Beweissicherung Fahrrinnenanpassung 2004

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Beweissicherung Fahrrinnenanpassung 2004

Baggergutablagerungsfläche Twielenfleth, Unterelbe Abschlussbericht: Jahresergebnisse 2004 und

Interannueller Vergleich 1998-2004

Auftraggeber:

Wasser- und Schifffahrtsamt Hamburg

Oktober 2005

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Auftraggeber: WSA Hamburg

Titel: Beweissicherung Fahrrinnenanpassung 2004 Baggergutablagerungsfläche Twielenfleth

Jahresergebnisse 2004 und Interannueller Vergleich 1999- 2004

Auftragnehmer: BIOCONSULT

Schuchardt & Scholle GbR Reeder-Bischoff-Str. 54 28757 Bremen

Telefon 0421 · 620 71 08 Telefax 0421 · 620 71 09 Internet www.bioconsult.de eMail info@bioconsult.de

Klenkendorf 5 27442 Gnarrenburg Telefon 04764 · 92 10 50 Telefax 04764 · 92 10 52

Bearbeiter:

In Kooperation mit:

Dipl.-Biol. J. Scholle Dr. B. Schuchardt Dipl.-Biol. T. Brandt Dipl.-Ing. F. Bachmann Dipl.-Biol. K. Dau Dipl.-Biol. H.-J. Krieg

(bearb.: wirbellose Bodenfauna der 250 µm-Fraktion) Beratender Biologe - HUuG Tangstedt

eMail huug.krieg@t-online.de

Datum: Oktober 2005

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Inhalt

1. Zusammenfassung ...6

2. Anlass und Ziel der Untersuchungen ... 10

3. Material und Methoden ... 11

3.1 Lage der Stationen ... 11

3.2 Probenahme und Probenbearbeitung ... 12

3.3 Baumaßnahme... 13

4. Ergebnisse und Diskussion ... 14

4.1 Sedimente und Wassertiefen... 14

4.1.1 Sedimente und Wassertiefen 2004 ... 14

4.1.2 Sedimente und Wassertiefen 1998 - 2004... 16

4.2 Makrozoobenthos... 20

4.2.1 Ergebnisse der 1000 µm-Fraktion... 20

4.2.1.1 Artenzahl und Dominanzstruktur... 20

4.2.1.2 Abundanzen... 23

4.2.1.3 Zusammenfassung 1000 µm-Fraktion... 24

4.3 Wirbellose Bodenfauna 250 µm-Fraktion (Stechrohre) ... 26

4.3.1 Oligochätenfauna der 250 µm-Fraktion (Stechrohre) 2004... 26

4.3.1.1 Taxazahlen und Faunenspektrum... 26

4.3.1.2 Dominanz ... 28

4.3.1.3 Abundanz ... 31

4.3.1.4 Altersstruktur ... 36

4.3.2 Interannueller Vergleich ... 37

4.3.2.1 Taxazahlen ... 37

4.3.2.2 Dominanz ... 43

4.3.2.3 Abundanz ... 45

5. Aktuelle Entwicklung der wirbellosen Bodenfauna nach der Baumaßnahme versus Prognose gemäß UVU-Materialband VII... 50

6. Schlussfolgerungen ... 54

7. Literatur ... 56

Anhang ... 58

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Abbildungen und Tabellen

Abb. 1: Lage der Untersuchungsstationen im Bereich der BA Twielenfleth: rot umrandet, Referenz: blau umrandet (s.a. Anhang III). Die Stationen L1 und

L17 wurden verlegt (s. Text). ... 11 Abb. 2: Sedimentzusammensetzung und Wassertiefen im Untersuchungsgebiet,

Twielenfleth, differenziert nach Teilbereichen: Referenzen RLW, RLO (N_Stationen= 8), Baggergutablagerungsbereich BAW, BAO (N_Stationen= 9).

ST = Steine, K = Kies, MK = Mittelkies, FK = Feinkies, GS = Grobsand,

MS=Mittelsand, FS = Feinsand, Mud = Schlick, Daten: 2004. ... 15 Abb. 3: Sedimentzusammensetzung im Bereich Twielenfleth im interannuellen

Vergleich von 2001-2004, differenziert nach Teilbereichen. Rechts = Referenzen RLW, RLO; links = Baggergutablagerungsbereich BAW, BAO.

Bilder A,B =2001, C,D = 2002, E,F = 2003, G, H =2004. ST = Steine, K = Grobkies, MK = Mittelkies, FK = Feinkies, GS = Grobsand, MS=Mittelsand,

FS = Feinsand, Mud = Schlick. ... 17 Abb. 4: Wassertiefe (WT) [m SKN] im Bereich Twielenfleth im interannuellen

Vergleich von 1998-2004, differenziert nach Teilbereichen: Referenzen RLW,

RLO (NStationen=8), Baggergutablagerungsbereich BAW, BAO (NStationen=9). ... 18 Abb. 5: Tiefenverhältnisse auf der BA Twielenfleth in 1998 (vor der Maßnahme) und

im Juli 2002 etwa 3 Jahre nach Fertigstellung. Quelle: WSA Hamburg: 2.

Bericht zur Beweissicherung, Version 3.0. ... 19 Abb. 6: Interannueller Vergleich der mittleren Taxazahl/Bereich (p>0,1, H-Test) im

Untersuchungsgebiet Twielenfleth, differenziert nach Teilbereichen:

Referenzen RLW, RLO, Baggergutablagerungsbereich BAW, BAO... 21 Abb. 7: Interannueller Vergleich der Benthos-Abundanz (p>0,1 Median-Test) im

Bereich Twielenfleth, differenziert nach Teilbereichen: Referenzen RLW,

RLO, Baggergutablagerungsbereich BAW, BAO... 23 Abb. 8: Mittlere Taxzahlen Oligochaeta/Station und deren Variabilität im

Untersuchungsraum Twielenfleth (April 2004) ... 28 Abb. 9:

Dominanzstruktur der Oligochaeta im Untersuchungsraum Twielenfleth;

differenziert nach den Teilbereichen der äußeren Referenztransekte RW und RO sowie den inneren Transekten BAW und BAO auf der Ablagerungsfläche

(April 2004). ... 29 Abb. 10: Dominanzwerte verschiedener Arten/Taxa (Oligochaeta) im

Flachwasserbereich Twielenfleth (= FWZ); zusammengefasst sind jeweils Stationen der äußeren Referenzgebiete (ROW) und der Ablagerungsfläche

(BOW) (April 2004)... 31 Abb. 11: Lokale Individuenzahlen Oligochaeta [Ind./m²] im Untersuchungsraum

Twielenfleth (April 2004) und teilgebietsbezogener Mittelwert (= MWTrans.),

wobei:... 32 Abb. 12: Lokale Populationsdichten [Ind./m²] aspektbildender Tubificiden und

Naididen im Untersuchungsraum Twielenfleth (April 2004), wobei: ... 33

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Abb. 13: Mittlere Abundanzen (= MW) Taxa Oligochaeta/Station und deren

Variabilität (Streuung +s und Max-Wert) im Flachwasserraum Twielenfleth

(April 2004) ... 34 Abb. 14: Beziehung Sedimenttyp und Besiedlungsstruktur (eury- bis stenotope

Artenkollektive); Twielenfleth April 2004... 35 Abb. 15: „Altersstruktur“ der Tubificidenfauna (Oligochaeta) im Untersuchungsraum

Twielenfleth (April 2004). ... 37 Abb. 16: Interannueller Vergleich der mittleren Taxazahl/Station im

Untersuchungsraum Twielenfleth (Frühjahr 1998; 2001-2004). Differenziert nach Teilgebieten: Referenztransekte West und Ost (RW & RO; N_Stationen= je 4); Baggergutablagerungsfläche Transekte West und Ost (BW & BO;

N_Stationen= 5 bzw. 4)... 42 Abb. 17: Veränderungen in der Dominanzstruktur der Oligochaeta im

Untersuchungsraum Twielenfleth (Frühjahr 1998 vs. 2001 - 2004).

