriterium Landnutzung Tabelle 7: Bewertung der Morphologie Tabelle 8: Bewertung der Durchgängigkeit Tabelle 9: Bewertung der Strahlwirkung Tabelle 10: Bewertung Erholungsgebiete Tabelle 11: Bewertung Freizeitmöglichkeiten Tabelle 12: Bewertung der die Durchführbarkeit begünstigenden Landnutzung Tabelle 13: Bewertung der Bevölkerungsdichte Tabelle 14: Gewichtung der Kriterien und Indikatoren Tabelle 15: Anpassung der Gewichtungen Tabelle 16: Bewertung der Morphologie bei der Anwendung des Ansatzes nach Göggel (2011) Tabelle 17: Bewertungen der Anlagen im Gewässerraum Tabelle 18: Bewertungsmatrix zur Ermittlung des Aufwertungspotenzials Tabelle 19: Bewertungsmatrix zur Ermittlung des Nutzens für Natur und Landschaft v

6 Zusammenfassung Die Abschätzung der Erfolgsaussichten von Renaturierungsmaßnahmen an Fließgewässern stellt eine wichtige Grundlage des Gewässermanagements dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurden der aktuelle Stand des Wissens in der Literatur recherchiert und verschiedene Methoden herausgearbeitet. Darauf aufbauend wurde ein eigener Ansatz entwickelt, der sowohl ökologische, soziale und wirtschaftliche Gesichtspunkte berücksichtigt, und als Fallbeispiel auf das Einzugsgebiet der Traisen in Niederösterreich angewendet. Zum Vergleich wurden zwei Ansätze aus der Literatur nachvollzogen, deren Schwerpunkt mehr auf den ökologischen bzw. wirtschaftlichen Bedingungen lag. Die Ergebnisse wurden kritisch reflektiert und die verschiedenen Ansätze miteinander verglichen. Die Resultate zeigen, dass die Wahl der Methodik und der Kriterien großen Einfluss auf die Ergebnisse der Bewertung des Renaturierungspotenzials haben. Im Untersuchungsgebiet sind Strecken mit sehr hohem Renaturierungspotenzial selten, jedoch vor allem in Strecken mit breiten Augebieten noch in großen zusammenhängenden Abschnitten vorzufinden. Die Ergebnisse der Arbeit können als Grundlage für die Suche nach geeigneten Orten für zukünftige Renaturierungsprojekte dienen. Bei entsprechender Anpassung an die lokalen Bedingungen kann die hier entwickelte Methodik auch auf andere Flusseinzugsgebiete in Österreich und Europa übertragen werden. Schlagwörter: Fließgewässer, Renaturierung, Potenzial, Bewertungsmethode, Traisen Abstract The assessment of chances of success of river restoration measures is an important basis for river management. In this thesis the current state of knowledge concerning this issue was investigated and different methods published in the literature were described. Based on this survey a new approach that integrates ecological, social and economic aspects was developed and applied to the Traisen river catchment in Lower Austria as a case study. Two methods selected from literature with focus on ecological and economical aspects respectively were reproduced on the same case study to allow a comparison between the three methods. Results show that the choice of methodology and criteria have great influence on the outcome of restoration potential evaluation. In the study area stretches with very high restoration potential are rare but occur mainly in areas with large floodplain forests. The findings of this thesis may serve as a basis for the selection of suitable locations for future restoration projects. With appropriate adaptations to local conditions this method can be transferred to other river catchments in Austria and Europe. Keywords: river, restoration, potential, assessment method, Traisen vi

7 1 Einleitung Seit mehr als 4000 Jahren werden Flusssysteme in Mitteleuropa durch anthropogene Tätigkeiten beeinflusst (Jungwirth et al. 2002). Dies hat dazu geführt, dass diese zu den am gravierendsten veränderten Ökosystemen der Welt gehören. Begradigungen, Aufstau, Eindeichung, Nutzung zur Energieproduktion und vieles mehr haben zu einer enormen Degradierung der Fließgewässer und ihres ökologischen Zustandes geführt, so dass heute nur mehr 28 Prozent der Flüsse und Bäche in Österreich einen guten oder sehr guten ökologischen Zustand aufweisen. Der Großteil der Belastungen wird dabei von hydromorphologischen Einflüssen verursacht, die durch Nutzung der Wasserkraft, Hochwasserschutz und intensive Landwirtschaft in den Flussauen entstehen (BMLFUW 2010). Mit Einführung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) haben sich die Mitgliedsstaaten der Europäischen Union dazu verpflichtet, bis zum Jahr 2015 (in Ausnahmefällen mit einer Fristverlängerung bis 2027) in allen Oberflächengewässern für einen mindestens 'guten ökologischen Zustand' sowie ein 'gutes ökologisches Potential' in künstlichen und erheblich veränderten Wasserkörpern zu sorgen (EU 2000). Im Zuge dieser Verpflichtung muss eine enorme Anzahl an Fließgewässerstrecken renaturiert werden. Aktuell sind österreichweit nur ein Drittel aller Flüsse in einem derartigen Zustand, dass die Erreichung dieses Ziels gewährleistet ist. Über 40 Prozent der gesamten Fließgewässerlänge in Österreich wird dieses Ziel mit Sicherheit verfehlen (BMLFUW 2014). In anderen EU-Staaten ist die Situation ähnlich einzuschätzen (EC 2012). Dementsprechend besteht deutlicher Handlungsbedarf, um die in der Wasserrahmenrichtline festgelegten Ziele fristgerecht zu erreichen. Angesichts begrenzter finanzieller Mittel und verfügbarer Fläche für solche Maßnahmen können nicht einfach beliebige Strecken renaturiert werden. Vielmehr ist es notwendig, diejenigen Strecken mit den größten Erfolgsaussichten zu ermitteln und priorisiert wiederherzustellen (vgl. u.a. Allan & Ibañez Castillo 2007; Beechie et al. 2008; Brookes et al. 1996; Rohde 2004; Roni et al. 2013). Im Rahmen eines im Sommersemester 2014 an der Universität für Bodenkultur (BoKu) Wien unter Leitung von Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Susanne Muhar durchgeführten Seminars wurden erste Überlegungen für eine mögliche Herangehensweise zur Ermittlung solcher Abschnitte mit besonders hohem Renaturierungspotenzial angestellt. Die im Rahmen einer Gruppenarbeit erzielten Erkenntnisse aus diesem Seminar bildeten den Ausgangspunkt für diese Arbeit, in welcher die im Seminar erarbeiteten Überlegungen vertieft und detailliert ausgearbeitet werden. Das Ziel dieser Arbeit liegt darin, eine Methodik für eine Abschätzung der Erfolgsaussichten von Renaturierungsmaßnahmen zu entwickeln. Die Arbeit ist in fünf Kapitel gegliedert (siehe Abbildung 1). Zunächst sollen wichtige Begriffe, die im Rahmen dieser Arbeit verwendet werden, erläutert und das hier zugrundeliegende Verständnis dieser Begriffe definiert werden (Kapitel 2). Anschließend erfolgt eine umfassende Recherche zum aktuellen Stand des Wissens in der Literatur (Kapitel 3). Diese dient dazu, verschiedene mögliche Vorgehensweisen zur Ermittlung der Strecken mit dem größten Renaturierungspotenzial herauszuarbeiten sowie die dabei verwendeten Kriterien und Parameter, deren Bewertung und Gewichtung. Darauf aufbauend wird in Kapitel 4 die eigene Methodik, die Auswahl, Bewertung und Gewichtung der einzelnen Kriterien erläutert sowie die Anwendung zweier ausgewählter Vergleichsansätze aus der Literatur auf das Untersuchungsgebiet beschrieben. In Kapitel 5 1

