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Bericht: "Ökosystemforschung Wattenmeer: Benthosforschung im Ostfriesischen Wattemeer – Abschlussbericht (1993)"

Die Watten und Rinnen im Einzugsgebiet der Otzumer Balje, des Seegats zwischen Langeoog und Spiekeroog, sind Schwerpunktgebiet des Programms „Ökosystemforschung Niedersächsisches Wattenmeer“. Die nach West und Ost angrenzenden Bereiche bis Norderney und Mellum sind so genannte „Nebenforschungsräume“. Im Rahmen der Vorphase wurde für diesen Abschnitt des Wattemeeres (Norderney bis Mellum) eine Dokumentation aller verfügbaren publizierten und unveröffentlichenten Benthosuntersuchungen erstellt. Die Ergebnisse wurden gesichtet, die Methoden kritisch bewertet, Forschungsdefizite herausgestellt und Empfehlungen für fortgesetzte Phasen der Ökosystemforschung sowie für ein küstenweites Benthosmonitoring wurden formuliert. Das Makrozoobenthos der Wattflächen erwies sich als die mit Abstand bevorzugt untersuchte Organismengruppe, über deren räumliche und zeitliche Verteilung umfangreiche Kenntnisse vorliegen. Ein beträchtlicher Mangel an Daten und Kenntnissen besteht dagegen im Hinblick auf sublitorales Makrobenthos sowie eulitorales Mikrophytobenthos und Meiozoobenthos. The catchment area of the Otzumer Balje, a tidal inlet between the East Frisian island Langeoog and Spiekeroog, has been selected as main area of the „Wadden Sea ecosystem research programme of Niedersachsen“. Additionally, the adjacent areas as far as Norderney to the west and Mellum to the east will be included. The present report contains results of the pre-phase of the programme, in which all available studies and surveys on the benthos of the outlined area are evaluated. Microphytobenthos, macrophytobenthos, Meiozoobenthos and macrozoobenthos are considered. Results and methods are critically discussed, the research deficits are elaborated and recommendations are given for the development of the continued programme.

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Bericht: "Makrozoobenthos: Wesermündung (1982)"

Four years of monitoring were carried out on intertidal sedimente and bottom fauna in the Weser estuary around Nordenham, where since 1969.large amounts (c. 20 000 to 30 000 m3 /day) of waste water from a Titaniumdioxide factory are discharged. The main constituents are H2SO4 and FeS04, the pH-value is between 2 and 2.5. The results could be compared with a base-line study from the time before the beginning of the discharge. The main results, summarized as annual mean values of the. parameters investigated quantitatively, are given in table 8. The main characteristics of the area investigated are salinities low in average but widely fluctuating, highly turbid water, very soft muddy sediments containing high amounts of clay, organic matter and several chemical compounds, and the presence of a largely impoverished bottom fauna. From the 26 species occurring 16 are of marine and four of limnic origin, the remaining six are indigenous brackish water species. According to the instable environment, species combination changed continuously, particularly dependant on river discharge and changing salinity. A particular interest was attached to the development of iron content in the deposite during the discharge of iron-acid wastes. There was a certain rise in several years which, however, was not continuous. With regard to the ecological effects it was concluded, that drastic changes in species diversity and total biomass have not occurred, while total abundance has declined close to the waste water outlet but in certain other areas has increased. Concerning species combination, it became evident that one species which had been abundant before the beginning of the discharge, the brackish water crustacean Neomysis. integer, has disappeared.

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Bericht: "Makrozoobenthos: Rekrutierungsdynamik in eulitoralen Weichböden: Larvenangebot, Ansiedlung, Dispersion – Nordsee (2003)"

