III.6 Ausbaubedingte Wirkungen auf die terrestrischen Biotope

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Pflanzen / Biotope	Prognose der UVU	Eingetretene Entwicklung	Wirkung geht über die UVU-Prognose hinaus
Röhrichte und Uferstaudenfluren (regelbasiert gefiltert)	Flächen verringern sich um ca. 64 ha	Flächen verringern sich um ca. 2,3 ha	nein
Weidenauwald und Weidengebüsch (regelbasiert gefiltert)	Flächen verringern sich um ca. 27,6 ha	Flächen nehmen um ca. 3,3 ha zu	nein
Transekt Eschschallen	Rückgang der Bestände	Zunahme der geschlossenen Röhrichtfront. Die Entwicklung in den vorgelagerten Röhrichtinseln ist von Jahr zu Jahr unterschiedlich.	nein
Transekt Heuckenloch	Rückgang der Bestände	Keine eindeutigen Trends der Bestandsentwicklungen	nein
Transekt Overhaken	Rückgang der Bestände	Röhricht breitet sich aus	nein
Transekt Ilmenau	Rückgang der Bestände	Keine eindeutigen Trends der Bestandsentwicklungen	nein

Gemäß Planfeststellungsbeschluss (Abschnitt 3.2.2.2) sind die Untersuchungen einzustellen, wenn sich nach der ersten Erhebung nach 2 Jahren herausstellt, dass die Flächenverluste geringer sind, als in der UVU prognostiziert wurde. Da dies nach 2 Jahren Untersuchung zwar für das Gesamtgebiet angegeben werden konnte, jedoch die Verhältnisse im Einzelnen Schwankungen unterlagen, wurden zusätzliche Transektuntersuchungen durchgeführt. Diese erhärteten jedoch die zuvor gewonnenen Untersuchungsergebnisse, so keine weiteren Untersuchungen im Rahmen der BS mehr erforderlich sind.

III.6.1 Biotoptypenentwicklung - Befliegungsergebnisse

Entsprechend den Festlegungen des Planfeststellungsbeschlusses sind die Prognosen der UVU hinsichtlich der Folgen des Ausbaus für die Vegetation zu überprüfen. Folgende Biotoptypen (-gruppen) und Arten sind dem Beschluss zufolge zu betrachten:

• Weidenauwald und Weidengebüsch,
• Röhrichte und Uferstaudenfluren,
• Schierlings-Wasserfenchel.

Die o. a. Biotoptypen (-gruppen) sind aufgrund des Planfeststellungsbeschlusses stromaufwärts von Brunsbüttel in festzulegenden sensiblen Bereichen flächendeckend zu erfassen. Der Schierlings-Wasserfenchel unterliegt einer gesonderten Betrachtung.

Um auch kleinflächige Veränderungen sicher zu erfassen, wurde in einem Pilotprojekt eine Methodik auf Grundlage einer automatisierten Auswertung von hochauflösenden digitalen Luftbilddaten entwickelt. An dem Pilotprojekt waren das WSA Hamburg, die BfG Koblenz, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das Institut für Umweltwissenschaften (IUW) der Hochschule Vechta beteiligt.

Für die automatisierte Ableitung von Biotoptypen auf Grundlage von HRSC-A/AX-Daten (High Resolution Stereo Camera-Airborne) wurde vom IUW ein hierarchischer Klassifikationsablauf entwickelt, der durch die folgenden zentralen Bearbeitungsschritte gekennzeichnet ist:

• Separierung von Informationen durch Kombination verschiedener multispektraler Kanäle und Einbeziehung des Digitalen Oberflächenmodells (DOM) in verschiedene semantische Informationsschichten (1. Nicht-Vegetation, 2. Schatten, 3. krautige niedere Vegetation, 4. hohe Vegetation);
• Individuell angepasste Klassifikation der semantischen Informationen (unüberwachte und überwachte Klassifikation);
• Nachbearbeitung (Zusammenführung der Klassifikationsergebnisse, Definition von Mindestflächengrößen der Biotoptypen, Auffüllen der Schattenbereiche

Die Methode wurde im Zuge der erfolgten Befliegungen 2000 und 2002 zur Beweissicherung weiter verfeinert und den Erfordernissen - insbesondere aufgrund der Veränderungen der Spezifikationen der Kameramodelle - angepasst.

