Umweltplanung/Sonderfragen

Landschaftzerschneidung in Hessen

Einführung

In der Zeit von 2003 bis 2004 wurde erstmals im Auftrag des Hessischen Landesamtes für Umwelt und Geologie (HLUG) die Studie "Analyse der Landschaftszerschneidung in Hessen" erstellt. Ziel der Bearbeitung dieses Themas war eine Raumcharakterisierung, die nicht nur punktuelle Raumbewertungen, vor allem im Hinblick auf die Erholung, ermöglicht (vgl. LASSEN 1979, 1987). Es sollte vielmehr flächendeckend eine Bewertung der Raumqualität hinsichtlich der Landschaftsstruktur, der Erholungseignung (Ruhe als Qualitätsmerkmal von Landschaftsräumen) und nicht zuletzt auch der Bedeutung von Räumen für den Artenschutz ermöglicht werden.

Verkehrswege und Siedlungsflächen sind für viele Tierarten unüberwindbare Hindernisse oder zumindest deutliche Barrieren, die nur selten überquert werden. Die verbleibenden Lebensräume werden durch den Ausbau des Verkehrswegenetzes und die voranschreitende Siedlungsentwicklung kontinuierlich verkleinert; Populationen werden isoliert. Arten mit besonderen Ansprüchen an große barrierefreie Lebensräume geraten zunehmend in Bedrängnis. Somit gilt die zunehmende Landschaftszerschneidung heute als eine der Hauptursachen für den Artenverlust in Mitteleuropa. Gleichzeitig werden Räume, die aufgrund ihrer Lärm- und Barrierefreiheit eine sehr hohe Eignung für die Erholung aufweisen, immer seltener.

Die Studie sollte eine Grundlage schaffen, um diesen Prozess der zunehmenden Landschaftszerschneidung zu dokumentieren und ihre Wirkung auf Umwelt, Erholungsräume und die Lebensräume der wild lebenden Tierwelt bewusst zu machen. Sie unterstützt damit auch die Umsetzung gesetzlich verankerter Grundsätze und Ziele, etwa dem Gebot der Zerschneidungsminimierung aus § 2 (1) Nr. 12 Bundesnaturschutzgesetz: "Bei der Planung von (...) Verkehrswegen, (...) sind die natürlichen Landschaftsstrukturen zu berücksichtigen. Verkehrswege, Energieleitungen und ähnliche Vorhaben sollen so zusammengefasst werden, dass die Zerschneidung und der Verbrauch von Landschaft so gering wie möglich gehalten werden."

Diese Problematik wurde bereits vor annähernd 20 Jahren auch auf politischer Ebene erkannt und aufgegriffen, etwa 1985 in der Bodenschutzkonzeption der Bundesregierung und 1995 in den Beschlüssen "Landschaft und Verkehr" (LANA 1995), ohne dass es tatsächlich zu einer deutlichen Trendwende gekommen ist.

Konkrete Zahlen zur Landschaftszerschneidung, wie sie mit dieser Studie nunmehr auch für Hessen vorliegen, können zum einen die politische Diskussion um die Reduzierung der Landschaftszerschneidung beleben und unterstützen und zum anderen eine Datenbasis für verschiedene Fachplanungen im Bereich der Umwelt- und der Raumplanung bilden.

Im Folgenden wird hier ein Ausschnitt der Studie wiedergegeben. Aus Gründen der Übersichtlichkeit und der Allgemeinverständlichkeit wird aus den verschiedenen methodischen Variationen, die in der Studie zur Anwendung kommen, nur ein Teil der Ergebnisse hier dargestellt. Der Endbericht der Studie ist im Internetauftritt des Hessischen Landesamtes für Umwelt und Geologie (HLUG) verfügbar (pdf-Format).

Methode

Mit der Untersuchung der Landschaftszerschneidung von Baden-Württemberg (vgl. ESSWEIN et al. 2002) wurde eine Methode zur Erstellung von geeigneten, leicht reproduzierbaren Zerschneidungsgeometrien entwickelt und als neues Maß die sog. effektive Maschenweite eingesetzt. Die Untersuchungen zeigen, dass das neue Zerschneidungsmaß sich sehr gut eignet, den Grad der Landschaftszerschneidung zu messen und vergleichbar darzustellen.

Das Interesse anderer Bundesländer, den Zerschneidungsgrad ebenfalls nach dieser Methode durchzuführen, ermöglicht es in Zukunft, mit der effektiven Maschenweite einen vergleichbaren Indikator als Zerschneidungsmaß einsetzen zu können.

Effektive Maschenweite

Mit der effektiven Maschenweite wird ein Wert ermittelt, der für die Gesamtfläche oder für Teilflächen ein Indikator für die Qualität von Lebensräumen oder für Erholungsgebiete des Menschen ist. Die Vorteile gegenüber anderen als Zerschneidungsmaß vorgeschlagenen Größen sind in JAEGER (2001) übersichtlich dargestellt.

Die effektive Maschenweite drückt nach JAEGER et al. (2004) die Möglichkeit aus, dass "zwei Tiere in einem Gebiet einander begegnen können. Je mehr Barrieren in der Landschaft sind, umso geringer wird die Wahrscheinlichkeit einer Begegnung und umso kleiner wird die effektive Maschenweite. Wenn die Landschaft gleichmäßig in Flächen der Größe von meff zerteilt wird, so ergibt sich dieselbe Begegnungswahrscheinlichkeit wie für das betrachtete Gebiet."

Mathematisch ausgedrückt ist die effektive Maschenweite meff definiert als:
"Größe der Flächen, die man erhält, wenn das Gebiet in lauter gleich große Flächen zerteilt würde, so dass sich dieselbe Wahrscheinlichkeit C dafür ergibt, dass zwei zufällig ausgewählte Orte in derselben Fläche liegen, wie für die zu untersuchende Zerschneidungssituation (mit unterschiedlich großen Flächen)" (JAEGER et al. 2001).

