Einsatz der Satellitendaten zur Planung und Erfolgskontrolle von Maßnahmen des Naturschutzes

Die Berücksichtigung der strukturellen Gliederung auf der Basis des Landschaftsprogramms des Lan-des Sachsen-Anhalt (MUNRO - MINISTERIUM FÜR UMWELT, NATURSCHUTZ UND RAUMORDNUNG DES LANDES SACHSEN-ANHALT 1994a) unter zusätzlicher Verwendung der detaillierten Biotoptypen-daten und der selektiven Biotoptypenkartierung könnte hier für die detaillierte Überwachungsplanung eine differenzierte konkretere Grundlage liefern.

6.2 Einsatz der Satellitendaten zur Planung und Erfolgskontrolle von

zusammenfassend dargestellt, für deren Planung und Überwachung Satellitenbilder einen Beitrag liefern könnten.

Generelle Grenzen der IRS-1C/D-Satellitendaten für diese Aufgabenstellung liegen in der Erfassung der Arten- und Alterszusammensetzung in einem Biotop. Weder in Waldgebieten noch im Offenland können hier detaillierte Aussagen getroffen werden. Ein weiterer Nachteil der Satellitendaten ist, dass trotz der verhältnismäßig hohen räumlichen Auflösung sehr kleine Strukturen und Objekte nicht immer erkannt werden können. Hiervon sind oftmals auch wertvolle Biotope betroffen, beispielsweise Flutrasen, Sümpfe und Magerrasen. Daher ist die Satellitenfernerkundung immer in Kombination mit herkömmlichen Untersuchungsmethoden einzusetzen. Beispiele für einen möglichen Beitrag der Satellitenfernerkundung im Hinblick auf die in Tab.16 zusammengefassten Aufgaben sind im Folgenden beschrieben.

6.2.1 Pflege- und Entwicklungsmaßnahmen im forstlichen Bereich

Ein Beispiel für den möglichen Einsatz der IRS-1C/D-Satellitendaten für Aufgaben des Naturschutzes im forstlichen Bereich ist die gute Abgrenzbarkeit von Laub- und Nadelwaldbeständen auf den Bild-daten. In der Dübener Heide, der Annaburger Heide und im Harz ist die Rückführung von Nadelholz-Monokulturen in naturnahe Laubwaldbestände als Entwicklungsziel in der Landschaftsrahmenplanung genannt. Die Durchführung der Waldumbaumaßnahmen kann somit zum Teil anhand der Satelliten-daten überwacht werden.

Grenzen der Satellitenfernerkundung zur Überwachung waldbaulicher Maßnahmen liegen in der nur langfristig möglichen Erfassung neu aufgeforsteter Flächen, die erst ab einem bestimmten Alter (abhängig von Baumart und Pflanzdichte etwa 5 - 8 Jahre) identifiziert werden können. Darüber hinaus kann Laubgehölz im Unterstand von Nadelbeständen, wie es vor allem im UG ‘Dübener Heide’

häufig vorkommt, oftmals schlecht erkannt werden. In solchen Nadel- / Laubmischwäldern sind Laubgehölze erst ab einer bestimmten Größe mit Sicherheit identifizierbar, was zudem vom Kronenschluss der älteren Nadelbäume abhängt. Auch differenzierte Aussagen zur Alters- und Artenzusammensetzung der Bestände können anhand der Satellitenfernerkundung nicht getroffen werden. Hier müssen für die Kontrolle andere Erhebungsmethoden (Luftbildinterpretation und Geländeaufnahme) hinzugezogen werden. Dass auch der Zustand der Waldränder auf den Satellitendaten nur bedingt erfasst werden kann, hat HORNFECK (2000) im Vergleich zum CIR-Luftbild festgestellt. Hierfür ist die räumliche Auflösung der IRS-1C-Daten zu gering. Die Ausprägung der Waldränder ist aber aus ökologischer Sicht von großer Bedeutung.

Für die Planung von Aufforstungsmaßnahmen können Satellitendaten dagegen sehr hilfreich sein.

