III.1.6.2 Flora und Fauna terrestrisch
III.1.6.2.1 Biotoptypenentwicklung
III.1.6.2.1.1 Befliegungsergebnisse
Flächendeckende Bestandserfassung gefährdeter Biotope
Nullmessung und IST-Instandserhebung
Hinsichtlich der Nullmessung wird auf die Ergebnisse in der UVS im Kapitel 7.4.2, den Materialband der UVU Nr. VI (Bd. 1 und Bd. 2) sowie auf die FFH-Studie im Kapitel 6 und 7 verwiesen.
Nach Vorlage des PF-Beschlusses wurden für weitere flächendeckende Bestandserfassung gefährdeter Biotope Überlegungen angestellt, wie diese am besten erfolgen könnten, um im Sinne der Beweissicherung einen möglichst hohen Genauigkeitsgrad zu erreichen. Eine von der BfG durchgeführte Markt- und Hochschulanalyse sowie ein anschließendes Pilotprojekt Bundesanstalt für Gewässerkunde, 2000b) ergaben, dass eine Befliegung mit einem hochauflösenden digitalen Scanner (HRSC-A-Befliegung) und eine nachfolgende weitgehend computergestützte Klassifizierung von Biotoptypen den Anforderungen am besten gerecht werden. Mit der Durchführung dieser Aufgabe wurden das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V., Institut für Weltraumsensorik und Planetenerkundung, Berlin (DLR) und das Institut für Umweltwissenschaften (IUW) der Hochschule Vechta beauftragt.
Im August bzw. im September 2000 erfolgte durch das DLR die erste HRSC-A/AX- Befliegung zur flächenhaften digitalen Erfassung und weitgehend computergestützten Klassifizierung gefährdeter Biotoptypen. Diese Befliegung aus dem Jahr 2000 wird als Ergebnis der Bund-Länder-Arbeitsgruppensitzung vom 09. 10. 2001 als IST-Zustand für die gefährdeten Biotope festgesetzt, wobei als Vergleichszustand für Trendaussagen zur Bewertung der Veränderungen die Kartierung aus der UVS heranzuziehen ist. Die Ergebnisse der Biotoptypenauswertung durch das IUW liegen für das zu untersuchende Gebiet zwischen dem Wehr Geesthacht und Hamburg (bis einschließlich des Bereichs NSG Heuckenlock) und für den Bereich stromab von Hamburg bis etwa Glückstadt vor. Das eigentliche Stadtgebiet von Hamburg wurde von der Befliegung ausgenommen, ebenso wie die Nebenflüsse. Die Zuordnung der Biotoptypen erfolgte auf der Grundlage des niedersächsischen Kartierschlüssels, wie er auch in der UVS verwendet wurde. Die Abbildung III.1.6.2.1.1-1 zeigt eine HRSC-AX- Aufnahme des Bereichs Haseldorfer Binnenelbe/Auberg (echtfarbenähnliche Darstellung mit den Kanälen rot-grün-blau). In der Abbildung III.1.6.2.1.1-2 sind die Ergebnisse der weitgehend automatisierten Biotoptypenklassifikation für diesen Bildausschnitt zu sehen und in Abbildung III.1.6.2.1.1-3 eine durchscheinende Überlagerung der Klassifikationsergebnisse mit den HRSC-AX-Daten (Nadir-Kanal, panchromatisch).
Abb. III.1.6.2.1.1-1: Echtfarbenähnliche Darstellung einer HRSC-AX-Aufnahme (2000) für den Bereich Haseldorfer Binnenelbe
Abb. III.1.6.2.1.1-2: Karte der Biotoptypenklassifizierung für den Bereich der Abb. III.1.6.2.1.1-1
Abb. III.1.6.2.1.1-3: Transluzente Überlagerung der Klassifikationsergebnisse mit den HRSC-AX-Daten (Nadir-Kanal, panchromatisch) für den Bereich der Abb. III.1.6.2.1.1-1 und Abb. III.1.6.2.1-2
Im Rahmen der Befliegungskampagne 2000, die auf Grund sich ändernder Wetterbedingungen nicht an einem Tag durchgeführt werden konnte, wurde für den Bereich stromaufwärts von Hamburg vom DLR im August die HRSC-A-Kamera eingesetzt, stromabwärts von Hamburg im September die HRSC-AX. Es stellte sich heraus, dass bei der Befliegung mit der neuen HRSC-AX-Kamera ein Modul ausgefallen war, sodass die Daten für den Infrarot-Kanal nicht prozessiert werden konnten. Aus jahreszeitlichen Gründen war eine Wiederholung des Fluges im gleichen Jahr nicht mehr möglich. Deshalb wurde im August 2001 die Insel Pagensand erneut mit einer HRSC-AX-Kamera beflogen, um für die Auswertung der Vorjahresdaten Vergleichsdaten mit einem nun funktionierenden Infrarot-Kanal zur Verfügung zu haben.