C und meff lassen sich dabei mit folgenden Formeln berechnen:

 

dabei ist
n = Anzahl der Teilflächen,
Fi = Flächeninhalt von Teilfläche i,
Fg = Gesamtfläche, die in n Teilflächen zerschnitten wurde.

Eine ausführlichere Herleitung mit einem einfachen Beispiel ist auf der Homepage der Eidgenössische Technische Hochschule Zürich zu finden.

Zerschneidungsgeometrie (auf Basis von Straßenkategorien)

Grundlage zur Berechnung der Zerschneidungsgeometrien für Hessen waren die digitalen ATKIS-Daten (Amtliches Topographisch-Kartographisches Informationssystem) des Basis-DLM (Digitales Landschaftsmodell) im Maßstab 1:25 000. Zur Verfügung standen sowohl Daten, die sich auf 1995 beziehen (im Folgenden ATKIS 1995), als auch Daten aus 2002 (im Folgenden: ATKIS 2002). 2008 wurde die Berechnung mit aktuellen ATKIS-Daten erneut erstellt und darauf folgend als Karte im Umweltatlas veröffentlicht.

Eine besondere Bedeutung kommt der Auswahl und Festlegung der Zerschneidungselemente zu, die als Barrieren gewertet werden. In der vorliegenden Berechnung wurde bei den Verkehrswegen auf die Straßenkategorien zurückgegriffen. Veränderungen für die Berechnung ergeben sich beispielweise aus der Umwidmung von Straßen. Die hier dargestellte Zerschneidungsgeometrie enthält folgende Trennelemente:

Somit gingen in diese Bereichnung ausschließlich anthropogene, d. h. durch den Menschen geschaffene Trennelemente ein. Darüber hinaus wurden für zwei weitere, hier nicht näher betrachteten Zerschneidungsgeometrien teilweise auch andere Zerschneidungselemente verwendet (Gemeindestraßen, Flüsse >6 m, Seen) bzw. ein verkehrsmengenabhängiger Puffer um Straßen und Bahnlinien gelegt, um die Störwirkung auf viele Tierarten zu berücksichtigen. Diese Zerschneidungsgeometrien sind im Endbericht der Studie enthalten.

Teilräume

Es gibt zwei Möglichkeiten, die effektive Maschenweite für Teilräume von Hessen (z. B. die Landkreise oder die naturräumlichen Haupteinheiten) zu ermitteln (ESSWEIN et al. 2002):

1. Mittelpunktverfahren (MpV): Alle Flächen, deren Mittelpunkt im Teilraum liegt, werden dem Teilraum zugeordnet.

2. Ausschneideverfahren (AsV): Die Flächen werden mit dem Teilraum direkt verschnitten, d. h. Flächen, durch die die Teilraumgrenze führt, werden durch die Teilraumgrenze in Teilflächen zerschnitten (z. B. eine Fläche, die in zwei Landkreisen liegt, wird in eine Teilfläche, die im Landkreis A liegt, und eine Teilfläche, die im Landkreis B liegt, zerschnitten). Die Grenze des Teilraums dient damit als zusätzliche Grenzlinie und die durch diese neue Grenze entstehenden Flächen werden in die Analyse mit einbezogen. Hierdurch entsteht tendenziell eine Unterschätzung der effektiven Maschenweite, da die zerschnittenen Randflächen kleiner als in Wirklichkeit erscheinen (Randeffekt).

Im Folgenden werden beispielhaft anhand der Landeshauptstadt Wiesbaden die Vor- und Nachteile der beiden Verfahren erläutert.

Abb. 1: Abgrenzung des Ausschneideverfahrens und des Mittelpunktverfahrens am Beispiel der kreisfreien Stadt Wiesbaden

In der Abb. 1 ist die Abgrenzung der kreisfreien Stadt Wiesbaden durch eine rote Linie hervorgehoben. Diese rote Linie stellt gleichzeitig die Außengrenze der beim Ausschneideverfahren (AsV) zu Wiesbaden gerechneten Flächen dar.

Die gelb hervorgehobenen Flächen sind die unzerschnittenen Flächen, deren Mittelpunkte innerhalb der Stadtgrenzen liegen. Auf der nördlichen und westlichen Seite ist der Unterschied zwischen AsV und MpV besonders gut zu erkennen. Beispielhaft wurden hier die größeren betroffenen Flächen mit ihren Flächengrößen beschriftet. Dabei ist jeweils die obere Zahl die im MpV berücksichtigte Flächengröße und die untere Zahl (in Klammern) die im AsV berücksichtigte Flächengröße. Blaue Beschriftungen weisen auf Flächen hin, die im MpV dem benachbarten Kreis zugeordnet werden, da ihr Mittelpunkt nicht im Wiesbadener Stadtgebiet liegt.

Es ist deutlich zu erkennen, das beim Ausschneideverfahren gegenüber dem Mittelpunktverfahren zum einen eine ganze Reihe kleinerer Flächen zusätzlich berücksichtigt werden (blau beschriftete Flächen zwischen 3 und 5 km²) und zum anderen einige besonders große Flächen nur mit einer geringeren Teilfläche in die Berechnung der effektiven Maschenweite eingehen (9 km² statt 15 km² sowie 26 km² statt 43 km²). Damit ist der Wert für die effektive Maschenweite beim AsV geringer als der über das MpV ermittelte Wert (6,76 gegenüber 16,93; vgl. auch Abb. 3).