Die Bildgeometrie der IRS-1C/D-Daten mit einer Abdeckung einer Szene von mindestens 70 km x 70 km ermöglicht die simultane Erfassung größerer Areale. Somit kann die Habitatstruktur und Biotop-verbundsituation (Größen der Waldflächen, Lagebeziehungen) abgeschätzt werden, was für die Pla-nung der Aufforstungsmaßnahmen bedeutsam ist. Näheres zum Einsatz der Satellitendaten zur Biotopverbundplanung ist Inhalt von Kap.6.3.

Ein weiteres Naturschutzziel, das für alle Untersuchungsgebiete genannt wird, ist die Vermeidung der Entwaldung. Wie durch die Veränderungsnachweise festgestellt werden konnte, ist Entwaldung gut identifizierbar. Neben der flächigen Entwaldung können auch kleinere Auflichtungen anhand der vergleichenden Analyse der Satelliten- und Luftbilder erfasst werden. Diese Auflichtungen können sele ktiven Holzeinschlag dokumentieren. Beispielsweise konnte bei den Geländeuntersuchungen im Harz festgestellt werden, dass hier selektiv Laubhölzer eingeschlagen wurden. In der Annaburger Heide dagegen weisen die Auflichtungen auf eine Schädigung der Bestände hin, die aufgrund eines Schadstoffeintrags am westlichen Rand der Annaburger Heide vorkommen.

Zur Planung von Naturschutzmaßnahmen im forstlichen Bereich kann auch die Verknüpfung des Sa-tellitenbildes mit der forstlichen Standortkartierung sinnvoll sein. Somit können erste Einschätzungen zur Naturnähe der Bestände getroffen werden. Im Rahmen einer wissenschaftlichen Untersuchung im Harz wurde aufgezeigt, dass anhand der Verknüpfung von Satellitendaten mit zusätzlichen

Standortdaten die Naturnähe der dort vorkommenden Waldbestände bestimmt werden konnte (KENNEWEG ET AL. 1996). Hierfür wurden jedoch die mäßig auflösenden Landsat-TM5-Daten verwendet. Aufgrund der hohen räumlichen Auflösung des panchromatischen Kanals der IRS-1C/D-Daten sind kleinräumige differenziertere Abgrenzungen der Laub- und Nadelwaldbestände möglich, so dass anhand der Auswertung detailreichere Informationen in größeren Maßstabsebenen zu erwarten sind.

6.2.2 Überwachung von Sukzessionsprozessen

Bereits bei der Dokumentation der Veränderungsnachweise konnte das Auswertungspotential der Sa-tellitendaten für Sukzessionsuntersuchungen aufgezeigt werden. Die erfassbaren Sukzessionsprozesse bestehen hierbei aus der Entwicklung von Gras-, Stauden- und Zwergstrauchfluren, wobei hier auch Dichteunterschiede (vegetationsarme und dic ht bestandene Bereiche) erkennbar sind. Darüber hinaus können mehrere Klassen des Deckungsgrad von Gehölzen auf Nichtwaldflächen (Verbuschung) aus-gewiesen werden.

Dass diese Informationen nicht nur für die Fortschreibung der digitalen Biotoptypendaten sinnvoll sind, sondern auch zur Planung und Kontrolle von Schutz- und Pflegemaßnahmen beitragen können, kann am Beispiel des Truppenübungsplatzes der Annaburger Heide (UG ‘Dübener Heide’), der laut Landschaftsrahmenplan und Landschaftsprogramm für den Fall der Aufgabe der militärischen Nutzung als Landschaftsschutzgebiet ausgewiesen werden soll, aufgezeigt werden.

Die Pflege- und Entwicklungsziele beinhalten u.a. die Steuerung der Sukzession auf den Schießplä t-zen, deren Biotopausstattung durch die militärische Nutzung teilweise stark beeinflusst ist. Als Leitbild werden hier Trockenrasengesellschaften und Callunaheiden genannt. Da anhand der Satellitenbildauswertung vegetationsfreie oder –arme Flächen, Gras- und Staudenfluren und Zwergstrauchheiden voneinander abgegrenzt werden können, kann sie für die Überwachung dieser Flächen eingesetzt werden. Eine weitere bedeutsame Information für die Planung und Überwachung der geforderten Freihaltung der Trockenrasen und Zwergstrauchheiden ist der Nachweis der Verbuschung auf den Schie ßplätzen, was auch anhand der Satellitendaten möglich ist.

