III.1.1 Makrozoobenthos
Es wurden als Grundlage der IST-Zustandserfassung die in der UVU im Kap. 7.4.1 sowie im Materialband VII aufgeführten Ergebnisse ergänzt durch zusätzliche Probenahmen für das Makrozoobenthos. Diese zusätzlichen Erhebungen wurden durchgeführt im April 1998 im Bereich der Ablagerungsfläche Twielenfleth sowie im Mai 1999 in der Außenelbe und im Bereich Lühesand, bevor dort mit den Baggerarbeiten begonnen wurde. Die Ergebnisse dieser zusätzlichen IST-Zustandserhebungen ergänzen die Untersuchungsergebnisse der UVU. Nach Ausführung der Neubaubaggerungen wurden weitere Untersuchungen in den gleichen Gebieten durchgeführt (s. Tab. III.1.1-1).
Tab. III.1.1-1: Durchgeführte Makrozoobenthos-Untersuchungen
| Untersuchungsgebiet | Zeiten der Messungen in den Jahren: | Bemerkungen | ||||
| 1998 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 | ||
| Baggergutablagerungsfläche Twielenfleth | April | April* | K.M. | Mai | April | *Ergänzungsmessung zur Messung aus 1998 |
| Fahrrinnenbereich der Unterelbe zwischen km 647-653 | K.M. | April | K.M. | Mai | April | |
| Fahrrinnenbereich der Außenelbe zwischen km 732-740 | K.M. | April | K.M. | Mai | April | |
| Klappstelle bei km 733 in der Außenelbe | K.M. | April | K.M. | Mai | April | |
| Transekt in der Außenelbe bei km 736-Zehnerloch | K.M. | April | K.M. | Mai | April | |
K.M. = keine Messungen
Zurzeit liegen die Ergebnisse bis 2001 vor. Die zugehörigen Berichte sind vollständig auf der Materialien-CD aufgeführt. Die Messkampagne 2002 befindet sich derzeit in der Auswertung. Durchgeführt wurden die Untersuchungen von den Gutachtern Dipl.-Biol. Krieg vom HuuG, Tangstedt sowie vom Büro BIOCONSULT, Bremen.
Nachfolgend werden die Ergebnisse als Auszüge aus der Zusammenfassung der Gutachterberichte aufgeführt. Die Lage der Untersuchungsgebiete zeigt Abbildung III.1.1-1.
Abb. III.1.1-1: Lageplan der Makrozoobenthosbeprobungen im Frühjahr 1999 zur Ergänzung der IST-Zustandserfassung der UVU
Im Rahmen der Beweissicherung zur Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe an die Containerschifffahrt werden umfangreiche Begleituntersuchungen zur benthischen Makrofauna im Bereich der Außenelbe (km 732-740) und der Unterelbe (km 647-653) durchgeführt. Das Probenahmedesign der Untersuchungen wurde vom Auftraggeber in Abstimmung mit den von der Maßnahme betroffenen Bundesländern konzipiert. Ziel der Begleituntersuchungen ist es, die Wirkungen der Fahrrinnenanpassung auf das Makrozoobenthos festzustellen: Wie verändern sich Artenzusammensetzung und Individuenzahlen nach der Baumaßnahme auf den betroffenen Flächen? In welcher Form findet eine Wiederbesiedlung statt? Die Ergebnisse werden mit den Prognosen der UVU verglichen.
Ablagerungsfläche Twielenfleth in der Unterelbe
Um die vor Beginn der Bauarbeiten in den Untersuchungsgebieten vorkommenden Zönosen im Hinblick auf Artenspektrum und Individuenzahlen zu dokumentieren, wurde der Bereich Baggergutablagerungsfläche (BAF) Twielenfleth (km 651,5 - 653,3) an insgesamt 17 Stationen beprobt (15 Stationen in 1998, 2 Stationen in 1999). Die Stationen lagen auf der BAF Twielenfleth, als räumliche Referenzstationen auch außerhalb der Ablagerungsfläche. Die Referenzstationen sind als Transekte räumlich nah der BAF und als Einzelstationen (äußere Referenzen) in weiterer Entfernung zur BAF positioniert. Die Beprobung der genannten Stationen ist in 2001, also ein Jahr nach Durchführung der Baggerungen, wiederholt worden. Mögliche Wirkungen der Baggergutablagerungen werden durch den räumlichen Vergleich der untersuchten Teilgebiete (BAF, Referenzen) als auch einen interannuellen Vergleich mit den Daten aus 1998/99 ermittelt. Zudem erfolgte eine erste Abschätzung mit der in UVU-MATERIALBAND VII (1997) erstellten Entwicklungsprognose.
