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- Abschlussbericht -
Autorin: Gabriele Dederer
unter Mitarbeit von Dr. Karin Boos, Dr. Philipp Kanstinger, Dr.
Roland Krone, Christof
Schneider, Jutta Beher, Dr. Ralph Kuhlenkamp und Britta Kind
Eine Arbeit von Im Auftrag des
2
Inhaltsverzeichnis
Material und Methoden
.................................................................................................................
7
2 Datenerhebung
..............................................................................................................................
8
3 Zum bisherigen Kenntnisstand des Artinventars des Makrobenthos am
HSG (Bezugsstudien) 14
4 Anpassung und Erarbeitung einer Referenzliste lebensraumtypischer
Makrobenthos-Arten für
den HSG
..............................................................................................................................................
14
6. Aufwandseinschätzung der ausschließlich taucherischen in situ
Bestandsaufnahme
(Zählrahmen)
......................................................................................................................................
21
Ergebnisse
...................................................................................................................................
21
3 Zustandsbewertung des HSG – „Vollständigkeit des
lebensraumtypischen Artinventars“ ........ 29
4 Aufwandseinschätzung – Beprobung mit Zählrahmen
...............................................................
31
Diskussion
...................................................................................................................................
32
Methodenvergleich
............................................................................................................................
36
Bewertung des HSG nach FFH-RL und Empfehlungen für die zukünftig
routinierte Monitoring
Methode des LRT-Artinventars
..........................................................................................................
40
Danksagung
.................................................................................................................................
47
Literatur
......................................................................................................................................
48
Ansatz zur gemeinsamen Bewertung von sessilen und kolonialen
Organismen für zukünftige
Auswertungen
....................................................................................................................................
52
BfN Bundesamt für Naturschutz
LANA Bund/Länderarbeitsgemeinschaft Naturschutz, Landschaftspflege
und Erholung
LLUR Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume
Schleswig-Holstein
LRT Lebensraumtyp nach FFH-Richtlinie
MDM Mobile demersale Megafauna
ROV Remotely Operated Vehicle
SLR Single-Lens Reflex (Spiegelreflexkamera)
sechs Seemeilen nordöstlich von Helgoland gelegenen Riffs und FFH-
Gebietes „Steingrund“ (DE 1714-
391, „Helgoländer Steingrund“, HSG) und dessen Bewertung
hinsichtlich des Erhaltungszustand nach
FFH-RL. Neben der Bestandsaufnahme der Lebensgemeinschaften des
Makrobenthos, stand die
Entwicklung eines Konzepts für die taucherische Riffkartierung im
Vordergrund. Deshalb richtete sich
ein Fokus dieser Arbeit besonders darauf zu testen, inwieweit
Tauchuntersuchungen überhaupt
effizient, kostengünstig und routiniert eingesetzt werden könnten
um belastbare quantitative
Datengrundlagen zu generieren. Die Methoden der taucherischen
Untersuchung basierte im
Wesentlichen auf der „Water quality – Guidance on marine surveys of
hard substrate communities” (ISO
19493: 2005) und dem Marine Monitoring Handbook (Davies et al.,
2001). Dabei werden kombiniert
Beprobungen mit Zählrahmen, Transektbetauchungen und Unterwasser
Foto- und Videodo-
kumentationen eingesetzt. Ferner sollten vorhandene
Schleppkameraaufnahmen des Gebietes aus den
Jahren 2004 bis 2008 exemplarisch ausgewertet werden, um zu testen
ob solche Aufnahmen geeignet
sind, um Riffe zu kartieren und die Lebensgemeinschaft zu
beschreiben. Im August 2014 wurde in
taucherischen Beprobungen das Artinventar des HSG an 44
ausgewählten Stationen mittels Zählrahmen
(insgesamt 11 m2 Fläche) qualitativ und quantitativ erfasst.
Zusätzlich wurde neben den in situ
Aufnahmen Probenmaterial entnommen und im Labor nachbestimmt. Die
mobile demersale Megafauna
(MDM) wurde mit Transektabtauchungen aufgenommen. Mit dieser
Methodenkombination konnten
129 Arten identifiziert werden. Für die Zustandsbewertung des HSG
wurde ein Abgleich des
aufgenommenen Artinventars mit der Referenzartenliste (LRT-Liste)
vorgenommen. Dazu wurde die
LRT-Liste an den Standort angepassten. Die Anpassung (Hinzunahme
oder Ausschluss von Arten)
erfolgte anhand von Literaturdaten, auf Basis der vorliegenden
Arbeit und durch die Einschätzung
einzelner taxonomischer Großgruppen durch Experten. Die an das
Gebiet des HSG angepasste
regionaltypische LRT-Liste enthält 119 regionaltypische
Referenzarten, die lebensraumtypisch für das
Riff sind. Auf dem HSG konnten mit der taucherischen
(nicht-destruktiven) Datenerhebung mit 81 Arten
mehr als die Hälfte (68 %) des laut LRT-Liste zu erwartenden
regionaltypischen Artinventars erfasst und
identifiziert werden. Die FFH-RL Bewertungsrichtlinien wurde im
Rahmen der vorliegenden Arbeit an die
Bewertungsstufen von Darr und Zettler (2009) angepasst (Klasse A:
100 - 80 %, Klasse B: 80 – 60 %,
Klasse C: 60 -0 %). Das taucherisch identifizierte Artenspektrum
führt in der abschließenden Bewertung
dazu, dass der Erhaltungszustands des HSG als „gut“ eingestuft
wird. In dem vorliegenden Bericht
werden die Vor- und Nachteile der hier eingesetzten
Beprobungsmethoden herausgearbeitet und
diskutiert. Für zukünftige wissenschaftliche Untersuchungen von
Riffen wird eine Kombination aus in
5
und durch Taucher angefertigte Foto- und Filmaufnahmen
vorgeschlagen.
Über die Bewertung des Lebensraumes HSG anhand qualitativer Daten
hinaus wird eine
Zustandseinschätzung anhand quantitativer Erfassungen vorgestellt.
Diese kann als eine zweite Basis für
die Beobachtung quantitativer Veränderungen in den
Lebensgemeinschaften des HSG eingesetzt
werden und einen weiteren Aspekt in der realistischen Bewertung des
Erhaltungszustandes liefern.
Allgemeiner Überblick und Hintergrund
Ziel gesetzt, die biologische Vielfalt in ihren Mitgliedsländern zu
erhalten. Hierzu soll ein günstiger
Erhaltungszustand der Arten und Lebensraumtypen von
gemeinschaftlichem Interesse wiederhergestellt
oder bewahrt werden. Das dazugehörige allgemeine Monitoring
(Artikel 11) stellt eine wissenschaftliche
Herausforderung dar, da geeignete Evaluierungsmethoden,
Zustandsindikatoren und
lebensraumtypische Arten-Listen erarbeitet werden müssen. Dies
trifft im besonderen Maße auf den
marinen Lebensraum zu, da die Unterwasserwelt schlechter zu
beobachten ist als Lebensräume an Land
und Messungen in der Regel aufwands- und kostenintensiver sind
(Krause et al., 2008). Die Entwicklung
spezifischer Bewertungsschemata (lebensraumtypische
Habitatstrukturen, lebensraumtypisches
Arteninventar und Beeinträchtigungen) für die FFH Meeres- und
Küstenlebensraumtypen in der Nord-
und Ostsee ist dennoch weit fortgeschritten (Schnitter, 2006;
Krause et al., 2008). So wurden erste
lebensraumtypische Artenlisten (LRT-Arten) erstellt, die das
funktionelle Gefüge eines Lebensraumes
widerspiegeln können (Krause et al., 2008; Kennblatt Riffe SH,
2011). Diese Artenlisten müssen nun an
die regionalspezifischen Gegebenheiten angepasst und entsprechend
erweitert werden. Insgesamt sind
die submarinen Lebensräume der Meeresgewässer nur mit relativ hohem
technischen Aufwand
erkundbar und die Erfassung der gesamten, Lebensgemeinschaften kann
oft nur mit einer Kombination
mehrerer unterschiedlicher Monitoring-Methoden erfasst werden.
Diese Methoden müssen teilweise
noch weiterentwickelt und erprobt werden damit sie ihrer Aufgabe
gerecht und in den endgültigen
Kartierungsanleitungen präzise dargelegt werden können. Für den FFH
Lebensraumtyp „Riffe“ (1170)
gibt es bisher keine abschließenden Vorgaben welche Kartierungs-
und Bewertungsmethoden eingesetzt
werden sollen und in welchem Umfang die Lebensgemeinschaft erfasst
werden muss. Zusätzlich fehlen
bei den meisten Standorten Angaben zu historischen
Referenzzuständen des Artinventars, die eine
Bewertung mit aktuell erhobenen Daten möglich machen würden
(Beermann et al., 2010).
6
Sind Bezugsdaten verfügbar, so sind diese oftmals mit verschiedenen
Methoden erhoben worden und
somit quantitativ meistens nicht oder nur sehr schwer zu
vergleichen. Aus diesem Grund bleibt zunächst
nur der qualitative Vergleich, d.h. eine auf Präsenzangaben von
Arten basierende Bewertung.
Ziel der vorliegenden Studie war es, zunächst für das in der
südlichen Deutschen Bucht (Nordsee)
liegende Riffhabitat „Steingrund“ bei Helgoland (Helgoländer
Steingrund, HSG) eine solche Liste von
Referenzarten des Makrozoo- und -phytobenthos anhand von
vorangegangenen Untersuchungen zu
erarbeiten. Auf Grundlage dieser Referenzliste sollte in einer
vergleichenden Abschätzung mit in der
vorliegenden Untersuchung neu gewonnenen und bereits vorhandener
taucherisch erhobenen
Bestandsdaten (de Kluijver, 1991) eine Bewertung des
lebensraumtypischen Artbestandes im HSG
anhand qualitativer Daten vorgenommen werden.
Grundsätzlich können für Bestandsaufnahmen des Makrobenthos
destruktive und nicht-destruktive
Untersuchungsmethoden verwendet werden. Zu den am häufigsten
eingesetzten destruktiven
Methoden zählen der Einsatz von Dredgen und Bodengreifern, wogegen
bei nicht-destruktiven
Vorgehensweisen meist Videoschlitten, ROVs oder Taucher eingesetzt
werden. Jede dieser Methoden
hat spezifische Vor- und Nachteile. Der Einsatz von Videoschlitten
beispielsweise unterliegt im
Gegensatz zum Einsatz von Tauchern keiner Begrenzungen bezüglich
der Tiefe oder der Dauer der
Untersuchung. Häufig ermöglicht er aber nur einen groben Überblick
zu den Gegebenheiten unter
Wasser. Teilweise können (semi-) quantitative Bestandsaufnahmen
vorgenommen werden (z.B.
Abschätzung des Bedeckungsgrades). Genaue Artbestimmungen sind kaum
möglich. Im Gegensatz dazu
kann bei taucherischen Beprobungen die vorhandene Flora und Fauna
mit der größtmöglichen
taxonomischen Genauigkeit bereits in situ bestimmt und
unbestimmbare Taxa für die sichere
Nachbestimmung selektiv entnommen werden. Da aber die Tauchzeit
stark tiefenabhängig (limitiert
durch Luftvorrat und Stickstoffanreicherung) ist, können lange
Transekte und in situ Untersuchungen
mittels Zählrahmen nicht in sehr tiefen Gebieten durchgeführt
werden. In großen Tiefen beschränkt sich
der nicht-destruktive Einsatz von Tauchern vor allem auf Foto- oder
Filmaufnahmen von definierten
Substrat- bzw.- Bodenbereichen.
Mit destruktiven Methoden (z.B. Dredge und Greifer) können im
Rahmen einer Beprobung in der Regel
größere Tiefen und Flächen (Dredge) beprobt werden. Auf Sandböden
erreicht der Einsatz solcher
Methoden eine große Auflösung des zu untersuchenden Gebietes und
somit eine zuverlässige Abbildung
des Artinventars. Aufgrund der flexiblen Sedimentbeschaffenheit von
Weichböden, kann der Einsatz
destruktiver Methoden auf Sand als weitgehend störungsfrei für das
betreffende System angesehen
werden. Hartböden hingegen können bei Beprobung mit der Dredge
empfindlich oder gänzlich gestört
werden. Der Einsatz von Greifern ist auf flächendeckenden
Steinriffen unmöglich da dieser nicht in das
Substrat eindringen und schließen kann.