8 Abbildung 1: Übersicht über die Gliederung der Arbeit werden dann die Ergebnisse der Bewertung des Renaturierungspotenzials sowohl des eigenen wie auch der Vergleichsansätze dargelegt. Abschließend erfolgt eine kritische Betrachtung der entwickelten Methodik in Bezug auf die verwendeten Kriterien und Bewertungsmethoden (Kapitel 6). Ein Vergleich der Ergebnisse mit denen der Vergleichsansätze schließt sich an. Schlussendlich wird noch ein Bezug zu aktuellen im Untersuchungsgebiet realisierten Renaturierungsarbeiten im Rahmen des Life+ Projekts Traisen hergestellt. 2

9 2 Begriffsdefinitionen Es existieren viele unterschiedliche Begriffe im Bereich der Renaturierungsökologie, die teilweise unterschiedlich verwendet werden (vgl. u.a. Bradshaw 2002; Fahrni 2011; Schaefer 2012; Woolsey et al. 2005; Zerbe et al. 2009). Insbesondere durch die zunehmende Anzahl an Publikationen in englischer Sprache hat die Aufweichung der Begriffsdefinitionen sogar noch zugenommen. Aus diesem Grund wird im Folgenden das dieser Arbeit zu Grunde liegende Verständnis der wichtigsten verwendeten Begriffe definiert. Bradshaw (2002) beschreibt ein Ökosystem als Kombination aus seinen Funktionen, also Elementen wie Biomasse, Nährstoffhaushalt und -kreisläufen, und seiner Struktur, welche sich in Artenausstattung und -vielfalt abzeichnet. Durch menschliche Nutzungen und Eingriffe können diese Struktur und Funktionen beeinträchtigt werden. Natürliche Ökosysteme besitzen in der Regel eine vielfältige Struktur und hohe Zahl an Funktionen, durch menschliche Einflüsse degradierte Systeme einen geringeren Wert für einen oder beide dieser Attribute (siehe Abbildung 2). Solange die Einflüsse, die zur Degradierung des Ökosystems geführt haben, anhalten, werden die Funktionen und Struktur auf dem niedrigen Status bleiben oder sogar noch weiter absinken. Sobald diese Einflüsse jedoch abnehmen oder komplett entfernt werden, wird sich das Ökosystem durch Sukzession wieder in einen höheren Zustand von Struktur und Funktionen entwickeln (Bradshaw 2002). Dieser Prozess kann relativ langsam ablaufen, aber sofern die physikalischen Rahmenbedingungen wie beispielsweise ph-werte, Wasserhaushalt oder Substratzusammensetzung nicht verändert wurden, wird sich im Laufe der Sukzession wieder ein ähnlicher Zustand wie das ursprüngliche Ökosystem einstellen (ebd.). Meist sind aber die Ausgangsbedingungen durch die Störungen so weit verändert, dass sich durch natürliche Sukzession ein anderes Ökosystem als das Ursprüngliche entwickeln wird. Mittels Renaturierungsmaßnahmen wird daher versucht, einerseits durch Schaffung der 'richtigen' Ausgangsbedingungen eine Rückkehr zum ursprünglichen Zustand zu erreichen und andererseits den Prozess der Sukzession schneller verlaufen zu lassen. Der Begriff der Renaturierung (im Englischen meist restoration, selten auch renaturation) wird dabei höchst unterschiedlich verwendet. Einerseits dient er als Überbegriff für alle Bemühungen, Ökosysteme in einen besseren Zustand zu bringen. Dies kann einerseits das gezielte Management der Nutzung zur Erhaltung eines bestimmten historisch entwickelten Ökosystems sein, wie es beispielsweise häufig bei Feuchtgrünland oder Trockenrasen praktiziert wird. Andererseits kann es aber auch bedeuten, dass die Rückkehr zu einem Referenzzustand oder Sekundärökosystem angestrebt wird. Hierbei kann weiter ein passiver oder aktiver Ansatz angewendet werden, wobei sich beim Ersten das Ökosystem von selbst in den angestrebten Zustand entwickelt, hingegen beim zweiten Ansatz technische Maßnahmen angewendet werden, um das Ziel zu erreichen (Bradshaw 2002; Schaefer 2012; Woolsey et al. 2005; Zerbe et al. 2009). Dieses Verständnis zeigt sich auch in der Verwendung des Begriffs für die Beschreibung des gesamten Fachgebietes als Renaturierungsökologie (englisch restoration ecology) unter welchem die gesamte Bandbreite der oben genannten Aufwertungsbestrebungen zusammengefasst wird. Zusätzlich zu diesem weit gefassten Begriff wird häufig allerdings noch eine engere Definition verwendet. Diese beschreibt die Rückführung eines Ökosystems in einen natürlichen 3