Andererseits weicht die beim MpV für die Stadt Wiesbaden berücksichtigte Fläche (in Abb. 1: gelbe Flächen mit schwarzer Umgrenzung) von der Stadtgebietsgrenze ab (rote Umgrenzung) und somit ist die bei der Berechnung nach dem MpV Wiesbaden zugeschlagene Fläche mit rd. 217 km² knapp 7 % größer als das tatsächliche Stadtgebiet (rd. 204 km²). Hinzu kommt, dass diese für das MpV verwendete Abgrenzung zeitlich nicht fest ist, sondern durch den Bau neuer Straßen variieren kann, so dass bei Zeitreihen die Werte nur bedingt vergleichbar sind.

Vergleich mit anderen Methoden zur Ermittlung der Landschaftszerschneidung

Unter den vorlaufenden Methoden, die die Landschaftszerschneidung beschrieben haben, kommt die Untersuchung von LASSEN (1979, Fortschreibung 1987) am häufigsten zur Anwendung. Hier werden deutschlandweit und nach Bundesländern getrennt unzerschnittene verkehrsarme Räume von mindestens 100 km² Größe dargestellt. Eine weitere deutschlandweite Erhebung (BfN 1999) weist ebenfalls Flächen von mindestens 100 km² aus. Obwohl bei der Abgrenzung nicht ganz dieselbe Methodik wie bei LASSEN (1979, 1987) verfolgt wurde, ist jedoch über alle drei Erhebungen eine Abnahme der großen unzerschnittenen verkehrsarmen Räume deutlich als Trend zu erkennen. Der Schwellenwert von 100 km² wird für eine ungestörte naturnahe Erholung als erforderlich angesehen. Gelegentlich taucht aber auch der 50 km²-Schwellenwert auf, da Flächen größer 100 km² rar geworden.

Die Methode der effektiven Maschenweite hat gegenüber der von LASSEN (1979, 1987) verfolgten Methode den Vorteil, eine flächendeckende Aussage über die Landschaftszerschneidung zu treffen, das heißt, es werden auch Aussagen über Flächen getroffen, die kleiner als 100 km² sind. Damit eignet sich dieser Ansatz insbesondere auch als Indikator für die tierökologische Bedeutung von Landschaftsräumen. Darüber hinaus erlaubt die Methode auch einen Vergleich unterschiedlicher (Teil-) Räume miteinander (Naturräume, Kreise, Regierungsbezirke, Bundesländer). Die Daten können schnell und mit vergleichsweise geringem Aufwand erstellt werden. Damit eröffnet sich die Möglichkeit Zeitreihen zu erstellen, die im Ergebnis Tendenzen und Entwicklungsmöglichkeiten aufzeigen.

Zur weiteren Vertiefung des Vergleichs verschiedener Methoden zur Beschreibung der Landschaftszerschneidung sei hier auf eine Veröffentlichung von JAEGER (2001) hingewiesen. Darin werden neben der Methode der effektiven Maschenweite sieben weitere Methoden nach 10 Kriterien bezüglich ihrer Eignung zur Beschreibung der Landschaftszerschneidung verglichen (u. a. Durchschnittsgröße und Verkehrsliniendichte).

Ergebnisse

Hessen

Tab. 1: Ergebnisse der effektiven Maschenweite meff für Hessen (basierend auf Straßenkategorien)

Datengrundlage
Effektive
Maschen-
weite (meff)
Größe der
größten Fläche
Unzerschnittene Räume
> 50 km²
Unzerschnittene Räume
> 100 km²
Anzahl Gesamtfläche /
% der Landesfl.
Anzahl Gesamtfläche /
% der Landesfl.
18,48 km²
128,1 km²
22
1 572 km² / 7,4 %
3
340 km² / 1,6 %
17,97 km²
127,5 km²
20
1 418 km² / 6,7 %
3

339 km² / 1,6 %

18,49 km²
127,3 km²
22
1 572 km² / 7,4 %
3
339 km² / 1,6 %

 

Im Folgenden sind neben den Ergebnissen für das Jahr 2008 die Ergebnisse für die Jahre 1995 und 2002 (in Klammern) angegeben.

Für Hessen ergeben sich unter diesen Bedingungen 5.099 (4.696, 5.816) unzerschnittene Flächen > 1 ha. Es errechnet sich aus allen unzerschnittenen Räumen eine effektive Maschenweite von 18,49 km² (18,48 km², 17,97 km²). Die größte Fläche ist 127,3 km² (128,1 km, 127,5 km²) groß. Drei Flächen sind noch größer als 100 km². Davon liegt eine im Nordwesten, im Naturraum Kellerwald, die anderen beiden liegen im Süden Hessens und umfassen den Taunus sowie die Nördliche Oberrheinniederung. Insgesamt umfassen diese drei Flächen (1995, 2002 und 2008) 1,6 % der Landesfläche.In der Kategorie über 50 km² sind 22 (22, 20) Flächen vorhanden, die 7,4 % (7,4 %, 6,7 %) der Landesfläche einnehmen. Daraus ist ersichtlich, dass sich in den 13 Jahren zwischen 1995 und 2008 die Situation verändert hat (Verschlechterung der Größe der größten Fläche um ca. 0,8 km²). Das liegt vor allen Dingen daran, dass neue Straßen gebaut und neue Siedlungsgebiete ausgewiesen wurden (neue Zerschneidungen und Flächenverbrauch) und dass bestehende Straßen umgewidmet wurden, d. h. dass frühere "Gemeindestraßen" nun als "Kreisstraßen" klassifiziert werden (i. d. R. aufgrund der Zunahme der Verkehrsmengen) oder umgekehrt (etwa wenn eine neue Umgehungsstraße in der Nähe von einer bestehenden Kreis- oder Landesstraße einen Großteil des Verkehrs abzieht). Ein weiterer Grund können eventuelle Fehler sein, die im ATKIS 1995 noch vorhanden waren und nun ausgebessert sind.