7
und miteinander verglichen werden. Ferner sollten Vorschläge zu
deren Einsatz erarbeitet werden. Der
Einsatz konventioneller, destruktiver Methoden musste in die
Abwägungen miteinfließen.
Gegenstand des vorliegenden Berichtes sind die Ergebnisse einer
taucherischen Kartierung und
wissenschaftlicher Bewertung des Riffs und FFH-Gebietes
„Steingrund“ bei Helgoland. Neben der
Kartierung selbst stand die generelle Konzeptentwicklung für die
Kartierung von Riffen im Vordergrund.
Damit bot sich die Möglichkeit Erfahrungen hinsichtlich der
Durchführbarkeit von taucherbasierten
Datenaufnahmen in Riffhabitaten in der offenen Nordsee zu
erweitern. Für die Kartierung des HSG
sollten die Vorteile der taucherischen Bestandsaufnahme
(Zeitersparnis durch in situ Beobachtung;
zusätzliche Erkenntnisse etwa über Algendichte, vagile Makrofauna
außerhalb des Zählrahmens; genaue
Lokalisation) mit den Möglichkeiten der fotografischen und
filmischen Methode verglichen und
gegebenenfalls kombiniert werden. Zudem wurden verfügbare
Schleppkamera-Aufnahmen vom HSG
aus den Jahren 2005 - 2008 (Dr. Lars Gutow, AWI) hinsichtlich des
Artenspektrums und der
Einsetzbarkeit bei Riffkartierungen sowie einem Vergleich zur
taucherischen Kartierung ausgewertet. In
wie weit tauchergestützte Videoaufnahmen von Tauchtransekten eine
in situ Aufnahme unterstützen
oder komplett ersetzen können, wurde mittels Auswertung einzelner,
durch Taucher abgefilmter
Zählrahmen evaluiert.
1 Untersuchungsgebiet „Steingrund“ bei Helgoland (HSG)
Der Helgoländer Steingrund (im folgenden als HSG bezeichnet)
befindet sich auf 54°14.00 N und
008°03.00 W. Es handelt sich um ein halbmondförmiges Riff, das aus
dem umliegenden, etwa 14 – 18
Meter tiefen Meeresboden, emporragt und bis auf 8 m unter den
Meeresspiegel ansteigt. Das Gebiet
befindet sich 6 Seemeilen nordöstlich der Hauptinsel Helgoland
entfernt. Es weist eine Fläche von etwa
159 ha auf (Abb. 1). Der HSG ist ein ausgewiesenes FFH- und Natura
2000-Gebiet (DE 1714-391) und soll
in seiner Bedeutung als Verbindungselement und Rückzugsraum für
Meeresorganismen und als
Nahrungsgebiet für Seevögel erhalten werden.
Das Riff ist durch Verwitterungsmaterial einer vom Meeresboden
aufragenden Endmoräne
gekennzeichnet (BfN Gebietssteckbrief FFH DE 1714-391)). Der HSG
ist Teil einer Moräne, des Warthe-
Stadiums der Saale Eiszeit, die vom Festland in Höhe Eiderstedt
östlich an Helgoland vorbei und über das
8
Sylter Außenriff bis hin zum Limfjord führt (Stocks, 1955). Der HSG
und der Helgoländer Felssockel
grenzen sich mit ihrer Fauna und Flora stark gegen die sonst
vorherrschenden Weichgebiete ab (Boos et
al., 2006). Riffe, Sandbänke und Wasserflächen bilden zusammen
einen seltenen und artenreichen
Lebensraum der Nordsee und sind daher besonders schützenswert. Das
Riff ist eng mit Sandbänken
(FFH-LRT 1110) verzahnt, die insbesondere als Lebensraum für
Seehunde und Kegelrobben von
Bedeutung sind. Die umgebenden flachen Meerwasserbereiche werden
von Schweinswalen und Robben
als Nahrungsgebiet genutzt. Durch die besonders große Heterogenität
des Habitats und der generell
geringen Verfügbarkeit von felsigem Hartboden in ansonsten
umgebenden sandigen Substraten ist
dieser durch einen hohen Grad an Biodiversität gekennzeichnet.
Damit übt der HSG als eindrucksvoller
Steinriff-Biotopkomlex (Rachor und Nehmer, 2003) eine wichtige
Trittstein- und Regenerationsfunktion
für Benthosorganismen benachbarter FFH-Gebiete aus und dient als
Nahrungsgebiet vorkommender
Vogelarten im Seevogelschutzgebiet Helgoland (BfN Gebietssteckbrief
FFH DE 1714-391).
2 Datenerhebung
Der HSG wurde möglichst großflächig beprobt um eine vollständige
repräsentative Bestandsaufnahme
der Lebensgemeinschaften zu gewährleisten (Abb. 1, Tab. 1). Die
taucherische Beprobung fand an 6
aufeinanderfolgenden Tagen (03.08. - 08.08.2014), während der
Stauwasserzeiten, statt. Durch die stark
exponierte Lage des HSG bietet sich nur zu Stauwasserzeiten die
Möglichkeit taucherische quantitative
Erfassungen effektiv und verlässlich durchzuführen. An 10
unterschiedlichen Positionen wurden 14
Tauchgänge in 9 – 13 m Tiefe durchgeführt. Hierbei wurden entlang
17 verschiedener Transekte
insgesamt 44 Beprobungen mittels eines 50 x 50 cm Zählrahmens
durchgeführt. Auf vier Transekten
wurde zusätzlich die mobile demersale Megafauna (MDM) aufgenommen
(Tab. 1). Die exakten
Standorte der Zählrahmen bzw. der MDM Transekte entsprachen zum
Teil den Schleppstrecken der
Videoaufnahmen die durch das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und
Meeresforschung zur Verfügung
gestellt wurden (siehe unten) (Abb.1).
9
Abb. 1: Übersicht über das Untersuchungsgebiet HSG nordöstlich von
Helgoland, die Positionen der beprobten Zählrahmen (rote Punkte),
realisierter MDM Beprobungen (+ MDM) und AWI
Schleppkamera-Aufnahmen (AWI).
Pro Transekt wurden 2 - 4 Zählrahmen in einem Abstand von 50 m
ausgelegt und bearbeitet (Abb. 2).
Die Beprobungsmethode orientierte sich an ISO Guideline „Water
quality – Guidance on marine surveys
of hard substrate communities (ISO 19493: 2005) und dem Marine
Monitoring Handbook (Davies et al.,
2001). Getaucht wurde mit einer EXO-26 Maske mit Telefoneinheit
(Abb. 3a) um die einfache
Datenprotokollierung durch den Taucheinsatzleiter zu ermöglichen.
Die einzelnen Probepunkte wurden
mittels eines zeitlich synchronisierten GPS (Garmin, eTrex H)
georeferenziert. Das GPS wurde vom
Taucher auf einem Schwimmkörper (Boje) mit sich geführt. Hatte der
Taucher den Standort erreicht und
dies dem Protokollanten über die Sprechverbindung mitgeteilt, wurde
die genaue Uhrzeit für die
Georeferenzierung festgehalten. Somit konnte die genaue Position im
Nachhinein festgestellt werden.
10
Abb. 2: In situ Beprobung des HSG 2014: Qualitative und
quantitative Bestandsaufnahme des Makrobenthos mit 50 x 50 cm
Zählrahmen. MDM Transekte (semi-quantitativ): Aufnahme der MDM pro
m
3 über eine Distanz von 30
– 50 m. Der Taucher ist, mittels Tauchertelefon, mit dem
Taucheinsatzleiter und Protokollanten verbunden. Der Taucher führt
über einen Schwimmkörper ein synchronisiertes GPS Gerät zur
Standortbestimmung mit sich.
Für die semiquantitativen Beprobungen des Makrobenthos wurde ein
PCV-Zährahmen mit 50 cm
Kantenlänge und einer Fläche von 0,25 m² auf einer Rifffläche (min.
75 % Steinanteil) ausgelegt, die
darin befindliche Lebensgemeinschaft, wenn möglich auf Artniveau,
erfasst und das Substrat
beschrieben (Tab. 1). Dazu wurde die Abundanz sessiler kolonialer
Arten anhand ihrer prozentualen
Flächenbedeckung im Zählrahmen geschätzt und solitäre sessile und
mobile Arten gezählt. Organismen
die in Ritzen oder unter den Steinen vorkamen wurden, soweit
möglich, ebenso aufgenommen. Flächig
wachsende oder inkrustierende Arten, die sowohl auf Steinen als
auch als Epiphyten in ein und
demselben Zählrahmen vorkamen, wurden separat quantifiziert.
Zusätzlich zur Artidentifikation vor Ort
und zur Qualitätssicherung wurden Fotos der jeweiligen beprobten
Fläche gemacht. Von schwer
identifizierbaren Arten wurden kleinere Mengen Probenmaterial bzw.
wenige Individuen zur späteren
Nachbestimmung entnommen. Zum Auszählen der Zählrahmen wurde eine
Unterwasser-Lupe
verwendet (Abb. 3b). Für das Auszählen eines Zählrahmens wurden
durchschnittlich 20 Minuten
benötigt. Das entnommene Probenmaterial und der Bewuchs einzelner
Steine wurden in einer
laborbasierten Basisdatenaufnahme von Dr. Ralph Kuhlenkamp und
Britta Kind (Firma Phycomarin)
nachbestimmt. Bei vier Tauchgängen wurde zwischen den beprobten
Zählrahmen die MDM pro m3
aufgenommen (Krone et al., 2013). Die Taucher waren mittels
Sprechverbindung mit dem
Taucheinsatzleiter und Protokollanten verbunden, was eine zügige
Aufnahme gewährleistete.
30-50 m 30-50 m
11
Neben der in situ Bestimmung und der fotografischen Dokumentation
wurden von vier ausgezählten
Quadraten im Nachhinein 3 min dauernde Filmaufnahmen produziert.
Dies diente dazu, die Möglichkeit
der Artbestimmung mit diesen drei Methoden miteinander zu
vergleichen. Für die fotografische
Dokumentation wurde eine Digitalkompaktkamera (Panasonic DMC-TS1,
12.1 Megapixel, interner Blitz)
und für Filmaufnahmen eine GoPro Hero3 (HD 1080p 30 fps) (Abb. 3c)
genutzt.
Abb. 3: a) Taucher mit Vollgesichtsmaske neben Telefoneinheit.
Unter Wasser angesagte Arten werden an der Oberfläche protokoliert
(Foto: Martin Eckert). b): Taucher unter Wasser beim Auszählen
eines 50 x 50 cm Zählrahmens mit Lupe (Foto: Uli Kunz). c):
Snapshot Filmaufnahme (GoPro Hero3) bei der Beprobung eines
Zählrahmens. (Foto: Martin Eckert).
12
Tab. 1: Übersicht über Transekte entlang derer der Artenbestand am
HSG anhand von 50 x 50 cm Zählrahmen beprobt wurde. Das jeweilige
Untersuchungsdatum, die geographischen Koordinaten der einzelnen
Zählrahmen und die jeweilige tidenkorrigierte Tiefe sind
aufgeführt. Prozentualer Bedeckungsgrad des Untergrundes durch
unterschiedliche Substrate; prozentuale Gesamtbewuchs-Bedeckung.
Für vier Transekte wurde die mobile demersale Megafauna (MDM)
zwischen den Zählrahmen aufgenommen und in der vorliegenden Tabelle
mit „+“ markiert. Transekte mit dem Zusatz AWI, entsprechen den
Koordinaten ausgewerteter Schleppkamerafahrten.