10 Abbildung 2: Übersicht über die verschiedenen Begriffe in der Renaturierungsökologie (nach Bradshaw (2002), verändert) oder naturnahen Zustand (Bradshaw 2002; Fahrni 2011; Johnson et al. 2003; Schaefer 2012; Woolsey et al. 2007; Zerbe et al. 2009). Eine weit verbreitete Definition dieses Verständnisses ist die von Henry & Amoros (1995) welche Renaturierung als Zurückbringen eines Ökosystems in den Zustand, der vor der Störung bestand oder der diesem so nahe wie möglich kommt, beschreibt (Feld et al. 2009; Jungwirth et al. 2002). Aufgrund dieser Mehrdeutigkeit des Begriffs soll im Rahmen dieser Arbeit Renaturierung nur im zusammenfassenden Sinn zur Beschreibung verschiedener ökologischer Aufwertungsmaßnahmen verwendet werden. Für die verschiedenen Techniken, die verwendet werden können, sollen die im Folgenden definierten, genauer umgrenzten Begriffe verwendet werden. Mit Restauration (englisch meist ebenfalls restoration) wird im strengsten Verständnis die Rückkehr zu einem Zustand ohne anthropogene Störungen und mit intakten natürlichen Prozessen bezeichnet (Brierley & Fryirs 2008). Damit deckt sich der Begriff Restauration weitestgehend mit der oben beschriebenen engeren Definition von Renaturierung. Das Ziel einer Restauration ist die komplette Wiederherstellung des als 'perfekt' und 'gesund' angesehenen Natur- oder Referenzzustandes (Bradshaw 2002). Dies beinhaltet die Wiederherstellung der ökologischen Integrität, also der charakteristischen Artenzusammensetzung, Ökosystemstruktur und ablaufender Prozesse (Angermeier & Karr 1994; SER 2004; Zerbe et al. 2009). 4

11 Die meisten Ökosysteme sind allerdings bereits so weit durch menschliche Einflüsse überprägt, dass der ursprüngliche natürliche Zustand erstens gar nicht mehr genau definiert werden kann und es zweitens nahezu unmöglich ist, diesen vollständig wieder zu erreichen (Jungwirth et al. 2002; Woolsey et al. 2005). In diesen Fällen wird versucht, das Ökosystem innerhalb der bestehenden Rahmenbedingungen in den bestmöglichen ökologischen Zustand zu bringen (Palmer et al. 2005). Diese Vorgehensweise wird im Allgemeinen als Revitalisierung (englisch meist rehabilitation) bezeichnet. Im Unterschied zu einer Restauration werden dabei nur Bedingungen geschaffen, durch die charakteristische Prozesse wieder ablaufen und dadurch typische Arten und Funktionen des Ökosystems wieder zunehmen können (Brierley & Fryirs 2008), wobei der ursprüngliche Zustand jedoch nicht wieder erreicht wird (Jungwirth et al. 2002). Grob gesagt, könnte man von einer teilweisen Restauration sprechen (siehe Abbildung 2), mit dem Ziel, ein sich selbst erhaltendes, dynamisches, naturnahes System zu schaffen. Tabelle 1: Übersicht über die Definition der wichtigsten Begriffe der Renaturierungsökologie und deren Entsprechung in englischer Sprache (nach Schaefer (2012) und Zerbe et al. (2009)) Begriff Englische Bezeichnung Definition Renaturierung restoration, rehabilitation, renaturation Sammelbegriff für viele unterschiedliche Arten ökologischer Verbesserungen, im engeren Sinn Zurückführung bzw. größtmögliche Annäherung an den Zustand vor der Störung Restauration restoration, remediation (vollständige) Wiederherstellung des Natur- oder Referenzzustandes Revitalisierung rehabilitation, Wiederherstellung eines naturnahen Systems Rekultivierung Renaturierungspotenzial revitalization reclamation, remediation, re-vegetation, creation, fabrication restoration potential mittels eigenständig ablaufender Prozesse Etablierung eines funktionierenden, aber vom Ursprungszustand abweichenden Ökosystems auf stark anthropogen veränderten Standorten Aufgrund der ökologischen, räumlichen, sozialen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen maximal erreichbare Aufwertung eines Ökosystems Ein weiterer Begriff der in diesem Zusammenhang häufig auftritt, ist der der Rekultivierung. Im Englischen wird er meist als remediation oder (ecosystem) creation bezeichnet (Zerbe et al. 2009). Eine Rekultivierung findet großteils bei der Renaturierung von Abbaustätten und anderen extrem veränderten Bereichen statt. Hierbei wird nicht das ursprüngliche Ökosystem wiederhergestellt, da dies aufgrund der tiefgreifenden Veränderungen gar nicht mehr möglich ist. Stattdessen wird versucht ein anderes Ökosystem zu etablieren, das unter den veränderten Umständen eine möglichst hohe Struktur- und Funktionsvielfalt beinhaltet. Das Resultat kann dabei unter Umständen sehr weit vom Ursprungszustand entfernt sein (siehe Abbildung 2) (Bradshaw 2002; Schaefer 2012; Zerbe et al. 2009). Nicht alle degradierten Ökosysteme sind in gleichem Maße renaturierbar. In manchen Fällen sind die Rahmenbedingungen durch die Störungen so weit verändert, dass eine Rückkehr zum Naturzustand nur mehr teilweise oder sogar gar nicht mehr möglich ist (Jungwirth et al. 2002). Ebenso können einzelne Bereiche eines Ökosystems stärker oder schwächer beeinflusst sein, auch wenn die Störungen insgesamt auf das gesamte System wirken. So können sich beispielsweise in einem Auwald, der insgesamt durch landwirtschaftliche Nutzungen, Siedlungstätigkeiten und hydromorphologische Veränderungen des Fließgewässers beeinträchtigt ist, Bereiche mit einer noch sehr naturnahen Struktur und Artenzu- 5

