Landschaftszerschneidung und Fragmentierung von Wäldern Neue Indikatoren des IÖR-Monitors Ulrich Walz, Tobias Krüger und Ulrich Schumacher
Gliederung 1. Zielstellung 2. Was ist Freiraum? 3. Bisherige Indikatoren im Bereich Freiraum 4. Neue Indikatoren Landschaftszerschneidung Waldfragmentierung 5. Schlußfolgerungen / Ausblick
1. Zielstellung Erarbeitung eines Indikatorensystems Freiraumstruktur und Landschaftsfunktionen für den deutschlandweiten Monitor der Siedlungs- und Freiraumentwicklung (IÖR-Monitor) Beschreibung des Zustands, der Entwicklung und Belastung von Freiräumen durch Basisindikatoren Fokus auf die Schutzgüter Biodiversität und Boden sowie die Erholungseignung der Landschaft Basis ist die Entwicklung der Flächennutzung Auswertungen zu Ausstattung und Struktur der Freiräume und der Nutzungsänderungen
2. Was ist Freiraum? Die Freiraumfläche umfasst alle Bodenflächen außerhalb Siedlungs- und Verkehrsflächen: Landwirtschaftliche Nutzflächen Wälder und Forstgebiete Fließ- und Stillgewässer Abbauland (Tagebaue, Gruben oder Steinbrüche, ohne ihre baulich geprägten Flächen) Andere, meist kleinere Flächen wie z. B. Brachland, Feuchtgebiete, Gehölze und vegetationslose Gebiete Definitionen s.a. Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) 2000 und Ritter 2005
3. Bisherige Indikatoren im Bereich Freiraum Freiraumstruktur Anteil Freiraumfläche an Gebietsfläche Anteil Landwirtschaftsfläche an Gebietsfläche Anteil Ackerfläche an Gebietsfläche Anteil Grünlandfläche an Gebietsfläche Anteil Wald- und Forstfläche an Gebietsfläche Anteil Wasserfläche an Gebietsfläche Landschafts- und Naturschutz Anteil Schutzgebiete gesamt an Gebietsfläche Anteil Gebiete Natur- und Artenschutz an Gebietsfläche Anteil Gebiete Landschaftsschutz an Gebietsfläche
Indikatoren zur Freiraumstruktur Anteil Wald- u. Forstfläche an Gebietsfläche auf Kreisebene 2008 Kreise mit min./max. Indikatorwerten markiert
4. Neue Indikatoren Landschaftszerschneidung bezeichnet ein Zertrennen von gewachsenen ökologischen Zusammenhängen zwischen räumlich verbundenen Landschaftsbereichen. Hauptursache sind vom Menschen geschaffene, vorwiegend linienhafte Strukturen (vor allem Straßen, Bahnstrecken und Leitungstrassen), mit denen Barriere-, Emissions- oder Kollisionswirkungen sowie ästhetische Beeinträchtigungen verbunden sind (JAEGER, GRAU & HABER 2005: 98) Als Unzerschnittene Freiräume (UZF) werden Bereiche zwischen diesen linienhaften Strukturen bezeichnet. S 1 S 0 S 1 S 2 S 21 Quelle: Mader, H.-J. (1981): Der Konflikt Straße - Tierwelt aus ökologischer Sicht. Schriftenreihe f. Landschaftspflege u. Naturschutz, 22: S. 33 S 22
Auswirkungen der Landschaftszerschneidung auf Lebensräume von Tier- und Pflanzenarten: Verlust von großflächig zusammenhängenden Lebensräumen Lärm- und Schadstoffeintrag in bisher ungestörte Bereiche Durchtrennung der Wanderwege von Tieren (Verinselung) Barriere Verkehrstod Schadstoffe Kanal Schneise Vermeidung Quelle: European Commission (2003) Tod durch Raubtiere Störung / Randeffekte Räume für naturnahe Erholung: Verlust von Bereichen für naturnahe Erholung Verlärmung bisher ungestörter Bereiche Störung des Landschaftsbildes