Die Ergebnisse zeigen insgesamt, dass die Baggergutablagerungsfläche etwa ein Jahr nach der Beaufschlagung qualitativ und quantitativ ähnlich besiedelt ist, dass aber Wirkungen der Beaufschlagung besonders bzgl. der Altersstruktur deutlich sichtbar sind. Wie für ästuarine Lebensräume typisch, ist sowohl die räumliche als auch die zeitliche Variabilität der verschiedenen aufgenommenen Gemeinschaftsparameter groß und erlaubt nur eine beschränkte Trennung zu den vorhabensbezogenen Beeinträchtigungen.
Mit der Greifermethode wurden in 2001 nur 7 Taxa (o. Oligochaeta) erfasst, während 1998 15 Taxa nachgewiesen werden konnten. Damit verringerte sich die Artenzahl im interannuellen Vergleich zwar deutlich, die Entwicklung auf der BA war im Vergleich zu den Referenzen aber nicht auffällig verändert. Die in 2001 fehlenden Arten waren zum einen auch 1998/99 sehr selten und wurden zum anderen nahezu ausschließlich an einer äußeren Referenzstation nachgewiesen. Die Veränderung der Gesamttaxazahl beruht also im wesentlichen auf den Veränderungen der Benthosbesiedlung an einer Referenzstation. Insofern ist die verringerte Artenzahl nicht als Hinweis auf die Wirkungen der Baumaßnahme zu werten. Die Analyse der 250 µm-Fraktion (Stechrohre) ergab ein Spektrum von insgesamt etwa 15 Oligochäten-Arten, dieses entsprach mehr oder weniger der Anzahl, die auch 1998 ermittelt worden ist.
Die Besiedlungsdichte der Benthosgemeinschaft hat sich gegenüber 1998/99 mit wenigen Ausnahmen (u. a. deutliche geringere Crustacea-Dichten auf den äußeren Referenzen) sowohl auf der Referenz als auch auf der Baggergutablagerungsfläche mehr oder weniger deutlich verändert. Es erfolgte eine Umstrukturierung in der Dominanzhierarchie, die an den Referenzstationen z. T. stärker ausgeprägt war als an den Stationen der Baggergutablagerungsfläche. Dieses betraf v. a. die Oligochäten-Gemeinschaft, aber auch die übrigen Benthostaxa. Die Veränderungen in der Arten- und Dominanzstruktur zwischen 1998 und 2001 sind vermutlich Resultat der erfolgten Sedimentveränderungen - insbesondere im Bereich der westlichen Stationen. Es ist nicht auszuschließen, dass diese Veränderungen in Zusammenhang mit der Fahrrinnenvertiefung stehen. Ob das in 2001 gehäufte Auftreten des Brackwassernaididen Amphichaeta sannio und der Nachweis des euryhalin-marinen Polychaeten Hediste diversicolor, der in diesem Bereich der Elbe zum ersten Mal in mehreren Exemplaren nachgewiesen wurde, als Hinweis auf eine anpassungsbedingte Erhöhung der Salinität zurückzuführen ist, ist noch unklar.
Während Hinweise auf Auswirkungen der Baumaßnahme auf der Basis der bisher vorliegenden Daten auf der Grundlage der "Van-Veen-Daten" nicht offensichtlich sind (die dokumentierten Veränderungen betreffen in ähnlicher Weise sowohl die BAF als auch die Referenzbereiche), werden solche für die Oligochätenfauna der Baggergutablagerungsfläche anhand der aktuellen Arten- und Dominanzstruktur deutlich.