Die Abbildung III.6.1-1 zeigt Klassifikationsergebnisse der 2000er Befliegung im Bereich der Haseldorfer Binnenelbe. Insbesondere die Abgrenzungen des Röhrichts sind, wie gefordert, sehr detailliert und genau. Im Zuge der Beweissicherung werden auch terrestrische Vermessungen der Topografie seitens des WSA Hamburg vorgenommen. Zusätzlich zu den entlang von Transekten mit GPS eingemessenen Höhen wurde in ausgewählten Bereichen die Vegetation mit erhoben. Diese Transekte zeigen höchste Übereinstimmungen mit den Ergebnissen der Klassifikation aus der HRSC-Befliegung sowohl in der Erfassung der Grenzen als auch in der Zuweisung zu einzelnen Biotoptypen. Das heißt, dass sich auch kleinere Veränderungen von bestimmten Biotoptypen bei einem Vergleich zeitlich verschiedener Zustände präzise ermitteln lassen.

Abb. III.6.1-1: Transluzente Überlagerung der Klassifikationsergebnisse mit den HRSC-AX-Daten (Nadir-Kanal, panchromatisch)

Da nach dem Planfeststellungsbeschluss keine einzelnen Biotoptypen im Sinne der niedersächsischen Kartieranleitung, sondern pauschal Röhrichte und Uferstaudenfluren zu untersuchen sind, wurden aus den Ursprungsdatensätzen die entsprechenden Biotoptypengruppen gebildet. Diese Biotoptypengruppen bilden sich aus den Untereinheiten, die in der UVU als besonders betroffen beschrieben und in der 2000er und/oder 2002er Erfassung kartiert wurden.

Die topologisch bereinigten Daten wurden in einem Geografischen Informationssystem (GIS) mit einander verschnitten. Anschließend wurde der neue Datensatz mit einer Schablone verschnitten, die die unterschiedlichen Zonen der prognostizierten MThw- Erhöhungen aus der UVU berücksichtigt.

Eine einfache Gegenüberstellung (Differenzbildung) der Flächengrößen dieser Biotoptypengruppen kann aber nur eingeschränkt Aussagen über die Entwicklung der Röhrichte geben, es waren deshalb differenziertere Betrachtungen erforderlich. Dies erfolgte über eine sog. ausbaubedingte Bereinigung oder Regelbasierte Filterung der Veränderungen.

Abb. III.6.1-2: Ableitung der aktuellen Veränderungen von Röhrichten

Über eine Abfrage in der Datenbank des GIS wurden die Röhrichtveränderungen markiert, die im direkten Einflussbereich der prognostizierten Wasserstandsänderungen 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 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 natürliche vegetationslose Flächen wie z. B. Watt, Wasser oder Sandstrand hervorgehen. Eine Veränderung z. B. von Röhricht in Weidengebüsch geht als natürliche Sukzession ebenso nicht in die Bilanz der Röhrichtentwicklung ein wie Veränderungen aufgrund anthropogener Tätigkeiten (z. B. Baumaßnahmen).

Der Vergleich der Biotoptypenkartierungen aus den Befliegungen der Jahre 2000 und 2002 ergibt, dass bei der Betrachtung der regelbasiert gefilterten Werte, d. h. der Werte, die ausbaubedingt sein könnten, die Prognosewerte der UVU bei den als „gefährdet“ bezeichneten Biotopen (Röhrichte und Uferstaudenfluren; Weidenauwald und Weidengebüsch) nicht überschritten wurden (siehe Tabelle III.6.1-1).