Beispiele für die Veränderungen der Landschaftszerschneidung zwischen 1995 und 2002 sind in Abb. 2 dargestellt. Die mit "1" und "2" bezeichneten Flächen waren 1995 noch Teil der östlich gelegenen größeren unzerschnittenen Räume. Der Raum südlich der L 3048 hatte 1995 rd. 38 km² (hellgrün dargestellt, da >25 km²), der Raum nördlich der L 3048 hatte rd. 19 km² (gelb dargestellt, da >9 km²). Durch den Bau der Ortsumgehungen von Bellnhausen und Siechertshausen im Zuge der B 3 wurden diese großen Räume um 0,29 km² bzw. 0,87 km² verkleinert und die beiden abgeschnittenen Flächen fallen nun in die Kategorie <9 km² (die schraffierte Darstellung weist auf die alte und die neue Stufe hin).

Die mit "3" bezeichnete Fläche verliert im Zeitraum zwischen 1995 und 2002 rd. 0,17 km² an Fläche allein durch die Siedlungsentwicklung der angrenzenden Orte (Siedlungszuwachs: braun schraffiert). Da sie sich 1995 mit 25 km² bereits am unteren Ende der mit hellgrün dargestellten "25 km² bis unter 50 km²"-Stufe befindet, wird sie für 2002 mit gelb dargestellt (nunmehr nur noch 24,83 km² und damit in der "9 km² bis unter 25 km²"-Stufe).

Die beiden Beispiele zeigen ganz deutlich, dass die Landschaftszerschneidung in der Regel schleichend voranschreitet. Die Zerschneidung eines großen unzerschnittenen Raumes in etwa gleich große Fragmente ist selten. Meist gehen randlich durch Zerschneidung und Flächeninanspruchnahme kleine Flächen verloren und erst wenn ein (mehr oder weniger willkürlich gesetzter) Schwellenwert unterschritten wird, offenbart sich dieser Prozess.
Abb. 2: Beispiel für Veränderungen der Landschaftszerschneidung

Kreise

Die Werte der effektiven Maschenweite der 26 Landkreise und kreisfreien Städte Hessens variieren sehr stark. Die effektive Maschenweite reicht von 1,94 km² in Offenbach bis 27,68 km² im Landkreis Groß-Gerau. Man erkennt, dass die Werte des Ausschneideverfahrens (Abb. 3: roter Balken) in nahezu allen Fällen unterhalb des Wertes für das Mittelpunktverfahren (Abb. 3: gelber Balken) liegen. Dort wo die effektive Maschenweite des Mittelpunktverfahrens (MpV) stark von dem Wert des Ausschneideverfahrens (AsV) abweicht, liegt immer die Situation vor, dass ein großer unzerschnittener Raum an der Grenze eines Teilraumes liegt. Dieser Raum wird dann beim Ausschneideverfahren durchtrennt und seine Fläche fließt nur zum Teil in die Berechnung der effektiven Maschenweite ein. Beim Mittelpunktverfahren zählt diese Fläche dann vollständig zu einem Teilraum, sodass der Wert der effektiven Maschenweite größer wird. Beispiele hierfür sind die Städte Darmstadt und Wiesbaden, der Hochtaunuskreis oder auch der Landkreis Groß-Gerau. Diese Situation kann dann zu umgekehrten Ergebnissen führen, wenn ein größerer Teil eines unzerschnittenen Raumes zum Nachbarkreis gezählt wird. Dann liegt der Wert des Mittelpunktverfahrens unter dem des Ausschneideverfahrens (Bsp. Landkreis Bergstraße).

Diagramm 1: Effektive Maschenweite der hessischen Landkreise und kreisfreien Städte 1995

Ausblick

Eine regelmäßige Fortschreibung der Analyse der Landschaftszerschneidung kann Trends und Entwicklungen aufzeigen. Auch liegt eine Analyse der Landschaftszerschneidung etwa ab 1930 für Hessen vor, um die derzeitige Entwicklung in einen historischen Kontext zu stellen.

Besondere Bedeutung kann den Ergebnissen der Studie bei Raumanalysen und Raumbewertungen z. B. im Rahmen der Bearbeitung von Umweltverträglichkeitsstudien (UVS) und strategischen Umweltprüfungen (SUP) zukommen. Hier können sie Eingang finden in die Erfassung und Bewertung der Schutzgüter Mensch (Erholung) und Landschaft, denn das Schutzgut Landschaft, wie es im Gesetz über die Umweltverträglichkeitsprüfung benannt ist, kann nicht alleine auf das Landschaftsbild reduziert werden. Es umfasst vielmehr die gesamten landschaftlichen Strukturen und Charakteristika. Die Landschaftszerschneidung ist dabei ein wesentlicher Aspekt, der mit der effektiven Maschenweite nun auch in einer für die Praxis handhabbaren Größe abgebildet werden kann.

Aufgrund der Maßstabsebene und dem überörtlichen Charakter der enthaltenen Aussagen und Festlegungen sind vor allem die Landes- und Regionalplanung sowie das Landschaftsprogramm geeignet, die Ergebnisse der Landschaftsanalyse zu berücksichtigen und konkrete Zielsetzungen und Maßnahmen daraus abzuleiten. Dabei können z. B. besonders schützenswerte Räume abgegrenzt und Biotopverbundachsen unter besonderer Berücksichtigung des Landschaftszerschneidungsgrades bestimmt werden. Weiterhin können die Ergebnisse im Rahmen der Umgebungslärmrichtlinie genutzt werden.