Differenziert nach Teilgebieten: Referenztransekte West und Ost (RW & RO;

N_Stationen= je 4); Baggergutablagerungsfläche Transekte West und Ost (BW &

BO; N_Stationen= 5 oder 4) ... 44 Abb. 18: Interannueller Vergleich der mittleren Abundanz/Station [Ind./m²] im

Untersuchungsraum Twielenfleth (Frühjahr 1998, 2002 - 2004). Differenziert nach Teilgebieten: Referenztransekte West und Ost (RW & RO; N_Stationen= je 4); Baggergutablagerungsfläche Transekte West und Ost (BW & BO;

N_Stationen= 5 + 4)... 46

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1. Zusammenfassung

Im Rahmen der Beweissicherung zur Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe an die Con- tainerschifffahrt werden gemäß Planfeststellungsbeschluss Untersuchungen zur benthischen Makro- fauna im Bereich der Außenelbe (km 732-740) und der Unterelbe (km 647-653) durchgeführt. Das Probenahmedesign der Untersuchungen wurde vom Auftraggeber in Abstimmung mit den von der Maßnahme betroffenen Bundesländern konzipiert. Ziel der notwendigen Untersuchungen ist es, die Wirkungen der Fahrrinnenanpassung und Strombaumaßnahmen auf das Makrozoobenthos festzu- stellen: Wie verändern sich Artenzusammensetzung und Individuenzahlen nach der Baumaßnahme auf den betroffenen Flächen? Wie präsentiert sich die Alterszusammensetzung der Wirbellosenfau- na und wie wandelt sie sich im Laufe der Jahre? In welcher Form findet eine Wiederbesiedlung statt und wann ist der Ausgangszustand hinsichtlich Struktur und Funktionalität erreicht bzw. stellt er sich überhaupt wieder ein?

Im vorliegenden Bericht werden die Ergebnisse für die in der Unterelbe befindliche Baggergutabla- gerungsfläche (BA) Twielenfleth dargestellt. Die BA, die auch als strombauliches Bauwerk geplant war, wurde im Jahr 2000 durch die Ablagerung von ca. 1,2-1,4 Mio. m³ sandigem Baggergut her- gestellt. Durch die Ablagerung erfolgte eine Aufhöhung um bis zu ca. 3 m, so dass ehemals tiefere Bereiche in diesem Abschnitt der Unterelbe (um km 652) zu sog. ‚erweiterten Flachwasserzonen’

mit Wassertiefen zwischen 2-4 m wurden. Zusätzlich haben Arbeiten zur Randsicherung des Bau- werks stattgefunden.

Um die vor Beginn der Bauarbeiten im Untersuchungsgebiet existente Wirbellosenfauna im Hinblick auf Artenspektrum und Individuenzahlen zu dokumentieren, wurde der Ist-Zustand im Raum Twie- lenfleth (km 651,5 - 653,3) 1998/99 an insgesamt 17 Stationen untersucht. Die Stationen liegen zum einen auf der BA Twielenfleth, zum anderen, als räumliche Referenzstationen, auch außerhalb der Ablagerungsfläche. Die Referenzstationen wurden als Transekte sowohl unter- wie oberstrom in der Nähe der BA positioniert. Die Beprobung der Stationen ist in 2001 bis 2004, also zwei bis vier Jahre nach Abschluss der Baumaßnahme wiederholt worden.

An jeder Station wurden 6 Parallelproben mit einem 0,1 m² Van-Veen-Greifer entnommen, aus denen zur Bestimmung kleinerer Faunenelemente (Oligochaeta) jeweils ein Stechrohr (Ø 4,5 cm) entnommen wurde. Das Stechrohr-Probenmaterial ist über ein Sieb mit der Maschenweite 250 µm fraktioniert worden, der eigentliche Greiferinhalt über 1000 µm Maschenweite. Die Ergebnisse der Greifer und der Stechrohrproben wurden durchgängig als getrennte Datensätze behandelt. Dabei fokussierte die 250 µm-Siebfraktion auf die Taxagruppen Oligochaeta (Annelida), während mit der 1000 µm-Fraktion das eigentliche Makrozoobenthos erfasst wurde.

Zu den analysierten Parametern gehören Artenspektrum, Artenzahl, Dominanzstruktur, Altersauf- bau sowie die Individuendichte der Benthosgemeinschaften. Die Ergebnisse werden getrennt für die beiden Datensätze der 250 µm-Fraktion („Stechrohr“) und 1000 µm-Fraktion („Greifer“) dargestellt. Mögliche Wirkungen der Baggergutablagerungen werden sowohl durch den räumlichen Ver- gleich der untersuchten Teilgebiete (BA, Referenzen) als auch durch einen interannuellen Vergleich mit den Daten aus 1998/99 ermittelt. Zudem erfolgt eine Abschätzung mit der in der UVU- MATERIALBAND VII (1997) erstellten Entwicklungsprognose.

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Die BA ist mit sandigem Material aufgespült worden. Damit wurden die ursprünglichen Sediment- bedingungen in diesem Bereich verändert. Es ist auf den vorher durch heterogene Sedimente (Schlick, Klei, Fein- Grobsand) geprägten Flächen zu einer Erhöhung des Sandanteils (v.a. Mittel- und Feinsand) gekommen. Allerdings sind nicht auf allen BA-Stationen diese Veränderungen in gleichem Ausmaß zu verzeichnen; auf einem Teil der Stationen ist das Spülgut entweder wieder erodiert worden oder der entsprechende Standort ist von der Aufspülung nicht erfasst worden.

Auch im Bereich der Referenzstationen ist eine Veränderung der Sedimentverhältnisse in Folge der Herstellung der BA nicht ausgeschlossen. Vor allem im Bereich der westlichen Referenz hat sich bis 2002 der Feinkornanteil gegenüber der Status-quo-Situation erhöht. Diese Entwicklung setzte sich in 2003 bzw. auch in 2004 nicht fort, sondern es wurde wieder ein höherer Mittelsandanteil verzeichnet. Besonders im ufernahen Bereich der westlichen Referenz wurde eine kontinuierliche Auf- höhung festgestellt. Sowohl die Veränderung der Sedimentstruktur als auch die örtlichen Änderun- gen der Sedimentation kann u.U. als eine Folge veränderter Strömungsbedingungen (erhöhte Se- dimentation infolge der Lage im Strömungsschatten der BA) interpretiert werden.

1000 µm-Fraktion

Im Hinblick auf die Beweissicherung sah die Bund-Länder-Arbeitsgemeinschaft eine Fortführung der Untersuchungen der 1000 µm-Fraktion in 2004 als nicht mehr notwendig an, da die Ergebnisse aus 2003 sowohl aus quantitativer Sicht als auch im Hinblick auf die Gemeinschaftsstruktur keine wesentlichen Besiedlungsunterschiede zwischen Baggergutablagerungsfläche und Referenzberei- chen zeigten. In den Teilgebieten vollzogen sich einerseits insbesondere nach 2001 ähnliche fau- nistische Entwicklungen und anderseits waren beide Bereiche durch typische Makrozoobenthosar- ten der heutigen Unterelbe besiedelt. Im Hinblick auf die festgestellten Besiedlungsdichten gab es auf der Baggergutablagerungsfläche gegenüber der Ausgangssituation (1998/99) in 2003 keine auffällig geringeren Werte. Die in 2003 ermittelten Ergebnisse ließen den Schluss zu, dass die Wie- derbesiedlung im Hinblick auf die Organismen der 1000 µm-Fraktion auf der BA abgeschlossen ist und die festgestellten interannuellen Unterschiede die natürliche Variabilität der ‚neuen’ Rahmen- bedingungen widerspiegeln

250 µm-Fraktion

Die Analyse der Oligochätenfauna 2004 ergab ein Arten-/Gattungsspektrum von 17 Oligochaeta.

Dies liegt knapp über der Anzahl, die im Ausgangsjahr 1998 ermittelt worden ist (n=15). Kenn- zeichnendes Merkmal des interannuellen Vergleichs waren Artfluktuationen im Untersuchungsraum.

Propappus volki (Propappidae) war und ist der einzige im Untersuchungsgebiet (eu-)konstant ver- breitete Oligochät. Sechs weitere Arten erwiesen sich im Probenmaterial als noch stetig: Die Tubifi- ciden Aktedrilus monospermathecus, die Schwesterarten Limnodrilus hoffmeisteri, L. claparedeanus und L. profundicola außerdem die verwandten Naididen Amphichaeta leydigii und A. sannio. Alle weiteren Spezies/Genera sind in den 102 Einzelproben 2004 nur als akzidentielle Arten registriert worden, demzufolge „Zufalls- oder Zaungäste“, auf jeden Fall, wie auch in den Vorjahren, keine Basiselemente im Untersuchungsgebiet Twielenfleth.