Tab. III.6.1-1: Bilanz der Veränderungen der Ausdehnung "gefährdeter Biotope"

	Zone 3 (5,0 % Verluste1))	Zone 2 (3,5 % Verluste1))	Gesamt
Röhrichte/Uferstaudenfluren 2000	904,9 ha	329,4 ha	1234,3 ha
Röhrichte/Uferstaudenfluren 2002	888,0 ha	334,0 ha	1222,0 ha
Regelbasiert gefiltert
Differenz (aus Zunahme und Abnahme)	2,1 ha	0,3 %2)	-4,4 ha	-1,3 %2)	-2,3 ha	-0,2 %2)
Weiden-Auwald/Weidengebüsch 2000	322,8 ha	95,6 ha	418,4 ha
Weiden-Auwald/Weidengebüsch 2002	347,3 ha	100,8 ha	448,1 ha
Regelbasiert gefiltert
Differenz (aus Zunahme und Abnahme)	2,9 ha	0,8 %2)	0,4 ha	0,4	3,3 ha	0,8 %2)

¹) nach den Prognosen der UVU; ²) im Verhältnis zur Fläche der Röhrichte und Uferstauden bzw. der Weiden-Auwälder und Weidengebüsche im Jahr 2000

Zusätzlich zu den Befliegungen wurde auch eine Analyse der historischen Veränderungen der Ausdehnung der Röhrichtflächen an der Unter- und Außenelbe seit Mitte des letzten Jahrhunderts durchgeführt, um die aktuellen Ergebnisse einem "dynamischen Ist-Zustand" gegenüberzustellen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigen, dass ein monokausaler Zusammenhang zwischen Ausbau (Änderung der Tidekennwerte) und Röhrichtrückgang nicht besteht und die Röhrichte historisch betrachtet an der Tideelbe eher zugenommen haben.

III.6.2 Biotoptypenentwicklung - Transektuntersuchungen

Die Transektuntersuchungen wurden hauptsächlich durchgeführt um die höhenmäßigen Veränderungen im Bereich der gefährdeten Biotope aufzuzeigen.

In den Vegetationsperioden 1999 bzw. 2000 sowie 2002 und 2005 wurden in den Gebieten Eschschallen, Heuckenlock, Overhaken und in der Ilmenauniederung vier Transekte (aus drei parallel im 2 m-Abstand verlaufenden Profilen) eingemessen. Für das Transekt Overhaken wurde nur ein Profil angelegt. Die Vegetation wurde auf Bestandesniveau kartiert, abgrenzbare homogene Bestände wurden nach den dominant vorkommenden Arten benannt.

Um die Daten zu Geländehöhe/Vegetation zwischen den Untersuchungsjahren vergleichen zu können, wurden Transektzeichnungen angefertigt. Dazu wurden entlang jeder Profillinie alle gemessenen Geländepunkte der Höhe nach auf ein einheitliches Abstandsmaß von 2 m gebracht und zeichnerisch dargestellt. Die so zustande gekommenen Transektpunkte mit Informationen zur Geländehöhe und zur Vegetation sind die Grundlage dieser Auswertung.

Vegetationsveränderungen an den Transektpunkten wurden in Bezug zum langjährigen MThw und zur Veränderung der Geländehöhe gesetzt. Als Vegetationsveränderungen kommen vor allem Dominanzverschiebungen der beteiligten Arten vor, so etwa beispielsweise ein Wechsel zwischen Schilf-Dominanzbestand und Schilf-Brennnessel-Mischbestand. Eine solche Veränderung wurde als Schilfrückgang und Brennnesselzunahme am Transektpunkt interpretiert. "Schilfrückgang" bedeutet dann nicht, dass das Schilf-Röhricht am Transektpunkt nicht mehr vorkommt, sondern der Röhrichtbildner in geringerer Dichte vorhanden ist.