Untersuchungen zur Landschaftszerschneidung am IÖR Unzerschnittene Freiräume und deren Eignung für naturnahe Erholung Entwicklung der Zerschneidung in Sachsen 1930 2000 2020 Walz, U. & Schumacher, U. (2000): Landschaftszerschneidung durch Infrastrukturtrassen. In: Nationalatlas Bundesrepublik Deutschland, 10: 132-135; Heidelberg http://www.ioer.de/langzeitmonitoring_uzf
Untersuchungen zur Landschaftszerschneidung am IÖR Analyse von Potentialen zur Entschneidung Bewertung der anthropogenen Einwirkung (Straßendichte, Größe der Freiräume, Naturnähe der Flächennutzung) Alle Quellen: IÖR
Maßzahlen zur Landschaftszerschneidung Flächengröße bzw. Anteil unzerschnittener Freiräume > 100 km² Form-Index oder Pseudovolumen-Index (TLUG 2007) Effektive Maschenweite (nach Jaeger 2000): Effektive Maschenweite modifiziert (z.b. einseitiges Beziehungsverfahren) (nach Schwarz-von Raumer & Esswein 2006) Quelle: Schwarz-von Raumer, H.-G. & Esswein, H. (2006): Technische Anleitung Effektive Maschenweite. Institut für Landschaftsplanung und Ökologie der Universität Stuttgart.
Bundesweite Indikatoren zur Landschaftszerschneidung Länderinitiative Kernindikatoren a) Anteil UZVR über 100 km² an der Landesfläche b) Mittlerer Zerschneidungsgrad (effektive Maschenweite m eff ) Mittlerer Zerschneidungsgrad (effektive Maschenweite meff) Bundesamt für Naturschutz Darstellung von UZVR über 100 km² Biodiversitätsindikator Quelle: BMU 2010): Indikatorenbericht 2010 zur Nationalen Strategie zur biologischen Vielfalt: S. 44 Quelle: http://www.lanuv.nrw.de/liki-newsletter/index.php?mode=indi&indikator=13#grafik Quelle: Bundesamt für Naturschutz (2008): Daten zur Natur 2008 (S. 90)
Berechnungsansatz für Zerschneidungsindikatoren des IÖR-Monitors Zerschneidungsgeometrie Pufferbreite für Linienelemente richtet sich primär nach dem entsprechenden ATKIS-Attribut (Standardbreiten nur, wenn kein Wert vorhanden) Elementgruppe Element ATKIS-Objektart (bzw. Attribut) Pufferbreite Straßenverkehr Autobahn 3101 (WDM = 1301) 15 m (je Fahrtrichtung) Bundesstraße 3101 (WDM = 1303) 8 m Landesstraße 3101 (WDM = 1305) 6,5 m Kreisstraße 3101 (WDM = 1306) 5,5 m Schienenverkehr Mehrgleisige Strecke 3201 (GLS = 2000) 5,5 m Eingleisige, elektrifizierte Strecke (Normalspur) 3201 (SPW = 1000, ELK = 1000) Schiffsverkehr Kanal (Schifffahrt) 5102 Attribut BRG Verkehrsobjekt (Fläche) Raststätte 3502 Flughafen /Flugplatz 3301 /3302 Bahnhofsanlage 3501 Bahnkörper 3204 Siedlungsfläche Ortslage 2101 (> 5 ha selektiert)
Unzerschnittene Freiräume in Deutschland (2008) Ausschnitt Berlin-Brandenburg Alle Quellen: IÖR Datenquelle: ATKIS Basis-DLM, Vermessungsverwaltungen der Länder und BKG (2009)
Indikatoren zur Landschaftszerschneidung Anteil unzerschnittener Freiräume > 50 km² auf Kreisebene 2008 Kreis mit max. Indikatorwert markiert
Indikatoren zur Landschaftszerschneidung Effektive Maschenweite der Freiräume auf Kreisebene 2008 Kreise mit min./max. Indikatorwerten markiert
Große zusammenhängende Wälder besitzen eine hohe Bedeutung als Lebensraum für Tiere und Pflanzen als Erholungsgebiet für den Menschen Flächengröße als Wertkriterium zur naturschutzfachlichen Einstufung von Waldflächen nach Burkhardt (2004): Waldfläche > 5000 ha: sehr gut Waldfläche > 1000 ha: gut Waldfläche > 100 ha: mäßig Burkhardt, R. (2004): Empfehlungen zur Umsetzung des 3 BNatSchG "Biotopverbund" - Ergebnisse des Arbeitskreises "Länderübergreifender Biotopverbund" der Länderfachbehörden mit dem BfN. Naturschutz und biologische Vielfalt, 2; Bonn-Bad Godesberg.