„Innerhalb der Frage, welche Prozesse und Faktoren die Verteilung und Abundanz von marinen Arten bestimmen, hat Rekrutierung einen immer größeren Stellenwert als strukturierender Prozess gewonnen. Rekrutierung selber ist komplex und hängt von einer Vielzahl von Faktoren vor und nach der Larvenansiedlung ab. Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit war die Klärung der Frage, wie die Prozesse Larvenangebot, Larvenansiedlung und sekundäre Dispersion die Rekrutierung des Makrozoobenthos in eulitoralen Weichboden-Gemeinschaften der Nordsee beeinflussen. Der strenge Winter 1995/96 wurde als natürliches Großexperiment genutzt, um den Einfluss dieser Prozesse auf die Wiederbesiedlung und die Ausbildung von zwei unterschiedlichen Gemeinschaftsstrukturen zu dokumentieren. […]“ Recruitment dynamics of North Sea macrozoobenthos in intertidal soft bottoms: larval availability, settlement and dispersal. “One of the most fundamental challenges in ecology is to understand the underlying causes of patterns in distribution and abundance of species. As ecologists have grappeled with this question, the role of recruitment as a structuring process has attracted increasing attention over the last two decades. Much of the recent work has focused on how pre- and post settlement processes involved into recruitment affect the temporal and spatial pattern of invertebrate populations and communities. This thesis investigates how larval supply, larval settlement and secondary dispersal in relation to environmental conditions affected recruitment of macrozoobenthos living in an intertidal sand flat located in the German Wadden Sea (North Sea). The severe winter 1995(96 was used as a natural large-scale experiment to study how these processes contribute to the recovery from such a disturbance and to asses the structural development of two different assemblages. […]”

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Bericht: "Sublitoral: Erfassung schutzwürdiger Lebensräume mit Sonartechniken (1999)"

„Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse des von der Niedersächsischen Wattenmeerstiftung geförderten Forschungsprojektes „Untersuchungen zur Erfassung schutzwürdiger Lebensräume im Sublitoral der niedersächsischen Küste unter Zuhilfenahme von Sonartechniken“ vor. Aufgabe dieses Projektes war es, Sonartechniken auf ihre Nutzbarkeit zur Erkennung und Unterscheidung verschiedener Sedimenttypen und benthischer Lebensgemeinschaften zu prüfen. Vom Einsatz dieser Sonartechniken wird erwartet, dass sie die Aussagekraft sublitoraler Flächenuntersuchungen im Rinnensystem des Wattenmeeres oder im Küstenvorfeld, die zu Management- oder Naturschutzzwecken durchgeführt werden, verbessert sowie deren Durchführung weniger aufwendig macht. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag auf der Arbeit mit einem neuen Ansatz, der akustischen Meeresbodenklassifikation. Zum Vergleich wurde – in Kooperation mit dem Senckenberg-Institut in Wilhelmshaven – mit dem Seitensicht-Sonar ein bereits seit längerem genutztes Gerät eingesetzt. […] Diese Methoden sollen in effektiver Weise Informationen über das Sublitoral liefern und helfen, den zeit- und kostenaufwendigen Einsatz konventioneller Untersuchungsmethoden zu reduzieren bzw. die Qualität und Aussagekraft gegenüber bisherigen Untersuchungsansätzen zu verbessern. Hierbei wurden zunächst mehrere besonders schutzwürdige Organismengemeinschaften (Miesmuschelbank, Sabellaria-Riff, Seegraswiese) und verbreitete Sedimenttypen in Küstenbereich hinsichtlich ihrer Erfassbarkeit und Klassifizierung durch die Sonarmethoden untersucht. […]“ Summary „The investigations described in this report targeted at he examination and adaptation of sonar methods for their application in the gullies of the Wadden Sea and the offshore areas of Lower Saxony. Applied in an effective way, these methods should provide information about the Sublitoral area helping to reduce the time and cost demanding employment of conventional investigation methods. First of all, several benthic communities with high importance for nature conservation (mussel beds, Sabellaria reefs, seagrass meadows) as well as common sediment types of the coastal area were examined with respect to their detection and classification with the sonar methods. […]”

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Bericht: "Makrozoobenthos: Wesermündung – Langzeitveränderungen (2001)"