Veränderungen innerhalb der Röhrichte ergaben sich aufgrund der kontinuierlichen Geländeaufhöhung durch Sedimentation, durch den Zuwachs von Gehölzen und den lokalen Eintrag von Treibsel, der Staudenfluren förderte. Die in der Umweltverträglichkeitsuntersuchung zur letzten Fahrrinnenanpassung gegebene Prognose zu Art und Umfang des Rückgangs tidebeeinflusster Vegetationseinheiten bestätigte sich im Bereich der untersuchten Transekte nicht. Die festgestellten Verluste tidebeeinflusster Vegetation blieben deutlich hinter den Prognosen der UVU zurück. Vielerorts verzeichneten die betrachteten Vegetationseinheiten Zuwächse. Die Untersuchungsergebnisse für die einzelnen Transekte werden nachfolgend wiedergegeben.

III.6.2.1 Transekt Eschschallen

Im Folgenden werden die Ergebnisse für das Transekt Eschschallen detaillierter dargestellt: Das über 540 m lange Transekt Eschschallen liegt zwischen Pinnau- und Krückau-Mündung. Es verläuft von der Deichkrone über einen Graben in das tidebeeinflusste ebene Vorland, das in Höhe des langjährigen MThw liegt. Im ebenen Vorland quert es zwei kleine Priele, eine größere Senke und endet im unruhigen Relief des zur Elbe abfallenden Watts.

Zusammenfassend lässt sich für das Transekt Eschschallen sagen: Die geschlossene Röhrichtfront breitete sich in Richtung Elbe aus. Die dieser Röhrichtfront vorgelagerten inselartigen Röhrichtbestände zeigten im Vergleich der Jahre 1999 und 2002 Abnahmen, im Vergleich der Jahre 2002 und 2005 Zunahmen.

Flaches Vorland in Höhe des MThw mit Prielen

Das flache Vorland in Höhe des MThw mit Prielen ist mit einem nahezu geschlossenen Röhricht bewachsen. An den tiefsten Stellen von zwei kleinen Prielen findet sich vegetationsloses Watt. Ansonsten wurde der geschlossene Röhrichtgürtel in den Untersuchungsjahren 2002 und 2005 nur von zwei Lichtungen unterbrochen, die durch Treib­seleintrag entstanden waren. Hier fanden sich 2002 und 2005 relativ artenreiche Bestände mit viel Gewöhnlichem Froschlöffel (Alisma plantago-aquatica), in denen die Röhrichtbildner Schmalblättriger Rohrkolben (Typha angustifolia) und Gewöhnliches Schilf (Phragmites australis) nur schütter vertreten waren. Die Bestände entwickelten sich bis zum Jahr 2005 teilweise zu einer hochwüchsigen Staudenflur weiter, die langfristig wieder von Röhricht verdrängt werden wird.

Der geschlossene Röhrichtbestand wird überwiegend aus Gewöhnlichem Schilf aufgebaut. Am tieferen Priel und an der elbeseitigen Grenze des geschlossenen Röhrichtgürtels dominiert Rohrkolben-Röhricht mit Schmalblättrigem, teils auch Breitblättrigem Rohrkolben (Typha latifolia). Am Ufer des tieferen Priels ist das Rohrkolben-Röhricht mit Rohr-Glanzgras (Phalaris arundinacea) und Arten der feuchten Hochstaudenfluren durchsetzt.

Im Vergleich der Jahre 1999 und 2002 verdrängte auf relativ tief liegenden Standorten das Schilf-Röhricht das Rohrkolben-Röhricht. Allerdings hatten diese Standorte zwischen 1999 und 2002 eine deutliche Geländeaufhöhung durch Sedimentation erfahren.

Im Vergleich der Jahre 2002 und 2005 zeigt sich keine wesentliche Geländeaufhöhung. In dieser Situation eroberte der Rohrkolben wieder viele Standorte des Schilfs zurück. Allerdings konnte auch das Schilf erneut in Standorte des Rohrkolbens vordringen. An der Grenze dieser Röhrichttypen wurde also eine hohe Dynamik festgestellt. Die dynamische Zone liegt dabei nur wenige Dezimeter unter dem langjährigen MThw und umfasst etwa zwei Höhen-Dezimeter.