Der interannuelle Vergleich zeigt, dass die BA Twielenfleth etwa vier Jahre nach der Beaufschla- gung divers und abundant besiedelt ist. In funktioneller und struktureller Hinsicht hat mittlerweile ein Angleich mit dem Ausgangzustand 1998 stattgefunden, dennoch lassen sich grundsätzliche Eingriffswirkungen identifizieren. Auf der BA wurde die ursprüngliche Oligochätenfauna durch die

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Sandaufschüttung eliminiert und mit der Neubesiedlung hat sich eine andersartige Dominanzstruk- tur/Artenhierarchie entwickelt. Durch die Monotypisierung eines ehemals heterogenen Substratan- gebots setzten sich stenotope Sandarten durch, deren Abundanzen hoch variabel sind. Auf dem Referenztransekt West haben sich bis heute deutliche Veränderungen ergeben, weil nach dem Bau der Randsicherung, statt ursprünglich Sand, in der Folge Schlick und schluffhaltiger Feinsand do- minierten. Zeitgleich zur künstlichen Aufhöhung führte dies von 1998 bis 2004 zu Artenfluktuatio- nen, einer Umstrukturierung der Oligochätengesellschaft und zu variablen Abundanzgrößen. Die Gemeinschaft des östlichen Transekts war hingegen auffällig beständig. Diese relative Konstanz beruhte auf dem Effekt einer beständigen Sedimentstruktur, und zwar gleich bleibend Schlick.

Im Vergleich zum Ausgangszustand war die Tubificidengesellschaft auf der BA nach der Baumaß- nahme (2001) durch juvenile und unreife Tiere geprägt. In 2002 spielte die Individuendichte dieser Altersgruppierung eine marginale Rolle; allerdings waren auch die Abundanzen der reifen Tubifici- den, v. a. Limnodrilus, Potamothrix, auffällig gering. In 2003 ist im Teilgebiet der BA nur noch ein rudimentärer Restbestand beobachtet worden. Im Abschlussjahr konnte sich erneut eine ge- schlechtsreife, wenn auch nicht sehr individuenreiche Limnodrilus-Population festsetzen. Die Reko- lonisation im Gebiet der Aufhöhung ist bis heute durch die Assoziation der Sandarten Propappus volki, Aktedrilus monospermathecus und Enchytraeus sp. im wesentlichen erfolgt. Möglicherweise kann sich zu einem späteren Zeitpunkt der klassische Gewässerubiquist Limnodrilus hoffmeisteri (Tubificidae) behaupten, und auch Naididen werden sporadisch wieder auf der BA siedeln.

Auf der Baggergutablagerungsfläche BA wurde mit durchschnittlich 2 x 10³ Ind./m² die Raumkapa- zität für sandige Sedimenttypen in 2004 erreicht. Die Referenztransekte Ost und West waren dagegen unterbesetzt. Allerdings lagen die Abundanzzahlen bereits 1998 unter der möglichen Raum- kapazität. Lagestabile Schlickflächen bieten im Mittel 10⁵ Ind./m² Raum, derzeit siedeln durchschnittlich knapp 10⁴ Ind./m² im Schlick der östlichen Referenz. Im Westen liegt der Vergleichswert bei 10³ Ind., eine Zehnerpotenz unter der durchschnittlichen Beladung für Mischsubstrate.

Vergleich mit der UVU-Prognose

Aufgrund der Angaben zur Sedimentstruktur postulierten die UVU-Autoren 1997 eine „Sandboden- fauna“ für den Ist-Zustand mit entsprechenden Ableitungen für die Prognose. Die Untersuchung zum Status quo 1998 widerlegte allerdings die Annahme einer Sandbodenfauna. Kausal beruhte die Fehleinschätzung auf unzureichenden Informationen zum vorherrschenden Sedimenttyp (Do- minanz von Mittelsanden). Der Zeitpunkt der „abgeschlossenen“ Wiederbesiedlung ist in der Prog- nose zur BA Twielenfleth nicht genannt worden. Was auch konsequent ist, da hinsichtlich der funk- tionellen¹ und strukturellen² Merkmale seinerzeit nichts Bekanntes vorlag.

Ein analoger Zustand, der mit einem Status quo ante allerdings nicht identisch sein muss, ist vier Jahre nach Abschluss der Baumaßnahme u.E. hinsichtlich beider Benthosfraktionen (1000 µm und 250 µm) realisiert. Die interannuellen Vergleiche haben jedoch gezeigt, wie dynamisch das System reagiert. Die Fluktuationen in der Artenstruktur und der individuellen Besiedlung sind ein treffendes Indiz für die hohe zeitliche, aber auch räumliche Variabilität.

1 Lebens-, Nahrungs-, Fortpflanzungsraum u. a.

2 Artenspektrum, Besiedlungsdichte, Biomasse u. a.

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Auch hinsichtlich funktioneller Merkmale ist die Eingangssituation nach vier Jahren wieder erreicht.

Eine Analyse der Altersstruktur, die für die 250 µm-Fraktion möglich war, zeigte, dass vom Embryo bis zum maturen Tier alle Reifestadien registriert wurden, und sich die Gemeinschaft sich aus eige- ner Kraft erhalten kann.

Strukturelle Unterschiede treten im Vergleich zum Status-quo-ante jedoch hervor: Einige Arten sind geblieben, andere spielen keine Rolle mehr und zusätzliche sind hinzugestoßen. In den außerhalb gelegenen Stationen rangieren die Wohndichten bei der 250 µm-Fraktion vermutlich (noch) unter der anzunehmenden Raumkapazität; auf der Ablagerungsfläche ist sie im Gegensatz zum Aus- gangszustand 1998 insgesamt (1000 µm und 250 µm-Fraktion) erreicht.

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2. Anlass und Ziel der Untersuchungen

Die Baggergutablagerungsfläche (BA) ist in den Jahren 1998/1999 durch die Aufspülung von ca.

1,2-1,4 Mio. m³ sandigem Baggergut entstanden. Zusätzlich haben Arbeiten zur Randsicherung stattgefunden. Mit der Baumaßnahme wurden verschiedene Ziele verfolgt:

die ausbaubedingte Deponierung von Sand;

•

• eine strombautechnische Gestaltung zur Bündelung der Strömung auf die Fahrrinne, um die Geschiebetransportkapazität zu erhöhen und den Unterhaltungsaufwand der Fahrrinne zu ver- mindern.

Mit der Errichtung des Bauwerks wurde ein Bereich der Elbe morphologisch verändert und die dor- tige Gewässerfauna (Makrozoobenthos) durch die Maßnahmen betroffen. Um zu überprüfen in welchem Zeitraum und in welcher Weise sich der neue Lebensraum wiederbesiedelt, sind im Rah- men der Beweissicherung zur Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe im Raum der BA Twielenfleth benthologische Untersuchungen veranlasst worden. Ziel der Untersuchungen ist die Ermittlung, wann der Wiederbesiedlungsprozess auf der BA (lt. Prognose UVU 1997 nach ca. 3 Jah- ren) als abgeschlossen betrachtet werden kann. Zur Beantwortung dieser Fragestellung erfolgt die Dokumentation der Makrozoobenthosbesiedlung, fokussiert auf die Identifizierung möglicher räum- licher Besiedlungsunterschiede bzw. möglicher unterschiedlicher Entwicklungen der Benthosge- meinschaften zwischen Baggergutablagerungsfläche (BA) und zugehörigen Referenzbereichen.

In Hinblick auf die Beweissicherung wurde im Rahmen der Präsentation der Beweissicherungser- gebnisse (Makrozoobenthos) aus dem Jahre 2003 auf der Bund-Länder-Arbeitsgruppensitzung am 01.04.2004 in Hamburg entschieden die Untersuchungen zur 1000 µm-Fraktion in 2004 nicht mehr fortzuführen, da sowohl aus quantitativer Sicht als auch im Hinblick auf die Gemeinschaftsstruktur keine wesentlichen Besiedlungsunterschiede zwischen Baggergutablagerungsfläche und Referenz- bereichen zu verzeichnen waren, d.h. dass im Sinne der Fragestellung der Wiederbesiedlungspro- zess als abgeschlossen bezeichnet werden konnte. Da die Ergebnisse der 250 µm-Fraktion weniger eindeutig waren, wurde aufgrund der noch bestehenden Unsicherheiten im Hinblick auf die Bewer- tung der Ergebnisse einvernehmlich beschlossen, in 2004 eine weitere Untersuchung zur 250 µm- Fraktion durchzuführen, um mit einer umfangreicheren Datengrundlage belastbarere Aussagen im Sinne der Fragestellung leisten zu können.

Im vorliegenden Bericht werden also die Jahresergebnisse 2004 der Sedimentdaten und die der Wirbellosenfraktion ‚250 µm’ unter dem Gesichtspunkt ‚räumlicher Vergleich’ und die interannuellen Ergebnisse von 1998 (Status-quo-ante) – 2004 unter dem Gesichtspunkt ‚Entwicklung auf der Zeit- skala’ im Sinne der Fragestellung ausgewertet. Des Weiteren erfolgt eine Abschätzung der Ergeb- nisse mit der Prognose der Umweltverträglichkeitsuntersuchung von 1997. Die in dieser Untersu- chung erhobenen Rohdaten liegen dem WSA Cuxhaven zur Aufnahme in die Elbe-Datenbank vor.