Weitere Vorteile der Satellitenfernerkundung für diese Aufgaben bietet die Möglichkeit der Erstellung von Zeitreihen und die Abdeckung ausgedehnter Areale auf einer Bildszene, wodurch langfristige Prozesse beobachtet und größere Räume simultan überwacht werden können.

Eine floristische und faunistische Kartierung kann durch die Satellitenfernerkundung jedoch keinesfalls ersetzt werden. Hier ist die terrestrische Aufnahme nach wie vor die geeignete Methode.

Dasselbe gilt für die Erfassung der mit der Sukzession einhergehenden Änderung des Standortes, beispielsweise ein verändertes Abflussregime oder Mikro- und Mesoklima.

6.2.3 Entwicklungsmaßnahmen im landwirtschaftlichen Bereich

Die Extensivierung der Landwirtschaft ist eine weitere zentrale Forderung seitens des Naturschutzes und wird in der Landschaftsrahmenplanung für beide Untersuchungsgebiete gefordert. Da im Vertragsnaturschutz die Durchführung von Pflegemaßnahmen durch den Landwirt finanziell unterstützt werden kann, spielt die Überwachung bzw. das Monitoring der betroffenen Flächen zur Kontrolle der Umsetzung eine große Rolle.

Ein Beispiel dieser Forderungen ist die Überführung von Ackerland in Grünland auf Flächen mit dafür geeigneten Standorteigenschaften. Die Satellitendaten sind für die Kontrolle der Umsetzung die-ser Maßnahme geeignet, da Ackerland und Grünland hier eindeutig voneinander unterschieden werden können.

Die Vermeidung des Umbruchs mesophilen Grünlands ist eine weitere Maßnahme des Vertrags-naturschutzes und wird den Landwirten auch vergütet. Grünlandumbruch kann mit den Satellitendaten gut kontrolliert werden. Auch Mahd ist auf den Satellitendaten nachvollziehbar. Da hierfür seitens des Naturschutzes oft feste Termine vorgeschrieben werden, kann diese Information für die Kontrolle der Einhaltung sehr nützlich sein. Darüber hinaus kann übermäßige Beweidung auf den Satellitendaten

erkannt werden. Abb.61 zeigt eine Fläche im UG ‚Harz‘, die aufgrund übermäßiger Beweidung keine geschlossene Vegetationsdecke mehr aufweist. Sehr schön können hier kleinräumige vegetationsarme Bereiche innerhalb der Grünlandflächen identifiziert werden.

Am Beispiel der Maßnahme der Wiede r-vernässung von Grünlandbereichen im Naturschutzgebiet ‚Harzer Bachtälchen‘ wur-den im Rahmen der Diplomarbeit von C.

HORNFECK (2000) sowohl Luftbilder als auch Satellitendaten verschiedener Sensoren auf ihre Eignung, unterschiedliche Nutzungsfor-men von Grünland differenzieren zu können, geprüft. Der Schwerpunkt lag hier auf der Abgrenzung von Sümpfen bzw. Mooren von anderen Grünlandbereichen, um zu klären, ob sich die Fernerkundungsdaten für die Kon-trolle der Umsetzung der Wiedervernäs-sungsmaßnahmen eignen. Es hat sich gezeigt, dass für die Abgrenzung der Feucht- und Nasswiesen von mesophilem Grünland die IRS-1C-Satellitendaten nicht immer geeignet sind, da die räumliche Auflösung für die Er-fassung kleiner Flächen nicht hoch genug ist.

Sogar die Luftbildinterpretation dieser oftmals nur schmalen Säume ist schwierig und bedarf der Zusatzkenntnisse des Luftbildinterpreten. Bei größeren Flächen dagegen ermöglichen die Satellitendaten die Abgrenzung der Sumpfflächen von den umgebenden Grünlandbereichen, was bereits im Rahmen der Bildauswertung festgestellt werden konnte (siehe hierzu Kap.5.5, Abb.41, S.74).