12 sammensetzung erhalten haben. Diese Strecken haben die größten Aussichten durch Renaturierungsmaßnahmen wieder sehr nah an den ursprünglichen Zustand zurückzukommen (Davidson et al. 2011). Für andere, in größerem Ausmaß degradierte Standorte, kann nur ein weiter vom Naturzustand entfernter Status erreicht werden. Die größtmögliche, unter den gegebenen Bedingungen durch Renaturierungsmaßnahmen erreichbare Aufwertung eines Ökosystems wird als Renaturierungspotenzial bezeichnet (Baumgartner et al. 2013; Eberstaller et al. 2009; Rey et al. 2009). Dieses Potenzial ist abhängig von den Rahmenbedingungen, die am jeweiligen Standort herrschen. Dies sind einerseits die übergeordneten regionalen Umweltbedingungen wie beispielsweise Klima oder Schadstoffeinträge aus der Luft (Rohde 2004). Andererseits haben auch die lokalen ökologischen Bedingungen wie Wasserhaushalt, Boden, Nährstoffhaushalt etc. einen großen Einfluss auf das Renaturierungspotenzial (Göggel 2011). Neben diesen ökologischen Kriterien spielen aber auch räumliche, soziale und wirtschaftliche Rahmenbedingungen eine große, oftmals auch ausschlaggebende Rolle. Zum einen ist das die Frage, ob überhaupt ausreichend Platz für eine Renaturierung vorhanden ist oder ob dadurch Landwirtschafts-, Industrie- oder Siedlungsflächen beeinträchtigt werden. Zum anderen sind natürlich die Kosten für eine Renaturierung immer auch ein entscheidender Faktor (Rey et al. 2009). Der Begriff des Renaturierungspotenzials ist jedoch nicht eindeutig scharf definiert. Auch wenn in der Literatur zum Thema einige Publikationen zu finden sind, die den Begriff des Renaturierungspotenzials explizit verwenden (vgl. z.b. Schneider & Günther-Diringer 2004; Schwarz 2010; White & Fennessy 2005), finden sich zahlreiche Beispiele, in welchen beispielsweise zwar das Potenzial für Renaturierungen ermittelt wurde, dies jedoch anders benannt worden ist. So wird in zahlreichen Publikationen von einer Priorisierung von vorrangig zu renaturierenden Gewässern (vgl. z.b. Baumgartner et al. 2013; Comín et al. 2014; Fahrni 2011) gesprochen, was jedoch im Prinzip ebenfalls eine Ermittlung des Potenzials beinhaltet. Andere, wie beispielsweise Woolsey et al. (2007), sprechen von einem Leitbild zur Beschreibung des Renaturierungspotenzials. Wieder andere verwenden lediglich den Begriff der Renaturierung bzw. Wiederherstellung von Habitaten (z.b. Babbar-Sebens et al. 2013; Langhans et al. 2014; Rohde 2004) und führen doch eine Analyse des Renaturierungspotenzials durch. Diese Uneinheitlichkeit der Verwendung des Begriffs macht eine eindeutige Abgrenzung schwierig. Dieser Arbeit soll das folgende, an die Publikationen von Baumgartner et al. (2013), Göggel (2011) und Woolsey et al. (2007) angelehnte Verständnis des Begriffs des Renaturierungspotenzials zugrunde gelegt werden: Je mehr die aktuellen regionalen und lokalen ökologischen Bedingungen dem ursprünglichen Zustand entsprechen und je weniger einschränkend die räumlichen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen sind, desto höher kann das Renaturierungspotenzial für einen Standort eingeschätzt werden. 6

13 3 Übersicht über den Stand des Wissens in der Literatur Das Thema der Renaturierung von Flüssen ist noch relativ neu. In Anlehnung an Woolsey et al. (2005) wurde im August 2014 eine Literaturrecherche im "Web of Science" 1 nach wissenschaftlichen Publikationen zum Thema Flussrenaturierung bzw. Flussrenaturierungspotenzial durchgeführt (siehe Abbildung 3). Aus den Jahren vor 1990 existieren nur vereinzelte wissenschaftliche Publikationen zu dem Thema. Danach ist ein kontinuierlicher Anstieg der Arbeiten zu diesem Thema zu beobachten, der ab Beginn der 2000er Jahre noch einmal deutlich zunimmt. Ein ähnlicher Trend ist für Arbeiten zum Thema Renaturierungspotenzial von Flüssen zu beobachten, wobei hier erst ab Ende der 1990er Jahre eine Zunahme von Publikationen beobachtet werden kann. Dies zeigt, dass das Bewusstsein über die Notwendigkeit von Flussrenaturierungen und auch das Wissen, wie solche Maßnahmen durchgeführt werden sollen, in den letzten Jahren deutlich zugenommen hat (Woolsey et al. 2005). Im Bereich der Ermittlung des Potenzials von Flüssen für eine Renaturierung ist aufgrund der noch kürzeren Phase seit dem Beginn der wissenschaftlichen Bearbeitung noch viel Forschungsbedarf zu diesem Thema vorhanden. Abbildung 3: Publikationen zum Thema Flussrenaturierung bzw. Flussrenaturierungspotenzial pro Jahr von 1990 bis Suchabfrage nach "river AND (restoration OR rehabilitation)" bzw. "river AND (restoration OR rehabilitation) AND potential" als Thema von Publikationen zwischen 1990 bis

14 3.1 Methodik der Literaturrecherche Aufgrund der noch recht jungen Geschichte der Ermittlung des Renaturierungspotenzials von Flüssen existiert noch kein allgemein anerkannter Ansatz mit dem dieses analysiert werden kann (Roni et al. 2013). Vielmehr finden sich in der Literatur eine Vielzahl unterschiedlicher Vorgehensweisen, die teilweise für das jeweilige System spezifisch entwickelt und angepasst worden sind. Um einen Überblick über die in der Literatur beschriebenen Ansätze zur Ermittlung des Renaturierungspotenzials zu bekommen, wurde eine umfassende Literaturrecherche durchgeführt. Dazu wurden die Suchdienste "Web of Science" und "Google Scholar" 2 sowie der Bibliothekskatalog der Universität für Bodenkultur in Wien 3 nach relevanten Schlagwörtern 4 durchsucht. Zusätzlich wurden die verfügbaren Online- Publikationen der wichtigsten Zeitschriften zum Thema Renaturierungsökologie 5 anhand dieser Schlagworte und durch Auswertung der Inhaltsverzeichnisse der Ausgaben der letzten Jahrgänge auf relevante Artikel ausgewertet. Außerdem wurden gezielt die Internetauftritte von Fachbehörden wie dem Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft (BMLFUW) oder dem Umweltbundesamt (UBA) in Österreich, Deutschland und der Schweiz auf entsprechende Publikationen hin durchsucht. Aus den gefundenen Ergebnissen wurden die für das Thema des Renaturierungspotenzials relevanten Veröffentlichungen ausgewählt, in die Auswertung mit aufgenommen und deren Literaturverzeichnis auf zusätzliche, noch nicht durch die Literaturrecherche abgedeckte Publikationen hin ausgewertet. 3.2 Auswertung der Literaturrecherche Im Rahmen dieser Recherche konnten zwanzig Publikationen ausgewählt werden, in denen unterschiedliche Methoden zur Ermittlung des Renaturierungspotenzials oder zur Priorisierung von Renaturierungsmaßnahmen ausführlich dargestellt wurden. Zusätzliche Veröffentlichungen wurden außen vor gelassen, da in diesen entweder die Methoden nicht ausführlich genug beschrieben wurden oder eine sehr hohe Ähnlichkeit zu anderen, bereits miteinbezogenen Publikationen bestand. Die ausgewählten Veröffentlichungen wurden anschließend nach den Gesichtspunkten des vorliegenden Renaturierungsziels, der zur Beurteilung verwendeten Kriterien und der gewählten Methodik zur Ermittlung des Renaturierungspotenzials ausgewertet. Eine Übersicht über die entsprechenden Parameter für jede dieser Publikationen findet sich in Anhang Renaturierungsziel Habitatoptimierung für einzelne Arten(gruppen) Ein verbreiteter Ansatz ist die Betrachtung einzelner oder mehrerer Arten in einem Ökosystem und die Analyse des Renaturierungspotenzials anhand dieser Arten(gruppe). Dabei werden die für die jeweilige(n) Art(en) benötigten Bedingungen und bestehende Beeinträch Renaturierung, Restauration, Revitalisierung, Renaturierungspotenzial, Flussrenaturierung, Priorisierung, Entscheidungsfindung, Machbarkeit, Methodik inkl. verschiedener Kombinationen und englischer Entsprechungen 5 Biodiversity and Conservation, Biological Conservation, Ecological Engineering, Ecological Management & Restoration, Freshwater Biology, Hydrobiologia, Journal of Applied Ecology, Journal of Environmental Management, Restoration Ecology, Wetland Creation 8