Bezüglich der 1000 µm-Fraktion der Wirbellosenfauna enthält der vorliegende Bericht lediglich eine kurze Zusammenfassung der Vorjahresergebnisse.

Die Bearbeitung erfolgte im Auftrag des WSA Hamburg durch die Büros BioConsult Schuchardt &

Scholle GbR und HUuG Tangstedt, Dipl.-Biol. H.-J. Krieg.

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3. Material und Methoden

Die Probenahme im Bereich der Baggergutablagerungsfläche (BA) wurde am 28. und 29.04.03 durchgeführt. Die Terminierung der Probenahme erfolgte unter Berücksichtigung der Wassertem- peraturen (ca. 13°C), um ähnliche Randbedingungen wie bei den vorangegangenen Probenahmen sicherzustellen. Angaben zum Probenahmedatum, der Position der Stationen (geographische Posi- tion), Entnahmetiefe des Greifers und Sedimentcharakter sind dem Anhang 1a zu entnehmen.

3.1 Lage der Stationen

Abb. 1: Lage der Untersuchungsstationen im Bereich der BA Twielenfleth: rot umrandet, Referenz: blau umrandet (s.a.

Anhang III). Die Stationen L1 und L17 wurden verlegt (s. Text).

Insgesamt sind 2003 17 Stationen im Bereich der Baggergutablagerungsfläche (BA) Twielenfleth beprobt worden. Die Lage der Stationen ist in dargestellt und mit denjenigen der Status quo ante- Untersuchung bis auf zwei Ausnahmen identisch. Die Stationen L1 und L17, die 1999/2001 als Ein- zelstationen relativ isoliert von der BA positioniert waren (vgl. BIOCONSULT 1999), wurden ab 2002 nicht mehr beprobt, da sie aufgrund ihrer Rahmenbedingungen als Referenzstationen für die

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Entwicklung der Benthosgemeinschaft auf der BA nicht geeignet waren. Um die Anzahl der Statio- nen für eine genauere Dokumentation der faunistischen Entwicklung auf der Ablagerungsfläche zu erhöhen, ist ab 2002 für den Wegfall der genannten äußeren Stationen jeweils eine zusätzliche Station im östlichen (L17) sowie westlichen (L1) Bereich der Baggergutablagerungsfläche positioniert worden. Die Bezeichnung der Stationen mit L1 und L17 blieb erhalten. Die genaue Lage der Stationen ist der Abbildung im Anhang 3 zu entnehmen.

3.2 Probenahme und Probenbearbeitung

Für jede Station sind die folgenden abiotischen Parameter erhoben worden: Datum, Uhrzeit, Koor- dinaten (Gauß-Krüger), Tidephase, Wassertiefe, Temperatur (an einigen Stationen), Sedimentzu- sammensetzung (Fingerprobe). Die Sedimente wurden wie folgt klassifiziert: Grobsand, Mittelsand, Feinsand, Schlick und Schill bzw. die verschiedenen Mischformen. Der Anteil einer jeweiligen Sedi- mentfraktion wurde vor Ort für jeden entnommenen Greifer geschätzt. Die Dokumentation ist dem Bericht als Anhang 1b beigefügt.

An jeder der o.g. Stationen wurden 6 Van-Veen-Greifer à 0,1 m² entnommen. Der Befüllungsgrad der verwerteten Greifer betrug mindestens 50%. Greifer mit geringerer Füllung wurden verworfen.

Der Greiferinhalt wurde eine Wanne überführt und anschließend über 1000 µm Maschenweite ge- siebt. Der Rückstand wurde in 70%igem Alkohol zur taxonomischen Bestimmung fixiert. Das Mate- rial wurde im Labor aufbereitet und anschließend taxonomisch bearbeitet; Muscheln (wenn vorhanden) wurden zusätzlich vermessen. Eine Belegsammlung wurde angelegt. Soweit möglich, wurden die einzelnen Individuen der erfassten Taxa in juvenile und adulte unterschieden. Folgende Kriterien lagen der Klassifizierung zugrunde: Muscheln galten bei Schalenlängen <5 mm als juvenil, Polychaeten (hier Marenzelleria) wurden als juvenil bezeichnet, wenn das 7. Segment <2 mm breit war. Gammariden wurden bei Größen von <4 mm als juvenil bezeichnet. Für die Gattung Bathypo- reia wurde auf eine Unterteilung verzichtet, da die Bestimmung der Arten dieser Gruppe ohnehin erst ab einer Größe von <4 mm möglich ist (Untersuchung dieser Benthosfraktion nur bis ein- schließlich 2003).

Aus jedem Greifer wurde vor Ort mittels Stechrohr eine Unterprobe entnommen (Ø 4,5 cm). Das Material der Stechrohr-Unterproben wurde mit Formol (4%, gepuffert) konserviert und im Labor weiter bearbeitet. Die aus den unterschiedlichen Beprobungsmethoden resultierenden Ergebnisse sind getrennt ausgewertet worden, da v.a. unter quantitativen Gesichtspunkten ein Zusammenfüh- ren der 1000 µm- und der 250 µm-Fraktion nicht sinnvoll möglich ist. Die Stechrohr-Auswertung fokussierte dabei auf die Oligochaetenfauna und Scolecida.

Die Auswertung umfasst eine Darstellung im Hinblick auf abiotische Rahmenbedingungen, Arten- spektrum, Artenzahl, Zusammensetzung der Fauna auf Phyla-Niveau sowie Individuendichte, Do- minanz- und so weit möglich die Betrachtung der Altersstruktur. Anhand dieser Parameter erfolgt der räumliche (Eingriffsbereich-Referenz) sowie der zeitliche (Status quo ante 1998/99-2004) Ver- gleich der Makrozoobenthosbesiedlung. Die Abundanzvergleiche wurden summarisch auf Basis der Gesamtabundanz und auch auf Phyla-Ebene durchgeführt.

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3.3 Baumaßnahme

Die Baggergutablagerungsfläche (BA) Twielenfleth ist in den Jahren 1998/1999 durch die Aufspü- lung von ca. 1,2-1,4 Mio. m³ sandigem Baggergut entstanden. Die Arbeiten wurden im Dezember 1999 abgeschlossen. Die durch die Ablagerung erfolgte Aufhöhung erreichte bis zu ca. 3 m, dass Ausmaß der Aufhöhung war örtlich aber unterschiedlich. Zusätzlich haben Arbeiten zur Randsiche- rung stattgefunden. Mit der Baumaßnahme wurden verschiedene Ziele verfolgt:

die ausbaubedingte Deponierung von Sand;

•

• eine strombautechnische Gestaltung zur Bündelung der Strömung auf die Fahrrinne, um die Geschiebetransportkapazität zu erhöhen und den Unterhaltungsaufwand der Fahrrinne zu ver- mindern.

Durch die Errichtung der BA hat sich die uferständige Flachwasserzone um ca. 30 ha vergrößert.

Die ursprünglichen Sedimentstrukturen im Bereich der BA waren vor der Maßnahme sehr hetero- gen. Neben Feinsedimenten wie Schlick und Klei waren auch Fein- und Mittelsande, zu einem geringeren Teil auch Grobsande für den Bereich charakteristisch. Mit der Aufspülung reiner Sande wurde die ursprüngliche heterogene Sedimentzusammensetzung verändert. Zudem ist anzuneh- men, dass sich durch das Bauwerk die Strömungsverhältnisse im angrenzenden Uferbereich außer- halb der Ablagerungsfläche verändert haben (örtlich Zunahme des Schlickanteils). Im möglichen Wirkbereich liegen z.T. auch die für die Benthosuntersuchung festgelegten Referenzstationen.