Sand Kies Lose Steine Geröll
+
+
+
+
vorhanden = 0) Gesamt-
Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven, fertigte während diverser
Schiffsausfahrten (RV „Heincke“) in
den Jahren 2004 bis 2008 Videoaufnahmen des HSG mittels
Schleppkameras (MICRO Videokamera,
MARISCOPE, CMOS Video TV Auflösung) an. Diese wurden durch eine mit
dem Schiff verbundene
Schleppkamera realisiert. Dabei driftet das Schiff mit langsamer
Geschwindigkeit (1-2 kn) und die
Kamera folgt den Bewegungen des Schiffes. Anhand der
Schiffspositionen sind Aussagen zu den
Positionen der Kamera in Minutenabschnitten möglich. Diese
Videobänder wurden freundlicherweise
für die vorliegende Untersuchung zur Verfügung gestellt, um einen
methodischen Abgleich in der
Datenaufnahme zu erlauben. Neben der eigentlichen in situ Beprobung
wurden sieben zufällig
ausgewählte Aufnahmen aus dem Zeitraum zwischen 2004 und 2008
ausgewertet (Tab. 2). Dabei
wurden jeweils innerhalb eines Videos von 20 min Länge im Abstand
von 30 Sek. einzelne Standbilder
ausgewertet. Sämtliche auf einer Fläche von 0,25 m² zu erkennenden
Arten sowie das Substrat wurden
aufgenommen. Auf diese Weise konnte eine Gesamtfläche von 81,3 m2
(325 Beprobungspunkte bzw.
Bilder) abgedeckt werden.
Fahrt Datum
distanz [m]
HE214 01.08.04 54°14,012 08°03,010 54°13,950 08°03,690 16,3
745,0
HE235 31.07.05 54°13,897 08°03,154 54°14,212 08°03,518 12,7
704,0
P329 16.10.05 54°13,882 08°03,268 54°13,827 08°03,504 16 275,0
HE247 26.04.06 54°13,840 08°03,460 54°13,840 08°03,480 14,9
21,7
HE256 27.07.06 54°13,853 08°03,403 54°13,853 08°03,373 12,8
32,5
HE274 10.08.07 54°14,042 08°03,214 54°13,803 08°03,441 15,7 506,3
HE291 18.08.08 54°14,006 08°03,002 54°13,733 08°03,837 15
1035,7
14
3 Zum bisherigen Kenntnisstand des Artinventars des Makrobenthos am
HSG
(Bezugsstudien)
Es stehen nur sehr wenige Arbeiten zur Verfügung, in denen die
qualitative Zusammensetzung des
Artenspektrums auf dem HSG beschrieben wird. Als aktuelle
Bezugsstudien (max. 50 Jahre alt) liegen
derzeit nur die Arbeiten von de Kluijver (1991) und Kühne und
Rachor (1996) vor. Während
letztgenannte Autoren ihre Bestandsaufnahmen mittels Dredge und
Greifer durchführten, bestimmte de
Kluijver (1991) die Gemeinschaften in situ während mehrerer
Taucheinsätze direkt vor Ort. Zusätzlich
entnahm er selektiv Proben zur eindeutigen Nachbestimmung im Labor.
Ausgehend von diesen beiden
Arbeiten, ist die Diversität des Makrobenthos am HSG durch
insgesamt 289 bestimmte Taxa (davon 116
auf Grobsand und Steinen) (Kühne und Rachor, 1996), und einer durch
den Dreikantwurm
(Spirobranchus triqueter) dominierten Hartsubstratgemeinschaften
(de Kluijver, 1991) geprägt.
4 Anpassung und Erarbeitung einer Referenzliste lebensraumtypischer
Makrobenthos-
Arten für den HSG
Durch den Bund-Länder-Arbeitskreis „FFH-Berichtspflichten Meere und
Küste“ (BfN) wurden erste
Anleitungen zur Bewertung von Riffen in der Nordsee entsprechend
der Oslo-Paris Konvention
vorgegeben (Krause et al., 2008). Die darin aufgeführten
Artenlisten lebensraumtypischer (LRT)
Gemeinschaften müssen jedoch, aufgrund der großräumigen
geographischen Verbreitungen von Riffen
in der Nordsee und den damit verbundenen Unterschieden in den
charakterlichen
Lebensgemeinschaften, an jeweils regionalspezifische Gegebenheiten
angepasst werden (Krause et al.,
2008; Nehls et al., 2008). Arten gelten laut Nehls et al. (2008)
als charakteristisch wenn folgende
Kriterien erfüllt sind:
Häufigkeit: wenn eine Art mit einer Frequenz > 50 % an den
Stationen eines Teilgebiets
vorkommt
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit zusätzlich ausgewählte Kriterien
für die Identifikation
lebensraumtypischer Arten:
In situ Unterscheidbarkeit: Makrobenthos das mit bloßem Auge zu
erkennen ist unter zu
Hilfenahme von Lupe und Labornachbestimmung
15
Der Abgleich und somit die Bewertung des Lebensraumes HSG soll
durch den Vergleich der jeweils zum
Monitoring-Zeitpunkt erhobenen Daten mit einer Referenzliste
erfolgen. Durch die Beschränkung der
Untersuchung auf die taucherische, nicht destruktive Methode,
müssen somit Arten die ausschließlich
durch andere Methoden identifiziert werden können aus der Liste
ausgeschlossen werden.
Eine Anpassung von lebensraumtypischen Arten nach Krause et al.
(2008) und Kennblatt Riffe SH (2011)
an die örtlichen Verhältnisse des HSG und der gewählten
taucherischen Beprobung wurde durch die
Zusammenfassung der Artenliste von de Kluijver (1991) und der
vorliegenden Untersuchung
vorgenommen. Diese Referenzliste muss bei Neufunden, unter
Berücksichtigung der obig
angesprochenen Identifikationskriterien für lebensraumtypische
Arten, fortgeführt werden.
de Kluijver (1991) konnte 53 Arten (2 Algen, 51 Fauna)
identifizieren. In der vorliegenden Untersuchung
wurden weitere 62 Arten (9 Algen, 51 Fauna) auf dem HSG gefunden,
80% der von de Kluijver 1991
nachgewiesenen Arten wurden auch im Jahr 2014 identifiziert.
Insgesamt sind somit 115 Riffarten durch
Tauchmethoden nachgewiesen worden. 59 dieser Neufunde, darunter
eine auf Familie- und drei auf
Gattungsniveau, sind in die Referenzliste (HSG-LRT Referenzliste)
aufgenommen worden (Tab. 3).
Darüber hinaus wurden für die taxonomische Großgruppen Cnidaria,
Bryozoa und Gastropoda die
Expertenmeinungen von Dr. B. Ebbe (AWI) über die zu erwartende
Präsenz von Arten und somit ihrer
Einstufung als lebensraumtypisch eingeholt. Dies galt insbesondere
für die Gastropoden und Cnidaria,
die in der LRT-Liste (Krause et al., 2008) wenig Berücksichtigung
finden. Innerhalb der Gastropoden
listen Krause et al. (2008) z. B. die große Strandschnecke,
Littorina littorea als typische Riffart auf. Durch
ihre Lebensweise im Gezeitenbereich kommt sie jedoch nicht als
lebensraumtypische Art des HSG in
Frage. Für die weiteren taxonomischen Großgruppen (Bryozoen,
Hydrozoen, Cnidaria, Porifera,
Echinodermata) wurde eine Sichtung von Dr. B. Ebbe, Dr. R.
Kuhlenkamp, Dr. K. Boos durchgeführt. Die
Gruppe der Polychaeten wurde auf Hartböden assoziierte Arten
beschränkt. Arten, die im Sandboden
leben wurden ausgeschlossen. Sollten in kommenden Untersuchungen
Laminarien Arten mit
ausgeprägten Haftkrallen auf dem HSG gefunden werden, werden die
sich in den Haftkrallen
befindenden Polychaeten (Charpkowski-Llinares, 2005) als
lebensraumtypische Riffarten behandelt.
Einige Arten wurden zu Artkomplexen zusammengefasst, wenn die
morphologische Unterscheidung im
Feld sich als zu schwierig oder aufwendig gestaltete (z.B. bei den
Bryozoen Escharella immersa und
Escharella variolosa) (Tab. 3).
Für die Makrophyten erfolgte die Anpassung der Referenzliste
(typischer zu erwartender
Makrophytenbestand im HSG) durch die Experten Dr. I. Bartsch und
Dr. R. Kuhlenkamp. Diese
Anpassung war besonders deshalb erforderlich da, in den
vorliegenden Arbeiten (Kühne und Rachor,
1996; de Kluijver 1991) mit der Ausnahme der inkrustierenden
Rotalge Phymatolithon sp., keine
16
Bestände von aufragend blättrigen Algen am HSG beschrieben wurden,
obwohl Makroalgen für dieses
Gebiet bei früheren Untersuchungen (z.B. Hagmeier, 1925)
verzeichnetet worden waren. In der hier
vorliegenden Studie konnte tatsächlich im Taucheinsatz die Präsenz
von Makrophyten am HSG bestätigt
werden. Dies verdeutlicht dass eine fortlaufende Anpassung der
Referenzliste tatsächlich erforderlich ist
und weist schon hier darauf hin, dass die taucherischen
Untersuchungen geeignet sind umfangreiche
Biotopdaten zu generieren.
Ausgehend von der Liste typischer Riffarten nach Krause et al.
(2008) und Kennblatt Riffe SH (2011),
wurden daher aufgrund obiger Ausführungen diejenigen Arten als
lokaltypisch eingestuft und in eine
LRT-typische Artenliste für den HSG inkludiert, welche:
die aufgeführten Kriterien (Nehls et al., 2008) erfüllten
und
entweder in der Bezugsstudie von de Kluijver (1991) oder in der
vorliegenden Studie in situ
unterschieden und entdeckt wurden und eine Hartboden assoziierte
Art darstellten,
oder
im Falle der Makrophyten auf Grundlage der Expertise von Dr. I.
Bartsch und Dr. R.
Kuhlenkamp, als „typisch und zu erwarten“ eingestuft wurden.
Im Rahmen dieser Anpassung wurden Arten ausgeschlossen (Tab. 8)
wenn sie
zu den endobenthischen Sandbodenarten zählen (Informationen aus
World Register of Marine
Species, WORMS, http://www.marinespecies.org/; Kühne und
Rachor,1996, Dr. B. Ebbe,pers.
Kommunikation),
oder
von Dr. B. Ebbe für den HSG ausgeschlossen wurden (pers.
Kommunikation),
oder
im Falle der Makrophyten, durch die Experten Dr. I. Bartsch und Dr.
R. Kuhlenkamp
ausgeschlossen wurden.
Insgesamt wurden den ursprünglichen 92 LRT-typischen Arten von
Krause et al. (2008) 49 lokaltypische
Arten und 10 Artkomplexe hinzugefügt. 32 Arten wurden
ausgeschlossen. Die daraus resultierende HSG-
17
LRT Referenzliste enthält somit 119 Arten bzw. Artkomplexe, aus 14
verschiedenen Gruppen (Tab. 3).
Diese sind am stärksten durch Rhodophyta, Cnidaria und Bryozoa
vertreten.
Mit Hilfe dieser HSG-LRT Referenzliste soll eine Bewertung des
Erhaltungszustandes des HSG, unter
Angabe der An- oder Abwesenheit, vorgenommen werden. Darüber hinaus
können, aufbauend auf
dieser HSG-LRT Referenzliste geeignete zielgerichtete
Untersuchungsmethoden konzipiert werden
(siehe Diskussion).
Tab. 3: HSG-LRT Referenzliste: Lebensraumtypische Arten des HSG
nach Anpassung der allgemeinen LRT-Liste (Krause et al., 2008;
Kennblatt Riffe SH, 2011) unter Einbezug lokaltypischer Arten nach
de Kluijver (1991), der Beprobung von 2014 und
Expertenmeinungen.
Makrozoobenthos
Halichondria sp.
Leucosolenia botryoides
Myxilla incrustans
Pleraplysilla minchini
Sycon ciliatum
Sertularia sp.
Tubularia sp.
Urticina felina
Tritonia plebeia
Spirobranchus triqueter
Spirorbis spirorbis
Elminius modestus
Galathea sp.
Homarus gammarus
Hyas araneus
Macropodia rostrata
Pagurus bernhardus
Porcellanidae sp.