Eine weitere naturschutzrelevante Maßnahme, die sowohl für die landwirtschaftlichen Nutzflächen im Bereich der Elbaue, als auch für das Harzvorland vorgeschlagen wird, ist die Verkleinerung der Ackerschläge in Verbindung mit der Anlage von Feldgehölz und Hecken zur Gliederung der Land-schaft und Förderung der Wanderbewegungen und des genetischen Austausches im Rahmen der Biotopverbundplanung (siehe hierzu auch Kap.6.3). Sowohl die Ackerschläge als auch Feldgehölze (große Einzelbäume, Baumgruppen) und breite Hecken (ab 10 m Breite) können auf den Satellitenda-ten identifiziert werden.

Die Grenzen der Satellitenfernerkundung für Naturschutzaufgaben im landwirtschaftlichen Bereich liegen neben der bereits erwähnten unzureichenden Wiedergabe kleinerer Feuchtbiotope in der Ausweisung verschiedener Grünlandtypen. Wie in Kap.5.6 erläutert, ist die Unterscheidung zwischen intensiv genutztem und mesophilem Grünland sowohl auf dem Satelliten- als auch auf dem Luftbild schwierig. Darüber hinaus ist auch die Kontrolle der Düngung oder der Vermeidung von Schadstoffeinträgen anhand der Fernerkundung nicht möglich.

6.2.4 Pflege- und Entwicklungsmaßnahmen von Gewässern

Dass Satellitenbilder für die Überwachung von Gewässerflächen Aussagen liefern können, kann an-hand der Auswertung des UG ‘Dübener Heide’, das einen Teil der Elblandschaft umfasst, verdeutlicht werden. In diesem Bereich liegt ein Landschaftsschutzgebiet (LSG Elblandschaft Prettin), für das mehrere Pflege- und Entwicklungsmaßnahmen vorgeschlagen werden.

Abb.61: Überweidung von Grünland (UG ‘Harz’)

Die hohe räumliche Auflösung der panchromatischen IRS-1C-Daten ermöglicht neben der Ausweisung größerer Gewässer auch die Wiedergabe von Altarmen, und kleiner Tümpel bzw. Kolke.

Zudem können aufgrund charakteristischer Strukturen auch trockene und verfüllte Altarme sowie alte Flutrinnen identifiziert werden (siehe Abb.62). Somit können die Satellitendaten wichtige Informationen zur Planung der Gewässerrenaturierung liefern.

Abb.62: Erkennbarkeit alter Flutrinnen in der Elbaue auf den IRS-1C-Satellitendaten

Abb.63: Veränderungsnachweise von Kiesseen in der Elbaue auf den IRS-1C-Satellitendaten

Ein weiteres Beispiel sind die Veränderungsnachweise der Prettiner Kiesseen in der Elbaue, die als Naturschutzgebiet (NSG Kiesseen Elblandschaft Prettin) vorgeschlagen werden. Abb.63 zeigt die aktuelleren Satellitendaten dieses Bereichs im Vergleich zu den älteren CIR-Luftbildern.

CIR-Luftbild 1992 IRS-1C-Satellitenbild

Einerseits kann hier die Vergrößerung der Wasserfläche erfasst werden, andererseits ist eine verstärkte Sedimentation an der Bildung neuer Sandbänke nachzuvollziehen. Diese starke Dynamik widerspricht dem Naturschutzziel dieses Bereichs der Elblandschaft, wobei der Vogelschutz mit der Ausweisung von Rast- und Brutplätzen im Mittelpunkt steht. Für die Planung der erforderlichen Maßnahmen nach Einstellung der Abgrabungen können die Satellitendaten wertvolle Informationen zur aktuellen Situation liefern.

Auch die Dokumentation unterschiedlicher Wasserstände kann im Rahmen der Überwachung von Gewässern von Bedeutung sein. So können starke Wasserstandsschwankungen gut mit Satellitendaten dokumentiert werden (siehe Abb.64).