Die Landschaftszerschneidung sollte in alle konzeptionellen Planungen mit räumlichem Bezug Eingang finden, z. B. Verkehrswege-(Bedarfs)planungen (auf allen Planungsebenen), regionale Erholungsplanungen, ggf. Regionalparke. Bei der Beurteilung der Lebensraumqualität für geschützte Arten in bestimmten Gebieten kann die Ermittlung der effektiven Maschenweite ein wichtiger Indikator sein (etwa große Naturschutzgebiete, Landschaftsschutzgebiete, FFH- oder Vogelschutzgebiete).

Durch eine Weiterentwicklung und Standardisierung auf Bundesebene können bundesweit vergleichbare Daten ermittelt werden, sodass großräumige Vergleiche möglich sind. Das ist unter Umständen sinnvoll und hilfreich, um den in der Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie (FFH-Richtlinie) geforderten Verbund der im Netz NATURA 2000 ausgewiesenen Schutzgebiete (FFH-Gebiete) zu gewährleisten.

Um konkretere Aussagen aus dem Wert der effektiven Maschenweite ableiten zu können, wären vertiefende Untersuchungen sehr hilfreich um der Frage nachzugehen, auf welche Tierart sich eine bestimmte Zerschneidung in welcher Weise auswirkt. Das bezieht sich insbesondere auf die im Anhang IV der FFH-Richtlinie geschützten Arten.

Zerschneidungselemente nach LIKI-Kriterien (auf Basis der Verkehrsmengenzählung)

Innerhalb des Projektes „Analyse der Landschaftszerschneidung in Hessen“ sowie der Verkehrsstärkedaten des Bundeslandes und der an Hessen angrenzenden Bundesländer wurde eine Zerschneidungsgeometrie erstellt, die den Kriterien der Länderinitiative für einen einheitlichen Satz von Kernindikatoren entspricht. Bundesweit wird diese Berechnung vom Bundesamt für Naturschutz für alle Bundesländer im Maßstab 1:250 000 bereitgestellt; für Hessen dient als Grundlage das DLM 25.

Die Berechnung legt folgende Zerschneidungs- bzw. Trennelemente (LIKI-Kriterien) zu Grunde (vgl. auch oben):

Sinkt die Verkehrsbelastung unter 1000 Kfz/Tag, wird ein solcher Straßenabschnitt als entschneidend gewertet.

Mittlerweile liegen zwei Zeitschnitte der Berechnung für Hessen mit den Daten der Straßenverkehrszählung aus 2000 und 2005 vor.

Beim ersten Zeitschnitt wurden aus den angrenzenden Bundesländern ebenfalls ATKIS DLM 25 Daten sowie Verkehrsstärkedaten verwendet und eine grenzüberschreitende Berechnung der großen unzerschnittenen Räume vorgelegt. Die Verkehrsstärkedaten stammen aus einem Projekt, bei dem aus allen Bundesländern die digital aufbereiteten Verkehrsstärkedaten zusammengeführt wurden (Esswein et al. 2005). Die ATKIS Objektarten der Flughäfen, Siedlungen und Schienen wurden aus Nordrhein-Westfalen, Rheinland-Pfalz, Baden-Württemberg und Bayern zur Verfügung gestellt. Für Thüringen und Niedersachsen konnten die Daten leider nicht bereitgestellt werden. Hier wurden die Grenzräume nur über die Verkehrsstärkedaten ermittelt und nachträglich auf Grundlage der bundesweiten Zerschneidungsgeometrie überarbeitet. Es kann daher in diesen Grenzräumen zu leichten Ungenauigkeiten kommen, da hauptsächlich Siedlungsbereiche fehlen. Der Zerschneidungsgrad wird dort leicht unterschätzt.

Das Ergebnis wird in der Karte "Unzerschnittene Räume nach LiKi-Kriterien Stand 2000" dokumentiert. Durch die veränderten Trennelemente erhöht sich der Anteil an Räumen über 100 km² gegenüber den Berechnungen ohne Berücksichtigung der Verkehrsbelastung erheblich. Die grenzüberschreitende Betrachtungsweise zeigt allerdings, dass die meisten unzerschnittenen Räumen in den Grenzbereichen zu den anderen Bundesländern liegen.

Grundlage waren die ATKIS-DLM 25-Daten (Stand 2003, Maßstab 1:25 000) und die DTV-Werte (Jahresmittelwerte DTV) vom Hessischen Landesamt für Straßen- und Verkehrswesen, Wiesbaden. Sie beziehen sich auf die Verkehrsmengenkarte 2000. In Einzelfällen, z. B. bei fehlenden oder nicht eindeutig zuordenbaren Zählstellen, wurden Daten von 1995 verwendet oder aufgrund von Modellrechnungen nachberechnet.

Der Endbericht dieser Studie ist ebenfalls im Internetauftritt des Hessischen Landesamtes für Umwelt und Geologie (HLUG) verfügbar (pdf-Format).

Bei der zweiten Berechnung konnte aufgrund des sehr hohen Aufwandes diese grenzüberschreitende Betrachtung jedoch nicht fortgeführt werden, so dass in der Berechnung für 2005 die hessische Grenze als (künstliches) Zerschneidungselement eingegangen ist.

Die Berechnung der Zerschneidungsgeometrie nach den LIKI-Kriterien basiert auf:

Für die UZR größer 100 km2 bietet es sich an sogenannte Steckbriefe anzufertigen. Ein Beispiel hierfür wurde bereits für den Raum Wispertal/Taunus/Rheintal erstellt.

Eine weitere Betrachtung der inneren Struktur der großen unzerschnittenen Räume wird mit der neuen Berechnung von 2005 vorgelegt.