Wiederholung der flächendeckenden Bestandserfassung gefährdeter Biotope
Die erste Wiederholung der flächendeckenden Bestandserfassung erfolgte 2 Jahre nach Durchführung der ersten Befliegung. Sie wurde Ende Juli 2002 von der Firma TerraImaging durchgeführt. Die prozessierten Daten wurden durch das IUW ausgewertet. In einigen Abschnitten kam es zu Störungen durch Wolkenbildung. Die Gebiete, die dadurch nicht ausgewertet werden konnten, umfassen weniger als 5 % des Untersuchungsgebietes und können so als tolerabel angesehen werden. Die Ergebnisse der Biotoptypenauswertung liegen vor.
Ergebnisse der Biotoptypenentwicklung
Bereits zwischen der Befliegung im Rahmen des Pilotprojektes aus dem Jahr 1999 und der Kartierung der UVS sind Veränderungen zu erkennen. Darauf wurde bereits im Abschlussbericht der BfG zum Pilotprojekt der HRSC-A-Befliegung (BfG 2000) hingewiesen. Für den Bereich der Insel Pagensand wurden in diesem Bericht Veränderungen aufgezeigt, für die verschiedene Ursachen verantwortlich sind, z. B. die natürliche Dynamik/Sukzession verschiedener Vegetationsbestände, anthropogene Veränderungen oder Veränderungen auf Grund generalisierter Abgrenzungen in oftmals nur schwer einsehbaren Vegetationsbeständen im Uferbereich.
Aus den vorliegenden digitalen Daten der Befliegung des Jahres 2000 konnten in einem ersten stichpunktartigen Vergleich auch in anderen Uferabschnitten ebenfalls Veränderungen gegenüber der Kartierung der UVS festgestellt werden.
Auch zwischen den HRSC-A-Befliegung der Insel Pagensand aus dem Pilotprojekt 1999, der Nullbefliegung 2000, der zusätzlichen Befliegung der Insel Pagensand im Jahr 2001 und der Wiederholungsbefliegung im Jahr 2002 lassen sich jeweils Veränderungen feststellen. Die Ursachen für diese Veränderungen sind und bleiben oftmals unklar.
Verschneidung der Biotoptypen der UVS mit den Biotoptypen der Auswertung der 2000er HRSC-A-Befliegung
Nachdem die Biotoptypenkartierung der HRSC-A-Befliegung des Jahres 2000 abschließend vorlag, konnte mit einem Vergleich dieser Ergebnisse und den zwischenzeitlich auch komplett in das GIS übernommenen Kartierungen der UVS begonnen werden. Damit konnten Veränderungen der Biotoptypen noch vor dem Wirksam werden der Vertiefungsmaßnahmen (1999/ 2000) und deren Folgen dokumentiert werden.
Obwohl die sehr unterschiedlichen Erfassungsmethoden der Ausgangsdaten die Interpretation der Verschneidungsergebnisse nicht oder nur sehr bedingt gestattet, konnten aus den Ergebnissen wichtige insbesondere methodische Fragestellungen abgeleitet und beantwortet werden.
Die Ausgangsdaten mussten für eine Verschneidung in ein leistungsfähiges GIS überführt werden. Zur Anwendung kam ArcGIS der Fa. ESRI. Die Daten der UVS mussten dazu zunächst vom CAD-Format in ein GIS-kompatibles Format übertragen werden und den einzelnen Flächen die entsprechenden Attribute zugeordnet werden. Die Daten der Auswertung aus der HRSC-A-Befliegung 2000 lagen bereits in einem entsprechenden Format vor. Für eine einheitliche Attributierung wurde unter Access eine Biotoptypentendatenbank aufgebaut, auf welche die einzelnen Datensätze zugreifen (s. Abbildung III.1.6.2.1.1-3).