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4. Ergebnisse und Diskussion

Die Daten, die die Grundlage für die Dokumentation der Status quo ante-Situation an der Bagger- gutablagerungsfläche Twielenfleth bilden, stammen aus zwei verschiedenen Untersuchungen, die 1998 (von KRIEG auf 15 Stationen) und 1999 von (BIOCONSULT auf 2 Stationen) durchgeführt wurden. Die folgende Aufstellung gibt eine Übersicht über die Zuordnung der Stationen zu den differenzierten Untersuchungsbereichen „Baggergutablagerungsfläche“, „Referenzstationen“, die sich östlich und westlich der Ablagerungsfläche befinden sowie 4 Referenzstationen, die in weiterer Ent- fernung zur Ablagerungsfläche positioniert waren. Damit die Zuordnung der Stationen zu den Un- tersuchungsbereichen in den Abbildungen deutlicher wird, sind die Stationsbezeichnungen leicht verändert worden:

Baggergutablagerungsfläche Ost [BAO] und West [BAW]

Insgesamt NStationen = 9 (54 Greifer)

Referenz Ost [RLO] und West [RLW]

Insgesamt NStationen = 8 (48 Greifer)

Stationen L10 - L12, L17 = BAO10 – BAO12, BAO17

Stationen L1, L6 - L9 = BAW1, BAW6- BAW9

L13 - L16 = RLO13 -RLO16

L2 – L5 = RLW2 – RLW5

Die räumliche Anordnung der Stationen erfolgte jeweils auf Transekten zwischen Uferbereich und Fahrrinne. Sowohl auf der Ablagerungsfläche als auch im Referenzbereich wurde ein östliches und ein westliches Transekt beprobt. Innerhalb eines Transektes sind unterschiedliche Tiefenbereiche berücksichtigt worden. Diese umfassen sowohl Stationen im Watt, als auch im Flach- (bis etwa 4 m) und Tiefwasser (>4 m). Aufgrund der analogen Tiefenpositionierung der Stationen auf der Ablagerungsfläche und der Referenz, erscheint es gerechtfertigt, neben einer differenzierten Stati- onsbetrachtung, die Besiedlung der Transekte von Ablagerungsfläche und Referenz z.T. auch summarisch miteinander zu vergleichen.

4.1 Sedimente und Wassertiefen

4.1.1 Sedimente und Wassertiefen 2004

Die Sedimente wurden je nach Lage der Stationen in beiden Teilgebieten entweder überwiegend von Schlick oder von Mittelsanden geprägt, Feinsande waren jeweils nur örtlich in höheren Anteilen vorhanden. Vor allem das Referenztransekt Ost wies hohe bis sehr hohe Schlickanteile auf. Ledig- lich die im Tiefwasser befindliche Station RLO13 wurde ausschließlich durch Sande geprägt (Abb.

2).

(15)

Die Stationen auf der Ablagerungsfläche (BA) waren aber überwiegend durch Sande geprägt. So wiesen die Flachwasserstationen je nach Lage hauptsächlich Mittelsande und zu geringeren Antei- len Feinsande auf. Die Schlickanteile waren überwiegend unbedeutend, lediglich an der Tiefwas- serstation BAW6 wurden sehr hohe Schlickanteile verzeichnet. Grobsande und Kiese hatten jeweils vergleichsweise nur geringe Anteile und waren nur örtlich vorhanden (BAO 10, BAO 12).

Insgesamt zeigen sich im Hinblick auf die Sedimentstrukturen gewisse Übereinstimmungen aber insbesondere im Vergleich der beiden östlichen Transekte auch deutliche Unterschiede zwischen den beiden Teilgebieten Referenz und BA (vgl. Abb. 2).

0%

20%

40%

60%

80%

100%

BAW9-04 BAW8-04 BAW1-04 BAW7-04 BAW6-04 BA010- 04 BA017- 04 BA011- 04 BA012- 04

FS MUD 0%

20%

40%

60%

80%

100%

RLW5-04 RLW4-04 RLW3-04 RLW2-04 RLO16- 04 RLO15- 04 RLO14- 04 RLO13- 04

FS MUD

B A

-12,0 -10,0 -8,0 -6,0 -4,0 -2,0 0,0 2,0 4,0

BAW9-04 BAW8-04 BAW1-04 BAW7-04 BAW6-04 BA010-04 BA017-04 BA011-04 BA012-04

Wassertiefe SKN

-12,0 -10,0 -8,0 -6,0 -4,0 -2,0 0,0 2,0 4,0

RLW5-04 RLW4-04 RLW3-04 RLW2-04 RLO16-04 RLO15-04 RLO14-04 RLO13-04

Wassertiefe SKN

St K MK FK GS MS Detritus

Abb. 2: Sedimentzusammensetzung und Wassertiefen im Untersuchungsgebiet, Twielenfleth, differenziert nach Teilbereichen: Referenzen RLW, RLO (NStationen= 8), Baggergutablagerungsbereich BAW, BAO (NStationen= 9).

ST = Steine, K = Kies, MK = Mittelkies, FK = Feinkies, GS = Grobsand, MS=Mittelsand, FS = Feinsand, Mud = Schlick, Daten: 2004.

Entsprechend der Anordnung als Transekt variieren die Wassertiefen von etwa +1,5 m [SKN] an einzelnen Wattstationen bis etwa –10 m [SKN] im tiefen Bereich. Die Referenztransekte schließen zwei Wattstationen (RLW5, RLO16), 3 Flachwasserstationen bzw. erweiterte Flachwasserzonen (MTnw 0 bis –4m, RLW4, RLO15) sowie 3 Tiefwasserstationen (MTnw >-4m; RLW2, RLW3 und RLO14) ein.

Die Transekt-Stationen der Ablagerungsfläche sind entlang des Tiefengradienten in ähnlicher Weise angeordnet. So repräsentiert die Station BAW9 eine Wattsituation; allerdings lag die Station in 2004 vermutlich probenahmebedingt etwas unterhalb der Niedrigwasserlinie. Die Stationen BAW8, BAO10 und BAO11 wurden im Flachwasserbereich sowie BAW6 und BAO12 im Tiefwasserbereich positioniert (Abb. 2, Bilder rechts).

(16)

4.1.2 Sedimente und Wassertiefen 1998 - 2004

Sediment: Im Bereich des Referenztransektes-West (RLW), dessen Stationen 1998 (nicht grafisch dargestellt) überwiegend von Sanden verschiedener Größenklassen (feinere Sande an den flache- ren Stationen und mit steigender Wassertiefe zunehmend gröbere Sedimente) geprägt waren (KRIEG 1999), traten z.T. deutliche Veränderungen ein.

So wurden in 2001 alle Stationen unabhängig von ihrer Tiefenlage im Wesentlichen von schlickigen Sedimenten dominiert. In 2002 traten an den Referenzstationen gegenüber 2001 nur örtlich Ver- änderungen ein. Betroffen war v.a. die Tiefwasserstation RLW2, die in 2001 von Schlick, in 2002 dagegen von Mittel- und Feinsanden geprägt wurde. In 2003 erfolgte an den Flachwasserstationen (RLW4 und RLW3) ein Rückgang der Schlickanteile zugunsten höherer Fein- und Mittelsandanteile.

Das östliche Referenztransekt wurde anders als das westliche 1998 z.T. auch durch Schlick geprägt (KRIEG 1999). Daher sind die interannuellen Unterschiede 1998/2001 im Bereich des östlichen Re- ferenztransekts nicht so deutlich. Alle Stationen der Referenztransekte wiesen im Zeitraum von 2001 – 2004, mit örtlichen Ausnahmen in 2003/04 im westlichen Bereich (RLW), höhere Schlickan- teile auf. Insbesondere die östlichen Referenzstationen (RLO) wurden von 2001 – 2004 durchgän- gig von Schlick geprägt. Interannuelle Änderungen ergaben sich im Hinblick auf die Sandfraktio- nen, so waren in 2003 und auch 2004 an den Stationen des westlichen Referenztransekts höhere Mittelsandanteile vorhanden. Der Grobsandanteil war insgesamt gering, lediglich an der Tiefwas- serstation RLO13 waren interannuell unterschiedlich Grobsande vorhanden (Abb. 3, Bilder A, C, E, G).

Die Transektstationen auf der Baggergutablagerungsfläche (BA) waren im Hinblick auf die Sedi- mentstrukturen ebenfalls interannuellen Veränderungen unterworfen. Die BA war 1998, also vor der Aufspülung durch sehr heterogene Sedimente (Schlick, Klei, verschiedene Sande) gekenn- zeichnet (KRIEG 1999). Insbesondere die feinen Sedimente wie Schlick und Klei hatten sich in 2001 zugunsten eines höheren Sandanteils verringert. In 2002 - 2004 erfolgte an den westlichen BA-Stationen ein Wechsel von Feinsand zu höheren Mittelsandanteilen. Die Tiefwasserstation (BAW6) im westlichen Transekt war den deutlichsten interannuellen Veränderungen unterworfen.

Diese war in 2001 durch höhere Anteile gröberer Sande geprägt, in 2002 dagegen durch Klei, der dort auch 1998 schon festgestellt wurde. In 2003 erfolgte insofern ein erneuter Wechsel, als dass ein hoher Schlickanteil (>75%) festgestellt wurde, der in 2004 erhalten blieb (Abb. 3, Bilder B, D, F, H). An den östlichen BA-Stationen konnten ebenfalls mehr oder weniger deutliche interannuelle Veränderungen verzeichnet werden. So wurde der Flachwasserbereich (BAO10) in 2001 ausschließ- lich durch Schlick geprägt, in 2002 dagegen zu fast 100% durch Feinsand; in 2003 wurden erst- mals Mittelsandanteile registriert. Diese Situation änderte sich in 2004 nur geringfügig. Auch im Tiefwasser konnten einige Veränderungen dokumentiert werden. Tendenziell nahm der Mittelsand- anteil auf Kosten des Feinsandanteil bis 2004 zu. Insgesamt blieben aber Sande (Fein- und Mittel- sand) das charakteristische Sediment (Abb. 3, Bilder B, D, F, H).