Frühere Untersuchungen Grenzwerte für unzerschnittene, in sich geschlossene Wälder nach Fritz 1984: 1. Kreisgebiete < 5% Waldflächenanteil: - Waldflächen ab 5 km² (symbolische Darstellung), Maßzahlen zur Waldfragmentierung beispielsweise: Randlängenmaße, der Flächenanteil, der Shape Index, Effektive Maschenweite - Waldkomplexe (sofern vorhanden. Das gesamte Gebiet ist als Problemgebiet anzusehen 2. Kreisgebiete mit 5-10 % Waldflächenanteil: - Waldflächen ab 10 km² - Waldkomplexe ab 10 km² Diese Kreisgebieten gelten ebenfalls als Problemgebiet 3. Kreisgebiete mit 10-20 % Waldflächenanteil: - Waldflächen ab 15 km² - Waldkomplexe ab 20 km² 4. Kreisgebiete mit > 20 % Waldflächenanteil: - Waldflächen ab 20 km² - Waldkomplexe ab 30 km² Effektive Maschenfläche: Kombination der Effektiven Maschenweite und dem Patency- Index (Schwarz-von Raumer 2007, Oehmichen 2006) Fritz, G. (1984): Erhebung und Darstellung unzerschnittener, relativ großflächiger Wälder in der Bundesrepublik Deutschland. Natur und Landschaft, 59 (7/8): 284-286.
Indikator Anteil unzerschnittener Wälder > 50 km² an Gebietsfläche Anteil unzerschnittener Wald- und Forstflächen (außerhalb Ortslagen) > 50 km², die nicht durch Trassen des überörtlichen Verkehrsnetzes zerschnitten sind, an der Gebietsfläche Indikator Effektive Maschenweite der Wälder (modifiziert) Mittelwert der Wald- und Forstflächen (außerhalb Ortslagen) für die Maschengröße des überörtlichen Verkehrsnetzes nach der Methode von Jaeger (2000), modifiziert nach Schwarz-von Raumer & Esswein (2006)
Waldflächen in Deutschland (2008) Ausschnitt Berlin-Brandenburg Datenquelle: ATKIS Basis-DLM, Vermessungsverwaltungen der Länder und BKG (2009)
Indikatoren zur Waldfragmentierung Anteil unzerschnittener Wälder > 50 km² auf Kreisebene 2008 Kreise mit min./max. Indikatorwerten markiert
Indikatoren zur Waldfragmentierung Effektive Maschenweite der Wälder auf Kreisebene 2008 Kreise mit min./max. Indikatorwerten markiert
Landschaftszerschneidung - Waldfragmentierung Fragmentierung der Wälder in Deutschland räumlich nicht korreliert mit den unzerschnittenen Freiräumen betrifft v. a. waldarme Gebiete an der Nord- und Ostseeküste Einbeziehung von Wald- und Forstflächen in die Berechnung von Zerschneidungskenngrößen liefert qualitativ neue Aussagen - gerade im Hinblick auf eine landschaftsökologische Bewertung.