15 tigungen ermittelt und daraus Empfehlungen für Maßnahmen zur Verbesserung des ökologischen Zustandes entwickelt. Vorteil dieses Ansatzes ist, dass aufgrund der Beschränkung auf eine einzelne Art oder eine klar abgegrenzte Artengruppe eine eindeutig messbare Größe zur Beurteilung des Zustandes bzw. der Verbesserung der Bedingungen benutzt werden kann (Beechie et al. 2008). Allerdings kann aufgrund der noch begrenzten Erfahrungen mit Renaturierungsmaßnahmen eine eindeutige Prognose der Verbesserungen nur für wenige Arten und Maßnahmentypen durchgeführt werden, und man benötigt auf jeden Fall eine große und detaillierte Menge an Daten. Ein Vergleich zwischen verschiedenen Projekten ist daher auch nur begrenzt möglich (Roni et al. 2013). Hinzu kommt, dass eine Verbesserung der Bedingungen für eine einzelne Art oder Artengruppe gleichzeitig eine Verschlechterung für andere Arten mit anderen Ansprüchen bedeuten kann (Beechie et al. 2008). Im Rahmen der Literaturrecherche wurden vier Ansätze gefunden, die das Renaturierungspotenzial anhand einzelner Arten oder Artengruppen identifizieren. Dies ist zum einen die Publikation von Williams et al. (2007), in welcher anhand des Zustands von Forellenpopulationen Empfehlungen für Einzugsgebiete mit höherer Priorität für Renaturierungen abgeleitet werden. Die Abschnitte, die einen guten Zustand der Population und der Habitate aufweisen und bei welchen die Beeinträchtigungen in der Zukunft gering eingeschätzt werden, sind diejenigen, die für Renaturierungen bevorzugt werden sollten. Ähnlich argumentieren Schmutz et al. (2007) in ihrer Studie zu ausschlaggebenden Belastungen für Fische in Gewässern in Niederösterreich. Ausgehend von der vereinfachenden Hypothese, dass diese Degradationsprozesse bei Entfernung der Belastungen in die entgegengesetzte Richtung verlaufen und zu einer Renaturierung des Systems führen, konnten für die verschiedenen Belastungstypen erfolgversprechende Renaturierungsmaßnahmen empfohlen werden und untereinander priorisiert werden. Ebenfalls in Niederösterreich, im Rahmen einer Studie an der Enns, betrachteten Zauner & Prack (2011) den Zustand von Fischen und Ufervegetation und entwickelten für diese Artengruppen Verbesserungsmaßnahmen. Ausschließlich die Vegetation im Auwald wird von Valero et al. (2014) für die Erstellung von Empfehlungen zu vorrangig zu renaturierenden Strecken herangezogen. Dazu wurden die Deckung, Struktur, Qualität des Auwaldes und morphologische Veränderungen des Fließgewässers einzeln bewertet und zu einem Index der Auwaldqualität zusammengeführt. Je nach Höhe des Indexwertes wurden anschließend verschiedene Maßnahmen, von der Bewahrung des (guten) Zustandes über Verbesserungs- und Wiederherstellungsbemühungen bis zur Aufgabe aufgrund zu hoher Defizite, empfohlen Erhaltung von Refugialhabitaten Ein weiterer, dem vorhergehenden sehr ähnlicher, Ansatz ist die Betrachtung von wertvollen Habitaten als Refugien und Quellen für bestimmte Arten(gruppen). Diese Vorgehensweise beruht auf der Annahme, dass Fließgewässerabschnitte mit noch intakter Habitatausstattung für seltene oder bedrohte Arten als Rückzugs- und Erhaltungsräume vorrangig gesichert werden sollen. Renaturierte Gebiete, die möglichst nahe an solchen Refugien liegen, haben ein höheres Potenzial wiederbesiedelt zu werden und damit erfolgreich die Bedingungen für die jeweilige(n) Zielart(en) zu verbessern (Roni et al. 2013). Die Vorteile dieses Ansatzes liegen darin, dass die noch verbleibenden Bereiche mit gutem Zustand geschützt werden und dies (zumindest kurzfristig) ein besseres Kosten-Nutzen-Verhältnis aufweist als der Versuch degradierte Systeme wiederherzustellen (Beechie et al. 2008). Zusätzlich kann durch die Bewahrung der Abschnitte mit gutem Zustand ein Aussterben bedrohter Arten 9