Die Ergebnisse zeigen, dass nach 1998 mehr oder weniger deutliche Veränderungen in der Sedi- mentzusammensetzung eingetreten sind. Betroffen hiervon sind Stationen sowohl der Baggergut- ablagerungsstelle als auch der Referenztransekte (vgl. BIOCONSULT 2002b). In 2002 blieben mit örtlichen Ausnahmen die Sedimentverhältnisse im Vergleich zu 2001 weitgehend unverändert. In 2003 und 2004 wurde örtlich eine tendenzielle Zunahme von gröberen Sedimenten (v.a. Mittelsan- de) und örtlich eine entsprechende Abnahme von feinkörnigeren Sedimenten dokumentiert.

(17)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

RLW5 RLW4 RLW3 RLW2 RLO16 RLO14 RLO15 RLO13

FS SCH DET

0%

20%

40%

60%

80%

100%

BAW9 BAW8 BAW7 BAW6 BAO10 BAO11 BAO12

K/ST FS SCH DET

A

B

0%

20%

40%

60%

80%

100%

BAW9-02 BAW1-02 BAW8-02 BAW7-02 BAW6-02 BAO10-02 BAO17-02 BAO11-02 BAO12-02

FS SCH KL 0%

20%

40%

60%

80%

100%

FS SCH KL

0%

20%

40%

60%

80%

100%

MK FS MUD

0%

20%

40%

60%

80%

100%

MK FS MUD

E C D

B

F 2001

2002

2003

G 0%

20%

40%

60%

80%

100%

FS MUD

0%

20%

40%

60%

80%

100%

FS MUD H

2004

G

K/ST GS MS SLL GS MS SLL

ST/KI GS MS DET

St K FK GS MS Detritus St K FK GS MS

St K MK FK GS MS Detritus St K MK FK GS MS Detritus

Abb. 3: Sedimentzusammensetzung im Bereich Twielenfleth im interannuellen Vergleich von 2001-2004, differenziert nach Teilbereichen. Rechts = Referenzen RLW, RLO; links = Baggergutablagerungsbereich BAW, BAO. Bilder A,B

=2001, C,D = 2002, E,F = 2003, G, H =2004. ST = Steine, K = Grobkies, MK = Mittelkies, FK = Feinkies, GS = Grob- sand, MS=Mittelsand, FS = Feinsand, Mud = Schlick.

(18)

Wassertiefe: Die Tiefenverhältnisse haben im Zeitraum 2001 - 2004 gegenüber 1998 z.T. weni- ger stark verändert; örtlich durch die Aufspülung waren die Unterschiede zwangsläufig größer.

Tendenziell scheint aber im Bereich der eulitoralen Stationen RLW5 und BAW9 im westlichen Be- reich auch nach 1998 noch eine Aufhöhung erfolgt zu sein. Im Vergleich zu 1998 erhöhte sich der Uferbereich um bis zu 2 m (Abb. 4). Dies konnte auch an der westlichen Flachwasserstation (RLW4) im Referenztransekt ermittelt werden, an der sich die Wassertiefe im Vergleich zu 1998 bis 2004 ebenfalls um ca. >1,5 m verringerte. Eine andere Entwicklungstendenz zeigt sich im östlichen Referenzbereich (RLO16). Hier vertiefte sich der Uferbereich im Vergleich zu 1998 um etwa 2 m bis 2003, allerdings wurden in 2004 wieder deutlich geringere Wassertiefen dokumentiert (Abb. 4).

Möglicherweise stehen die nach 1998 erfolgten Sedimentveränderungen und die Veränderung in der Wassertiefe in Zusammenhang mit der BA und der durch die Aufspülung anzunehmenden Ver- änderung des Strömungsregimes. Insbesondere im Bereich des westlichen Referenztransektes ist durch die BA eine Reduzierung der Strömung nicht auszuschließen, da dieser Bereich stromab ge- sehen im ‚Schatten’ der Ablagerungsfläche liegt. Durch die mögliche Veränderung der Strömungs- verhältnisse kann die Sedimentation im Vergleich zu 1998 zugenommen haben, so dass durch die Ablagerung von Schlick (2001, 2002) aber offensichtlich auch von Sanden (2003/2004) die leichte Aufhöhung im westlichen Untersuchungsbereich (v.a. an Station RLW4) bedingt sein kann (Abb. 4, Bild A).

mittlere Wassertiefe/Station [SKN]

Unterelbe, Twielenfleet Referenzstationen Daten 1998 -2004

-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2

RLW5 RLW4 RLW3 RLW2 RLO16 RLO15 RLO14 RLO13

SKN [m] ^WT98_{WT 01}

WT02 WT03 WT04 Uferbereich in Richtg. FR Uferbereich in Richtg. FR

mittlere Wassertiefe/Station [SKN]

Unterelbe, Twielenfleet Ablagerungsfläche Daten 1998 -2004

-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2

BAW9 BAW1 BAW8 BAW7 BAW6 BAO10 BAO17 BAO11 BAO12

SKN [m] ^WT98_{WT 01}

WT02 WT03 WT04 Uferbereich in Richtg. FR Uferbereich in Richtg. FR

A B

Abb. 4: Wassertiefe (WT) [m SKN] im Bereich Twielenfleth im interannuellen Vergleich von 1998-2004, differenziert nach Teilbereichen: Referenzen RLW, RLO (NStationen=8), Baggergutablagerungsbereich BAW, BAO (NStationen=9).

(19)

1998 Juli 2002

Abb. 5: Tiefenverhältnisse auf der BA Twielenfleth in 1998 (vor der Maßnahme) und im Juli 2002 etwa 3 Jahre nach Fertigstellung. Quelle: WSA Hamburg: 2. Bericht zur Beweissicherung, Version 3.0.

Abb. 5 zeigt exemplarisch die morphologische Veränderung des Untersuchungsgebietes Twie- lenfleth nach Herstellung der BA. Die deutlichsten Aufhöhungen erfolgten im Tiefwasserbereich zwischen 6-9 m. Durch die BA entstand in diesem Bereich eine erweiterte Flachwasserzone (2-4 m).

(20)

4.2 Makrozoobenthos

4.2.1 Ergebnisse der 1000 µm-Fraktion

Wie in Kap. 2 ausgeführt, wurde in 2004 auf eine erneute Untersuchung der 1000 µm-Fraktion des Makrozoobenthos verzichtet, da die bis 2003 ermittelten Daten auf der BA sowie in den festgelegten Referenzen sowohl im räumlichen als auch im interannuellen Vergleich auf eine abgeschlossenen Wiederbesiedlung der BA hinwiesen. An dieser Stelle sollen die bis 2003 dokumentierten Er- gebnisse der Vollständigkeit halber in etwas verkürzter Form dargestellt werden.

4.2.1.1 Artenzahl und Dominanzstruktur

Artenzahl

Insgesamt wurden 2003 10 Taxa nachgewiesen (s. Kap. 4.3.1.1). Damit erhöhte sich die Anzahl gegenüber den Vorjahren (2001/2002) leicht, blieb aber nach wie vor deutlich unter der Anzahl, die 1998/1999 (15 Taxa) erfasst wurde (vgl. Tab. 1). Allerdings ist in diesem Zusammenhang dar- auf hinzuweisen, dass die in 1999 beprobten, vergleichsweise artenreichen weiter entfernt positio- nierten Tiefwasserstationen seit 2002 nicht mehr untersucht wurden (s. Kap. 2).

Tab. 1: Baggergutablagerungsfläche Twielenfleth: Artenspektrum der Greiferproben April 1998/99, 2001, 2002, 2003 (a+j: adulte und juvenile Individuen waren vertreten, * bei den quantitativen Auswertungen nicht berücksichtigt). BAW = Baggergutablagerungsfläche-West, BAO= Baggergutablagerungsfläche-Ost, RLW = Referenztransekt-West, RLO = Referenztransekt-Ost.