Abb. III.1.6.2.1.1-4: Frontend-Beispiel der Biotoptypendatenbank
Da im Planfeststellungsbeschluss keine einzelnen Biotoptypen aufgeführt sind, sondern pauschal
- Weidenauwald und Weidengebüsch sowie
- Röhrichte und Uferstaudenfluren
untersucht werden sollen, wurden aus den Ursprungsdatensätzen entsprechende Biotoptypengruppen gebildet. Die Gruppe der Röhrichte und Uferstauden umfassen laut der niedersächsischen Kartieranleitung nach Drachenfels 1994 folgende Haupteinheiten:
3.4 Brackwasserwatt der Ästuare (KB) mit der Untereinheit
3.4.2 Röhricht des Brackwasserwatts (KBR)
3.5 Flusswatt (FW) mit der Untereinheit
3.5.2 Flusswattröhricht (FWR)
3.9 Röhricht der Brackmarsch (KR) mit den Untereinheiten
3.9.1 Schilf-Röhricht der Brackmarsch (KRP)
3.9.2 Strandsimsen-Röhricht der Brackmarsch (KRS)
3.9.3 Hochstauden-Röhricht der Brackmarsch (KRH)
5.2 Landröhricht (NR) mit den Untereinheiten
5.2.1 Schilf-Landröhricht (NRS)
5.2.2 Rohrglanzgras-Landröhricht (NRG)
5.2.3 Wasserschaden-Landröhricht (NRW)
5.2.4 Rohrkolben-Landröhricht (NRR)
5.2.5 Teichsimsen-Landröhricht (NRT)
5.2.6 Sonstiges Landröhricht (NRZ)
5.4 Uferstaudenflur (NU) mit der Untereinheit
5.4.1 Uferstaudenflur der Stromtäler (NUT)
5.4.2 Hochstaudenreiche Flussschotterflur (NUS)
5.4.3 Bach-Uferstaudenflur (NUB)
Bis auf die Untereinheiten Hochstaudenreiche Flussschotterflur (NUS) und Bach-Uferstaudenflur (NUB) wurden alle genannten Röhrichtausprägungen in der UVS und/oder in den Auswertungen der HRSC-A-Befliegungen im Untersuchungsgebiet kartiert. Zusätzlich zu den reinen Biotoptypen wurden auch alle Mischformen z. B. NRS/UHF, wenn die Röhrichte dominieren, und Sonderformen - z. B. FWR- (Flusswattröhricht mit schlechter Ausprägung) etc. - mit in die Gruppe der Röhrichte und Uferstauden aufgenommen.
Die Gruppe der Weidenauwälder und Weidengebüsche umfasst die Haupteinheiten:
1.9 Weiden-Auwald (Weichholzaue) (WW) mit den Untereinheiten
1.9.1 Typischer Weiden-Auwald (WWA)
1.9.2 Sumpfiger Weiden-Auwald (WWS)
1.9.3 Tide-Weiden-Auwald (WWT)
2.5 Weidengebüsch der Auen und Ufer (BA)
2.5.1 Typisches Weiden-Auengebüsch (BAT)
2.5.2 Sumpfiges Weiden-Auengebüsch (BAS)
2.5.3 Sonstiges Weiden-Ufergebüsch (BAZ)
Zusätzlich geht die Untereinheit 2.13.39 Weide in der Haupteinheit 2.13 Einzelbaum (HB) sowie verschiedene Mischformen mit in diese Gruppe ein.
Eine einfache aufsummierte Gegenüberstellung (Differenzbildung) der Flächengrößen dieser Biotoptypengruppen kann nur eingeschränkt auf die im Planfeststellungsbeschluss relevante Entwicklung dieser Biotoptypen hinweisen.
Folgende Sachverhalte müssen bei der Gegenüberstellung berücksichtigt werden:
- Veränderungen, die offensichtlich nicht in Zusammenhang mit den Strömungsverhältnissen und/oder der Tidedynamik stehen (z. B.: Nutzungswandel, -aufgabe, Großbaustellen (z. B. Deichbau etc.))