16 zumindest verzögert werden (Beechie et al. 2008; Roni et al. 2013). Als problematisch kann der Aspekt angesehen werden, dass auf lokaler Ebene mit diesem Ansatz lediglich eine Aussage darüber getroffen werden kann, wo Renaturierungsmaßnahmen bevorzugt erfolgen sollten. Welche Maßnahmen konkret durchgeführt werden sollten, kann damit jedoch nicht beurteilt werden. Hinzu kommt, dass Refugialhabitate besonders anfällig für Störungen sind, wenn sie, wie es in Mitteleuropa oftmals der Fall ist, nur sehr kleine Flächen ausmachen (Beechie et al. 2008). Roni et al. (2013) empfehlen daher, diesen Ansatz hauptsächlich auf größere Bereiche wie beispielsweise Einzugsgebiete oder als Bestandteil anderer Vorgehensweisen wie der Multikriteriellen Entscheidungsanalyse (siehe Abschnitt ) anzuwenden. Als Beispiel für die Anwendung dieses Ansatzes kann die Arbeit von Baumgartner et al. (2013) herangezogen werden. In diesem wurde zunächst das Ausmaß der anthropogenen Störungen für alle Flussstrecken im Einzugsgebiet ermittelt. Aus den beeinträchtigten Abschnitten wurden anschließend diejenigen in möglichst geringer Entfernung zu hochwertigen Strecken, welche als Quellen für eine Wiederbesiedlung dienen können, ausgewählt. Weiterhin wurden auch die Abschnitte bevorzugt, die durch ihren Zustand eine positiv ausstrahlende Wirkung auf umliegende Strecken haben könnten. Sofern durch die Durchführung von Renaturierungsmaßnahmen Lücken in der Vernetzung von Strecken geschlossen werden könnten oder sehr selten gewordene Ökosysteme gefördert würden, sind auch diese Abschnitte bevorzugt zu renaturieren Wiederherstellen von Prozessen Mit zunehmender Erfahrung im Bereich der Renaturierung von Fließgewässern wurde immer deutlicher, dass die Fokussierung auf ausgewählte Arten oder Habitatstrukturen mitunter nicht vollständig zufriedenstellend für eine nachhaltige Wiederherstellung der Gewässerökosysteme ist (Ward et al. 2001). Solche Ansätze führten in vielen Fällen dazu, dass Maßnahmen ausgeführt wurden, die nicht an die natürlichen Bedingungen des Flussabschnittes, die unter anderem durch geomorphologische Charakteristika wie Gefälle, Sedimentzufuhr, Talform und weitere Faktoren bestimmt werden, angepasst waren und somit nur kurzfristige Verbesserungen erreichen konnten (Roni et al. 2002). Im Gegensatz zu diesen Ansätzen, die durch den Versuch, natürliche Prozesse zu kontrollieren, statische Habitate schaffen, wurden Ansätze entwickelt, die diese Prozesse anerkennen und die, anstatt die Symptome von durch anthropogene Eingriffe veränderten Prozessen zu bekämpfen, versuchen die Ursachen für diese Veränderungen zu beheben (Beechie et al. 2010). Dies beinhaltet zum Beispiel die Wiederherstellung der Durchgängigkeit für den Geschiebehaushalt anstatt des künstlichen Eintrags zur Modellierung von Habitatstrukturen. Dadurch können sich selbst erhaltende Systeme erreicht werden, die nicht auf regelmäßige Kontrolle und Nachbesserungen, wie sie bei den statischen Habitatansätzen oftmals nötig sind, angewiesen sind (Palmer et al. 2005). Zwar benötigen diese Verfahren oftmals eine deutlich längere Zeit bis der gewünschte Zielzustand wieder erreicht wird (Beechie et al. 2010; Thomas 2014), jedoch entsteht ein System, welches an die natürlichen Gegebenheiten angepasst und somit resistenter gegenüber Beeinträchtigungen ist (Palmer et al. 2005), das geeignete Lebensbedingungen für alle Arten des natürlichen Systems bietet, ohne bestimmte Arten oder Artengruppen zu bevorzugen (Roni et al. 2002), und welches auf lange Sicht geringeren finanziellen Einsatz benötigt als herkömmliche Maßnahmen, die regelmäßig nachgebessert werden müssen (Thomas 2014). 10

17 3.2.2 Verwendete Kriterien zur Ermittlung des Renaturierungspotenzials Jeder Ansatz verwendet ein unterschiedliches Set an Indikatoren, mit welchen das Potenzial bestimmt wird. In Anlehnung an Stewart (2011) wurden die Indikatoren, welche einen gemeinsamen Themenbereich repräsentieren, zu Kriterien zusammengefasst. Diese Kriterien wiederum wurden, entsprechend der gesellschaftlichen Werte, welche sie abdecken, in eine der drei Kategorien Soziales, Ökologisches oder Wirtschaftliches eingeordnet. So entsteht ein hierarchisches System, welches die Einordnung der Indikatoren und den Vergleich unterschiedlicher Ansätze miteinander ermöglicht. Im Folgenden sollen die Kategorien kurz erläutert werden Soziale Kriterien Flüsse können wertvolle Ökosystemdienstleistungen bereitstellen. Diese Dienstleistungen sind unter Tabelle 2: Soziale Kriterien Kategorie Kriterien anderem die Erzeugnisse und Leistungen, die Menschen von Ökosystemen erhalten Akzeptanz & Partizipation Freizeit & Erholung (Thorp et al. 2010). Im Fall von Flüssen beinhalten Soziales Hochwasserschutz diese Ökosystemdienstleistungen beispielsweise Nutzen die Verfügbarkeit von Trinkwasser oder von Wasser für landwirtschaftliche Bewässerungssysteme, zur Energieerzeugung oder Nahrungsversorgung durch die Fischerei. Zusätzlich leisten natürliche Fließgewässer einen Beitrag zur Reinigung von Wasserressourcen, können durch Retentionsflächen Hochwasser abdämpfen und sind als Objekte für Freizeit und Tourismusaktivitäten wie Rafting, Kajakfahren, Fischen, Schwimmen oder Wandern von hohem Wert (Aylward et al. 2005). Diese Ökosystemdienstleistungen sind in der Kategorie der sozialen Kriterien berücksichtigt. In den ausgewerteten Publikationen wurden dabei die Kriterien Akzeptanz & Partizipation, Freizeit & Erholung, Hochwasserschutz und Nutzen für die Gesellschaft (siehe Tabelle 2) verwendet. Das Kriterium Akzeptanz & Partizipation enthält Angaben darüber, inwieweit die lokale Bevölkerung, Interessensgruppen, politische Entscheidungsträger und gemeinnützige Organisationen (z.b. NGOs) in den Planungsprozess miteinbezogen werden. Außerdem enthält es Indikatoren zur gesellschaftlichen und politischen Einstellung gegenüber Renaturierungsmaßnahmen im Allgemeinen und über die Akzeptanz des konkreten Projektes bei der lokalen Bevölkerung und einzelnen Interessensgruppen. Im Kriterium Freizeit & Erholung sind Indikatoren für den ästhetischen Landschaftswert, mögliche Freizeitaktivitäten und Zugänge zum Gewässer und die Anzahl der Besucher, welche das Gewässer potenziell für Freizeitaktivitäten nutzen, enthalten. Das dritte Kriterium Hochwasserschutz beinhaltet Aussagen darüber, ob ein Hochwasserschutz vorhanden oder geplant ist, in welcher Art und Weise dieser bewirtschaftet wird, und ob eventuelle Defizite zu verbessern wären. Im Kriterium Nutzen sind Indikatoren zusammengefasst, die einen besonderen Nutzen für die Gesellschaft darstellen. Dies sind einerseits Indikatoren für Standorte von wissenschaftlichem Interesse, die mögliche Resistenz gegen den Klimawandel sowie die Funktion des Schutzes vor Dürre, die ein Fließgewässer übernehmen kann Ökologische Kriterien Folgende ökologische Kriterien wurden in der Literatur identifiziert: Morphologie, Hydrologie, Wasserqualität, Landnutzung, Konnektivität, Artenvielfalt, Habitate und Schutzgebiete (siehe Tabelle 3). Im Kriterium Morphologie sind Indikatoren für die Form und den Zustand von Flussbett und Ufer, den Geschiebehaushalt, existente Altarme und Übergangszonen, künst- 11