Semibalanus balanoides
Verruca stroemia
Bicellariella ciliata
Crisia sp.
Cryptosula pallansiana
Disporella hispida
Electra pilosa
Flustra sp.
Membranipora membranacea
Microporella ciliata
Schizomavella linearis
Scrupocellaria sp.
Smittina landsbovori
Tubulipora sp.
Melobesia membranacea
Membranoptera alata
Peyssonelia dubyi
Phycodrys rubens
Phyllophora sp.
Phymatolithon sp.
Plocamium cartilagineum
Polyides rotundus
Polysiphonia stricta
Rubrointrusa membranacea
Laminaria hyperborea
Laminaria saccharina
Sphacelaria plumosa
5 Vorschläge für zukünftige Zustandsbewertung
Die Bewertung des HSG erfolgte entsprechend der drei nach FFH-RL
vorgegebenen Klassen: A
(hervorragender Erhaltungszustand), B (guter Erhaltungszustand) und
C (mäßiger bis schlechter
Erhaltungszustand). Für den hervorragenden Erhaltungszustand wird
nach FFH-RL die Präsenz des
vollständigen lebensraumtypischen Arteninventars, d. h. der
vorgegebenen LRT-Liste erwartet.
Prozentuale Abgrenzungen für die unterschiedlichen Klassen werden
jedoch nicht vorgegeben. Laut
Krause et al. (2008) ist für die Bewertung von Lebensräumen die
Präsenz lebensraumtypischer Arten
ausreichend.
Riffe sind sehr heterogene Lebensräume mit unterschiedlichen,
variablen Lebensgemeinschaften.
Wegen der Größe des Untersuchungsgebiets kann das Artinventar des
HSG zwar repräsentativ, jedoch
vermutlich nie vollständig erfasst werde. Eine Erfassung aller zu
einem Monitoring-Zeitpunkt auf dem
HSG vorhandenen lebensraumtypischen Arten ist kaum zu erreichen.
Deshalb schlagen wir
entsprechend Darr & Zettler (2012) eine Klassifizierung nach
Grenzwertbereichen vor. Die folgenden
Grenzwerte sind für den HSG, basierend auf der Präsenz der Arten,
zur Bewertung genutzt worden:
Klasse A: hervorragenden Erhaltungszustand: > 80 % des
LRT-Artbestandes
Klasse B: guter Erhaltungszustand: 60 - 80 % des
LRT-Artbestandes
Klasse C: mäßiger bis schlechter Erhaltungszustand: ≤ 60 % des
LRT-Artbestandes
Die Autoren der vorliegenden Studie halten es jedoch für
unablässig, zusätzlich zu der Einstufung
anhand der Präsenz quantitative Angaben zu erheben, um in Zukunft
Veränderungen der benthischen
Gemeinschaft erkennen und lokal etablierte Arten identifizieren zu
können. Darr und Zettler (2009)
weisen darauf hin, dass solche Arten als charakteristisch für eine
Gemeinschaft angesehen werden, die
sich durch eine hohe Stetigkeit und eine hohe Abundanz im
betrachteten Habitat auszeichnen. Angaben
zu Stetigkeit und Abundanz setzen ebenfalls quantitative Daten
voraus. Hierfür wird im Anhang ein
Ansatz zur gemeinsamen Bewertung von sessilen und kolonialen
Organismen bezüglich ihrer Stetigkeit
vorgeschlagen um, zukünftig mit einer größeren Datengrundlage,
charakteristische Arten auch anhand
ihrer Stetigkeit zu benennen und die HSG-LRT Referenzliste weiter
zu verkleinern.
21
(Zählrahmen)
Um den in der vorliegenden Arbeit getätigten Aufwand zu bewerten
und Empfehlungen für zukünftige
Probenahmen aussprechen zu können, wurden alle 79 in den Zählrahmen
in situ quantitativ erfassten
Arten in einer kumulativen Art-Areal-Kurve ausgewertet (die
zusätzlich außerhalb der Zählrahmen
aufgenommen Proben konnte hier auf Grund der unsystematischen
Aufnahme nicht mit inkludiert
werden).
Die Art-Arealkurve stellt die Anzahl der erfassten Arten im
Hinblick auf den betriebenen Aufwand dar
(vorliegend mit Standardabweichung und 95% Konfidenzintervall
dargestellt). Die Art-Areal Kurve wurde
mit der Statistik software „R“, Version 3.0.2 (R Development Core
Team 2013) mit der Funktion
„specaccum“ aus dem package „vegan“ (Oksanen et al., 2013)
erstellt. Vorab wurde ein replizierbarer
Startwert (set.seed) von 5555 gesetzt. Als zugrunde liegende
Methode für die Berechnung der mittleren
zu erwartenden Artanzahl pro Quadrat wurde eine zufällige Anordnung
der Zählrahmen gewählt
(method = „random“). Hierbei ordnet das Programm die Zählrahmen
wiederholt in zufälliger
Reihenfolge an, ohne sie gezielt zu gewichten oder eine Reihenfolge
vorzugeben. Auf diese Weise wird
berücksichtigt, dass zu Beginn einer Erhebung unterschiedlich viele
Arten erfasst werden können, dass
aber mit zunehmendem Beprobungsaufwand die Unsicherheit
(Konfidenzintervall) kleiner wird.
Ergebnisse
in der südlichen Deutschen Bucht (Nordsee) nahe Helgoland gelegenen
Riffhabitats „Steingrund“ (im
Folgenden als Helgoland Steingrund, HSG bezeichnet) quantitativ
aufgenommen. Außerdem wurden
Fotoaufnahmen angefertigt und zusammen mit bereits vorhandenen
Videoaufnahmen ausgewertet. Die
Methode der Bildauswertung wurde mit der direkten Aufnahme der
Benthosgemeinschaft durch
Taucher verglichen, um eine Empfehlung für eine effiziente
Untersuchungsstrategie erarbeiten zu
können. Darüber hinaus sollte eine für den HSG lokalspezifische
Referenzartenliste (HSG-LRT
Referenzliste) erstellt werden. Anhand dieser Liste sollte eine
erste Bewertung des Lebensraumes HSG
und dessen Benthosgemeinschaft als Grundlage für ein langfristiges
Monitoring vorgenommen werden.
22
Im Untersuchungszeitraum betrug die Wassertemperatur bodennah 12,5
– 14,0O C. Der Grund bestand
überwiegend aus Geröll und größeren Steinen unterschiedlicher Größe
(10 – 50 cm Durchmesser).
Vereinzelt fanden sich auch größere aufragende Steine (> 2 m
Durchmesser). Das Substrat zwischen den
Steinen bestand hauptsächlich aus groben Mischsanden. Die räumliche
Ausdehnung dieser Sande
variierte zwischen wenigen Quadratzentimetern und einigen
Quadratmetern. Die Steine waren
unabhängig von ihrer Größe meist vollständig mit Bryozoen,
Hydrozoen und Kalkrotalgen bewachsen.
Auf den nördlichen Positionen waren die Steine, außer von sehr
kleinen Exemplaren (0,5 – 2 cm) der
Gattung Coccotylus und flächigen Kalkrotalgen, kaum mit Algen
bewachsen. An den südlichen Positionen
waren aufragende Steine zumeist großflächig mit der aufragend
blättrigen Rotalge Delesseria sanguinea
und Phycodrys rubens bewachsen. Die einzige gefundene Braunalge war
der Palmentang Laminaria
hyperborea mit einer Wuchshöhe von etwa 2 cm.
In der rein taucherischen Datenaufnahme konnten direkt vor Ort aus
den 44 beprobten Zählrahmen
(Gesamtfläche 11 m2) insgesamt 79 Arten bzw. Gattungs- oder
Familienebene identifiziert werden (Tab.
14). Diese bestanden aus 51 sessilen (65 %) und 28 mobilen (35 %)
Taxa und umfassten Vertreter der
Porifera (6), Cnidaria (15), Gastropoda (8), Polychaeta (4),
Crustacea (13, inkl. drei unbestimmten
Amphipodenindividuen), Bryozoa (9), Echinodermata (3), Ascidiae
(4), Pisces (5), Rhodophyta (9),
Phaeophyta (1), Bivalvia (1) und Pantopoda (1). Entsprechend der
Roten Liste 2013 (Becker et al., 2013)
besteht für 36 der insgesamt 79 Arten mindestens eine
Bestandsgefährdung oder Gefährdung
unbekannten Ausmaßes. Der gelbe Bohrschwamm Cliona celata ist sogar
als stark gefährdet (Kategorie
2) eingestuft (Tab. 14). Bei der taucherischen Absuchung nach
mobiler demersaler Megafauna (MDM)
wurden außerhalb der Zählrahmen und Transekte der Europäische
Hummer (Homarus gammarus), der
Steinpicker (Agonus cataphractus) und der Seebull (Taurulus
bubalis) semiquantitativ erfasst (Tab. 4),
wodurch sich die Artenzahl auf 82 erhöhte.
Zusätzlich zu der durch die Taucher in situ vorgenommenen Art- bzw.
Großgruppenidentifizierung,
konnte der Artbestand durch die ergänzenden Auswertungen von
Probenmaterial im Labor um 45 Arten
(78 % sessil; 22 % mobil) erweitert werden (Tab. 14). 20 dieser
Arten erfüllen die Kriterien der
Hartbodenassoziation, Autoökologie und in situ Bestimmbarkeit und
wurden der Referenzliste
hinzugefügt (Tab. 3). Hierbei handelte es sich um Vertreter der
Großgruppen Porifera (2), Cnidaria (6),
Gastropoda (8), Bryozoa (18), Ascidiae (2), Rhodophyta (7). Der
größte Artzugewinn erfolgte somit
innerhalb der sessilen Taxa bei den Bryozoa und Rhodophyta.
Innerhalb der mobilen Arten entfiel der
größte Teil auf die Nudibranchia (Gastropoda). Insgesamt gelten 17
dieser zusätzlich gefundenen 46
23
Arten entsprechend der aktuellen Roten Liste (Becker et al., 2013)
als mindestens bestandsgefährdet.
Die Blassgraue Sternschnecke Onchidoris muricata sowie die Bryozoe
Escharoides coccinea gelten nach
der Roten Liste als ausgestorben oder verschollen. Allerdings
werden diese Arten weder von Kühne und
Rachor (1996) noch von de Kluijver (1991) für den HSG beschrieben.
Sie wurden aber von Kuhlenkamp
und Kind (2012) auch für andere Gebiete um Helgoland (Tiefe Rinne)
nachgewiesen, so dass sie hier
vorliegend als mindestens bestandsgefährdet eingestuft
werden.
Zu den 82 in situ bestimmten benthischen Arten bzw. taxonomischen
Gruppen konnten Angaben zur
Abundanz und Stetigkeit sowie zum Gefährdungszustand (Rote Liste,
Becker et al., 2013) gemacht
werden (Tab. 14). Die Benthosgemeinschaft des HSG wurde zum
Untersuchungszeitpunkt von dem
Dreikantwurm (Spirobranchus triqueter), der Toten Mannshand
(Alcyonium digitatum), der
Krustenrotalge (Phymatolithon sp.) und dem Blätter-Moostierchen
(Flustra foliacea) dominiert und
entspricht somit der bereits von de Kluijver (1991) beschriebenen
Gemeinschaft. Die von de Kluijver
(1991) aufgenommenen und in dem vorliegenden Projekt erfassten
Arten stimmen zu 80 % mit den
2014 gefundenen Arten überein. 10 Arten wurden ausschließlich von
de Kluijver gefunden. In dem
vorliegenden Projekt wurden 62 „neue“ Arten identifiziert, die
nicht bei de Kluijver (1991) für den HSG
beschrieben wurden.
2 Taucherische Datenaufnahme mit verschiedenen Foto- und
Videosystemen
Während der Tauchkampagne wurden sowohl ein Kamera- als auch ein
Videosystem mitgeführt und
mehrere Übersichts- und Detailfotos oder Videos im Gebiet des HSG
aufgenommen. Die Fotos
wurden durch Dr. R. Kuhlenkamp hinsichtlich ihrer Tauglichkeit zur
Artbestimmung ausgewertet.