Ergebnisse aus den Berechnungen 2000 und 2005

Den Berechnungen von 2000 und 2005 liegt das Ausschneideverfahren zugrunde. Bei der vergleichenden Betrachtung der Zeitschnitte wird jeweils die Landesgrenze als Barriere betrachtet, was bedeutet, dass alle Grenzflächen entlang der Landesgrenze abgetrennt werden. Dies beeinflusst insbesondere im östlichen Grenzbereich zu Thüringen und Bayern die Ergebnisse.

Tab.2: Ergebnisse der effektiven Maschenweite meff für Hessen: Dargestellt sind die Werte für das Ausschneideverfahren (AsV). Neben den Werten der effektiven Maschenweite sind die Anzahl der Flächen. die größte Fläche, sowie die Anzahl der UZVR100 und 50 angegeben. Die Landesfläche Hessens wird mit 21 116 km² eingerechnet.

Zeitpunkt
Effektive
Maschen-
weite (meff)
Größe der
größten Fläche
Unzerschnittene Räume
> 50 km²
Unzerschnittene Räume
> 100 km²
Anzahl Gesamtfläche /
% der Landesfl.
Anzahl Gesamtfläche /
% der Landesfl.
32,32 km²
174,0 km²
62
4 869 km² / 23,06 %
13
1579 km² / 7,48 %
34,89 km²
319,9 km²
55
4 685 km² / 22,19 %
14

1870 km² / 8,85 %

Die effektive Maschenweite für die Landesfläche Hessens hat sich von 32,53 km² im Jahr 2000 auf 34,89 im Jahr 2005 vergrößert. Das bedeutet, der Landschaftszerschneidungsgrad ist um 2,75 km² gesunken. Diese Entwicklung ist vor allem auf den größten Raum mit 319 km² nördlich von Bebra zurückzuführen. Hier gibt es mehrere Landes- und Kreisstraßen mit Werten um 1000 Kfz/Tag. Im Jahr 2000 lagen alle Straßen knapp über 1000 Kfz/Tag, im Jahr 2005 liegen einige Abschnitte unterhalb diese Marke, wodurch Lücken im Netz und damit ein sehr großer UZVR entstehen. Insgesamt ergeben sich 14 Flächen, die größer als 100 km² sind und mit 1870 km² 8,85 % der Landesfläche bedecken. Im Vergleich zu 2000 ist dies eine Fläche mehr. Mit Blick auf die nachfolgenden Karten

Abb. 3 :Entwicklung der Landschaftszerschneidung in Hessen (LIKI-Geometrien)

 

 

wird jedoch deutlich, dass die Veränderungen nicht nur an einer Stelle auftreten, sondern dass sich an einigen Stellen Abweichungen ergeben haben.

Stärkere Veränderungen ergeben sich auch bei den Flächen zwischen 50 und 100 km²:
Die Anzahl der Flächen über 50 km² Größe verringert sich von 62 auf 55. Das bedeutet einen Rückgang um 7 Räume, jedoch nur um 0,87 % der Landesfläche (entspricht ca. 184 km²).

Im Vergleich der beiden Geometrien UZVR im Jahr 2000 und 2005 zeigen sich bei den großen Flächen von Norden nach Süden folgende Veränderungen

Auch wenn geringfügige Verbesserungen zu erkennen sind, gehört Hessen immer noch zu den am stärksten zerschnittenen Bundesländern. Zudem wird durch die entschneidende Wirkung auch kleinerer Straßenabschnitte bei einem Absinken der Straßenverkehrsbelastung unter 1000 Kfz/Tag im Jahr 2005 ein eher positives Bild gezeichnet.

Die Situation von Straßenabschnitten mit weniger als 1000 Kfz/Tag verdeutlicht sehr stark die methodische Problematik der Bewertung von Straßen, deren Verkehrsbelastung unter diesen Schwellenwert von 1000 Kfz/Tag sinkt. Sobald eine „Lücke“ im Straßenverlauf vorliegt (z. B. ein Bereich auf dem keine Zähldaten vorliegen oder die Zähldaten unterhalb von 1000 Kfz/Tag liegen), öffnet sich der Raum und die weniger befahrene Straße wird bei der Berechnung des Zerschneidungsgrades nicht weiter als Zerschneidung berücksichtigt. Damit kommt einer Betrachtung jedes einzelnen UZVR und seiner inneren Zerschneidung je nach Erkenntnisinteresse sehr große Bedeutung zu (vergleiche dazu Kapitel "Innerer Zerschneidungsgrad" zur Berechnung von Distanzwerten und Modellierung eines Pseudoreliefs). Ein Absinken der Verkehrsstärke unter den festgelegten Schwellenwert kann unterschiedliche Relevanz haben beispielsweise für die Erreichbarkeit bzw. die Population der Wildkatze oder die von Amphibien (Problem: Finden der „Lücke“).

Die Änderungen sind somit zahlreich und es wird deutlich, dass die alleinige Betrachtung der Zahlenangaben nur eine erste Information über die Entwicklung des Zerschneidungsgrades auf Landesebene gibt.

Weitere Ergebnisse zur regionalen Betrachtung:

Diagramm 2:Entwicklung der effektiven Maschenweite der drei Regierungsbezirke Hesens. Dargestellt ist die effektive Maschenweite des Ausschneideverfahrens (AsV) in den Jahren 2000 und 2005)r

 

Diagramm 3: Entwicklung der effektiven Maschenweite der 26 Kreise Hessens. Dargestellt ist die effektive Machenweite nach dem Ausschneideverfahren (AsV) im Jahr 2000 und 2005.