„In die Wesermündung werden seit 1969 Abwässer aus einer Titandioxidfabrik eingeleitet. Im Rahmen eines Überwachungsprogrammes wurden die langfristigen Veränderungen des eulitoralen Benthos im mesohalinen Abschnitt des Ästuars anhand von Kartierungsdaten der Jahre 1968, 1980 und 1992 untersucht. Mit Hilfe von Clusteranalysen konnten acht Benthos-Assoziationen definiert und beschrieben werden, deren Anzahl sich von 1968 (7) bis 1992 (3) verringerte. Dieser Verlust an Vielfalt von Gemeinschaften dürfte auf einen Verlust an Umweltqualität hindeuten, ohne dass die direkten Ursachen genannt werden könnten. Parallel dazu hatten sich Verbreitungsareale vieler Arten wie auch der gesamten Benthosbiozönose stromaufwärts verlagert, was auf den langfristigen Anstieg der Salinität zurückzuführen ist. Als besonders auffällige Veränderungen sind zu nennen: 1) ein starker Rückgang der Brackwasseralge Vaucheria sp., nachweislich nicht durch Abwässer aus der TiO2-Produktion verursacht, und 2) eine Etablierung des Polychaeten Marenzelleria c.f. wireni seit 1986, der im Laufe der 80er Jahre in viele Ästuare der südlichen Nordsee eingewandert ist.“ “Since 1969, the Weser estuary is recipient of waste water from a titanium-dioxide factory. In the framework of environmental control investigations, the long-term changes of intertidalbenthic assemblages in the mesohalinic section of the estuary have been studied by a comparison of survey data from 1968, 1980 and 1992. By means of cluster-analysis eightbenthos assemblages could be identified and described, the number of which declined from1968 (7) through 1992 (3). This loss of assemblage diversities presumably indicates an environmental deterioration without direct reasons being recognisable. It was accompanied by a shift of individual species distribution and of the whole estuarine benthic community in the upstream direction which clearly is induced by a long-term increase of salinity. Two of the most conspicuous changes were 1) A strong decrease of the brackish-water algae Vaucheria sp. in the period 1968 to 1980 which, as could be ascertained, was not an effect of the wastes from TiO2-production, and 2) an immigration of the polychaete Marenzelleria c.f. wireni since 1986, which is a new species in many estuaries of the southern North Sea.”

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Bericht: "Makrozoobenthos: Wesermündung (1973)"

Im Jahre 1968 wurden in der Wesermündung Substrate und Makrobenthos der Watten und der Flusssohle kartiert und in der Stromrinne Chlorid- und Sestongehalte des Wassers gemessen. Die tideabhängigen und jahreszeitlichen Schwankungen des Cl-Gehaltes sind außerordentlich groß und kennzeichnen die Wesermündung als ausgesprochen poikilohalines Gewässer. Die Substrate der Flusssohle sind sehr verschiedenartig (Schlamm bis Geröll) und regellos verteilt. Sie weisen eine äußerst spärliche und streckenweise gar keine Besiedlung auf. Die Sedimente der Watten sind zoniert von Weichböden im inneren Mündungstrichter bis zu reinen Feinsanden an der Seeseite und entlang der Stromrinne. Die Vegetation der freien Watten ist ärmlich. Im mesohalinen Abschnitt (nach Mittelwerten) verhindert Massenentwicklung von Nereis und Corophium eine Entfaltung der Bodendiatomeen. Bedeutsamer sind Vaucheria-Arten, die einen mehrere Kilometer langen Filz bilden. Das meiste pflanzliche Material liefert ein dichter, die Watten einrahmender Röhrichtgürtel. Die Makrofauna der Watten umfasst 26 marine, 13 brackische, 1 limnische und 6 sonstige Arten. Die Mehrheit der marinen Arten zeigt im Ästuar ein abweichendes Verhalten gegenüber dem Substrat: Entweder Ausbreitung über alle Bodenarten (Biotoperweiterung) oder Wechsel auf eine andere, z.B. von Weich- auf Sandboden (Biotopwechsel). Nach dieser Erscheinung zuurteilen, ist die Bindung vieler Bodentiere an Böden bestimmter Korngrößen nicht so eng wie häufig angenommen wird. Auffallend ist die Geschlossenheit der Verbreitung von den meisten marinen Arten und von Limnodrilus, wogegen die Habitate der spezifischen Brackwasserarten lückenhaft besetzt und an den Grenzen aufgelöst sind. Die Artenzahl nimmt von See her ab, nicht so stetig verändern sich Individuenzahl und Biomasse. Für letztere liegen die Werte wesentlich unter den von marinen Watten bekannten. Eine fortschreitende Verarmung an ernährungsökologischen Typen erreicht ihr Extrem im Siedlungsbereich der spezifischen Brackwasserformen (vorherrschend Oligochaeten). Gerade hier im Zentrum der Trübungswolke fehlen Suspensionsfresser, und Substrat- und Epistratfresser sind die allein vorhandenen Gruppen. Kontrolluntersuchungen im Jahre 1973 ergaben örtlich begrenzte Schädigungen der Bodenfauna. Sie weisen auf eine Milieuverschlechterung in der Wesermündung durch die Abwässer chemischer Industrien hin.