Dabei zeigte sich, dass je nach Auflösung und Ausleuchtung der
Aufnahmen 27 Arten bzw.
Artkomplexe identifiziert wurden, die nicht auf
Schleppkamerabildern (Tab. 10) bestimmt werden
konnten (Abb. 4 – 13, Tab. 4). Generell ist die Auswertbarkeit von
Film und Fotoaufnahmen stark
eingeschränkt, da das Substrat sehr heterogen ist und
Übersichtsfotos nur eine räumliche Ebene
abbilden (siehe Abb. 4). Zusätzlich können aufgrund der meist
eingeschränkten Sichtweiten oft nur
relativ kleine Bereiche mit ausreichender Schärfe erfasst werden.
Die Fotos in den Abb. 4, 5 und 8
wurden mit einem professionellen Kamerasystem (Canon EOS 5D Mark II
SLR-Digitalkamera, 21
Megapixel) und zwei externen Lampen/Blitzen angefertigt. Abb. 5 und
6 zeigen die erheblichen
Unterschiede in der Bildqualität, die zwischen dem professionellen
Kamerasystem und der
standardmäßig von Tauchern mitgeführten Digitalkompaktkamera mit
internem Blitz bestehen. Die
Bilder einer Kompaktkamera ermöglichen eine gute Abschätzung der
Besiedelung kleiner Bereiche
(ca. 8 x 4 cm) des Riffs (Abb. 7, 8, 9, 10, 11). Man erkennt im
Vergleich zu Aufnahmen mit der
Spiegelreflexkamera die sehr stark eingeschränkte Möglichkeit
Organismen auf Art bzw.
Gattungsniveau zu identifizieren. Die während der Tauchgänge
ebenfalls mitgeführte Videokamera
(GoPro Hero3) ermöglichte nachträglich eine gute Beschreibung des
Gebietes und die allgemeine
Bewertung des Bewuchses (z.B. hinsichtlich der Präsenz von
Makrophyten, Abb. 12 und 13). Zur
Beschreibung komplexer Faunenbestände und Bestimmungen auf
Artniveau sind diese Aufnahmen
aufgrund der relativ geringen Auflösung (Full HD, 3 Megapixel)
jedoch ebenfalls nicht geeignet.
Spiegelreflex- und Kompaktkamera
Insgesamt konnten mit Spiegelreflex- und Kompaktkamera auf 10
Bildern (Bild 4 – 13) 15 bzw. 19
Arten bzw. taxonomische Artkomplexe identifiziert werden (Abb. 4 -
12, Tab. 4).
25
Abb. 4 – 13: Detail – und Übersichtsaufnahmen des HSG mittels SLR-,
Kompaktkamera und GoPro Hero 3. Abb. 4: Benthos HSG, SLR Kamera
(Uli Kunz); Abb. 5: H. gammarus / SLR Kamera (Uli Kunz); Abb. 6: H.
gammarus / Kompaktkamera; Abb. 7, 9, 10, 11: Detailaufnahmen HSG /
Kompaktkamera; Abb. 8: Detailaufnahme HSG / SLR Kamera (Uli Kunz);
Abb. 12: Detailaufnahme vom HSG / Snapshot Video, GoPro Hero 3;
Abb. 13: Übersichtsaufnahme vom HSG / Snapshot Video, GoPro Hero
3.
5 6 7
8 9 10
Arten Abb. Arten Abb.
Cnidaria
Bryozoa
Diadumene cincta 4, 7, 8, 10, 11 Electra sp. 10
Sertularella polyzonias 7, 11 Flustra foliacea 4, 7, 8, 11
Tubularia sp. 4, 7, 8
Echinodermata
Gastropoda
Rissoa inconspicua/ R. parva Komplex
4, 7, 10 ,11 Clavelina lepadiformis 7, 11
Diplosoma listerianum 4, 8, 10, 11
Annelida
Spirobranchus triqueter 7, 10
Crustacea
Rhodophyta
Cirripedia sp. 11 Rubrointrusa membranacea
4, 8
Datenaufnahme per Video: Vergleichende Auswertung von Videofilmen
und in situ Bestimmungen
Von vier Zählrahmen wurden Videoaufnahmen angefertigt und die
Anzahl der identifizierten Arten
mit den Anzahlen der Arten verglichen, die in denselben Zählrahmen
direkt von einem Taucher
identifiziert wurden. Der Taucher konnte vor Ort fast doppelt so
viele Arten pro Zählrahmen
identifizieren (20 Arten), als das mit der Videoauswertung möglich
war (13 Arten) (Tab. 5, Abb. 14).
Tab. 5: Vergleich der mit Taucher und Videoauswertung (GoPro Hero
3) identifizierten Individuenzahlen in 4 Zählrahmen.
Arten / Gattungen Taucher Video Arten / Gattungen Taucher
Video
Porifera
Porifera indet. 2 0
3 2
Abietinaria abietina 2 2 Bugula flabellata/ plumosa Komplex 2
2
Alcyonium digitatum 2 2 Crisia sp. 3 1
Diadumene cincta 4 4 Flustra foliacea 1 1
Hydrallmania falcata 4 3 Schizomavella linearis 1 0
Sertularia argentea 1 1 Scrupocellaria sp. 1 1
Sertularia cupressina 1 1
Asterias rubens 3 2
Gibbula sp. 1 0 Clavelina lepadiformis 3 1
Nassarius incrassatus 1 0 Diplosoma listerianum 4 4
Polycera quadrilineata 2 0 Perophora japonica 3 2
Rissoa parva/ Rissoa inconspicua Komplex
1 0
Spirobranchus triqueter 3 3 Delesseria sanguinea 1 1
Hildenbrandia rubra 2 2
3 0 Phyllophora traillii 2 2
Cancer pagurus 2 1 Phyllophora truncata 1 0
Crangon allmanni/ C. crangon Komplex
2 0 Phymatolithon sp. 3 3
Galathea squamifera 2 1 Rubrointrusa membranacea 1 0
28
Abb. 14: Durchschnittliche Anzahl identifizierter Arten in 4
Zählrahmen auf dem HSG. in situ Artidentifizierung durch einen
Taucher und Auswertung von Videoaufnahme (GoPro Hero 3).
Datenaufnahme per Video: Auswertung von Schleppkamerafahrten
(Bildmaterial des AWI)
Bei der Videoauswertung von sieben Schleppkamerafahrten des AWI
(332 Standbilder) konnten
insgesamt 14 Arten, auf Gattungsebene jeweils eine Anthozoe, eine
Hydrozoe und ein Gastropode
identifiziert werden (Tab. 6). Es wurde festgestellt, dass auf den
Videoaufnahmen nur Arten ab einer
Größe von mind. 5 cm bestimmbar sind. Kleine Hydrozoen, Bryozoen
oder Gastropoden können mit
dieser Methode nicht verlässlich und systematisch auf Artniveau
bestimmt werden. Auch Arten, die
aufgrund der Heterogenität des Riffs und der hohen Dichte der
Versteckmöglichkeiten nicht direkt
sichtbar sind, können nur zufällig durch die Kamerafahrt entdeckt
werden.
29
für Polar und Meeresforschung (AWI).
Arten / Gattungen Arten / Gattungen
Artinventars“
Werden alle 119 für den Lebensraum HSG zu erwartenden
regionalspezifischen lebensraumtypischen
Arten (HSG-LRT Referenzliste, Tab. 3) für die Zustandsbewertung
zugrunde gelegt, ergeben sich
entsprechend der prozentualen Klassifikationsgrenzen laut FFH-RL
für den HSG die Abgrenzungen
bzw. Einteilungen entsprechend der Tab. 7.
Tab. 7: Klassifikationsgrenzen (Artenanzahlen) für die HSG-LRT
Referenzliste. Entsprechend FFH-RL.
Artenanzahl (laut HSG-
Referenzliste Max Min
Klasse A hervorragender Erhaltungszustand > 80 % des HSG-LRT
Artbestandes 119 95
Klasse B guter Erhaltungszustand 80 - 60 % des HSG-LRT Artbestandes
94 71
Klasse C mäßiger bis schlechter Erhaltungszustand ≤ 60 % des
HSG-LRT Artbestandes 70 0
30
Beprobung
Mit der in der vorliegenden Arbeit angewendeten taucherischen
Datenerhebung konnte in situ für
den HSG die Präsenz von 128 verschiedenen Arten bzw. taxonomischen
Artkomplexe nachgewiesen
werden. Hiervon entsprachen 81 Arten (68 %) (darunter 3 auf
Gattungs- und 1 auf Familienniveau)
der neu erarbeiteten regionalspezifischen HSG-LRT Referenzliste.
Der Erhaltungszustand des HSG
wird hinsichtlich des lebensraumtypischen Artinventars als gut
(Klasse B) bewertet. Als Maß für die
Diversität wurde für die solitären, zählbaren Arten ein
Shannon-Wiener-Index verwendet (HS =
1,0272; E = 0,63). Diese auf den quantitativen Daten beruhende
Werte, stehen als Basis für das
weitere Monitoring zur Verfügung.
Datenaufnahme mit verschiedenen Fotosystemen, Videoaufnahmen und
Schleppkamerafahrten
(Bildmaterial des AWI)
Untersuchungen betrachtet werden. Ein quantitativer Vergleich war
jedoch nicht möglich. Es wurden
zufällig gewählte Fotos ausgewertet. Dabei zeigt sich, dass bei
einer sehr hohen Qualität der Bilder
eine sehr genaue Artidentifikation möglich ist. Selbst kleine Arten
wie die Gastropoden (Rissoa sp.,
Doto coronata und Polycera quadrilineata) können bestimmt werden.
Die Einschränkung liegt in der
Eindimensionalität der Standbilder. Die testweise mit einer GoPro
angefertigten Videoaufnahmen
liefern keine, mit Standbildern vergleichbare Auflösung. Deshalb
können kleine Nacktschnecken nicht
von dem umgebenden Aufwuchs sicher unterschieden werden. Ähnliches
gilt für die zur Verfügung
gestellten Schleppkameraaufnahmen des AWI. Um Arten überhaupt zu
entdecken und darüber
hinaus zuverlässig bestimmen zu können, ist eine Mindestkörpergröße
von 5 cm erforderlich. Viele
der Makrobenthosarten sind jedoch deutlich kleiner. Aufgrund der
nur geringen Anzahl der mit Fotos
und Videoaufnahmen und Schleppkamerafahrten ausgewerteten
Zählrahmen wird von einer
Bewertung der HSG-Gemeinschaft anhand dieser filmischen bzw.
fotographischen
Beprobungsverfahren abgesehen. Vor- und Nachteile dieser Methode
werden jedoch im
Diskussionsteil im Vergleich zu der in situ Beprobung
diskutiert.
31
4 Aufwandseinschätzung – Beprobung mit Zählrahmen
Der Verlauf der Kurve zeigt, dass für die Erfassung von 90 % der in
situ in 44 Zählrahmen
identifizierten Arten, im Mittel nur 19 Zählrahmen benötigt werden
(Abb. 15). Auf der Grundlage der
vorliegenden empirischen Erhebung, kann der Artbestand, der mit 44
Zählrahmen erfasst wurde, an
der oberen 95% Konfidenzintervall-Grenze schon bei 29 Zählrahmen
erreicht werden (Abb. 15), im
Bereich oberhalb dieser Probengröße wird die Varianz der Artenzahl
aus der beschränkten
Probenzahl methodisch bedingt systematisch unterschätzt. Es darf
weiter angenommen werden,
dass der tatsächliche Artbestand größer ist als hier gezeichnet,
zumal durch die zusätzlichen
Probennahmen 42 Arten hinzugekommen sind. Nichtsdestoweniger
liefert das Ergebnis der 79 Arten
ein recht stabiles Abbild des Artbestandes bei der vornehmlich
angewandten taucherischen in situ
Methode, die eine detaillierte Artidentifikation im Labor zunächst
nicht miteinschließt. Tatsächlich
zeigt die Art-Arealkurve, dass mit nur 9 Zählrahmen schon ca.