Zugewinne 2002/2005 beim Rohrkolben-Röhricht unterhalb 0,2 m unter MThw beruhen auf der Verdrängung von Teichsimsen-Röhricht an der geschlossenen Röhrichtgrenze.

Die Veränderungen an der Grenze des geschlossenen Röhrichts zum Watt werden im Folgenden anhand der drei Profile des Transekts dargestellt. Im Profil 1 blieb das Rohrkolben-Röhricht nahezu stabil, das Gelände an der Röhricht-Watt-Grenze höhte sich von 1999 bis 2005 um 27 cm auf. In Profil 2 ist dem Rohrkolben-Röhricht ein schmaler Streifen Teichsimse vorgelagert, der 1999 viel Strandsimse enthielt. Das geschlossene Röhricht drang im Vergleich der Jahre 1999 und 2005 etwa 5 m weit in das tiefer liegende Watt Richtung Elbe vor. Damit einhergehend wurden Geländeaufhöhungen von etwa 15 bis 45 cm festgestellt. Im Profil 3 blieb die Lage der Röhricht-Watt-Grenze zwischen 1999 und 2002 stabil, zwischen 2002 und 2005 breitete sich das hier vorhandene Teichsimsen-Röhricht um 9 m Richtung Elbe aus. Gleichzeitig erfolgte eine Geländeaufhöhung um 1 bis 4 Dezimeter.

Tief liegendes Vorland mit unregelmäßigem Relief unter MThw

Dieser Bereich des Transekts ist dem geschlossenen Röhrichtgürtel vorgelagert. Das Gebiet wird durch ein Mosaik aus Teich- und Strandsimsen-Dominanzbeständen, Mischbeständen der beiden Röhrichtbildner und vegetationslosem Watt geprägt. Das Röhricht ist inselartig im Watt vorhanden.

Im Vergleich der Jahre 1999 und 2002 dehnte sich das vegetationslose Watt vor allem auf Standorten zwischen 0,7 und 1 m unter MThw auf Kosten von Teich- und Strandsimsen-Beständen aus. Obwohl extrem tief liegende Standorte sowohl 1999 als auch 2002 mit Teich- bzw. Strandsimse besiedelt waren bzw. neu besiedelt wurden, war doch eine Ausdünnung dieses Röhrichttyps auf den tief liegenden Standorten festzustellen. Ein Zuwachs des Röhrichts war hingegen vor allem auf den für die Vegetationseinheit relativ hoch gelegenen Standorten zu verzeichnen. Im Mittel lag das Teich- und Strandsimsen-Röhricht 2002 also auf höher gelegenen Standorten als 1999.

Der Vergleich der Jahre 2002 und 2005 zeigt genau das umgekehrte Bild. Auf für die Vegetationseinheit relativ tief liegenden Standorten gewann das Teich-/Strandsimsen-Röhricht auf Kosten des vegetationslosen Watts wieder Standorte hinzu. Verluste des Röhrichts auf Standorten oberhalb 0,5 m unter MThw entstanden durch die Einwanderung von Rohrkolben an der geschlossenen Röhrichtgrenze.

III.6.2.2 Transekt Heuckenlock

Durch Treibseleintrag und das natürliche Gehölzwachstum verzeichneten im Transekt Heuckenlock die tidebeeinflussten Hochstaudenfluren und Weidengebüsche auf Kosten des Schilf-Röhrichts Zuwächse. Der Röhrichtrückgang ist neben der Beschattung durch Gehölze und Treibseleintrag zudem auf den Neubau der Fußgängerbrücke im Jahr 2003 und die damit wieder verstärkte Unterhaltung des Wanderweges zurückzuführen. Im Bereich der Baumaßnahme wurde das Schilf-Röhricht durch störungstolerantere Vegetationseinheiten verdrängt, die sich im Zuge einer ungestörten Sukzession wieder zu Schilf-Röhricht entwickeln werden.