Taxa BAW98 BA098 RLW98 RLO98 BAW01 BAO01 RWL01 RLO01 BAW02 BAO02 RWL02 RLO02 BAW03 BAO03 RWL03 RLO03

Cnidaria

Cordylophora caspia* x x x x x

Bivalvia

Corbicula cf. fluminalis x x x

Dreissena polymorpha x x x x x x

Pisidium sp. x

Pisidium amnicum x

Hirudinea

Hirudinea x

Polychaeta

Hediste diversicolor x

Marenzelleria cf. viridis x x x x x x x x x x x x x x x

Phyllodoce mucosa x

Crustacea (Amphipoda)

Bathyporeia elegans x x x x x x

Bathyporeia pilosa x x x x x x x x x x x x x

Bathyporeia sp. juv. x

Gammarus tigrinus x

Gammarus zaddachi (j-ad) x x x x x x x

Gammarus sp. juv x x

Crustacea (Mysidaea)

Neomysis integer* x x x

Crustacea (Decapoda)

Eriocheir sinensis* x x x x

Diptera

Chironomidae indet. x x x x

x

Anzahl Taxa (ohne juv.) 5 4 5 1 6 3 3 3 2 3 2 3 8 8 8 7

(21)

Die Gesamt-Taxazahlen an den einzelnen Stationen veränderten sich im interannuellen Vergleich bis 2002 nur örtlich und überwiegend eher gering. Während sich auf der Ablagerungsfläche selbst bis 2002 kaum interannuelle Unterschiede zeigten, konnten im Referenzbereich teilweise deutliche- re Veränderungen festgestellt werden. So reduzierte sich die Taxazahl/Station der westlichen Refe- renz von 2,3 Taxa/Station in 1998 auf 0,8 Taxa/Station in 2002. An den Stationen des östlichen Transektes wurde dagegen eine umgekehrte Entwicklung verzeichnet: hier stieg die Anzahl von 0,8 (1998) auf 2,3 Taxa/Station (2002). In 2003 erfolgte überall eine Zunahme der Artenvielfalt, auf der BA war diese Zunahme etwas ausgeprägter als im Bereich der Referenztransekte. So erhöhte sich die durchschnittliche Gesamtaxazahl/Station auf der BA auf 4,4 (BAW) bzw. auf 4,3 Ta- xa/Station (BAO). Die Referenztransekte waren in 2003 durchschnittlich mit 3,5 (RLW) sowie 3 Ta- xa/Station (RLO) besiedelt. Sowohl im räumlichen als auch im zeitlichen Vergleich ergaben sich im Hinblick auf die Taxazahlen zwischen Referenzen und Ablagerungsfläche aber keine signifikanten Unterschiede (p>0,1, H-Test). Die Kennwerte der Ablagerungsfläche lagen in allen Jahren gering- fügig über denen der Referenzen (Abb. 6).

Mittelwert+Stdabw.

Mittelwert-Stdabw.

Mittelwert+Stdf.

Mittelwert-Stdf.

Mittelwert BA-Twielenfleet, Anzahl MZB-Taxa/Station, 1000µm-Fraktion

interannuell 1998-2003

Transekte, Untersuchungsjahre

Anzahl

-1 0 1 2 3 4 5 6 7

RLW_98 RLO_98 BAW_98 BAO_98 RLW_01 RLO_01 BAW_01 BAO_01 RLW_02 RLO_02 BAW_02 BAO_02 RLW_03 RLO_03 BAW_03 BAO_03

Abb. 6: Interannueller Vergleich der mittleren Taxazahl/Bereich (p>0,1, H-Test) im Untersuchungsgebiet Twielenfleth, differenziert nach Teilbereichen: Referenzen RLW, RLO, Baggergutablagerungsbereich BAW, BAO.

Dominanzstruktur

Unabhängig vom lokalen Untersuchungsbereich wurden die Benthosgemeinschaften 1998 überwie- gend von Crustacea dominiert, wobei der Amphipode Bathyporeia pilosa die vorherrschende Art war. Neben den Crustacea waren an einigen Stationen, vor allem im westlichen Referenztransekt (RLW98) sowie im östlichen Transekt auf der Baggergutablagerungsfläche (BAO98) auch Muscheln mit höheren Abundanzanteilen und zwei Taxa vertreten. Dies waren die Zebramuschel Dreissena polymorpha im Bereich RLW und die Erbsenmuschel Pisidium sp. im Bereich BAO.

(22)

In 2001 hat sich die Dominanzstruktur gegenüber 1998 deutlich verändert. Der Polychaet Maren- zelleria cf. viridis löste die verschiedenen Crustacea-Arten als dominantes Taxon ab. Hiervon sind mit Ausnahme des westlichen Transektes auf der Ablagerungsfläche (BAW01) alle Stationsgruppen betroffen. Diese Tendenz setzte sich auch in 2002 fort. Fast alle Stationen sowohl der Ablagerungs- fläche als auch die der Referenzen wurden von M. cf. viridis geprägt. In 2002 erreichten die Crustacea, v.a. Gammariden nur noch örtlich etwas höhere Dominanzanteile. Bathyporeia-Arten, die in 1998 und eingeschränkt auch 2001 höhere Anteile aufwiesen, spielten in 2002 im Hinblick auf ihren Dominanzanteil weder im Bereich der Ablagerungsfläche noch im Bereich der Referenzen eine Rolle. Insgesamt erfolgten aber von 2001 auf 2002 vergleichsweise moderate Veränderungen.

In 2003 änderte sich die Gemeinschaftsstruktur zumindest örtlich vergleichsweise deutlich. Dies betraf gleichsinnig beide Teilgebiete (BA, Referenzen). So wurden die westlichen Stationen unab- hängig vom Teilgebiet durch die Muschel D. polymorpha, deren Anteil im Mittel um 60% erreichte, dominiert. Es handelte sich dabei allerdings zu einem großen Teil juvenile Muscheln (<5 mm), die einzelnen (zufällig erfassten?) kleineren Steinen anhafteten. Ein langfristiger Verbleib der Muscheln in diesem Bereich ist anzuzweifeln, da die untersuchten weichbodengeprägten Teilgebiete für die Hartsubstratbesiedlerin D. polymorpha vermutlich kein geeignetes Habitat darstellen.

Die östlichen BA- und R-Stationen wurden wie in den beiden Vorjahren auch in 2003 von M. cf. viridis dominiert. Eine weitere Änderung deutete sich durch die Präsens von Chironomiden-Larven (Zuckmücken) an, die in 2003 an allen Stationen, anders als in den Vorjahren, nachgewiesen wurden. An den östlichen Referenzstationen erreichten die Zuckmücken sogar einen Anteil von ca.

30%.

Die interannuellen strukturellen Veränderungen der Benthosgemeinschaften resultierten dabei aus folgenden Entwicklungen:

dem örtlichen (RLW, RLO, BAO) Abundanzrückgang von B. pilosa bei mehr oder weniger gleichbleibenden oder höheren Polychaetendichten

•

dem örtlichen Abundanzrückgang (Referenz) sowohl von Crustacea (stärker) als auch von Po- lychaeta (schwächer).

den örtlich (RLW, BAW) höheren Individuenzahlen von D. polymorpha in 2003, bei im Ver- gleich zu 2002 gleichbleibend geringer Dichte der übrigen Taxa.

Die Gründe für die deutliche Dominanzumstrukturierung der Zoobenthosgemeinschaft sind vermutlich auch in der Veränderung der Sedimentstruktur zu sehen. So besiedeln v.a. die Bathyporeia- Arten bevorzugt Feinsande (HAYWARD & RYLAND 1995). Insbesondere an den Stationen der Refe- renztransekte (RLW, RLO) ging gegenüber 1998 der Feinsandanteil z.T. erheblich zugunsten sich erhöhender Schlickanteile zurück (s.o.). Möglicherweise besteht hier ein kausaler Zusammenhang mit dem deutlichen Abundanzrückgang der Amphipoden. Allerdings gingen die Individuendichten der Bathyporeia-Arten auch im westlichen Bereich der Ablagerungsfläche zurück, obwohl hier nach wie vor ein relativ hoher Feinsandanteil vorhanden war. Ebenso konnte trotz des in 2003 örtlich wieder rückläufigen Schlickanteils keine Veränderung im Hinblick auf den Dominanzstatus der Bathyporeia-Arten festgestellt werden.

(23)

Der Polychaet M. cf. viridis, der im Vergleich nicht so eindeutige Ansprüche an die Sedimentbe- schaffenheit stellt (u.a. BARNES 1994, HARTMANN-SCHRÖDER 1996), scheint von den Verände- rungen weniger betroffen, u.U. hat er sogar davon profitiert. Allerdings blieben die Besiedlungs- dichten des Polychaeten nach örtlich höheren Werten in 2001 in den folgenden Jahren durchgängig auf niedrigem Niveau; die vergleichsweise geringe Abundanz (s. Kap. 4.2.1.2) begründet sich mög- licherweise dadurch, dass sich die Art im Bereich ihrer stromaufseitigen Verbreitungsgrenze befin- det.