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Bericht: "Makrozoobenthos: Terminstationen Wesermündung Langzeitentwicklung (1982-1994)"

Im Weser Ästuar werden seit 1968 Untersuchungen durchgeführt, um den Einfluss von Abwasser aus der Titandioxidindustrie auf die Zusammensetzung des Makrozoobenthos abzuschätzen. Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse aus dem Untersuchungszeitraum 1982-1994 vor. Für die Interpretation der Langzeitentwicklung werden die Werte mit den Daten von 1976-1980 verglichen. Im Zuge des laufenden Monitoringprogrammes werden 7 Stationen im Eulitoral der Wesermündung zweimal jährlich beprobt. Erfasst werden Zusammensetzung, Dichte und Biomasse des Makrozoobenthos, Pflanzenfarbstoffe im Sediment, die Salinität des Bodenwassers sowie einige Messgrößen für die Beschreibung der Sedimentbeschaffenheit. Die Dynamik des Makrozoobenthos läßt sich zum Teil auf zeitweilige Veränderungen der Salinität zurückführen. So wurde in Jahren mit geringem Oberwasserabfluß das Einwandern einiger mariner Arten ins Ästuar registriert (Arenicola marina, Mytilus edulis). Zur gleichen Zeit zog sich der limnische Oligochaet Limnodrilus hoffmeisteri flußaufwärts aus dem Untersuchungsgebiet zurück. Der Brackwasser-Spionide Marenzelleria viridis hat sich seit seiner Einwanderung, erste Registrierung 1986, als dauerhafter Neusiedler in der Wesermündung etabliert. Andere Brackwasserarten, Streblospio shrubsoli und Tubificoides heterochaetus, zeigen ausgeprägte Schwankungen ihrer Populationsdichte, deren Ursache im Laufe der Untersuchung nicht geklärt werden konnte. In einem Teil des Untersuchungsgebietes (Lunewatt) ist die Gesamtbiomasse des Makrozoobenthos seit 1983 stark rückläufig. Das Mikrophytobenthos ist in der Wesermündung mit 40-80 mg Chloropyll / qm nur spärlich entwickelt In Zeiten mit erhöhter Salinität konnteeine Steigerung der Chlorophyll Werte festgestellt werden. Es gibt keine Hinweise auf eine kontinuierliche Anreicherung von Eisen im Sediment. Die Eisenbindungskapazität des Sedimentes ist allerdings möglicherweise ausgeschöpft. Im Hinblick auf die Korngrößenverteilung in den Sedimenten deutet sich im gesamten Untersuchungsgebiet ein langfristiger Rückgang der Fein- kornfraktion an. Diese Entwicklung ist im Blexer Watt besonders ausgeprägt. Die Merkmale einer gestörten Benthosgemeinschaft, z.B. Artenarmut und hohe Dominanz einzelner Arten, sind typisch für das heutige Bild der Wesermündung. Wie groß de Anteil anthropogener Störungen ist, und wie stark die Titanabwässer die Lebensgemeinschaft modifizieren, kann aus den Ergebnissen der Routineuntersuchungen nicht abgeleitet werden.