 

Abb. 4: Effektive Maschenweite der 26 Kreise Hessens
Trennelemente: Straßen > 1000 Kfz/Tag, Siedlungen, Schienen (mehrgleisig, eingleisig und elektrifiziert), Flughäfen, Tunnel mit einer Länge > 1 km wirken entschneidend.
Berechnungsmethodik: Einseitiges Beziehungsverfahren, ohne Einbezug grenzüberschreitender Flächen.

 

Tab. 3: Effektive Maschenweite der Stadt- und Landkreise Hessens. Aufgeführt ist die Größe des Kreises, sowie die Werte nach dem Ausschneideverfahren (AsV), rote Zahlen bedeuten eine negative Entwicklung.

    effektive Maschenweite meff [km²] 2000 effektive Maschenweite meff [km²] 2005 Veränderung 2000/2005 [%]
Kreis
Fläche [km²]
AsV
AsV
AsV
Darmstadt
122,3
7,49
6,82
-8,93
Frankfurt am Main
248,4
2,55
1,90
-25,33
Hochtaunuskreis
481,9
16,22
14,70
-9,36
Kassel
105,9
7,07
3,71
-47,56
Lahn-Dill-Kreis
1066,2
15,86
13,45
-15,18
Landkreis Bergstraße
719,4
20,46
14,95
-26,92
Landkreis Darmstadt-Dieburg
658,4
10,48
9,72
-7,21
Landkreis Fulda
1380,6
22,25
18,21
-18,17
Landkreis Gießen
854,6
11,15
11,74
3,52
Landkreis Groß-Gerau
453,0
16,32
16,83
3,15
Landkreis Hersfeld-Rotenburg
1097,7
33,98
38,78
17,06
Landkreis Kassel
1293,0
25,21
22,39
-11,18
Landkreis Limburg-Weilburg
738,5
11,15
11,16
0,07
Landkreis Marburg-Biedenkopf
1262,5
34,69
28,76
-17,09
Landkreis Offenbach
356,1
7,25
6,72
-7,32
Landkreis Waldeck-Frankenberg
1848,9
50,20
42,3
-15,75
Main-Kinzig-Kreis
1397,2
32,28
29,91
-7,34
Main-Taunus-Kreis
222,5
3,93
3,78
-3,93
Odenwaldkreis
623,8
34,19
31,29
-8,49
Offenbach am Main
44,8
1,81
1,65
-9,04
Rheingau-Taunus-Kreis
811,4
38,53
52,93
37,38
Schwalm-Eder-Kreis
1539,0
25,06
31,58
26,01
Vogelsbergkreis
1458,8
27,04
31,12
15,10
Werra-Meißner-Kreis
1024,7
38,08
51,31
34,73
Wetteraukreis
1100,8
13,76
15,78
14,66
Wiesbaden
203,9
6,20
6,11
-1,53

 

Informationen zum inneren Zerschneidungsgrad der UZVR

Um die UZVR näher zu charakterisieren, werden mit der neuen Berechnung erstmals weitere Informationen für die hessischen UZVR zur Verfügung gestellt:

Die Berechnung dieser Kennzahlen für die UZVR geht auf eine Methodik des Geologischen Bundesamtes der USA zurück. Thüringen hat dieses Verfahren weiterentwickelt und bereits angewandt (Voerkel 2007); die Berechnungen für Hessen wurden in Anlehnung daran durchgeführt.

Mittelwert und Maximalwert der Distanzen
Erste Hinweise auf die innere Zerschneidung geben die beiden Distanzwerte zur nächsten Zerschneidung. In Hessen findet sich der entfernteste Punkt im UZVR 13 mit 3650 m Entfernung zur nächsten Zerschneidung, gefolgt vom UZVR 2 mit 3310 m und UZVR 14 mit 2640 m bis zur nächsten Zerschneidung.

Die mittlere Distanz ermöglicht eine allgemeine Aussage über den UZVR. Dabei weist ein hoher Wert der mittleren Distanz auf größere Abgeschiedenheit (geringere innere Zerschneidung) hin.
Betrachtet man diese mittlere Distanz zur nächsten Zerschneidung für die hessischen UZVR, so stellt sich die Situation am günstigsten im UZVR 13 (953 m), UZVR 2 (817 m) und UZVR 7 (703 m) dar.

Tab.4: Kennwerte der Distanzen der UVZR 100 Hessens. Angegeben sind die Flächengröße, die maximale und die mittlere Distanz zum nächsten Zerschneidungselement, das Volumen des Pseudoreliefs, sowie das Verhältnis von Volumen zu Fläche, welches den inneren Zerschneidungsgrad näher definiert.

ID
Fläche [km²]
maximale Distanz [m]
mittlere Distanz [m]
Volumen [km²]
Verhältnis Volumen/Fläche
1
105
1941
607
64
0,61
2
106
3310
817
87
0,82
3
320
2232
638
204
0,64
4
146
2416
680
99
0,68
5
105
2369
611
64
0,61
6
110
2170
637
70
0,64
7
111
2482
703
78
0,70
8
121
2358
694
84
0,70
9
121
1833
518
63
0,52
10
108
2311
666
72
0,67
11
107
1843
515
55
0,51
12
119
2227
556
66
0,55
13
195
3650
953
186
0,95
14
104
2640
676
67
0,64

Volumen des Pseudoreliefs
Hier werden für jeden Punkt innerhalb einer Geometrie die Abstände zur nächsten Straße bzw. Siedlung ermittelt, die dann zur Veranschaulichung in ein Pseudorelief umgewandelt werden. Dabei werden Distanzen in Höhen umgewandelt und als „Pseudoberge“ dargestellt. Nach Voerkel werden – nach Bildung von Rasterzellen von 50*50 m – die „Rasterzellen ... mit den Abstandswerten bis zu einer nächstgelegenen Zerschneidung belegt – die Zahlen sind in Meter angegeben. Werden die Raster von Siedlungen oder Stichstraßen angeschnitten, so wird ihnen im geographischen Informationssystem die Entfernung Null zugewiesen“ (Voerkel 2007, S. 9).