18 liche und natürliche Strukturen, Totholz sowie den Tabelle 3: Ökologische Kriterien Abstand zur Mündung zusammengefasst. Unter Kategorie Kriterien Hydrologie fallen die Indikatoren für Abfluss, Fließgeschwindigkeit, Gewässerbreite, Schwall- und Morphologie Hydrologie Sunkverhältnissen, Überflutungsdynamik und Temperatur. Die Wasserqualität wird durch Indikatoren Ökologie Landnutzung Wasserqualität für Wasserchemie, Nährstoffgehalt, Salinität, Konnektivität ph-wert, Versauerung, Trübung und Eintrag von Artenvielfalt Abwässern oder giftigen Stoffen beschrieben. Die Habitate & Schutzgebiete Indikatoren für die Landnutzung, deren Natürlichkeit oder das Vorkommen bestimmter Landnutzungstypen wie Feuchtgebiete, Wald oder Extensivgrünland wurden zum Kriterium Landnutzung zusammengefasst. Das nächste Kriterium behandelt die laterale und longitudinale Konnektivität im Fließgewässer. Dazu gehören die Durchgängigkeit des Gewässers und das Vorhandensein bzw. die Anzahl an Querbauwerken, der Abstand zu Feuchtgebieten und intakten Augebieten sowie die Anzahl von Zubringern. Das Kriterium Artenvielfalt wird durch Indikatoren, die die Anzahl verschiedener Arten(gruppen) beschreiben, gebildet. Dabei kommen Indikatoren vor, die gesondert für eine oder mehrere der Artengruppen Vegetation, Makrophyten, Fische, Vögel, Amphibien oder Makroinvertebraten erstellt wurden. Andere Indikatoren betrachten die allgemeine Diversität oder nur exotische oder besonders gefährdete Arten. Das letze Kriterium in der ökologischen Kategorie ist das der Habitate und Schutzgebiete. Einerseits sind das ausgewiesene Schutzgebiete wie Nationalparks oder Natura2000-Gebiete, andererseits das Vorkommen von speziellen Habitaten für bestimmte Arten Wirtschaftliche Kriterien Unter den in der Literatur verwendeten Kriterien, die Tabelle 4: Wirtschaftliche Kriterien hauptsächlich wirtschaftliche Aspekte beleuchten, Kategorie Kriterien wurden die Kosten einer Renaturierungsmaßnahme, Kosten der Wert dieser Maßnahme für volkswirtschaftliche Wirtschaft Wert Prozesse sowie die Wahrscheinlichkeit bzw. Einfachheit der Durchführung solcher Maßnahmen zu- Durchführbarkeit sammengefasst (siehe Tabelle 4). Das Kriterium Kosten beinhaltet einerseits konkrete Kosten für Maßnahmen oder Projekte, aber auch indirekte Kosten, beispielsweise der Anlage von Infrastruktur für die Zugänglichkeit der Renaturierungsflächen. Unter Wert wurden die Indikatoren zusammengefasst, die für die gesamte Bevölkerung oder bestimmte Interessensgruppen wie Fischerei, Ornithologie etc. einen ökonomischen Wert darstellen. Die Durchführbarkeit als letztes Kriterium wurde in der ausgewerteten Literatur mittels der Anzahl der zu renaturierenden Parameter bzw. der Größe der verfügbaren Fläche eingeschätzt. Ein zusätzlicher Indikator für dieses Kriterium sind außerdem noch die Eigentümer der Flächen auf denen die Maßnahmen durchgeführt werden sollen Zusammenfassung der verwendeten Kriterien Anschließend an diese Einteilung wurde die Literaturrecherche dahingehend ausgewertet, welche Kriterien in der Literatur am häufigsten verwendet wurden (siehe Abbildung 5). Dabei zeigt sich, dass ökologische Kriterien in allen analysierten Ansätzen verwendet worden sind. Soziale und wirtschaftliche Werte wurden nur in etwas mehr bzw. genau der Hälfte der Ansätze berücksichtigt. 12

19 In sechs Ansätzen wurden alle drei Kategorien durch Kriterien abgedeckt. Diese, als planerische Ansätze bezeichneten Methoden, sind in den Publikationen von Comín et al. (2014), Peacock et al. (2012), Rohde (2004), Schneider & Günther-Diringer (2004), Schwarz (2010) und Woolsey et al. (2005) zu finden. Die Ansätze von Boon (2000), Hoenke et al. (2014), Stewart (2011), Williams et al. (2007) und Zauner & Prack (2011) stellen ökologisch-soziale Herangehensweisen dar und beziehen neben ökologischen Kriterien auch noch gesellschaftliche Werte mit ein. Die ökologisch-ökonomischen Ansätze von Babbar- Sebens et al. (2013), Langhans et al. (2014), McCallum Abbildung 5: Verteilung der Kategorien in den ausgewerteten Publikationen Environmental Ltd. (2013) und Yoshioka et al. (2014) hingegen benutzen neben den ökologischen Kriterien nur noch wirtschaftliche Rahmenbedingungen. Ausschließlich ökologische Kriterien werden von Baumgartner et al. (2013), Negri & Casotti (2008), Abbildung 4: Verteilung der verwendeten Kriterien in den ausgewerteten Publikationen 13