Die möglichen Wirkungen auf die Oligochäten lassen sich dabei weniger aus der tendenziell geringeren (im zeitlichen und räumlichen Vergleich) Tubificidendichte ableiten, sondern primär anhand einer veränderten Altersstruktur dieser Fauneneinheit. Dies zeigte sich v. a. durch einen gegenüber den Referenzflächen verringerten Anteil adulter Tubificiden auf der Baggergutablagerungsfläche. Dies und die im Vergleich zur Voruntersuchung geringeren Dominanzwerte und das in mancher Hinsicht andersartige Oligochätenspektrum sind ein Hinweis auf einen noch anhaltenden Prozess der Wiederbesiedlung, aber auch auf die Konsolidierung der beaufschlagten Flächen.
Die Fortsetzung des Monitorings bis hin zu einer weitgehend gleichwertigen Besiedlungsstruktur und Funktionalität der Baggergutablagerungsfläche analog dem Status quo ante ist erforderlich; wahrscheinlich lassen sich einige, der bisher nur vermutete Ergebnisse auf dieser Grundlage absichern.
Fahrrinne der Unterelbe im Bereich von km 647-653
Um die vor Beginn der Bauarbeiten in den Untersuchungsgebieten vorkommenden Zönosen im Hinblick auf Artenspektrum und Individuenzahlen zu dokumentieren, wurde im April 1999 der Fahrrinnenbereich zwischen km 647-653 an insgesamt 20 Stationen beprobt. Von diesen befanden sich 13 im Bereich einer Baggerstrecke (km 649-553) und 7 außerhalb der Baggerstrecke (als räumliche Referenzstationen, km 647-648,5). In Mai 2001 also etwa 10 Monate nach Abschluss der Vertiefungsarbeiten erfolgte die erste erneute Beprobung. Allerdings erfolgten sowohl in 2000 (ca. 694.000 m³) als auch in 2001 (bis Juni 472.276 m³) im Bereich der Fahrrinne noch Baggeraktivitäten im Rahmen der Unterhaltung. Auch der Referenzbereich unterlag (Unterhaltungs-) Baggerungen, jedoch bezogen auf die Jahre 2000 und 2001 mit jeweils <30.000 m³ in weitaus geringerem Umfang.
Die Ergebnisse werden getrennt für die beiden Datensätze "1000 µm- (Greifer)" und " 250 µm-Fraktion (Stechrohr)" dargestellt. Ziel des vorliegenden Berichtes ist ein räumlicher Vergleich der untersuchten Teilgebiete (Baggerstrecke, Referenzen) als auch ein Vergleich mit den Daten aus 1998/99. Zu dem erfolgt ein erster Abgleich mit der in der UVU (MATERIALBAND VII 1997) erstellten Entwicklungsprognose.
Im Bereich der Fahrrinne Unterelbe km 647-653 waren in 2001 die Wassertiefen gegenüber 1999 nicht nur im Bereich der Baggerstrecke, sondern auch im Referenzbereich deutlich vergrößert. Im Bereich der Baggerstrecke erfolgte ein Rückgang der Schlickanteile und eine Zunahme der Feinsandanteile. Auf der Referenz wurde der 1999 örtlich vorhandene Feinsand nicht mehr erfasst, der Anteil des schon 1999 die Referenzstationen prägenden Mittelsandes nahm tendenziell zu. Insgesamt blieb aber in beiden Bereichen der jeweilige Sedimenttyp weitgehend erhalten, damit hatten auch die Unterschiede, die bereits 1999 dokumentiert wurden, Bestand.
Greifer (1000 µm-Fraktion)
Eine deutliche Veränderung gegenüber 1999 erfolgte hinsichtlich der Makrozoobenthos-Taxazahlen (o. Oligochaeta). In 2001 wurde ein klarer, z.T. signifikanter Rückgang der mittleren Taxazahl/Station verzeichnet. Dies betraf nicht nur die Baggerstrecke, sondern auch den Referenzbereich.
