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Bericht: "LAWA: Aufbau Matrix Gewässertypen WRRL Nordsee – Weser und Elbe. Abschlussbericht Teil A (2007)"

„Zusammenfassung: Nährstoffe: Für die Küsten- und Übergangsgewässer der deutschen Nordseeküste wurden von BROCKMANN et al. (2004) Referenzwerte für Gesamtstickstoff (TN), für gelösten anorganischen Stickstoff (DIN), für Nitrat (NO3), sowie für Gesamtphosphor (TP) und Phosphat-P (PO4-P) anhand von historischen und Modelldaten ermittelt und extrapoliert. Ausgangspunkt für die Festlegung der Klassengrenzen nach WRRL waren die bei OSPAR (EUC 2005) unterschiedenen Klassen „Non Problem Area“ und „Problem Area“, aus denen die fünfstufige Klassifikation nach WRRL abgeleitet werden konnte. Eine dementsprechende Bewertung der gegenwärtigen Nährstoffverhältnisse in den einzelnen Wasserkörpern anhand der vorhandenen Datensätze kommt ausschließlich zu unbefriedigenden (NEA1-Weser, NEA2-Weser, NEA3-Weser, NEA1-Ems, NEA2- Ems, NEA4-Ems) und schlechten (NEA11-Ems, NEA11, Weser, NEA3-Ems, NEA4-Weser) Einstufungen. Als ein weiterer Parameter wird das durchschnittliche Verhältnis der Nährstoffe Stickstoff und Phosphor zueinander (N/P-Verhältnis) vorgeschlagen, ein Klassifikationssystem konnte hierfür jedoch noch nicht aufgestellt werden. Fische: Im Auftrag der Länder Niedersachsen und Schleswig-Holstein erstellte BIOCONSULT (2006) ein multimetrisches Bewertungsverfahren, welches die Aspekte Artenspektrum, Abundanz und Altersstruktur der Fischfauna des Übergangsgewässers berücksichtigt und sich an einer historischen Referenzzönose orientiert. Die Bearbeitung erfolgte für die Ästuare Ems, Weser, Elbe und Eider. BIOCONSULT (2006) entwickelte ein computergestütztes Bewertungswerkzeug auf Grundlage einer Datenbank, welche historische und aktuelle artspezifische Charakteristika wie Zugehörigkeit zu Nutzer-, Habitat- und Reproduktionsgilden, artspezifische Häufigkeit usw. enthält. Aktuelle Fangdaten können mittels einer Eingabemaske eingespeist werden. Die Bewertung erfolgt durch das Programm unter Berücksichtigung der im Projekt erarbeiteten Messgrößen (Metrics). Bioconsult wählte für das Bewertungssystem zehn bewertungsrelevante Metrics sowie den zusätzlichen Bewertungsparameter „Stör“, der als besonderer Repräsentant eines sehr guten Zustands des Ästuars ggf. mit in das Bewertungssystem aufgenommen werden kann. Über die Metrics werden der Zustand ausgewählter ökologischer Gilden (Wanderarten, ästuarine Arten, marine Arten) und die Abundanzen ausgewählter Arten (Kaulbarsch, Finte, Stint, Flunder, goßer Scheibenbauch, Hering) bewertet. Der Aspekt der Altersstruktur geht über die Bewertung des Auftretens juveniler Stadien von Finte und Stint in das Bewertungskonzept mit ein. Dieses Artenspektrum kann für das zu bewertende Ästuar spezifisch angepasst werden. Nicht für jedes Bewertungskriterium findet separat eine Einstufung in eine der fünf ökologischen Zustandsklassen statt, sondern es werden Punkte für bestimmte Merkmale vergeben, aus denen dann am Ende über eine Formel ein Gesamtwert berechnet wird, der für einen bestimmten ökologischen Zustand steht. Das von BIOCONSULT (2006) entwickelte Bewertungssystem für Fische in Übergangsgewässern der Nordsee wird im Fachkollegium als schlüssig angesehen und ist mit den Länderkollegen aus Schleswig-Holstein und Hamburg abgestimmt. Auch auf internationaler Ebene wurde das Bewertungssystem im Rahmen der Interkalibration vorgestellt, und es besteht eine enge Kooperation durch Datenaustausch und gemeinsame Projekte sowie bilaterale Interkalibration mit den Niederlanden. Phytoplankton: Das Bewertungssystem für die Qualitätskomponente Phytoplankton in den Küstengewässern der deutschen Nordsee umfasst die Parameter „mittlerer Chlorophyll a-Gehalt der Vegetationsperiode“, „Chlorophyll a-Jahresmaxima“, „Gesamtbiovolumen“, „Biovolumen der Biddulphiales“,„Blütenfrequenz von Phaeocystisspp.“ und „potenzielle Zeigerarten“. Als Zusatzkriterium soll die Nährstoffsituation in die Bewertung des Phytoplanktons eingehen. Für die Übergangsgewässer wird das Phytoplankton aufgrund der hohen Schwebstoffkonzent_CUTABSTRACT_

