Umweltplanung/Sonderfragen

Entwicklung der Landschaftszerschneidung in Hessen von 1930 bis 2002

Einführung

Das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG) stellte im Jahr 2003/2004 eine Studie in Auftrag, die einen Überblick zur aktuellen Situation der „Landschaftszerschneidung in Hessen“ (1995 und 2002) geben sollte (ESSWEIN & SCHWARZ VON RAUMER 2004). Im August 2004 genehmigte die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) ein Stipendium, das die Fortsetzung dieser Bestandsanalyse zum Inhalt haben soll. Ziel der Fortsetzungsarbeit ist zunächst, nicht nur den aktuellen Zustand der Landschaftszerschneidung darzustellen, sondern auch die voranschreitende Entwicklung des Verkehrswegenetzes in den vergangenen 70 Jahren zu dokumentieren. In einem weiteren Schritt soll untersucht werden, welche langzeitlichen Effekte die Landschaftszerschneidung auf ausgewählte Tierpopulationen hat.

Hier werden die Ergebnisse zur „Entwicklung der Landschaftszerschneidung in Hessen von 1930 bis 2002“ vorgestellt. Eine historische Trendanalyse ist wichtiger Grundbaustein eines Umweltmonitorings. Während die Ist-Zustands-Analyse den aktuellen Vergleich - z.B. verschiedener Bundesländer - ermöglicht, ist es durch historische Zeitreihen möglich, Trendszenarien zu entwickeln und damit die zukünftige Entwicklung zu prognostizieren. Trendszenarien verdeutlichen die Dringlichkeit des Umweltproblems und unterstützen die Forderung nach „Grenzwerten“ der Landschaftszerschneidung. Eine historische Analyse ist außerdem eine wichtige Grundlage, wenn die Effekte der Landschaftszerschneidung auf Tierarten untersucht werden sollen. Es ist davon auszugehen, dass Tierarten mit Zeitverzögerung auf den voranschreitenden Verlust von Lebensräumen reagieren (FINDLAY & BOURDAGES 1999). Die Reaktionen von Tierpopulationen auf längst abgeschlossene Infrastrukturmaßnahmen sind heute unter Umständen noch nicht abgeschlossen. Wird nur der aktuelle Zustand der Zerschneidung beachtet, können die langzeitlichen Effekte auf natürliche Lebensräume und wildlebende Arten unterschätzt werden.

Mit dieser Studie wird der Trend der Landschaftszerschneidung in Hessen in sechs Zeitschritten von 1930 bis 2002 nachvollzogen. Als Maßzahl dient - ebenso wie in der Ist-Zustands-Analyse - die Effektive Maschenweite (JAEGER 2000). Die Untersuchungen wurden nach dem Vorbild von ESSWEIN et al. (2002) in Baden-Württemberg durchgeführt, denn nur durch Anwendung einer einheitlichen Methodik wird es möglich sein, verschiedene Bundesländer miteinander zu vergleichen und eine einheitliche Datenbasis zu schaffen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit und der Allgemeinverständlichkeit wird hier nur ein Teil der Ergebnisse vorgestellt. Eine ausführliche Ergebnisdarstellung findet sich im Endbericht der Studie (im pdf-Format abrufbar über den Internetauftritt des HLUG) (ROEDENBECK 2005) und in einem Artikel der Zeitschrift „Naturschutz und Landschaftsplanung“ (ROEDENBECK et al. 2005).

Methode

Grundlage für die historische Analyse waren zunächst digitale Datensätze des Amtlichen Topographisch-Kartographischen Informationssystems (ATKIS). Aus den ATKIS-Daten der Realisierungsstufen 1 (DLM 25/1) und 2 (DLM 25/2) wurden die Zerschneidungszustände der Jahre 1995 und 2002 berechnet.

Darüber hinaus wurden analoge Kartenblätter in die Analyse einbezogen (Staatsbibliothek zu Berlin), und zwar topographische Übersichtskarten (TÜK 1:200.000) für die Jahre 1989, 1977 und 1966, sowie Karten des deutschen Reichs aus dem Jahr 1930 (Maßstab 1:100.000).

Da die Berechnung der Effektiven Maschenweite mit GIS-Software erfolgte, mussten alle Zerschneidungselemente als digitale Datensätze vorliegen. Folglich wurden die Papierkartenblätter eingescannt, georeferenziert und digitalisiert. Um den Arbeitsaufwand für die Digitalisierung zu minimieren, wurde schrittweise und rückwärts wie folgt vorgegangen: Der ATKIS-Datensatz von 1995 wurde mit dem zeitlich jüngsten Kartenblatt (1989) räumlich überlagert. Dann wurde verglichen, welche Straßen oder Bahnlinien im Kartenblatt noch nicht eingezeichnet waren. Solche Straßen oder Bahnlinien wurden aus dem digitalen Datensatz gelöscht und dieser als „Zustand 1989“ abgespeichert. Nachdem die Bearbeitung für das Jahr 1989 für ganz Hessen abgeschlossen war, wurde der neue digitale Datensatz „Zustand 1989“ mit den Kartenblättern von 1977 verglichen usw.