Das Volumen wird in km³ angegeben. Wie oben beschrieben, werden die Entfernungen als Höhen eines Pseudoreliefs abgetragen. Je höher ein „Berg“ ist, desto weiter ist man von der nächsten Zerschneidung entfernt. Somit entsprechen die „höchsten Berge“ den abgeschiedensten Gebieten.
Die Modellierung eines solchen Pseudoreliefs gibt einen bildlichen Eindruck von der Struktur eines Raumes und veranschaulicht insbesondere wie sich tatsächliche Stichstraßen oder Straßenabschnitte mit weniger als 1000 Kfz/Tag – diese werden nicht als Zerschneidung gewertet - und Siedlungen im UZVR verteilen und zur inneren Zerschneidung beitragen.

Sehr starke Abweichungen im Rang der UZVR zwischen Fläche und Volumen treten in den Räumen 9 und 2 auf. Der UZVR 9 liegt bei der Fläche an vierter Stelle, ist also sehr groß, schneidet bei der Volumenberechnung aber schlecht ab (Rang 13). Umgekehrt verhält es sich beim UZVR 2, der relativ klein ist (Platz 11), aber ein erhebliches Volumen hat (Rang 4). Hieraus ergibt sich, dass der UZVR 2 im Inneren wenig, der relativ große UZVR 9 aber eher stark zerschnitten ist.

Abb. 5: Innere Zerschneidung der UZVR.
Volumen des Pseudorelief der UZVR 100. Das Volumen errechnet sich aus der Summe der Distanzen pro 50 m2 Rasterfläche.
Zerschneidungselemente: Straßen > 1000 Kfz/Tag, Siedlungen, Schienen (mehrgleisig, eingleisig und elektrifiziert), Flughäfen, Tunnel mit einer Länge > 1 km wirken entschneidend.

 

Distanzwerte und Pseudorelief der UVZR100 Hessens

Jeweils in einer Zeile werden zwei Abbildungen des Unzerschnittenen Verkehrsarmen Raumes gezeigt. Die erste Abbildung zeigt die Distanzwerte (Distanzen zur nächsten Zerschneidung) des UVZR vor dem Hintergrund der TK200. Die zweite Abbildung das Pseudorelief des Volumens in einer 3D-Darstellung.

 

UZVR 1

 

UZVR 2

 

UZVR 3

 

UZVR 4

 

UZVR 5

 

UZVR 6

 

UZVR 7

 

UZVR 8

 

UZVR 9

 

UZVR 10

 

UZVR 11

 

UZVR 12

UZVR 13

 

UZVR 14

 
   
   

 

Quellen

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

H. ESSWEIN, H.-G. SCHWARZ-VON RAUMER (2008): Landschaftszerschneidungsgrad und Distanzwerte für Hessen unter Berücksichtigung der LIKI-Kriterien (im Auftrag des Hessischen Landesamtes für Umwelt und Geologie)

ESSWEIN et al. (2002): Landschaftszerschneidung in Baden-Württemberg. Zerschneidungsanalyse zur aktuellen Situation und zur Entwicklung der letzten 70 Jahre mit der effektiven Maschenweite, Nr. 214/Juni 2002, Akademie für Technikfolgenabschätzung in Baden-Württemberg.

H. ESSWEIN, H.-G. SCHWARZ-VON RAUMER (2004):Analyse der Landschaftszerschneidung in Hessen. Stuttgart.

FACHSTANDPUNKTE DER THÜRINGER LANDESANSTALT FÜR UMWELT UND GEOLOGIE (Hrsg.) (11/2007): Neue Kennzahlen zur Bewertung der Störungsarmut von geographischen Räumen in Thüringen (Bearbeitung: Dietmar Voerkel)

JAEGER, J. (2001): Beschränkung der Landschaftszerschneidung durch die Einführung von Grenz- oder Richtwerten. Natur und Landschaft 76 (1) S. 26-34.

JAEGER J., H. ESSWEIN, H.-G. SCHWARZ-VON RAUMER, M. MÜLLER (2001): Landschaftszerschneidung in Baden-Württemberg. Ergebnisse einer landesweiten räumlich differenzierten quantitativen Zustandsanalyse. Naturschutz und Landschaftsplanung 33 (10) S. 305-317 (mit Kartenbeilage).

JAEGER J., H. ESSWEIN, H.-G. SCHWARZ-VON RAUMER (2004): Landschaftszerschneidung messen: die Methode der effektiven Maschenweite meff. Faltblatt. Zürich. (auch: Download unter http://www.nls.ethz.ch/pub/FaltblattLandschaftsz.pdf)

LANA – Länderarbeitsgemeinschaft für Naturschutz, Landschaftspflege und Erholung (1995): Beschlüsse "Naturschutz und Verkehr". Umweltministerium Baden-Württemberg (Ed.) Stuttgart.

LASSEN, D. (1979): Unzerschnittene verkehrsarme Räume in der Bundesrepublik Deutschland. Natur und Landschaft 54. Jhg. (1979) Heft 10. S. 333-334.

LASSEN, D. (1987): Unzerschnittene verkehrsarme Räume über 100 km² Flächengröße in der Bundesrepublik Deutschland. – Fortschreibung 1987 -. Natur und Landschaft 62. Jhg. (1987) Heft 12. S. 532-535.

Gesetz über Naturschutz und Landschaftspflege (Bundesnaturschutzgesetz – BNatSchG) vom 25. März 2002 (BGBl. I S. 1193), zuletzt geändert durch Gesetz vom 24. Juni 2004 (BGBl. I S. 1359).


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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