Thematische Kartierung und Sensitivitätsraster im Deutschen Wattenmeer

Zusammenfassung

In den Ergebnissen langjähriger Feld- und Laborexperimente zeigte sich eine deutliche Habitatabhängigkeit lang- und kurzfristiger Folgen von Ölverschmutzungen in Wattgebieten. Bestimmt wird diese Abhängigkeit sowohl durch abiotische als auch biotische Parameter als Folge der Wechselwirkungen von Toxizität, Turbation und Persistenz. Diese Erkenntnisse bildeten die Grundlage für die Entwicklung einer örtlich und zeitlich differenzierten Verletzlichkeitsstudie von Wattgebieten als Entscheidungshilfe für Maßnahmen der Ölbekämpfung. Notwendig wurde damit sowohl eine methodisch einheitliche Neukartierung als auch die Entwicklung eines Bewertungskonzeptes.

Nach einer Durchführbarkeitsstudie von 1983 bis 1986 im “Wurster Watt” und im Rückseitenwatt von Spiekeroog begann die flächendeckende Kartierung der gesamten deutschen Wattgebiete unter Federführung des Forschungszentrums Geesthacht im Frühjahr 1987 und konnte im Herbst 1992 abgeschlossen werden. Direkt mit der Datenerhebung verbunden wurde die Entwicklung einer Datenbak (“WADABA”-Wattenmeerdatenbak) und eines Informationssystems.

Dieses Wattenmeerinformationssystem (WATiS) sollte zum einen ermöglichen, bei der zur Beschreibung der Ölempfindlichkeit notwendigen Vereinfachung im Einzelfall auf detaillierte Daten zurückgreifen zu können und zum anderen, Informationen für die Belange der Nationalparkämter und für wissenschaftliche Zwecke, z. B. im Rahmen der Ökosystemforschung, bereitzustellen.

Trotz der Kürze der zur Verfügung stehenden Zeit wurde die Neukartierung so umfangreich wie möglich angelegt, um eine weitgehend sichere Grundlage für die Bewertung und die resultierende Verletzlichkeitsabstufung zu erhalten.

Die Aufgabenstellung des Vorhabens gliederte sich demnach in drei Bereiche:

• 1) Thematische Neukartierung und Prüfung ihrer Durchführbarkeit für das gesamte Deutsche Wattenmeer in einem angemessenen Zeitraum.

• 2) Entwicklung eines Bewertungskonzeptes.

• 3) Anwendung der Bewertung auf die Ergebnisse der Kartierung als eigentliches “Sensitivitätsraster” und Prüfung der Möglichkeit einer anwenderorientierten kartographischen Darstellung mit den Mitteln der EDV.

Ergebnisse:

• 1) Umfang der Neukartierung:

• a) Benthos: Makrofauna: Bestimmung von Arten und Abundanzen an einem Stationsnetz von 1 km². Meiofauna und Mikrophytobenthos: Arten und Abundanzen an ausgew\:ahlten Orten.

• b) Korngr\:o\sBenverteilung und Scherfestigkeit der Sedimente.

• c) Ichthyofauna: Netzf\:ange mit einer 2 m Baumkurre auf den Platen ausgew\:ahlter Gebiete jeweils im Fr\:uhjahr und im Herbst der Untersuchungsjahre mit Bestimmung der Arten, ihrer H\:aufigkeits/L\:angenverteilungen und Bestandsdichten.

• d) Salzwiesen: Bestimmung und Deckungsgrad der Pflanzengesellschaften auf 1 m² gro\sBen Fl\:achen an Transekten mit 1 km Abstand.

• e) Avifauna und Mammalia: Dokumentation der von verschiedenen Institutionen gesammelten Daten. (Inselstation der Vogelwarte Helgoland, 1986)

• f) Topographie.

  Die Habitatcharakterisierung der Stationen und der Zwischenbereich des Meßnetzes wurden durch die Dokumentation makroskopisch erkennbarer Merkmale in standardisierter, datentechnisch verwertbarer Form beschrieben.

• 2) Bewertungskonzept:

  Die örtlich und zeitlich differenzierte Bewertung von Wattgebieten ist ein Resultat unterschiedlich gewichteter Meß- und Schätzgrößen der Verteilung von Salzwiesengesellschaften und Benthosarten sowie der Avi- und Ichthyofauna und der Mammalia. Grundlage aller numerischen Bewertungen ist die Berücksichtigung von Artenvielfalt und- häufigkeit sowie qualitativer Parameter der Empfindlichkeit einzelner Arten und — beim Benthos — von Aspekten ihrer systemaren Bedeutung, die für die folgenden sieben Kategorien beschrieben wird:

• 1) Physiologische Sensitivit\:at gegen\:uber \:Olverschmutzungen,

• 2) \:Okologische Sensitivit\:at gegen\:uber \:Olverschmutzungen,

• 3) Bedeutung als Nahrung,

• 4) Bedeutung f\:ur die Metabolisierung organischer Substanz,

• 5) Ausbreitungsf\:ahigkeit,

• 6) Isolation,

• 7) Dauer der Reproduktionsphasen.