Am tiefen Priel konnten sich die Wattflächen im untersuchten Zeitraum nicht ausdehnen. Das Watt wurde vielmehr durch Zuwachs der Vegetation auf ein schmaleres Höhenband gedrängt.

III.6.2.3 Transekt Overhaken

Im Transekt Overhaken breitete sich das Röhricht nach Fertigstellung des neuen Priels aus.

III.6.2.4 Transekt Ilmenau

Die wichtigsten Veränderungen im Transekt Ilmenau waren eine Auflichtung des Wasserschwaden-Röhrichts sowie der Brennnessel-Bestände, die Zunahme der Prielrandvegetation, des Rohrkolbens und der Weidengebüsche sowie die Dynamik der Schilf-Bestände bei kontinuierlicher Verdichtung in den tiefen Lagen des Transektes. Einer der wesentlichen Faktoren für die Änderung der Vegetationszusammensetzung ist die kontinuierliche Aufhöhung des Gebietes durch Sedimenteintrag. Arten wie dem Schilf wird es damit ermöglicht, auf vormals zu tief liegendes Gelände einzuwandern. Möglicherweise führt die bessere Wasserqualität zu einem langsamen Rückgang extrem nährstoffliebender Pflanzen.

III.6.3 Entwicklung des Schierlings-Wasserfenchels

Zur Dokumentation des Schierlings-Wasserfenchels wurden von 1999 - 2002 über 500 Einzelpflanzen und Gruppen dieser Pflanze aufgesucht und deren Standorte nach Lage und Höhe vermessen. Ergänzend dazu wurden Ergebnisse aus einem E+E-Vorhaben „Pilotprojekt zur nachhaltigen Sicherung des Lebensraums des Schierlings-Wasserfenchels (Oenanthe conioides) an der Elbe in Hamburg“ zur Auswertung herangezogen (vgl. Zwischenberichte für die Jahre 2000, 2001 und 2002).

Die Standortansprüche dieser Pflanze wurden im Rahmen des E+E-Vorhabens näher untersucht. Insgesamt zeigen sich starke jährliche Schwankungen der Populationen des Schierlings-Wasserfenchels an den einzelnen Fundorten. Soweit man anhand drei- bis vierjähriger Aufnahmen vermuten kann, scheint die Häufigkeit der Art infolge ihrer zweijährigen Lebensform auch in einem zweijährigen Zyklus zu schwanken. Da über die genauen Lebensraumansprüche dieser Pflanzenart noch relativ wenig bekannt ist, lassen sich auch über die Gründe für diese Schwankungen - seien sie natürlicher oder anthropogener Art - noch keine abschließenden Aussagen treffen.

Aufgrund der dokumentierten Veränderungen an den einzelnen Fundorten muss davon ausgegangen werden, dass das Vorhandensein des Schierlings-Wasserfenchels jeweils von vielen Einflussfaktoren bestimmt wird (z. B. Überdecken der Rosetten mit Laub oder Treibsel, Eisgang, Überdauern der Kälte im Winter, "normale" Dynamik des tidebeeinflussten Lebensraums, Schädlingsbefall, Samenreserven am Wuchsort), die größeren Einfluss haben als z. B. Änderungen der Tidewasserstände. Dabei kann es auch vorkommen, dass während eines Jahres an einem Wuchsort keine Individuen des Schierlings-Wasserfenchels festgestellt werden können, im nachfolgenden Jahr aber wieder eine Population dieser Art anzutreffen ist. 2002 war das Jahr mit der höchsten Gesamtindividuenzahl in den Beobachtungsjahren (1999/2000 - 2002). Aufgrund der bisherigen Erkenntnisse kann deshalb nicht von nachteiligen Auswirkungen der Fahrrinnenvertiefung auf den Schierlings-Wasserfenchel ausgegangen werden. Es konnte aus keinem der Untersuchungsparameter für den Schierlings-Wasserfenchel eine ausbaubedingte Wirkung durch die Fahrrinnenvertiefung abgeleitet werden, die über die Prognose der UVU hinausreicht.

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