Abb.64: Fernerkundliche Dokumentation von Wasserstandsschwankungen eines Altarms in der Elbaue

Ein weiteres Beispiel für den Einsatz der Satellitenfernerkundung für die ökologische Überwachung von Gewässern wurde bereits im Rahmen der Dokumentation der Klassifizierungsergebnisse geliefert.

Demnach kann Schwimmblattvegetation erfasst werden. Da zumindest drei Dichteklassen erkannt werden können, können die Satellitendaten größere Veränderungen der Schwimmblattvegetation nach-weisen (siehe Kap.5.2).

Grenzen der Satellitenfernerkundung für den Naturschutz von Gewässern liegen in der mangelhaften Wiedergabe sehr kleiner Still- und Fließgewässer, vor allem, wenn sie im Wald liegen (siehe Kap.

5.2). Darüber hinaus können keinerlei Aussagen zur Gewässergüte, zum Schadstoffeintrag etc. anhand der fernerkundlic hen Analyse getroffen werden.

6.2.5 Planung von Erosionsschutzmaßnahmen

Auch für die Planung von Erosionsschutzmaßnahmen können Satellitendaten hilfreich sein, was am Beispiel des UG ‘Dübener Heide’ aufgezeigt werden kann. Sowohl in der Elbaue als auch in der Annaburger Heide gibt es Binnendünen, die stark erosionsgefährdet sind. Beeinträchtigungen, z.B.

durch Abgrabungen, sind auf den Satellitenbildern gut nachweisbar. In der Annaburger Heide ist die Vegetationsdecke teilweise durch die militärische Nutzung zerstört worden. Diese Binnendünengebiete weisen somit keinerlei Schutz vor Erosion auf. Auf Abb.65 sind die Folgen der Winderosion, von der große Areale betroffen sind, gut erkennbar.

Dass auch Maßnahmen zum Schutz dieser Flächen anhand der Satellitendaten kontrolliert werden kön-nen, ist durch die Beschreibung der erkennbaren Sukzessionsprozesse bereits verdeutlicht worden (vgl. Kap. 6.1.4). Unterschiede in der Dichte der Vegetationsdecke können demnach gut erfasst werden.

Doch sind auch die Binnendünen innerhalb der Waldgebiete nicht immer langfristig vor Erosion ge-schützt, was am Beispiel der Waldflächen der Annaburger Heide erläutert werden kann. Die meist mo-notonen naturfernen Kiefernbestände sind hier mehreren Belastungen ausgesetzt. Die forstliche Stand-ortkartierung zeigt, dass die Böden zu einem großen Teil sehr nährstoffarm sind. Zudem wurde durch die verstärkte Trinkwasserentnahme in der benachbarten Elbaue der Grundwasserspiegel seit 1992 um mindestens 2-3 m gesenkt. Selbst die Kiefern wachsen hier sehr kümmerlich. Hinzu kommt noch der bereits erwähnte Eintrag von Schadstoffen aus der Landwirtschaft, der den Baumbestand zusätzlich geschwächt hat. Daher sind auch die bewaldeten Flächen erosionsgefährdet. Daher sollen nach Empfehlung im Rahmen der Landschaftsrahmenplanung durch waldbauliche Maßnahmen die Entwicklung angepaßter laubreicher Bestände gefördert werden, die einen besseren dauerhaften Erosionsschutz gewährleisten (ZUPPKE ET AL. 1994a). Die Ermittlung des Anteils an Laub- und Nadelwäldern anhand der Satellitendaten, was bereits im Rahmen der Waldumbaumaßnahmen erläutert wurde, kann also auch für den Ersosionsschutz hilfreich sein.

In diesem Zusammenhang ist auch auf die mögliche Erfassung erosionsgefährdeter Flächen im Hang-bereich anhand der Verknüpfung der Satellitendaten mit einem DHM hinzuweisen (siehe hierzu auch Kap. 6.4.3).

Abb.65: Durch militärische Nutzung vegetationsfreie und erosionsgefährdete Flächen im Bereich der Binnendünen des Truppenübungsplatzes ‘Annaburger Heide’ (UG ‘Dübener Heide’)