  Innerhalb dieser Kategorien wird jede Art durch skalierbare Schätzgrößen bewertet. Die Bewertung der Sedimente findet aufgrund der Zusammenhänge zwischen ölpersistenz, Sedimentart und Besiedlung Eingang in den “Benthoswert”.

  Ichthyofauna mit Garnelenbeständen, Avifauna und Salzwiesen erhalten einen eigenen, aus Meßwerten (Zähldaten) errechneten Index. Zur örtlichen Abgrenzung werden den einzelnen Werten bestimmte Gebiete zugeordnet. Eine zeitliche Differenzierung erfolgt nach der saisonalen Abhängigkeit bestimmter Arten.

• 3) Alle Aggregationsebenen k\:onnen als Karten oder Tabellen durch \ldWATiS\rd dargestellt werden.

Summary

The results of many years of field and laboratory experiments have shown that the short and long-term consequences of oil pollution in Wadden Sea areas clearly depend on the type of habitat affected. This dependence is determined both by abiotic and biotic parameters and is the result of interactions between toxicity, turbation and persistence. These findings formed the basis of the development of a spatially and temporally differentiated vulnerability study of the tidal flats to be used in the development of methods to combat oil pollution. The prerequisites for this study included a uniform and methodical cartographic survey and the development of a concept for its evaluation. After completion of a feasibility study conducted between 1983 and 1986 on the tidal flats between the rivers Weser and Elbe and in the Wadden Sea between the island of Spiekeroog and the mainland, a cartographic survey of the entire German Wadden Sea began in spring 1987 under the direction of the GKSS Research Centre Geesthacht and was completed in 1992. Simultaneously, a comprehensive data base (Wattenmeerdatenbank — WADABA) and an information system (Wattenmeerinformationssystem — WATIS) were developed. Using WATIS it should be possible to obtain detailed data with which vulnerability to oil can, with the necessary degree of simplification, be determined in individual cases. It should also place information at the disposal of national park authorities and serve scientific purposes, e.g. in ecosystems research. To provide a solid foundation for the assessment and subsequent vulnerability classification, the cartographic survey was as extensive as possible — despite the short time available.

The aims of the project were thus threefold:

• 1) Thematic assessment and examination of its feasibility for the tidal flats of the entire German Wadden Sea within a reasonable time scale.

• 2) Development of an evaluation concept.

• 3) Application of the evaluation concept using the results of the assessment as a “vulnerability study” and examining the possibilities of a user-friendly cartographic presentation using EDP.

• 1) Content of the cartographic survey:

• a) Benthos: Macrofauna: determination of species and abundance on a grid net of 1 km². Meiofauna and microphytobethos: species and abundance at selected stations.

• b) Grain size and shear strength of sediments.

• c) Ichthyofauna: Catches using a 2 m beam trawl on selected flats in spring and autumn/year; determination of species, abundance, length distribution and stock density.

• d) Salt marshes: Determination of plant associations and their coverage/m², along transects 1 km apart.

• e) Avifauna and mammalia: Documentation of data gathered by various institutions. (Inselstation der Vogelwarte Helgoland, 1986).

• f) Topography

  The characteristics of the individual habitats at and between the stations were recorded using a standardized, EDP-readable format.

• 2) Concept of the evaluation

  The spatially and temporally differentiated evaluation of Wadden Sea areas results from differently-weighted measured and estimated values of the distribution of salt marsh communities and benthic species as well as avi-and ichtyofauna and mammalia. The basis of all numerical evaluations is the consideration given to species diversity and abundance as well as qualitative parameters of the sensitivity of individual species and, in the case of benthos, aspects of their importance within the systems which are described for the following seven categories:

• 1) physiological sensitivity to oil pollution,

• 2) ecological sensitivity to oil pollution,

• 3) importance as a source of food,

• 4) importance for the metabolisation of organic matter,

• 5) ability to disperse,

• 6) isolation,

• 7) duration of reproductive stages.

  Within these categories, each species is evaluated using estimated values on a given scale.

  Because of the interrelations between oil persistence, sediment type and settlement, the sediment evaluation is integrated into the benthos value. Ichthyofauna, including shrimp stocks, avifauna and salt marshes each receive their own index calculated from measured values. For local diversification, specific areas are assigned to individual values. Temporal differentiation is in accordance with the seasonal dependence of specific species.

• 3) All aggregation levels can be shown by \ldWATIS\rd as electronic charts, plots or tables.