5. Schlußfolgerungen / Ausblick Unterschied IÖR-Ansatz zu anderen Konzepten Modifizierte Maßzahlen: Effektive Maschenweiten nach einseitigem Beziehungsverfahren Darstellung von Flächenanteilen unter 100 km² auch Räume ab 50 km² relevant Auswertung ab Kreisebene für Maschenweiten, ab Gemeindeebene für Anteilszahlen keine Einbeziehung von Verkehrsstärken Geplant: Weitere Qualifizierung von Indikatoren: Verschneidung der Flächennutzungsinformationen mit anderen relevanten Informationen (z.b. Boden, Arten)
5. Schlußfolgerungen / Ausblick Weitere Indikatoren in Vorbereitung Landschaft Naturnähe der Flächennutzung
Anteil naturbestimmter Flächen in Sachsen Stein, C. (2011): Hemerobie als Indikator zur Landschaftsbewertung eine GIS-gestützte Analyse für den Freistaat Sachsen. Diplomarbeit, IÖR & Philipps-Universität Marburg; Marburg: 137 S.
5. Schlußfolgerungen / Ausblick Weitere Indikatoren in Vorbereitung Landschaft Naturnähe der Flächennutzung Landschaftsvielfalt Dichte Landschaftelemente im Offenland Nutzungsvielfalt Unzerschnittene Freiräume Durchlässigkeit des Verkehrsnetzes Intensität der Flächennutzung Schutzgebiete Flächeninanspruchnahme in Schutzgebieten Klassifizierung der Schutzgebiete nach vorherrschenden Nutzungsarten / Naturnähe
Vielen Dank für Ihr Interesse! Dr. Ulrich Walz u.walz@ioer.de Dr. Tobias Krüger t.krueger@ioer.de Ulrich Schumacher u.schumacher@ioer.de http://www.ioer-monitor.de
Quellen Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) (2000): Stadtentwicklung und Städtebau in Deutschland - Ein Überblick. BBR-Berichte, 5: 82 S.; Bonn. Bundesamt für Naturschutz (2008): Daten zur Natur 2008 (S. 90). Burkhardt, R. (2004): Empfehlungen zur Umsetzung des 3 BNatSchG "Biotopverbund" - Ergebnisse des Arbeitskreises "Länderübergreifender Biotopverbund" der Länderfachbehörden mit dem BfN. Naturschutz und biologische Vielfalt, 2; Bonn-Bad Godesberg. European Commission (2003): Habitat Fragmentation due to transportation Infrastructure - The European Review: 251 S.; Luxembourg (Office for Official Publications of the European Communities) [COST 341]. Fritz, G. (1984): Erhebung und Darstellung unzerschnittener, relativ großflächiger Wälder in der Bundesrepublik Deutschland. Natur und Landschaft, 59 (7/8): 284-286. Jaeger, J. A. G. (2000): Landscape division, splitting index, and effective mesh size: new measures of landscape fragmentation. Landscape Ecology, 15 (2): 115-130. Mader, H.-J. (1981): Der Konflikt Straße - Tierwelt aus ökologischer Sicht. Schriftenreihe f. Landschaftspflege u. Naturschutz, 22: S. 33. Ritter, E.-H. (2005): Freiraum/Freiraumschutz. In: Ritter, E.-H. [Hrsg.]: Handwörterbuch der Raumordnung, 4. neu bearb. Aufl.: 336-340; Hannover (Akad. für Raumforschung und Landesplanung). Schwarz-von Raumer, H.-G. & Esswein, H. (2006): Technische Anleitung Effektive Maschenweite. Institut für Landschaftsplanung und Ökologie der Universität Stuttgart. Stein, C. (2011): Hemerobie als Indikator zur Landschaftsbewertung eine GIS-gestützte Analyse für den Freistaat Sachsen. Diplomarbeit, IÖR & Philipps-Universität Marburg; Marburg: 137 S. TLUG - Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie (2007): Neue Kennzahlen zur Bewertung der Störungsarmut von geographischen Räumen in Thüringen. Fachstandpunkte der TLUG, 11/2007: 18 S.; Jena. Walz, U. & Schumacher, U. (2000): Landschaftszerschneidung durch Infrastrukturtrassen. In: Nationalatlas Bundesrepublik Deutschland, 10: 132-135; Heidelberg.