Dreiviertel des Artbestandes erfasst
werden und dass oberhalb von 29 Zählrahmen der weitere Mehraufwand
um 15 Zählrahmen nur
bedingt weitere Arten hinzu fügt. Dies weist auch darauf hin, dass
unter Berücksichtigung der
zusätzlichen Arten, sich möglicherweise nur die Gesamtzahl an
Arten, nicht aber die Form der Art-
Arealkurve verändern würde. Somit kann der vorliegende Artbestand
als weitgehend stabil und
verlässlich für taucherische in situ Aufnahmen angesehen
werden.
Abb. 15: Art-Areal Kurve für 44 beprobte Zählrahmen und insgesamt
79 identifizierte Arten (und ihrer prozentualen Anteile) für den
Helgoländer Steingrund, Deutsche Bucht (Nordsee). Dargestellt ist
die mittlere zu erwartende kumulative Artanzahl mit zunehmendem
Beprobungsaufwand. Diese wurde ermittelt auf Basis zufälliger und
ohne Gewichtung angeordneter Zählrahmen. Angegeben sind die
Standardabweichung (Balken) und das 95% Konfidenzintervall (grau
hinterlegter Bereich).
32
Diskussion
Für die Erfassung aller von der EU geforderten relevanten Daten zur
Bewertung des
Erhaltungszustandes von Lebensraumtypen sollen verschiedene
Parameter zum „Zustand typischer
Strukturen und der Funktionsfähigkeit inklusive typischer Arten und
Gemeinschaften“ abgefragt
werden (Anhang E DocHab 04-03/03-rev.3, EU Kommission 2005). Krause
et al. (2008) haben hierfür
eine erste Anleitung zur Vorgehensweise der Bewertung vorgegeben.
Die Kriterien
„lebensraumtypische Habitatstrukturen“, „lebensraumtypische
Artinventare“ und „(anthropogene)
Beeinträchtigungen“ sollen eine gemeinsame Bewertung des
Lebensraumes „Riff“ ermöglichen.
Die vorliegende Untersuchung des HSG konzentriert sich
hauptsächlich auf die erstmalige Erfassung
und Bewertung der Vollständigkeit des lebensraumtypischen
Artinventars mittels einer
taucherischen Bestandsaufnahme. Etwaige anthropogene
Beeinträchtigungen können anhand dieser
quantitativen Beschreibung der Benthosgemeinschaft kaum
identifiziert werden. Erst durch ein auf
der vorliegenden Datenbasis aufbauenden Monitorings können
Einwirkungen und
Entwicklungstrends erkannt werden. Vorrangig sollte die
Untersuchung veranschaulichen, in welchen
Bereichen und in welchem Maße der Einsatz von Tauchern – als eine
nicht invasive Methode – bei
der Datenerfassung in Riffen von Nutzen sein kann. Unter Wasser
wurden keine offensichtlichen
Hinweise auf anthropogen versursachte Beeinträchtigungen des Riffes
gefunden. So konnten
beispielsweise weder sichtbare Fischereispuren (z.B.
Schleppnetzspuren, Stellnetze, Geisternetze),
Unterwasserinstallationen (z.B. Kabel, Pipelines), Verunreinigungen
(Müll, Öl oder Schutt) oder
Munition aus dem Zweiten Weltkrieg im Untersuchungsgebiet
detektiert werden. Die stabilen
Hartbodenstrukturen des HSG wurden in ihrer Zusammensetzung und
direkten Sedimentumgebung
als natürlich und unverändert befunden. Im Gegensatz zu biogenen
Riffen ist die Bewertung von
geogenen Riffen durch Taucher aber nahezu undurchführbar und es
Bedarf zusätzlicher Recherchen
(z.B. hinsichtlich möglicher langfristiger Veränderungen durch
Sand/ Kiesabbau, Verklappungen oder
häufiger Einsatz schwerer Grundschleppnetze) und gegebenenfalls
geologischer Studien um die
Situation vollständig zu erfassen. Ein Bewertungsversuch der beiden
Kriterien ist für diese Studie
nach Ansicht der Autoren unzureichend. Dennoch soll den
Bewertungsvorgaben der FFH-RL, insoweit
dies durch die Taucher und anhand zusätzlicher Informationen
möglich ist, eine abschließende
Bewertung aller drei Kriterien vorgenommen werden (Tab. 9). Anhand
der vorliegenden,
taucherischen Beprobung, wird der HSG hinsichtlich
der„lebensraumtypischen Habitatstrukturen“
mit einem guten Erhaltungszustand, das Kriterium
„Beeinträchtigungen“ mit einem mäßigen bis
schlechten Erhaltungszustand und das lebensraumtypische Artinventar
mit einem guten
Erhaltungszustand bewertet. Für die drei Kriterien ergibt sich
somit für den Helgoländer Steingrund
die Wertstufe:
Die zur Zustandsbewertung des Lebensraumtyps Riff (FFH-LRT 1170)
prominente
Bewertungskomponente “lebensraumtypisches Artinventar” verlangt
eine Überprüfung der
vorgeschlagenen LRT-Liste nach Krause et al. (2008) und Kennblatt
Riffe SH (2011) hinsichtlich
nötiger Ergänzungen lokaltypischer Arten oder Streichung im Gebiet
nicht zu erwartender Arten.
Unter Einbezug aller durch de Kluijver (1991) und in der
vorliegenden Arbeit identifizierten Arten,
sowie unter Berücksichtigung der Expertise von
Makrobenthos-Spezialisten wurde zum ersten Mal
eine standortspezifische und lebensraumtypische Referenzartenliste
für den HSG erstellt. Bei allen in
diese HSG-Referenzliste aufgenommen Taxa handelt es sich um
Hartboden assoziierte Arten oder
Gattungen, die direkt auf dem HSG identifiziert wurden. Die große
Übereinstimmung mit der Liste
von de Kluijver (1991) weist auf ein stabile Lebensgemeinschaft
hin. Diese ist dominiert vom
Dreikantwurm (Spirobranchus triqueter), der Toten Mannshand (A.
digitatum), der Krustenrotalgen
(Phymatolithon sp.) und dem Blättrigen-Moostierchen F. foliacea. Im
Rahmen der vorliegende Studie
konnten doppelt so viele Arten wie bei de Kluijver (1991)
identifiziert werden. Dies ist vermutlich auf
den begrenzten Untersuchungsumfang von de Kluijver zurückzuführen.
Je mehr Stichproben (de
Kluijver n = 4; Dederer n = 44) genommen werden, umso mehr
Artenfunde sind zu erwarten. Eine
Steigerung des Probenahmeumfangs über die hier eingesetzten 44
Proben führt jedoch nicht zu einer
nennenswerten Erhöhung der Artanzahl. Deshalb darf nun davon
ausgegangen werden, dass das
Artinventar in dem berücksichtigten Größenspektrum des
Makrozoobenthos und der MDM ( ab 1
cm) annähernd vollständig beschrieben wurde. Die Einbeziehung
endobenthischer Arten, die durch
andere destruktive Methoden wie Dredge und Greifer, in einem Riff
identifiziert werden, macht nach
Ansicht der Autoren wenig Sinn, da die Erprobung nicht-destruktive
Methoden zur Quantifizierung
der Rifftypischen epibenthischen Gemeinschaft gefordert war.
Außerdem wird davon ausgegangen,
dass die tatsächlich mit Riffen bzw. Hartsubstraten assoziierte
Fauna und Flora nur ungenügend mit
Greifern und Dredgen beprobt werden kann, da diese Methoden nur
fehlerfrei in und auf
Weichböden eingesetzt werden können (pers. Beobachtung).
Daher erscheint es den Autoren als sinnvoll, ausschließlich die mit
den hier angewendeten Methoden
quantifizierten Arten in die Referenzliste aufzunehmen. Es ist
jedoch notwendig diese
taucherbasierte Referenzliste nicht abzuschließen, damit
zusätzliche, im zukünftigen Monitoring des
HSG gefundene Riffarten, aufgenommen werden können, soweit sie die
Inklusionskriterien
(Stetigkeit, Hartbodenassoziation, Autoökologie, in situ
Bestimmbarkeit) erfüllen. Ausgehend von der
34
Vergleich der HSG-Gemeinschaft durchgeführt werden. Es ist
auffällig, dass die Gruppe der
Amphipoden mit nur einem Vertreter, Caprella sp. in der
ursprünglichen und der modifizierten HSG-
LRT Referenzliste auftreten. Amphipoden bilden einen
Hauptbestandteil mariner Nahrungsketten
und dominieren oft das Makrozoobenthos hinsichtlich der Biomasse
und Individuenanzahl
(Beermann und Franke, 2011). Darüber hinaus werden verschiedene
Amphipodenarten als
Bioindikatoren für Schadstoffe und Umweltbelastungen genutzt und
können durch ihre starke
Nischenbildung, räumliche und zeitliche Veränderungen von
Umweltbedingungen aufzeigen
(Beermann und Franke, 2011 und Referenzen darin). Amphipoden können
bei direkter,
mechanischer Störung durch den Taucher vor Ort sehr schnell aktiv
fortschwimmen oder sich in
tiefere Spalten zurückziehen, so dass sie vom Taucher übersehen
werden. Sollen solche schwer zu
erfassenden Arten mit aufgenommen werden, müssen spezielle
Beprobungsmethoden wie
Kratznetze eingesetzt werden. Der Aufwand eines Riff-Monitorings
würde hierdurch jedoch
vergrößert.
Riffnähe vorkommen. Auch hier muss kritisch hinterfragt werden,
inwieweit die Komplexität des
Habitats Riff im Allgemeinen und des HSG im Besonderen
berücksichtigt werden muss. So wurde in
der vorliegenden Studie festgelegt, dass nur solche Bereiche des
Riffs als relevant für die
Untersuchung galten, in denen Weichsubstrate (Sande, Schlick, Kies)
im Gegensatz zum eigentlichen
Steinsubstrat nur geringfügen Anteil hatten und diese Steine zu
mindestens 75 % mit
Aufwuchsorganismen bewachsen waren. Dies gewährleistete u.a., dass
neben sekundärer Epibiota,
die obligaten Hartbodenbewohner – und somit lokaltypische
Indikatorarten des Habitats Riffsystem –
unbedingt erfasst wurden. Die Autoren empfehlen die Beschränkung
auf diese „reinen“ Riffgebiete
und die „reine“ Rifffauna und –flora, da die Weichbodenflora und
–fauna nur sehr bedingt als
lebensraumtypisch für das System Steinriff eingestuft wird und die
Erfassung der „Begleitfauna“ im
Riffumfeld den Aufwand stark vergrößern würde
Von den Autoren wird die hier vorgeschlagene HSG-LRT Referenzliste
sowohl hinsichtlich der
erfassten Diversität, als auch bezüglich des Untersuchungsaufwandes
als gerechtfertigt angesehen.
Nach Krause et al. (2008) sollen in der Bewertung das Vorkommen von
Tier- und Pflanzenarten
entsprechend ihrer Assoziation mit dem Lebensraum gewichtet werden.