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Bericht: "Grüner Sand: Horizontale Verteilung – Norderney, Niedersächsisches Wattenmeer (2003)"

„Ein neuartiges Phänomen im niedersächsischen Wattenmeer ist das Auftreten so genannter „Grüner Sande“, die erstmals 1999 von der Forschungsstelle Küste im Rahmen von Überwachungsflügen beobachtet wurden. Hierbei handelt es sich um deutlich grün gefärbte Watt- und Strandsedimente. Die Grünfärbung wird durch den Flagellaten Euglena viridis var. maritima hervorgerufen, der zu Millionen das Sandlückensystem besiedelt und bei Niedrigwasser an die Sedimentoberfläche wandert. Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit war es, die Bedeutung dieses Flagellaten für das Wattenmeer einzuschätzen. Hierzu sollten grundlegende Kenntnisse über die horizontale Verbreitung und Ökologie der „Grünen Sande“ im niedersächsischen Wattenmeer erarbeitet werden. Dazu wurden zum einen Daten der Flugüberwachung der Jahre 2000 bis 2003 ausgewertet sowie die saisonale Bestandsentwicklung des Jahres 2003 exemplarisch anhand der Insel Norderney verfolgt. Zum anderen wurden entlang von Transekten bei Niedrigwasser Sedimentproben entnommen und im Hinblick auf verschiedene Parameter wie Abundanz der Euglenen, Sedimentbeschaffenheit, Nährstoffverteilung und benthische Begleitflora und –fauna analysiert. Laborversuche sollten zusätzlich Auskunft über die Toleranz der Euglenen gegenüber unterschiedlichen Lebensbedingungen hinsichtlich der Parameter Salzgehalt, pH-Milieu und Temperatur geben. […]“ “In summer 1999 “green sands” were found during observation flights on the intertidal flats of the East Frisian Wadden Sea. The green colour of the sediment was caused by millions of unicellular algae on the surface of the sediment during daytime low tide. This microalgae appeared to be Euglena viridis var. maritima. The present study was designed to attain basic knowledge of the horizontal distribution and the ecology of “green sands”. Therefore data from the observation flights of the years 2000 – 2003 were analyzed. The seasonal development of “green sands” in the year 2003 was exemplary documented for the beaches of the Wadden Sea Island Norderney. Supplementary sediment samples were collected on the interdidal flats during low tide. These samples were analyzed with regard to density of Euglena sp., grain size composition, nutrients and microbenthic species composition. Laboratory experiments should investigate the influence of salinity, pH and temperature on the condition of Euglena sp.. […]“

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Bericht: "Auswirkungen von organischen Schadstoffen im Ökosystem Wattenmeer – Umweltbundesamt Forschungsbericht 102 04 440. (1997)"

Im niedersächsischen Wattenmeer lassen sich eine Reihe von Beobachtungen machen, die auf eine starke anthropogene Belastung des Ökosystems schließen lassen: Schadstoffkonzentrationen im Sediment und in Biota, die als ökotoxikologisch problematisch gelten; starker Bestandsrückgang der Miesmuschel; Tributylzinn-verursachte sexuelle Veränderungen bei Schnecken; Jahre mit sehr hohen Frühjahrsblüten des Kleinstflagellaten Phaeocystis; Jahre, in denen der Wattenmeerboden mit großflächigen Grünalgenbelägen zuwächst; extremer Rückgang des Seegrasbestandes. Z. T. ist es allerdings schwer, die Folgen extremer meteorologischer Ereignisse von anthropogenen Einflüssen zu trennen. Doch lässt sich anhand der Auswirkungen extremer Witterungsbedingungen zeigen, welche Konsequenzen Schädigungen einzelner Ökosystemkomponenten auf andere Elemente der Lebensgemeinschaft im Wattenmeer haben können. Ähnliches dürfte für anthropogen bedingte Störungen gelten. Einige Kausalitäten zwischen Belastungsfaktoren (meteorologisch wie anthropogen) und Veränderungen im Ökosystem lassen sich zeigen, für andere fehlt bisher der Nachweis. In the Wadden Sea of Lower Saxonia (Niedersachsen) there are numerous observations, which suggest a strong anthropogenic impact to the ecotoxicological relevance; considerable decrease of the standing stock of Blue mussels; alterations to the sexual organs of snails caused by Tributyltin; years with exceptional spring blooms of the nanoflagellate Phaeocystis; vegetation periods, during them, the greenalgae grow to extensive and thick layers; extreme decrease of the occurrence of eelgrass. To some extent however it is difficult to distinguish between strong meteorological events and anthropogenic influences. The effects of extreme weather conditions are nevertheless good examples for the consequences, the damage of one component of the ecosystem causes to other elements of the Wadden Sea community. Some causalities between stress factors (meteorological as well as anthropogenic) and changes in the ecosystem can be identified, but there are also impacts without demonstrable consequences.