In 1999 konnten quantitative Unterschiede zwischen den Untersuchungsgebieten mit einer deutlich höheren Zoobenthosdichte im Bereich der Baggerstrecke dokumentiert werden; dieses veränderte sich in 2001 nicht wesentlich. Auch der interannuelle bereichsinterne Vergleich zeigt keine Auffälligkeiten bezüglich der Besiedlungsdichten. Die 1999 festgestellten Besiedlungsdichten wurden in beiden Bereichen in etwa wieder erreicht. Die unterschiedliche Besiedlungsdichte ist wohl in erster Linie auf die jeweilige Sedimentstruktur in den Bereichen zurückzuführen. So war auch zu erwarten, dass Feinsandarten wie Bathyporeia pilosa, der in diesem Elbeabschnitt (ohne Berücksichtigung der Oligochaeta) zu den dominierenden Faunenelemente gehört, die feinsandigen Stationen der Baggerstrecke bevorzugt und damit in höherer Anzahl besiedelt als die der mittelsandgeprägten Referenz.
Stechrohre (250 µm-Fraktion)
Die Populationsstruktur der Oligochaeta war im Vergleich zwischen Baggerstrecke und Referenzbereich unterschiedlich. Während im oberstromigen Referenzgebiet zwischen Strom-km 647 und 648 Propappiden und Enchytraeiden dominierten, sind im Bereich der Baggerstrecke zwischen Strom-km 649 und 653 primär Tubificiden abundant bzw. Naididen präsent gewesen. Auch bezüglich der Besiedlungsdichten konnten für die Oligochaeta Unterschiede zwischen beiden Gebieten festgestellt werden. Während die durchschnittliche Summe der Oligochätenpopulation im Referenzgebiet zwischen den beiden Jahren identisch ausfiel, differierte sie im Bereich der Baggerstrecke von 1999 auf 2001 und war in 2001 um mehr als eine Zehnerpotenz höher. Hinsichtlich des Reifestadiums der Oligochätenfauna war weniger eine zeitliche als eine regionale Struktur zutreffend. Im Bereich der Baggerstrecke lag der Anteil reifer Würmer deutlich über dem des Referenzgebiets, die Größe der Prozentsätze unreifer Tiere war gebietsbezogen entgegengesetzt verteilt. Die Quote der juvenilen Stadien differierte lokal und temporär uneinheitlich.
Unter Berücksichtigung der UVU-Prognose lassen die Ergebnisse insgesamt den Schluss zu, dass sich die benthische Zönose hinsichtlich der funktionellen und strukturellen Kriterien einem dem Status quo ante vergleichbaren Zustand nähert. Da die benthische Faunengemeinschaft einerseits natürlichen Systemschwankungen unterliegt und andererseits sie durch die Milieustörung der Ausbaubaggerung, der sie nach wie vor unterliegt, verändert worden ist, kann die Richtung der zukünftigen Entwicklung auch ca. 10 Monate nach der Maßnahme noch nicht endgültig beantwortet werden. Auf welchem Plateau die Gemeinschaft letztendlich einschwingt, und das ist schließlich entscheidend für die Beantwortung der Frage nach der Zeitdauer der Wiederherstellbarkeit der Biozönose, wird sich nach den noch geplanten Untersuchungen zeigen.
Die Eignung der Referenz, die für den räumlichen Vergleich herangezogen wird, muss dabei sowohl hinsichtlich einer möglichen Beeinflussung durch die Fahrrinnenanpassung ((Unterhaltungs-) Baggeraktivitäten) als auch aufgrund ihrer zur Baggerstrecke unterschiedlichen Sedimentstruktur kritisch überprüft werden.
Außenelbe im Bereich von km 732-740
Um die vor Beginn der Bauarbeiten in den Untersuchungsgebieten vorkommenden Zönosen im Hinblick auf Artenspektrum und Individuenzahlen zu dokumentieren, wurden im April 1999 im Bereich der Klappstelle 733 bzw. in deren Umgebung insgesamt 23 Stationen beprobt. In der Fahrrinne im Bereich der Baggerstrecke sowie an zwei außerhalb dieser befindlichen Bereichen ist das Makrozoobenthos an 15 Stationen untersucht worden; das Transekt bei km 736 (entspricht Transekt km 733 im Planfeststellungsbeschluss) umfasste insgesamt 11 Stationen. In Mai 2001, also etwa 10 Monate nach Abschluss der Vertiefungsarbeiten erfolgte die erste erneute Beprobung.