Dementsprechend
identifizierten die Autoren gemeinsam mit Experten für die
vorliegende Studie besonders sensitive
Indikatorarten, die aufgrund ihrer Lebensweise einen sehr engen
Habitatbezug aufweisen und somit
Anfälligkeiten und Störungen des Systems verlässlich abbilden
können. Solche Indikatorarten
zeichnen sich aus durch: Langlebigkeit und Standorttreue,
hauptsächliches Vorkommen auf
Hartboden, geringe saisonale Schwankungen in den Beständen,
Sensibilität gegenüber chemischen
35
Europäischen Hummer (H. gammarus), den Essbaren Seeigel (E.
esculentus), die Tote Mannshand (A.
digitatum) und das Blättrige-Moostierchen (F. foliacea) zu, die auf
verschiedene Störungen
unterschiedlich reagieren. F. foliacea reagiert intolerant
gegenüber Habitatverlust und benötigt je
nach lokaler Rekrutierungsmöglichkeit bis zu 10 Jahre
Regenerationszeit. Belastungen wie TBT und
weitere synthetische Verbindungen scheinen tolerierbar zu sein
(Tyler-Walters und Ballerstedt,
2007). E. esculentus reagiert letal auf den Einsatz von
bodenberührenden Fischereigeräten. Die Eier
und Larven werden als Testorganismen für Schwermetallkontamination
eingesetzt (Tyler-Walters,
2008). A. digitatum reagiert sensibel bei Absenkungen des
Sauerstoffgehaltes und ist so ein Anzeiger
für anoxische Bedingungen (Budd, 2008). Juvenile H. gammarus
reagieren sensibel auf bereits
geringe Konzentrationen von wasserlöslichen
Erdölkohlenwasserstoffen. Das Nahrungssuch- und
Aggressionsverhalten der Tiere wird nachhaltig gestört (Walter,
2005). Alle hier als sensitive
Indikatorarten postulierte Arten wurden in situ identifiziert. Von
einer zahlenmäßig stärkeren
Gewichtung dieser Arten wird abgeraten. Soll der Beprobungsaufwand
in Zukunft begrenzt bleiben,
wäre eine Abwertung des Riffzustandes im Kriterium „Vollständigkeit
des LRT-Arteninventars“ durch
das Nichtfinden von kryptischen Arten wie H. gammerus nach Ansicht
der Autoren, stark
zufallsbedingt.
Rachor und Nehmer (2003) schlagen als zusätzliche
Riffindikatorarten Cnidarien, Ascidien,
Hydrozoen, Poriferen, Balaniden und den Dreikantwurm S. triqueter
vor. Für den umgekehrten Fall,
also für Arten, die positiv auf natürliche und anthropogene
Störungen reagieren, liegen den Autoren
keine Nachweise vor. Datenbanken wie das „Marine Life Information
Network“ MarLIN
(http://www.marlin.ac.uk) weisen auf Hartboden-Indikatorarten hin,
die jedoch ausschließlich
sensibel auf Störungen reagieren. In der Regel sind solche Arten
sogenannten r-Strategen, kurzlebige
und hochreproduktive Arten, wie etwa der endobenthisch lebende
Polychaet Capitella capitata.
Diese Art wurde von Krause et al. (2008) als lebensraumtypische Art
angegeben, jedoch von den
Autoren dieser Studie aufgrund der endobenthischen Lebensweise
wieder ausgeschlossen.
Der einzige (historische) Hinweis auf Makrophyten stammt von
Hagmeier (1925), der ohne weitere
Angaben beschreibt, dass Findlinge östlich von Helgoland am
„Steingrund“ mit Algen bewachsen
sind. In den aktuelleren Studien (de Kluijver, 1991; Kühne und
Rachor, 1996) wurde kein
Algenbewuchs auf dem HSG festgestellt, wohingegen bei der
vorliegenden Untersuchung fünfzehn
Makrophytenarten mit teilweise großflächigem Aufwuchs im südlichen
Teil des
Untersuchungsgebietes dokumentiert wurden. Die saisonal ähnlichen
Untersuchungszeiträume der
drei HSG Studien (Mai – Oktober) schließen einen jahreszeitlichen
Effekt aus, der das gänzliche
Fehlen von Makrophyten in den beiden vorangegangenen Studien
erklären könnte. Bei Kühne und
Rachor (1996) kann auch der Einsatz von möglicherweise unpassendem
Beprobungsgerätschaften
36
wie Dredge und Greifer den fehlenden Makrophytennachweis erklären.
Doch auch der
semiquantitaive Taucheinsatz von de Kluijver (1991) erbrachte keine
Makrophytenfunde. Durch die
taucherische Aufnahme von de Kluijver (1991) wurden lediglich
Bestände inkrustierender Rotalgen
identifiziert. Die ausgewerteten Videoschleppkamerafahrten (2004 –
2008, AWI) lieferten ebenso
keinen Hinweis auf Bestände aufragend blättriger Makrophyten auf
dem HSG.
Die Veränderung in der Vegetationszone könnte mit der verbesserten
Sichttiefe im Bereich um
Helgoland herum zusammenhängen (Wiltshire et al., 2010). Im
Hinblick auf die Vegetationszonen
müssen an dieser Stelle jedoch auch die regionalen bzw. lokalen
Unterschiede betont werden. Am
nahegelegenen Helgoländer Felssockel ist die Vegetation in
vergleichbaren Tiefen auf Hartsubstrat
weitaus ausgeprägter (Dr. I. Bartsch, pers. Kommunikation). Dies
kann durch die abweichenden
Lichtverhältnisse, Hydrographie und/oder spezifische
Besiedlungsstrukturen hervorgerufen werden.
Inwieweit man durch die in der vorliegenden Studie gefunden
Makroalgen über eine allgemeine
Verbesserung der lokalen Bedingungen im Vergleich zu den neunziger
Jahren schließen kann, bleibt
unklar. Insgesamt muss in Betracht gezogen werden, dass
möglicherweise unzureichende
Untersuchungsmethoden oder zu kleine Stichprobenzahlen der Grund
für das Nichtentdecken der
Algenbestände waren. Durch weitere Studien gilt zu überprüfen ob
Makrophyten in Zukunft
dominanter auftreten oder die mangelhafte Beprobung früherer
Studien zum Eindruck führte dass
am HSG keine flächig aufragenden Makroalgen auftraten.
Methodenvergleich
Ein Vergleich Dredge/Greifer mit der taucherischen in situ
Beprobung ist nicht Gegenstand der
vorliegenden Untersuchung. Dennoch kann mittels Durchsicht der
Artenlisten (Kühne und Rachor,
1996; de Kluijver, 1991) festgestellt werden, dass abhängig von der
jeweils eingesetzten
Untersuchungsmethode bestimmte Taxa sehr häufig und andere wiederum
gar nicht detektiert
werden können. Eine komplette Artenliste, die auch das Endobenthos
umfasst könnte - sofern
gewünscht -, nur durch die Kombination verschiedener Methoden
realisiert werden.
37
Dredge und Greifer
Im Vergleich zur taucherischen Methode können durch den Einsatz von
Dredgen mehr Fischarten
und ein Gros an Amphipoden erfasst werden. Im Gegensatz dazu werden
flüchtige kryptische Arten,
die stark mit dem Hartboden assoziiert sind wie z.B. H. gammarus,
in der Regel gar nicht erfasst.
Generell sind Greifer für Hartböden nicht praktikabel (Darr und
Zettler, 2009) und verhindern durch
ihre Destruktivität die wiederholte Beprobung derselben
Stellen.
In situ Beprobung durch Taucher und Nachbestimmung im Labor
Mit der hier eingesetzten taucherischen Beprobung mit Zählrahmen
und Transekten, wurden mit
einem geringen zeitlichen Beprobungsaufwand von 14 Tauchgängen, 68
% der in der HSG-LRT
Referenzliste aufgeführten Arten identifiziert.
Obwohl ein Großteil der Arten bei günstigen Tauch- und
Sichtbedingungen verlässlich durch
Fachpersonal bereits in situ unter Wasser identifiziert werden kann
(ICES, 2008), sind ergänzende
Nachbestimmungen im Labor für die genaue taxonomische Ansprache
bestimmter Taxa
unabdingbar. Dies betrifft insbesondere die Porifera, Bryozoen und
Hydrozoen. Der hierfür benötigte
invasive Eingriff in das System ist jedoch im Gegensatz zu
destruktiven Beprobungsmethoden
vernachlässigbar. Die im Labor nachbestimmten Proben können als
Grundlage einer fortzuführenden
Belegsammlung für das Monitoring des HSG genutzt werden.
Taucherisch angefertigte Foto- und Filmaufnahmen
Für die regelmäßige Aufnahme quantitativer Daten auf dem HSG ist
die hier eingesetzte taucherische
Methode, aus einer Kombination von Zählrahmen und Transekten,
uneingeschränkt einsetzbar.
Aufgrund der geringen Wassertiefe von max. 18 Meter können diese
Beprobungen von einem
Taucher mit üblicher autonomer Tauchausrüstung durchgeführt
werden.
Für Riffe in Wassertiefen größer 18 Metern ist die Verwendung einer
Schlauchtauchanlage
erforderlich, wie dies routiniert in der Offshore Forschung
eingesetzt wird. Durch den Einsatz einer
Schlauchtauchanlage steht dem Taucher ein nahezu unbegrenzter
Luftvorrat zur Verfügung. Bei
Einsätzen in größeren Tiefen verlängert sich die Zeit, die ein
Taucher für den Wiederaufstieg
38
einplanen muss, die sogenannte Dekompressionszeit so stark, dass
die Beprobung nicht mehr
effektiv durchgeführt werden kann.
Filmaufnahmen den Einsatz der in situ Artidentifikation durch einen
Taucher nicht ersetzen können,
sollten diese unbedingt als Ergänzung zur in situ Untersuchung
genutzt werden. Sehr mobile und
scheue Arten (wie z. B. H. gammarus) können, anders als mit Foto-
und Videoaufnahmen, direkt
durch den Taucher gesichtet werden. Mit Foto- oder Videoaufnahmen,
die von einem Schiff aus
ferngesteuert angefertigt werden, würden solche Arten gar nicht
erst erfasst werden, da diese
spontan aus dem Nahbereich der Kameras flüchten. Taucher können
jedoch die Foto- und
Filmaufnahmen an die Heterogenität des Substrates anpassen und
somit auch kryptische Arten
erfassen und zu Dokumentationszwecke filmen oder fotografieren. Der
Vorteil der quantitativen
bildlichen Aufnahme der Makrobenthosgemeinschaft liegt in einer
größeren Flächenabdeckung bei
gleicher Untersuchungszeit und der Möglichkeit, wenn erforderlich,
in größeren Tiefen als bei in situ
Bestimmungen zu operieren. Sämtliche postulierten, sensitiven
Indikatorarten (H. gammarus, F.
foliacea, A. digitatum, E. esculentus) können mittels Foto- und
tauchergeführten Filmaufnahmen
identifiziert werden. Die sichere taxonomische Ansprache kleinerer
epibenthischer Arten auf dem
Film- und Fotomaterial kann nur durch Experten und wohl auch nie
ganz vollständig gewährleistet
werden. Einschränkungen sind durch die Eindimensionalität von
Bildern gegeben. Da die Arten
dreidimensional verteilt sind müssen mehrere Bilder verschiedener
Ebenen angefertigt werden.
Schnelle, mobile Arten sind gegebenenfalls gesondert, durch Ansage
an den Protokollanten,
aufzunehmen. Die Untersuchungszeit unter Wasser reduziert sich pro
Zählrahmen auf etwa 2 – 3
min, im Vergleich zur in situ Bestimmung von 20 min, wenn
Rahmenfläche abgefilmt und die
Aufnahme später an Land ausgewertet wird. Dadurch kann für
denselben Untersuchungszeitraum
eine größere Stichprobenanzahl realisiert werden. Durch die
Auswertung des Filmmaterials durch
fachkundige Wissenschaftler muss die eigentliche taucherische
Filmaufnahme nicht zwangsläufig von
Spezialisten getragen werden. Da die Bildauswertung jedoch auch
einen gewissen Zeitaufwand
erfordert, ist fraglich ob diese Form der Datenerhebung tatsächlich
eine Zeitersparnis bedeutet. Das
Bundesamt für Naturschutz stuft Filmaufnahmen durch
Forschungstaucher als beste und
aussagekräftigste Methode bei der Darstellung von Lebensräumen und
Arten ein (BfN, Habitat mare
– Riffe 2014). Damit Bilder bzw. Filmaufnahmen von ausreichender
Qualität angefertigt werden
können, um die in situ Bestimmung durch den Taucher vollständig zu
ersetzen, sind Tauchgänge
erforderlich, die ausschließlich für solche Aufnahmen genutzt
werden. Eine gleichzeitige
Datenerfassung während eines solchen Tauchganges ist dann de facto
nicht möglich. Während eines
hier vorgenommenen Tauchganges mit der bestmöglichen Bestimmung in
situ, können jedoch
mehrere Bilder hoher Qualität generiert werden, die anschließend
zusätzlich ausgewertet werden
39
können. Zudem können, sofern erfahrene Taucher im Einsatz sind,
Proben von solchen Taxa zu
Nachbestimmung genommen werden, die erfahrungsgemäß schwer oder
nicht in situ bestimmt
werden können.