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Bericht: "Ökologische Analyse: Leybucht (1983)"

Die hier vorgelegte Arbeit ''Landschaftsökologische Analyse der Leybucht'' dient als Entscheidungshilfe für naturschützende Aktivitäten im Zusammenhang mit baulichen Eingriffen im Bereich der Leybucht, die aus Gründen des Küstenschutzes, der Binnenentwässerung und des Seeverkehrs vom Hafen Greetsiel zum tiefen Wasser der Ems erforderlich sind. Sie verdankt ihre Entstehung einem Gutachtenauftrag des Bauamtes für Küstenschutz, Norden, das seinerzeit mit den entsprechenden baulichen Planungen befasst war. Schon während der Entstehung des Gutachtens wurde dessen Drucklegung erwogen. Ausschlaggebend hierfür waren folgende Überlegungen: 1. Die Untersuchung umfasst nicht nur einzelne sondern sämtliche biologischen Aspekte und ist somit wohl die erste Gesamtdarstellung ökologischer Zusammenhänge des Lebensraumes Leybucht. 2. Eine Versachlichung der Diskussion um bauliche Eingriffe im Gebiet der Leybucht kann nur durch breite Streuung wissenschaftlich abgesicherter Grundlagen herbeigeführt werden. Die jetzige Leybucht stellt den Rest einer großen Einbruchsbucht dar, deren größte Ausdehnung im 14. Jahrhundert bestanden haben soll. Bereits frühzeitig haben Rückgewinnungsarbeiten begonnen, die mit der Fertigstellung des Störtebeker-Deiches im Jahre 1950 und der Sommerbedeichung der Hauener Hooge 1958 ein vorläufiges Ende gefunden haben. Untersuchungen der Forschungsstelle Norderney durch MÜLLER (1960), LUCK (1965) und HOMEIER (1969) haben ergeben, dass die restliche Leybucht einem starken Verlandungsprozess unterworfen ist, der im Zusammenhang mit Verschiebungen und Schrumpfungen der Außentiefs zu erheblichen Problemen führt. Schon 1960 kam MÜLLER zu dem zusammenfassenden Ergebnis dass eine Eindeichung der Leybucht die einzig richtige Lösung sei. Mit dem zunehmenden Umweltbewusstsein der 70er Jahre, wie es vor allem auch aus dem Wissen um die Vielzahl bereits zerstörter naturnaher Lebensräume erwuchs, gewann auch die Leybucht als noch weitestgehend intakter Lebensraum steigende Bedeutung. Nachdem MÜLLER bereits 1960 eine Bearbeitung der Wattfauna vollzogen hatte, erstellte das Niedersächsische Landesverwaltungsamt - Naturschutz, Landschaftspflege, Vogelschutz - 1978 erstmalig ein umfassendes landschaftspflegerisches Gutachten unter besonderer Berücksichtigung der Avifauna und der Flora (DAHL u. HECKENROTH 1970). Das Ziel der Untersuchung war eine umfassende Charakterisierung und Bewertung des betroffenen Lebensraumes aus der Sicht eines ökologischen Naturschutzes. [...] Für den Erhalt des dargestellten Zustandes und die weitere Entwicklung des Ökosysteme Leybucht sind folgende Gegebenheiten entscheidend: 1. Uneingeschränkte Auswirkung der Gezeiten in den für den bestehenden biologischen Charakter der Biotopkomplexe Watt, Hellerflächen und Sommerpolder notwendigen Rhythmen. 2. Beibehaltung des für die Stabilität diese Ökosystems besonders günstigen Verhältnisses von großer Kernzone ohne biotopfremde Einflüsse (z.B. visuelle und akustische Störungen) und relativ kleinem, stärker gestörtem Randbereich. 3.Vermeidungvon Flächeneinbußen, insbesondere auch auf dem Salzrasen.

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