Ziel ist ein Überblick über die Ergebnisse 2001 und eine erste Analyse möglicher Wirkungen der Sedimentumlagerungen. Dies erfolgt durch einen räumlichen und einen interannuellen Vergleich der untersuchten Teilgebiete (Eingriffsbereiche mit Referenzen). Zudem erfolgte ein erster Abgleich mit der in der UVU (MATERIALBAND VII 1997) erstellten Entwicklungsprognose.
Klappstelle 733:
Die Klappstelle 733 wurde im Zeitraum von Januar bis April 1999 also unmittelbar vor der sogenannten Status quo ante-Untersuchung, mit einer Baggermenge von etwa 182.000 m³ beaufschlagt, die verklappten Sedimente waren überwiegend Sande. Im Rahmen der Vertiefungsarbeiten wurde die Klappstelle (Zeitraum April-August 99 und März-August 00) mit etwa 60.000m³ bzw. 761.215 m³ Material beaufschlagt. Zwischen November 2000 und Juni 2001, in diesen Zeitraum fiel auch die erneute Beprobung der Stationen (Mai 2001), wurden unterhaltungsbedingt etwa 189.870 m³ Baggergut an K 733 verklappt.
Der räumliche und der zeitliche Vergleich zeigen, dass trotz unterschiedlicher Rahmenbedingungen wie lokale Sedimentbesonderheiten oder z.T. auch erheblich unterschiedliche Wassertiefen sich die Struktur der MZB-Gemeinschaften der Klappstelle, deren Nahbereich sowie an weiter entfernt liegenden Stationen relativ stark ähneln. So dominieren überall Arten, die sandige Standorte bevorzugen (v.a. Amphipoden der Gattung Bathyporeia). Neben weiteren Crustacea (Haustorius arenarius) gehörte auch M. balthica zu den individuenreicheren Arten. Trotz der sehr ähnlichen Gemeinschaftsstrukturen sind jedoch deutliche Unterschiede zwischen den Teilbereichen erkennbar. Diese zeigen sich u.a. in einer auf der Klappstelle und in Teilen des Nahbereichs z. T. signifikant reduzierten Artenzahl und Individuendichte. Nicht nur der räumliche Vergleich zeigt diese Unterschiede, sondern auch der Vergleich mit 1999 zeigt z.T. signifikante Veränderungen nicht nur abiotischer Parameter (v.a. deutliche Aufhöhung) sondern auch der Besiedlung. Diese Unterschiede zeigen sich trotz der anzunehmenden Vorbelastung durch die Unterhaltungsverklappungen der vergangenen Jahre. Insgesamt lassen sich für die Klappstelle deutliche Hinweise auf Wirkungen ableiten.
Fahrrinne (km 730-740):
Im Bereich der Fahrrinne (zwischen km 735,7 und km 738,8) erfolgten von Januar bis April 1999 Unterhaltungsbaggerungen in einer Größenordnung von ca. 175.000 m³, so dass die dokumentierte Zönose keine ungestörte ist. Im Rahmen der Vertiefungsarbeiten wurde im o. g. Fahrrinnenabschnitt (Zeitraum April-August 99 und März-August 00) etwa 60.000m³ bzw. 622.000 m³ Material gebaggert. Auch im ersten Halbjahr 2001 (Nov. 00 - Juli 01), in dem die erste Probenahme nach Abschluss der Vertiefungsarbeiten durchgeführt wurde, ist im Bereich zwischen km 731,5 und km 738 insgesamt eine Menge von 249.000 m³ Material entnommen worden. Ob auch die außerhalb der eigentlichen Baggerstrecke befindlichen Untersuchungsstationen in der Fahrrinne Unterhaltungsbaggerungen unterlagen, war bei Berichtserstellung noch nicht bekannt.