- Subjektive Zuordnung von ähnlichen Vegetationseinheiten zu verschiedenen Biotoptypen
Für die Röhrichte ist z. B. der Nutzungswandel und die Nutzungsaufgabe größerer Flächen im Bereich der Haseldorfer Binnenelbe auffallend. Dort ist eine sehr starke Zunahme der Röhrichte zu erkennen (s. Abbildung III.1.6.2.1.1-4).
Abb. III.1.6.2.1.1-5: Unbereinigte Differenzdarstellung der Röhrichte (UVS - 2000) im Bereich der Haseldorfer Binnenelbe
(Rot: Abnahme, Grün: Zunahme, Gelb: keine Veränderung der Röhrichte)
Daher wurde versucht über eine Abfrage in der Datenbank die Röhrichtflächen zu markieren, die im direkten Einflussbereich der Elbe stehen. Mit dieser Abfrage wird festgelegt, dass eine Röhrichtzunahme nur dann angezeigt ist, wenn das neue Röhricht auf vorher vegetationslosen Flächen steht (z. B. auf ehemals Watt oder Sand). Röhrichte, die auf ehemals genutzten Flächen (z. B. Weideland) stehen, gehen nicht in die Bilanz ein. Im Gegensatz dazu ist eine Röhrichtabnahme nur dann angezeigt, wenn aus den ehemaligen Röhrichtflächen vegetationslose Flächen wie z. B. Watt, Wasser oder Sandstrand hervorgehen. Eine Veränderung z. B. von Röhricht in Weidengebüsch geht als natürliche Sukzession auch nicht in die Bilanz ein (s. Abbildung III.1.6.2.1.1-5).
Abb. III.1.6.2.1.1-6: Bereinigte Differenzdarstellung der Röhrichte (UVS-2000) im Bereich der Haseldorfer Binnenelbe
(Rot: Abnahme, Grün: Zunahme der Röhrichte)
Für die Gruppe Weidenauwälder und Weidengebüsche wurde in der Datenbank ein Filter angelegt, der die subjektive Zuordnung von ähnlichen Vegetationseinheiten zu verschiedenen Biotoptypen berücksichtigt.
Es kann immer vorkommen, dass dasselbe Waldstück in einer Kartierung als Weiden-Auwald erfasst wurde, in einer anderen aber als Laubwald einheimischer Arten. Der Filter berücksichtigt diesen Umstand, indem er - falls in einem Zustand die Gruppe Weidenauwälder und Weidengebüsche vorkommt und in dem anderen Zustand eine anderer Biotoptyp derselben Obergruppen (Wälder oder Gebüsche und Kleingehölze) kartiert wurde - dieses nicht als Veränderung anzeigt (s. Abbildungen III.1.6.2.1.1-6 und -7). Für die größere Klassifikationsunsicherheit bei diesen Biotoptypengruppen, resultierend aus Schattenwurf, Ungenauigkeiten durch unterschiedliche radiometrische Qualitäten, Neigung der Bäume etc., wurde zusätzlich noch ein Unschärfefilter im Bereich der im Planfeststellungsbeschluss vorgegebenen Toleranzgrenzen angelegt.
Abb. III.1.6.2.1.1-7: Unbereinigte Differenzdarstellung der Weiden-Auwälder und Weidengebüsche (UVS-2000) im Bereich der Haseldorfer Binnenelbe/Pagensand Süd
(Rot: Abnahme, Grün: Zunahme, Gelb: keine Veränderung der Weiden-Auwälder und Weidengebüsche)
Abb. III.1.6.2.1.1-8: Bereinigte Differenzdarstellung der Weiden-Auwälder und Weidengebüsche (UVS-2000) im Bereich der Haseldorfer Binnenelbe/Pagensand Süd
(Rot: Abnahme, Grün: Zunahme, Gelb: keine Veränderung der Weiden-Auwälder und Weidengebüsche)
Auswertung des Biotoptypenvergleichs der HRSC-A/AX-Befliegungen 2000 und 2002
Nach Vorliegen der Ergebnisse der Biotoptypenkartierung der HRSC-A/AX-Befliegungen aus 2002 konnten nun die beiden Kartierungen nach den oben beschriebenen Regeln im GIS miteinander verschnitten werden. Diese Ergebnisse werden nachfolgend erläutert.