Durch diese rückwärts gerichtete Prozedur wurde für jedes Zieljahr ein digitaler Datensatz aller Trennelemente erstellt. Als Trennelemente wurden all jene Strukturen ausgewählt, denen einen Barrierewirkung für die Ausbreitung von Tierarten zugeschrieben wird: Straßen (Kreisstraßen bis Autobahnen), Siedlungen, Bahnlinien (ein- und mehrgleisige), Flüsse (über 6m Breite) und Seen. Die Siedlungen liegen im ATKIS-Datensatz als Polygone vor – sie wurden entsprechend ihres Umrisses auf den historischen Karten verkleinert. Da die Entwicklung der Gewässer aus den Kartenblättern nicht abzuleiten war, wurden diese „räumlich konstant“ gehalten (Stand 2002).
Im Anschluss an die Digitalisierung wurden alle Trennelemente mit der GIS-Software ArcInfo (Version 8.0.1) räumlich verschnitten. Das Endergebnis war für jedes Zieljahr eine Datei der „unzerschnittenen Räume“ - das sind all jene Räume, die von den oben genannten Trennelementen begrenzt sind.

Aus der Datei der unzerschnittenen Räume wurde die effektive Maschenweite berechnet. Die Prozedur hierfür ist bereits bei der Ist-Zustands-Analyse beschrieben. Als erstes wurde die Maschenweite für ganz Hessen berechnet und eine Zeitreihe aufgestellt, die mit der Entwicklung in Baden-Württemberg vergleichbar ist. Als zweites wurde die Datei der unzerschnittenen Räume nach den Grenzen der hessischen Regierungspräsidien, Landkreise und Naturräume zerteilt. Für jeden Bezugsraum und jedes Zieljahr wurde ebenfalls die effektive Maschenweite berechnet. So ist es möglich, die Darstellung räumlich zu differenzieren und Problemregionen zu zeigen, also störungsintensive Regionen, in denen die Entwicklung in den vergangenen 70 Jahren besonders rasant verlief.

Ergebnisse

Die Landschaftszerschneidung in Hessen hat seit 1930 kontinuierlich zugenommen (Abb. 1). Von 1930 bis 2002 sinkt der Wert der effektiven Maschenweite von 22,10 auf 16,59 km². Dies entspricht einer Abnahme um rund 25%. Die Anzahl der unzerschnittenen Räume größer 50 km² sank von 1930 bis 2002 von 31 auf 18. Das bedeutet einen Rückgang von rund elf auf rund sechs Prozent der Landesfläche.
Eine räumlich differenzierte Betrachtung der Landkreise und Naturräume zeigt, dass die stärksten infrastrukturellen Entwicklungen in den hessischen Flusstälern und Ebenen stattgefunden haben. Besonders betroffen ist die Rhein-Main-Ebene im Ballungsgebiet zwischen Frankfurt, Wiesbaden und Darmstadt, das Lahntal zwischen Giessen, Marburg und Limburg, das Schwalm-Ohm-Tiefland, das Amöneburger Becken sowie die ackerbaulich intensiv genutzte Wetterau als Verbindungsachse zwischen Lahntal und Rheinebene.

Die größeren unzerschnittenen Räume liegen in den hessischen Mittelgebirgen Taunus, Hessisch-Fränkisches Bergland, Ausläufern des Hochsauerlandes, Westerwald, Kellerwald, Burgwald und Solling. Diese Hochlagen waren historisch wegen ihrer erschwerten landwirtschaftlichen Nutzbarkeit spärlich besiedelt und sind bis heute in der Karte der unzerschnittenen Räume als größere Freiräume erkennbar.

Abb. 1: Entwicklung der Landschaftszerschneidung in Hessen von 1930 bis 2002. Eine Abnahme der effektiven Maschenweite (meff) bedeutet eine Zunahme der Zerschneidung. Eine Zerschneidungswirkung wurde folgenden Landschaftsstrukturen zugeordnet: Autobahnen, Bundes-, Landes- und Kreisstraßen, Bahnlinien, Seen, Gewässer (>6m Breite) und Siedlungen.

 

Quellen

BfN – Bundesamt für Naturschutz (Ed.) (1999): Daten zur Natur 1999. Landwirtschaftsverlag. Münster.

ESSWEIN, H. & H.-G. SCHWARZ VON RAUMER (2004): Analyse der Landschaftszerschneidung in Hessen. Endbericht einer Studie im Auftrag des Hessischen Landesamtes für Umwelt und Geologie. http://www.hlug.de/medien/nachhaltigkeit/dokumente/landzerschneidung.pdf

ESSWEIN, H., JAEGER, J., SCHWARZ-VON RAUMER, H.-G. & M. MÜLLER (2002): Landschaftszerschneidung in Baden-Württemberg. Arbeitsbericht der Akademie für Technikfolgenabschätzung Baden-Württemberg 214, Stuttgart: 124 S.

FINDLAY, C.S. & J. BOURDAGES (1999): Response Time of Wetland Biodiversity to Road Construction on Adjacent Lands. Conservation Biology 14(1): 86-94.

JAEGER, J. (2000): Landscape division, splitting index, and effective mesh size: new measures of landscape fragmentation. Landscape Ecology 15 (2): 115-130.

ROEDENBECK, I.A., ESSWEIN, H. & W. KÖHLER (2005): Landschaftszerschneidung in Hessen – Entwicklung, Vergleich zu Baden-Württemberg und Trendanalyse als Grundlage für ein landesweites Monitoring. Naturschutz und Landschaftsplanung 37 (10): 293ff. Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart. http://nul-online.de.

ROEDENBECK, I.A. (2005): Entwicklung der Landschaftszerschneidung in Hessen von 1930 bis 2002. Statusbericht für das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG), Giessen und Wiesbaden: 25 S.

Weiterführende Links:

Informationsbroschüre zur Landschaftszerschneidung (Baden-Würtemberg):
http://www.nachhaltigkeitsbeirat-bw.de/mainDaten/dokumente/KiFlaechenzerschneidung.pdf

Faltblatt zur effektiven Maschenweite:
http://www.nls.ethz.ch/pub/FaltblattLandschaftsz.pdf


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