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Bericht: "Dezernat „Ökologie und Güte der Küstengewässer und Ästuare“: Zusammenstellung Untersuchungen (1988-1995)"

„Die Berichtsreihe der Forschungsstelle Küste weist zwischen dem Band 39 (Jahresbericht 1987) und dem Band 40 („Berichte der Forschungsstelle Küste“, 1995) eine vom Jahr 1988 bis ins Jahr 1995 reichende Zeitlücke. […] Mit der nunmehr unter dem Titel „Zusammenstellung von Untersuchungen für die Zeitspanne 1988 bis 1995“ erscheinenden Dienstberichten stellt die Forschungsstelle Küste übersichtliche Kurzinformationen zur Verfügung, die gemeinsam mit den bereits vorliegenden ausführlicheren Berichten einen geschlossenen Überblick bis zum Berichtsband 41/1997 geben. […] Inhalt: Grundkartierungen: Vorarbeiten für eine Gesamtdarstellung der eulitoralen Bodenfauna des Emsästuars; „Modellvorhaben zur Erstellung eines Sensitivitätsrasters der deutschen Wattenküste“ und „Thematische Kartierung und Sensitivitätsraster im deutschen Wattenmeer“; Überwachung der niedersächsischen Miesmuschelbestände; Epibiosen anthropogener Hartsubstrate an ausgesuchten Standorten im niedersächsischen Teil des Wattenmeers – Ein Vergleich mit früheren Erhebungen; Beiweissicherungs- und Kontrolluntersuchungen zu Einleitungs- und Bauvorhaben: Untersuchungen zum Einfluss der Abwässer eines TiO2-Werkes in der Wesermündung (Teil I: Wasserchemie und Phytoplankton; Teil II: Sediment und Bodenfauna; Teil III: Schwermetalle in Sedimenten und Organismen); Umweltverträglichkeit von Küstenschutzvorhaben: Fortentwicklung von Höhenlage, Sedimenten, Vegetation und Bodenfauna in den Landgewinnungsfeldern beim Cappeler Tief (Wurster Küste); Umweltverträglichkeitsstudien über die im Seewasserbau verwendete schwermetallhaltige „Eisensilikatschlacke“; Überwachung der niedersächsischen Küstengewässer: Infosystem für Planktonblüten und toxische Algen; Untersuchung von Phytoplankton und Nährstoffen an Dauerstationen bei Norderney und Wilhelmshaven; Langfristige Bestandsveränderungen der Wattenfauna an Dauerstationen bei Norderney; Methodische Studie zur erforderlichen Mindestzahl von Stichproben des eulitoralen Makrozoobenthos; Überwachung der Entwicklung von Makroalgen an der niedersächsischen Küste; Monitoring anoxischer Sedimentoberflächen im Norderneyer Wattengebiet; Schwermetallmonitoring in ausgewählten Wattorganismen; Belastungen der Klaffmuschel (Mya arenaria) mit Schwermetallen; Zur Organozinn-Belastung und Histopathologie von Miesmuscheln (Mytilus edulis); Untersuchungen zum Rückgang der Seegrasbestände im niedersächsischen Wattemeer; Ökosystemforschung: Benthosforschung im ostfriesischen Wattenmeer – Dokumentation im Rahmen der Vorphase der Ökosystemforschung; Bestandsaufnahme und Populationsbiologie von Mytilus edulis: Methoden der quantitativen Erfassung von Miesmuschelvorkommen; Struktur und Funktion von Miesmuschelvorkommen des Wattenmeeres; Einflüsse abiotischer Faktoren auf die Bestände und Sukzessionen des Phytoplankton; Fluktuationen von Makrozoobenthospopulationen in Wattgebieten infolge variierender hydrodynamischer Randbedingungen – Skalierung hydrographisch-makrozoobenthologischer Interaktionen; Sonderuntersuchungen: „Dynamik von Phaeocystis-Blüten in nährstoffbelasteten europäischen Küstengewässern“ und „Modellierung von Phaeocystis-Blüten, ihre Gründe und Konsequenzen“; Studien über Auftreten, Häufigkeit und Ursachen anoxischer Oberflächensedimente in Sandwatten; Parasiten und Kommensalen bei der Tellmuschel Macoma balthica L.; Der Einfluss von Parasiten auf Vitalität und Bestandsentwicklung der Miesmuschel (Mytilus edulis L.); Mechanismen des obligatorischen Vorkommens von Alderia modesta (Gastopoda, Sacoglossa) auf ihrer Nährpflanze Vaucheria sp. (Xanthophyceae) – Verbreitung und Probleme der Überwinterung; Gewässerchemie der Teichsysteme des „Südstrandpolders“ auf Norderney; Beschreibung des zeitlichen Verlaufs einer Miesmuschelneuansiedlung im Norderneyer Watt; Ursachen und Erscheinungsformen des sommerlichen Umschlagens von Prielsystemen in anoxischen Zustand; Der Jahresgang blütenbildender und _CUTABSTRACT_

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Bericht: "Makrozoobenthos: Leybucht; Fortentwicklung (1984)"