Der räumliche Vergleich der in 2001 erhobenen Daten verdeutlicht, dass sich Baggerstrecke und Referenzen (mit Ausnahme der nahezu unbesiedelten Fahrrinnenreferenz südlich der Baggerstrecke) hinsichtlich der Artenspektren bzw. der Besiedlungsstrukturen sehr ähneln. So dominierten überall Arten, die sandige Standorte bevorzugen. In allen Teilgebieten sind Amphipoden die prägende Artengruppe. Nur lokal erreichten auch Polychaeta höhere Abundanzen. Die Baggerstrecke unterschied sich aber deutlich hinsichtlich der quantitativen Kennwerte von den Referenzen. Sowohl bei der mittleren Artenzahl/Station als auch bezüglich der Individuendichte wies die Baggerstrecke insgesamt die höchsten Besiedlungskennwerte auf. Der Vergleich mit den Daten von 1999 zeigt, dass sich in 2001 Wassertiefen und Sedimente verändert haben. Auf der Baggerstrecke und dem südlich gelegenen Bereich vergrößerte sich die mittlere Wassertiefe um bis zu 3 m. Auffällig ist die südliche Referenz auch deshalb, weil sie sowohl 1999 als auch in 2001 nahezu unbesiedelt war; die Ursachen sind unklar. Im Bereich der Baggerstrecke erhöhte sich in 2001 der Feinsandanteil deutlich, während sich der nördliche Bereich bzgl. der Sedimenteigenschaften relativ wenig veränderte. Im Gegensatz zu den Veränderungen der abiotischen Rahmenbedingungen waren die Veränderungen in der Fauna nicht so deutlich. Die in 2001 dokumentierten räumlichen Unterschiede zwischen Baggerstrecke und Referenzen waren weitgehend bereits in 1999 vorhanden. In 2001 lagen die Abundanzen des Makrozoobenthos allerdings deutlich höher als 1999. In erster Linie waren hiervon Teile der Baggerstrecke betroffen, so dass sich daher die Unterschiede zwischen den Untersuchungsbereichen Baggerstrecke und Referenz verstärkten da sowohl der südlich als auch der nördlich der Baggerstrecke gelegene Fahrrinnenbereich nur geringe Veränderungen gegenüber 1999 zeigten. Unter der Voraussetzung, dass die Situation außerhalb der eigentlichen Baggerstrecke (die nahezu unbesiedelte südliche Referenz bleibt dabei unberücksichtigt) tatsächlich die typische Besiedlung der Fahrrinne widerspiegelt sind aus den bisherigen Ergebnissen Hinweise auf Wirkungen der Vertiefungsarbeiten auf die Zoobenthosstruktur nicht eindeutig zu identifizieren. Allerdings ist es nicht ausgeschlossen, dass auch die deutliche Abweichung der Abundanzen nach oben als ein Hinweis auf Wirkungen in Folge der Vertiefungsarbeiten (auch bedingt durch die Sedimentveränderungen) gewertet werden kann. Diese Annahme ist auf der Basis des bislang vorliegenden Daten ebenfalls nicht eindeutig zu belegen.
Transekt km 736:
Die Transektstationen im Bereich Zehnerloch unterscheiden sich aufgrund der Sedimente und einer anderen Gemeinschaftsstruktur auch im interannuellen Vergleich deutlich von den übrigen Transektstationen. Dies ist vermutlich auch auf die insgesamt eher geringen Veränderungen der Sedimentstrukturen an den einzelnen Stationen zurückzuführen. Aufgrund der insgesamt sehr ausgeprägten räumlichen und zeitlichen Veränderlichkeit der Benthosbesiedlungen im Bereich des Transektes werden Wirkungen auf das Zoobenthos auf der Basis des vorliegenden Datensatzes nicht offensichtlich.
Die bisher vorliegenden Ergebnisse zu den hier untersuchten Bereiche in der Außenelbe zeigen ca. 10 Monate nach Abschluss der Vertiefungsbaggerungen für den Bereich der Klappstelle eine noch nicht abgeschlossene Regeneration; für das Fahrwasser lassen sich keine Wirkungen mehr identifizieren. Damit entsprechen die Ergebnisse weitgehend der UVU-Prognose, so weit ein Vergleich möglich ist.
Abschließend ist noch auf den Aspekt der Vorbelastung der Untersuchungsgebiete (Eingriffsbereiche und Referenzen in der Fahrrinne) hinzuweisen. Bereits zum Zeitpunkt der Status quo ante-Erhebung erfolgten im Rahmen der Unterhaltungsarbeiten Sedimentumlagerungen, so dass die Wirkungen hier nur gegenüber einem solchen vorbelasteten Zustand abgegrenzt werden können.