Schleppkamerafahrten
Schleppkamerafahrten sind aufgrund der zu schnellen Geschwindigkeit
von 1 – 2 kn, und der daraus
resultierenden Unschärfe der Filmaufnahmen, zur Erfassung des
Arteninventars nicht zu gebrauchen.
Kryptische Arten und solche mit einer Körpergröße kleiner 5 cm sind
in Riffen mit vielen Ritzen und
Spalten nur schwer auszumachen. Von den hier postulierten
sensitiven Indikatorarten können A.
digitatum und E. esculentus und F. foliacea aufgrund ihrer Größe
erfasst werden. H. gammarus wird
als nachtaktive, stark flüchtige und kryptische, sich unter Steinen
versteckende Art, nicht
aufgenommen. Dr. Roland Krone (AWI, datadiving) hat während seiner
langjährigen Beschäftigung
mit mobiler, demersaler Fauna den Europäischen Hummer nie mittels
Schleppkamerasystemen am
HSG gesichtet (pers. Kommunikation).
Vorliegend konnten außer dem Kammstern (Astropecten irregularis)
und dem Franzosendorsch
(Trisopterus luscus), alle mit der Schleppkamera gefundenen Arten
auch bei der in situ Beprobung
erfasst werden. Die Datenaufnahme mit Schleppkameras wurde wegen
der mangelhaften Erfassung
von kleinwüchsigen Arten und von äußerst mobilen oder versteckt
lebenden Arten als unzureichend
eingestuft. Nach Absprache mit dem LLUR Schleswig Holstein wurde
auf die Durchsicht weiteren
Videomaterials verzichtet und von neuen Schleppkamerafahrten
abgesehen (Dr. R. Karez,
persönliche Kommunikation). Das schiffsbasierte Videosystem ist
jedoch geeignet das Riffsubstrat
und die Dichte des Algenwuchses und des Epifauna grob abzuschätzen
und Stationen für die
tauchbasierte Beprobung auszusuchen (Nehls et al., 2008). Durch
großflächige Absuchungen des HSG
mittels Schleppkamerafahrten ist es einerseits möglich in kurzer
Zeit ein großes Gebiet zu
überblicken, um somit kumulierte Bereiche von z.B. Makrophyten
nicht zu übersehen und
andererseits durch gezielte Probenpunkte die Untersuchungszeit zu
minimieren.
40
Bewertung des HSG nach FFH-RL und Empfehlungen für die zukünftig
routinierte
Monitoring Methode des LRT-Artinventars
lebensraumtypischer Hartbodenbewohner sowie einer zusätzlichen (und
weiterführenden)
Identifizierung sensibler Arten und bedient die von der FFH-RL
vorgegebenen
Erhaltungszustandsklassen. Für die Erhaltungszustandsklasse A
(„hervorragender
Erhaltungszustand“) wird die Präsenz des vollständigen
LRT-Artinventars vorausgesetzt (Darr und
Zettler, 2009). Sowohl die große Diversität der Arten und des
Substrates, als auch die Tatsache dass
die Referenzliste zukünftig um weitere Artenfunde erweitert werden
kann, lassen es gerechtfertigt
erscheinen die Grenzwerte der einzelnen Zustandskategorien weiter
zu fassen und die vollständige
(100 %) Präsenz für einen hervorragenden Erhaltungszustand auf 80 %
der LRT-Arten zu reduzieren.
Demzufolge wurde mit der hier vorliegenden, taucherischen
Beprobung, der HSG beim Kriterium
Vollständigkeit des LRT Artinventars mit weitestgehend vorhanden
(Klasse B: 60 – 80 % des
vorgegebenen Artinventars) bewertet. Diese Zustandsbewertung bildet
die Verhältnisse im Riff
nachvollziehbar ab, da auch alle vier sensitiven Indikatorarten für
das Untersuchungsgebiet
identifiziert werden konnten.
ausgeschlossen werden, dass der Bewertung in Zukunft eine höhere
Artenzahl zugrunde gelegt
werden muss. Steigende Wassertemperaturen werden wärmeliebende
Arten in die Nordsee
einwandern lassen, wohingegen nicht davon ausgegangen werden kann,
dass im gleichen Maße
ansässige Arten verschwinden (Beermann und Franke, 2011). So wurden
durch Beermann und
Franke (2011) sieben neue Amphipodenarten im Vergleich zur
Referenzliste von Harms (1993) für
Helgoland beschrieben. Diese Zunahme kann auch für andere
Großgruppen angenommen werden
und daher muss eine Referenzliste für den Lebensraumtyp Riff
flexibel bleiben um gegebenenfalls
einen lokaltypischen Artenwandel berücksichtigen zu können. Arten
dürfen nur in die Referenzliste
inkludiert werden wenn sie die festgelegten Kriterien
(Hartbodenassoziation, Langlebigkeit, in situ
Bestimmbarkeit) erfüllen. Die Ausgangsprozentzahl von 100 %
(HSG-LRT Referenzliste) soll um den
prozentualen Anteil der neuen Art angehoben werden. Dadurch wir die
Verzerrung der Bewertung
durch die Vergrößerung der HSG-LRT Referenzliste verhindert.
Bei der Diskussion um anthropogen beeinflusste Veränderungen und
die damit verbundenen
Auswirkungen auf Arten, sollte folgendes nicht übersehen werden:
”Nature has been continuously
transforming since its very beginning, and will keep on changing
long after the last human has turned
into a fossil“ (Reise, 1989 in Harms, 1993).
41
Die vorliegende Studie hat gezeigt, dass mittels Tauch-Monitoring
eine adäquate Zustandsbewertung
hinsichtlich des Artinventars von Riffen vorgenommen werden kann.
Die in situ Methode deckt zum
einen diverse, kleine wie auch versteckt lebende und flüchtige
Riffarten ab, die mittels
Schleppkamera nicht erfasst werden können und erlaubt somit eine
verlässliche und reproduzierbare
Bewertung des Artinventars auf dem HSG.
Der Einsatz einer taucherischen in situ Beprobung durch Zählrahmen,
mit zusätzlich durch den
Taucher angefertigten Foto- und Videoaufnahmen gewährleistet eine
hochauflösende taxonomische
Ansprache und - vor allem - eine dringend angeratene, quantitative
Erfassung von Arten mit
begrenztem Aufwand. Eine vorsichtige Reduzierung der Anzahl der
auszuwertenden Zählrahmen
wird empfohlen, damit auch in zukünftigen Erfassungen 90 % des
Artbestandes mit weniger als der
hier ausgewerteten 44 Zählrahmen identifiziert werden können. Von
einer voreiligen Reduzierung
des Beprobungsumfangs wird wegen der Heterogenität des HSG und
möglicher hier nicht erfasster
saisonaler Unterschiede abgeraten. Übersichtsaufnahmen mit
Schleppkameras könnten eingesetzt
werden, um großflächig die Verteilung eines Makrophytenbestandes zu
erfassen.
Transektbetauchungen sind nötig um sensitive Indikatorarten wie H.
gammarus aufzunehmen. Nur
die systematisch quantitative Erfassung erlaubt neben einer
Abschätzung zu Veränderungen der
benthischen Gemeinschaft, auch eine Aussage zum tatsächlichen
Tierbestand. So kam H. gammarus
zwei Mal auf einer Fläche von 816,5 m2 vor, was für das gesamte HSG
Gebiet (160 ha) einen Bestand
von 3200 Hummern bedeuten würde. Alleinige Präsenz/Absenzangaben
erlauben die Quantifizierung
von Veränderungen und Bestandsgrößen nicht.
Die hier vorgeschlagene Kartierung von Riffen verzichtet
vollständig auf destruktive Eingriffe im Riff.
Falls es als notwendig erachtet wird auch kleinste
Makrozoobenthos-Arten wie Amphipoden zu
erfassen, sollten Kratznetze eingesetzt werden.
Die Autoren schlagen für die wissenschaftlichen Untersuchung und
Bewertung von Riffen, auf Basis
der momentan geltenden und durch die Autoren modifizierten HSG-LRT
Referenzliste, eine
Kombination folgender Untersuchungsmethoden vor:
Schleppkamera gestützte Filmaufnahmen zur Auswahl von
Standorten
In situ Beprobung mittels Zählrahmen (höchstmögliche
Auflösung)
Tauchtransekte zur Quantifizierung der mobilen großen Fauna
In situ Entnahmen von Proben zur sicheren Artbestimmung im Labor
und zur Sicherstellung
von Belegexemplaren
Größer 18 m Wassertiefe
Schleppkamera gestützte Filmaufnahmen zur Auswahl von
Standorten
Abfotografieren von Zählrahmen zur Auswertung im Labor, anstatt der
in situ Beprobung
Tauchtransekte zur Quantifizierung der mobilen großen Fauna
In situ Entnahmen von Proben zur sicheren Artbestimmung im Labor
und zur Sicherstellung
von Belegexemplaren
43
Tab. 8: Ausgeschlossene Arten und Gattungen aus der Krause et al.
2008 Liste, bezüglich des lebensraumtypischen Artinventars, und die
Begründung für den Ausschluss.
Vorgeschlagene Arten / Gattungen (Krause et al. 2008) Begründung
für den Ausschluss
Nemertea Lineus virdis Sandassoziiert
Gastropoda Crepidula fornicata Eulitoral
Ostrea edulis Kein Beleg für die dt. Bucht seit 1940
Polychaeata Capitella capitata Sandassoziiert
Gadus morhua Wanderart. Nicht lebensraumtypspezifisch.
Psetta maxima Vorrangig auf Sandböden und grobem Sand.
Rhodophyta Furcellaria furcigera Info I. Bartsch
Haemescheria hennedyi Info I. Bartsch
Pterothamnion plumula Info I. Bartsch
Phaeophyta Ascophyllum nodosum Info I. Bartsch
Chorda filum Info I. Bartsch
44
Vorgeschlagene Arten / Gattungen (Krause et al. 2008) Begründung
für den Ausschluss
Fucus sp. Info I. Bartsch
Halosiphon tomentosus Info I. Bartsch
Laminaria digitata Info I. Bartsch
Chlorophyta Cladophora rupestris Info I. Bartsch
Halicystis ovalis Info I. Bartsch
Ulva spp. Info I. Bartsch
45
Riffstruktur Keine Bewertung, da Informationen (außer dem
subjektiven Eindruck der Taucher) nicht vorlagen.
Hydrologie/Morphologie Bewertet wurde, ob die Hydrologie oder
Morphologie der Riffe anthropogen verändert wurde. Dies ist nach
dem subjektiven Eindruck des Tauchers nicht der Fall.
Vegetationszonen Keine Bewertung, da Informationen hierzu nicht
vorlagen.
Charakterarten Bewertet durch die neue vorgeschlagene HSG-LRT
Artenliste.
Rohstoffgewinnung Für das Gebiet nicht bekannt.
Installationen Für das Gebiet nicht bekannt.
Nährstoffeintrag Keine Bewertung, da Informationen hierzu nicht
vorlagen.
Lokale Verunreinigung Bewertung auf Grund der
Sprengstoff-Verklappung.
Schifffahrt Für das Gebiet nicht bekannt.
Fischerei Fischereiaktivitäten wurde beobachtet.
Gebiet Riffstruktur
tigungen
aggregierte
Bewertung
Gesamt-
bewertung
Helgoländer
Steingrund - A - A B B A A - C - B - A - A B
Habitatstruktur LRT typsiches Artinventar Beeinträchtigungen
46
Allgemein kann davon ausgegangen werden, dass sich Störungen
sensitiver Arten unter anderem in
Änderung der Bestandsdichte äußern können (z.B. eine Zunahme durch
den Wegfall von Prädatoren,
Abnahme der Nahrungsgrundlage, direkte Entnahmen). Daher ist zum
einen die Kenntnis zur
Sensibilität einzelner, insbesondere lokaltypischer Arten
unabdingbar. Zum anderen ist aber auch die
quantitative Bestandsaufnahme zu st&uum