20 Schmutz et al. (2007), Valero et al. (2014) und White & Fennessy (2005) in ihren Ansätzen verwendet. Innerhalb der einzelnen Kategorien werden zum Teil verschiedene Kriterien unterschiedlich häufig in der Literatur verwendet (siehe Abbildung 4). So wird beispielsweise in der Gruppe der sozialen Bedingungen das Kriterium der Akzeptanz & Partizipation zusammen mit dem Nutzen für die Gesellschaft am häufigsten verwendet (sechs Publikationen), gefolgt vom Hochwasserschutz (vier Publikationen). Am seltensten wird in dieser Gruppe das Kriterium Freizeit & Erholung verwendet. Bei den wirtschaftlichen Kriterien werden die Kosten und die Durchführbarkeit in sieben Ansätzen mit herangezogen, das dritte Kriterium des Wertes lediglich ein Mal. Bei den ökologischen Kriterien werden die Kriterien Morphologie und Landnutzung am häufigsten verwendet (je zwölf Publikationen), die Konnektivität an zweiter Stelle mit zehn Publikationen. Hydrologie, Artenvielfalt und Habitate & Schutzgebiete werden etwas seltener verwendet (je neun Publikationen) und die Wasserqualität mit sieben Publikationen am seltensten, jedoch immer noch genau so oft wie die häufigsten Kriterien aus den anderen beiden Kategorien Methodik zur Ermittlung des Renaturierungspotenzials Die Ermittlung des Renaturierungspotenzials erfolgt in der ausgewerteten Literatur auf unterschiedliche Art und Weise. Die verschiedenen Methoden zur Beurteilung des Renaturierungspotenzials sollen hier kurz dargestellt werden Modelle und Softwareanwendungen Mit zunehmender Verbreitung leistungsstarker Computersysteme hat auch die Zahl an Programmen und Modellen speziell für die Bearbeitung von Problemen der Renaturierungsökologie zugenommen. In nahezu jedem Ansatz kommen heutzutage verschiedenste Computerprogramme wie Datenbankverwaltungen zur Organisation und Abfrage großer Datenmengen oder Geoinformationssysteme (GIS) zur Interpretation und Aufbereitung räumlicher Daten zum Einsatz. Deshalb sollen in dieser Kategorie nur solche Ansätze eingeschlossen werden, in welchen Software oder Modelle, die explizit zur Ermittlung des Renaturierungspotenzials entwickelt wurden, eingesetzt werden. Ein Beispiel für eine solche Software ist das Programmpaket MARXAN, das entwickelt wurde, um anhand von Algorithmen verschiedene Alternativen miteinander zu vergleichen (Ball et al. 2009). Das von Boon et al. (1996; 1998; 2002) entwickelte und fortgeführte 'System for Evaluating Rivers for Conservation' (SERCON) stellt ein Beispiel für ein Computerprogramm dar, das speziell für die Bewertung von Fließgewässerabschnitten anhand ihrer ökologischen Eigenschaften entwickelt wurde. Es erlaubt dem Benutzer je nach Untersuchungsgegenstand durch Integration verschiedenster physikalischer und biologischer Parameter homogene Abschnitte eines Flusssystems untereinander zu vergleichen. Im Gegensatz zum abgeschlossenen Input-Output-Modell der SERCON-Software benutzen Babbar- Sebens et al. (2013) ein hydrologisches Modell, mit dem sie alle durch GIS-Analyse ermittelten potenziellen Standorte für Feuchtgebiete modellieren und somit diejenigen mit den besten Voraussetzungen für eine Renaturierung identifizieren konnten. Der Vorteil solcher Systeme besteht darin, dass eine Vielzahl unterschiedlichster Informationen in relativ kurzer Zeit verarbeitet und interpretiert werden kann (Roni et al. 2013). Dies ist jedoch gleichzeitig auch ihr Schwachpunkt, da sie einerseits oftmals für jede Anwendung 14

21 neu kalibriert werden müssen und dadurch ihre Komplexität die Vorgehensweise nur schwer nachzuvollziehen und zu verstehen ist (Fullerton et al. 2010; Roni et al. 2013) Kosten-Nutzen-Analyse Eine weitere Vorgehensweise ist die Analyse von anfallenden Kosten im Verhältnis zum entstehenden Nutzen. Hierbei werden die Kosten für jede Maßnahme anhand von Erfahrungswerten geschätzt und auf eine einheitliche Basis bezogen. Diese Basis kann beispielsweise die Länge der renaturierten Flussstrecke oder die erwartete Zunahme an Individuen einer Art sein. Je geringer die Kosten pro Einheit dieser Basis, desto höher bewertet wird die entsprechende Maßnahme in der Analyse (Roni et al. 2013). Eine Kosten-Nutzen-Analyse wurde beispielsweise von Langhans et al. (2014) angewendet, um Renaturierungsmaßnahmen von Auenstreifen entlang von Gewässern zu beurteilen. Die Autoren identifizierten anhand des Zustandes der Auenstreifen entlang von Gewässerabschnitten unterschiedliche Maßnahmen zur Verbesserung des Zustands. Für die verschiedenen Maßnahmen definierten sie Kosten pro Meter zur Herstellung und waren somit in der Lage die kostengünstigste Kombination von Maßnahmen in einem Einzugsgebiet zu ermitteln. Yoshioka et al. (2014) verwendeten den Kosten-Nutzen-Ansatz zur Identifikation von vorrangig zu renaturierenden Flächen für Vögel. Sie führten dazu eine Abschätzung des finanziellen Aufwands für den Erwerb der Flächen durch. Flächen mit einer konkurrierenden Nutzung von hohem Wert, wie beispielsweise Siedlungen, Infrastruktur oder Landwirtschaft wurden als teurer eingestuft und deshalb in der Priorisierung weiter nach unten gestuft. Ähnlich gingen Peacock et al. (2012) bei der Ermittlung geeigneter Flächen zur Renaturierung von Feuchtgebieten in Neuseeland vor. Sie setzten das Potential der Flächen aufgrund der Landnutzung und deren Beitrag zur Lebensqualität der Gesellschaft ins Verhältnis zu den benötigten Kosten für den Ankauf der Flächen, der je nach Landnutzung differenziert zu betrachten ist. Der Vorteil dieser Methode liegt in der Übersichtlichkeit und einfachen Nachvollziehbarkeit und in der Tatsache, dass dadurch eine konkrete Aussage darüber getroffen werden kann, wo begrenzte finanzielle Mittel am effektivsten eingesetzt werden können (Beechie et al. 2008). Die Nachteile liegen darin, dass bei verschiedenen Projekten mit unterschiedlichen Rahmenbedingungen ein Vergleich der Kosten problematisch werden kann. Hinzu kommt, dass für 'weiche' Güter, wie gesellschaftliche Wertschätzungen, der Erhalt von Arten und Ökosystemen an sich oder Ökosystemdienstleistungen, die menschliche Interessen befriedigen, Kosten pro Einheit nur begrenzt quantifiziert werden können (ebd.). Zusätzlich wird durch die Anwendung dieses Ansatzes nur Rücksicht auf subjektive Kriterien genommen, aus ökologischer Sicht könnten andere Lösungen trotz eines schlechteren Kosten-Nutzen-Verhältnisses weitaus besser abschneiden (Roni et al. 2013). Ähnlich wie bei anderen hier behandelten Ansätzen wird deshalb der Einsatz der Kosten-Nutzen-Analyse nicht als alleiniges Instrument zur Entscheidungsfindung, sondern als Bestandteil der Multikriteriellen Entscheidungsanalyse (siehe Abschnitt ) empfohlen (ebd.). 15