Auswertung für die Biotoptypen Röhrichte und Uferstaudenfluren
In der "Nullmessung" 2000 wurden insgesamt 1234,3 ha Röhrichte und Uferstaudenfluren erfasst, in der ersten Wiederholungsmessung im Jahre 2002 insgesamt 1222,0 ha. Die Differenz dieser Werte ergibt einen Flächenverlust von 12,3 ha oder von 1 % - bezogen auf die Fläche der Röhrichte und Uferstaudenfluren von 2000. Die Ergebnisse der Verschneidung sind in Tabelle III.1.6.2.1.1-1 dargestellt.
Bezogen auf die Zonen 2 und 3 ergibt sich ein differenzierteres Bild:
In Zone 3, dem Bereich mit einem prognostizierten Anstieg des MThw von mehr als 3 cm, ist eine Abnahme der Röhricht- und Uferstaudenflächen von 16,9 ha (1,9 %) zu verzeichnen. Im regelbasiert gefilterten Zustand ist sogar ein Gewinn an Röhrichten und Uferstauden festzustellen (2,1 ha oder 0,3 %).
In Zone 2, dem Bereich mit einem prognostizierten Anstieg des MThw von 2 - 3 cm, ist bei den ungefilterten Werten eine Zunahme der Röhrichte und Uferstauden um 4,6 ha (1,4 %) festzustellen, bei den regelbasiert gefilterten Werten dagegen eine Röhrichtabnahme von 4,4 ha oder 1,3 %
In der Summe der beiden Zonen (regelbasiert gefilterte Werte) bleibt ein Verlust an Röhrichten und Uferstaudenfluren von 2,3 ha (0,2 %).
Tab. III.1.6.2.1.1-1: Ergebnisse der Verschneidung für Röhrichte und Uferstaudenfluren
1) im Sinne der Prognosen der UVU; 2) im Verhältnis zur Fläche der Röhrichte und Uferstaudenfluren im Jahr 2000
Für die Röhrichte und Uferstaudenfluren zeigt der Vergleich der beiden genannten Jahre, dass die regelbasiert gefilterten Veränderungen für das untersuchte Beweissicherungsgebiet unter den in der UVU prognostizierten Werten liegen.
(Parallel zur Auswertung der Biotoptypenkartierung 2002 erfolgte eine Betrachtung der Röhrichtentwicklung der letzten 30 - 50 Jahre in verschiedenen großflächigen Teilräumen der Unter- und Außenelbe. Damit sollte die Frage geklärt werden, ob die Veränderungen der Röhrichte und Uferstaudenfluren - wie in der UVU prognostiziert - Folgen eines Anstiegs des MThw sind. Zu diesen Ergebnissen wird auf Kapitel III.1.6.2.2 Röhrichtentwicklung verwiesen.)
Auswertung für Weidenauwald und Weidengebüsch
In der "Nullmessung" 2000 wurden insgesamt 418,4 ha Weidenauwald und Weidengebüsch erfasst, in der ersten Wiederholungsmessung im Jahre 2002 insgesamt 448,1 ha. Die Differenz dieser Werte ergibt einen Flächenzuwachs von 29,7 ha oder von 7,1 % - bezogen auf die Fläche des Weidenauwalds und Weidengebüschs von 2000. Die Ergebnisse der Verschneidung sind in Tabelle III.1.6.2.1.1-2 dargestellt.
In Zone 3 ist im regelbasiert gefilterten Zustand ein Gewinn an Weidenauwald und Weidengebüsch festzustellen (2,9 ha oder 0,8 %).
In Zone 2 ergibt sich regelbasiert gefiltert eine Zunahme um 0,4 ha (0,4 %).
In der Summe der beiden Zonen (regelbasiert gefilterte Werte) gibt es eine Zunahme für Weidenauwald und Weidengebüsch von 3,3 ha (0,8 %).
Tab. III.1.6.2.1.1-2: Ergebnisse der Verschneidung für Weidenauwald und Weidengebüsch
1) im Sinne der Prognosen der UVU; 2) im Verhältnis zur Fläche der Weidenauwälder und Weidengebüsche im Jahr 2000
Auch für die Biotoptypen Weidenauwald und Weidengebüsch ergibt der Vergleich der Jahre 2000 und 2002, dass die regelbasiert gefilterten Veränderungen für das untersuchte Beweissicherungsgebiet ebenfalls unter den in der UVU prognostizierten Werten liegen.