4.2.1.2 Abundanzen

Abb. 7 zeigt die mittlere Makrozoobenthos-Abundanz/Station für die Transekte der BA und der Re- ferenzen im interannuellen Vergleich. Es wird deutlich, dass 1998 zwischen Referenz- und BA- Bereichen keine quantitativen Unterschiede sichtbar werden. In einer ganz schwachen Tendenz wird eine geringere Besiedlungsdichte jeweils im östlichen Bereich erkennbar (vgl. RLO98, BAO98).

Mittelwert+Stdabw.

Mittelwert-Stdabw.

Mittelwert+Stdf.

Mittelwert-Stdf.

Mittelwert BA-Twielenfleet, MZB-Besiedlungsdichte 1000 µm-Fraktion

interannuell 1999-2003

Transekte, Untersuchungsjahre

Ind./m²

-80 -40 0 40 80 120 160 200 240 280

RLW_99 RLO_99 BAW_99 BAO_99 RLW_01 RLO_01 BAW_01 BAO_01 RLW_02 RLO_02 BAW_02 BAO_02 RLW_03 RLO_03 BAW_03 BAO_03

1998 2001 2002 2003

Abb. 7: Interannueller Vergleich der Benthos-Abundanz (p>0,1 Median-Test) im Bereich Twielenfleth, differenziert nach Teilbereichen: Referenzen RLW, RLO, Baggergutablagerungsbereich BAW, BAO.

Die in 2001 ermittelten Ergebnisse veranschaulichen etwas ausgeprägtere Abundanzunterschiede zwischen den westlichen und östlichen Stationsgruppen, die gleichsinnig das östliche Referenztran- sekt (RLO) und das östliche Transekt auf der Ablagerungsfläche (BAO) betrafen. Des Weiteren wird ersichtlich, dass sich die Varianz der Besiedlungsdichte an den westlichen Stationen des Refe- renztransektes und an den Stationen der BA-West gegenüber 1998 mehr oder weniger klar erhöht hat. D.h. die einzelnen Stationen eines jeweiligen Transektes weisen eine größere interne Hetero- genität in der Besiedlungsdichte auf. Die in 2001 z.T. erheblichen Abundanzrückgänge der Crusta-

(24)

cea wurden überwiegend durch gestiegene Anzahlen v.a. von Polychaeta (M. cf. viridis) kompen- siert. Lediglich die östlichen Transekte (RLO und BAO) zeigen eine relativ deutliche absolute Ab- nahme der Benthos-Dichte.

Ein weiterer Abundanz-Rückgang wurde in 2002 dokumentiert. Dies betraf allerdings nur die westlichen Stationen sowohl der Referenz als auch der Ablagerungsfläche. Die mittlere Abundanz reduzierte sich im Referenzbereich RLW von 92 Ind./m² auf nur 11,3 Ind./m² in 2002. Ein ähnliches Ergebnis zeigte sich an den BAW-Stationen. Hier ging die Individuendichte von 56 Ind./m² (2001) auf 25 Ind./m² in 2002 allerdings nicht ganz so deutlich zurück, wie an den westlichen Referenz- stationen (Abb. 7). Verantwortlich für den Rückgang waren die Amphipoden der Gattung Bathypo- reia (BA) und im Referenzbereich v.a. der Rückgang der Besiedlungsdichte des Polychaeten Maren- zelleria cf. viridis.

Im Bereich der östlichen Referenzstationen sowie an den östlichen BA-Stationen traten dagegen kaum quantitative Veränderungen ein. Die Gesamtbesiedlungsdichte lag sowohl 2001 als auch 2002 jeweils um 10 Ind./m².

In 2003 konnte an den westlichen Stationen der Referenz und der BA wieder eine leichter Anstieg der Besiedlungsdichte von 11 Ind./m² auf 39 Ind./m² bzw. von 25 Ind./m² auf 36 Ind./m² ermittelt werden. Der Anstieg der Besiedlungsdichte ist dabei, unabhängig vom Teilgebiet, fast aus- schließlich auf die örtlich höheren Individuenzahlen der Muschel D. polymorpha zurückzuführen.

An den östlichen Stationen (RLO, BAO) wurde nahezu keine Veränderung der mittleren Individuen- dichte festgestellt. Diese blieb seit 2001 etwa auf demselben niedrigen Niveau von 8 – 14 Ind./m².

Unterschiede zwischen RLO und BAO wurden nicht verzeichnet.

Insgesamt war die Gesamtabundanz in 2003 überall noch etwas geringer als diejenige die 1998 ermittelt wurde. Die Ablagerungsfläche war 1998 mit 49 Ind./m² (BAW) bzw. 23,3 Ind./m² (BAO) besiedelt und in 2003 mit 36 Ind./m² bzw. 13,7 Ind./m². Ein analoges Ergebnis wurde auch für die Referenz-Transekte ermittelt: 1998 wurden 47 Ind./m² (RLW) und 39 Ind./m² (RLO) nachgewiesen, in 2003 lag die Besiedlungsdichte bei 39 Ind./m² und 7,9 Ind./m².

4.2.1.3 Zusammenfassung 1000 µm-Fraktion

Bereits 2001 zeigten sich im Hinblick auf die Makrozoobenthosbesiedlung der 1000 µm-Fraktion eine Reihe von Unterschieden gegenüber dem Ausgangszustand von 1998/99. Die Anzahl der insgesamt im Bereich Twielenfleth (BA und Referenzen) nachgewiesenen Taxa verringerte sich gegen- über 1998 von 15 auf 7 Taxa (2001) und blieb auch 2002/2003 mit 9 bzw. 10 Taxa auf einem ähn- lichen Niveau wie 2001. Die scheinbar deutliche Differenz der Taxazahlen beruht allerdings auf Ta- xa, die 1998/99 einerseits nur in Einzelexemplaren erfasst wurden. Andererseits erfolgte der Nachweis an den zu Beginn der Untersuchung in 1999 sogenannten äußeren Referenzstationen, die nach 2001 nicht mehr beprobt wurden, bzw. in ihrer ursprünglichen Lage verändert wurden (RL1, RL17), da sie aufgrund ihrer Rahmenbedingungen als Vergleichsstation für die Ablagerungs- fläche als ungeeignet angesehen wurde.

Die Befunde zeigen strukturelle Veränderungen der Benthosgemeinschaften im Vergleich der Un- tersuchungsjahre 1998-2003. So veränderte sich v.a. die Dominanzstruktur, in dem die 1998 domi-

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nierenden Crustacea von dem Polychaeten M. cf. viridis als dominantes Faunenelement abgelöst wurde. Dieser Befund wurde auch in 2002 verzeichnet. In 2003 traten mit der örtlichen Dominanz der Muschel D. polymorpha erneut Veränderungen auf. Die Veränderungen waren dabei nicht auf den Bereich der BA beschränkt, sondern wurden auch, z.T. sogar etwas ausgeprägter, im Bereich der Referenz-Transekte dokumentiert. Diese Veränderungen können ein Ausdruck der natürlichen Variabilität sein. Nicht auszuschließen ist aber auch ein möglicher Zusammenhang mit den nach 1998 erfolgten Sedimentveränderungen, die nicht nur auf der Ablagerungsfläche sondern auch im Bereich der Referenzen festgestellt wurden. Unter der Annahme, dass der Sedimenttypwechsel eine Folge der Baumaßnahme (hier: Randdämme) bzw. der möglichen Strömungsveränderungen durch die BA ist, könnte auch die strukturelle Veränderung der Benthosgemeinschaft ein möglicher Hinweis auf Wirkungen außerhalb der BA sein. Die festgestellten Veränderungen konnte aber auch z.T. auch durch die natürliche Variabilität hervorgerufen worden sein.

Die Betrachtung bzw. der interannuelle Vergleich der Benthos-Abundanz verdeutlicht, dass die Be- siedlungsdichte auf der Baggergutablagerungsfläche in 2003 noch leicht unter den Werten von 1998, also der Status-quo-Besiedlung liegt. Dies betrifft aber nicht nur die BA, sondern auch die zugehörigen Referenzbereiche, deren Besiedlungsdichte in 2003 ebenfalls unter derjenigen von 1998 liegt. Die auf der Raum- sowie auf der Zeitskala festgestellten Besiedlungsunterschiede wurden dabei, unabhängig vom Teilgebiet, überwiegend im Vergleich westlicher und östlicher Statio- nen verzeichnet, weniger beim Vergleich der Besiedlungskennwerte der Teilgebiete BA und Refe- renz. Die Entwicklungen der Makrozoobenthosgemeinschaft waren seit 2002 im Vergleich beider Teilgebiete also sehr gleichsinnig, so dass davon auszugehen ist, dass die festgestellten Verände- rungen insgesamt als Folge der natürlichen Variabilität in diesem Untersuchungsbereich angesehen werden können.