Die vorliegenden Untersuchungen sind Bestandteil des Leybucht-Projektes der Forschungsstelle, in dessen Rahmen auch die hydrologischen Verhältnisse (LIEBIG 1984, NIEMEYER 1984), die Morphologie (STEPHAN 1984) und die Sedimentologie (RAGUTZKI 1984) bearbeitet worden sind. Die Zielsetzung dieser Arbeiten ist, das Bauvorhaben in seinen Auswirkungen auf das Gesamtgebiet der Leybucht und auf ihre künftige Entwicklung zu beurteilen. Schlussbemerkung: Abschließend kann über die Zukunftsaussichten der Leybucht gesagt werden: Die aus der morphologische Analyse (Höhenwachstum) und aus der Vegetationsentwicklung gewonnenen Einsichten sprechen dafür, dass die Verlandung nur noch langsam fortschreitet. Das geplante Bauvorhaben wird den Gang der natürlichen Entwicklung voraussichtlich wenig beeinflussen, da die Halbinsel Leyhörn die jetzigen Strömungs- und Seegangsverhältnisse unberührt lässt. Nach menschlichen Zeitmaß ist der bucht somit noch eine längere Existenz beschieden. Jedoch arbeitet die Zeit allmählich zugunsten der Salzwiesen und auf Kosten der Wattflächen. Diese Entwicklung kann Konsequenzen für die Vogelwelt mit sich bringen, da sie die gegenwärtig wohl besonders günstigen Lageverhältnisse zwischen Brut-, Nahrungs- und Rastbiotopen verändert. Die Wattenfauna der Leybucht ist nicht ungewöhnlich reich an Biomasse, wie mehrfach angenommen. Sie setzt sich aber aus leicht für Vögle verfügbaren und möglicherweise aus besonders produktiven Arten zusammen. Langfristig gesehen, stehen die Zeichen auf Verknappung, da Höhenwachstum und Flächenminderung der Watten die Biomasse reduzieren werden. Der Fortfall der durch die Halbinsel Leyhörn beanspruchten Bereiche verstärkt diese Entwicklung. Um das Flächenverhältnis zwischen Watten und Salzwiesen nicht unnötigerweise und nicht vorzeitig zu verändern, wird empfohlen, die Landgewinnungsarbeiten einzustellen. The bay „Leybucht“, situated in the lower reaches of the Ems estuary, was originally bound for total closure by land reclamation. However, in the course of the last 15 years the view changed because the extraordinary ecological value of the bay was recognized. Its extensive saltmarshes and mud flats form a unique habitat for breeding and migrating waders and waterfowl. Therefore, a total embankment seemed no more acceptable. Instead, a plan was developed to embank about 10 km² of foreland and tidal flats mostly outside of the Leybucht proper, in order to create a water reservoir for hinterland drainage and a new and deep channel for the fishing village Greetsiel. In the present study special aspects of the ecological impact of this coastal engineering project are investigated.

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Bericht: "LAWA: Aufbau Matrix Gewässertypen WRRL Nordsee – Weser und Elbe. Abschlussbericht Teil B (2007)"

„Zusammenfassung: Makrophyten: Röhrichte, Brack- und Salzwiesen: Im vorliegenden Berichtsteil B wird der Bewertungsansatz der Teilkomponente Röhrichte, Brack- und Salzwiesen dargestellt (Kap. 5.3), der die Bewertung der Makrophyten vervollständigt. Zwei weitere Teilkomponenten, Makroalgen und Seegräser, wurden im Teil A des Abschlussberichtes (JAKLIN et al. 2007) betrachtet. Außerdem erfolgt im vorliegenden Bericht eine die Teilkomponenten zusammenführende Gesamtbewertung der Qualitätskomponente Makrophyten (Kap. 5.4). Zur Bewertung der Salzmarschen in den niedersächsischen Wasserkörpern gemäß WRRL werden die folgenden Parameter vorgeschlagen: • die Flächenausdehnung der Röhrichte, Brack- und Salzwiesen; die Zonierung, d.h. die Flächenanteile der Vegetationszonen Pionierzone, Brackmarsch, untere und obere Salzwiese; die Ausgewogenheit und Diversität der vorhandenen Vegetationstypen (nach TMAP); das Vorhandensein charakteristischer Arten Die Bewertungssysteme, die für die Fläche und die Zonierung der Salzmarschen entwickelt werden, orientieren sich an der Referenz der größten nachgewiesenen Flächenausdehnung bzw. an einer möglicht ausgewogenen Verteilung der Vegetationszonen. Beide Konzepte wurden mit vorhandenen Daten für Wasserkörperder FGE Elbe, Weser und Ems durchgerechnet und validiert. Die resultierenden Bewertungsergebnisse reichen, die Fläche betreffend, von „sehr gut“ bis „schlecht“ und von „gut“ bis „unbefriedigend“ bezüglich der Zonierung. Zur Bewertung der Vegetationstypen werden zwei Methoden vorgeschlagen und mangels umfassenderer Daten für einige wenige Gebiete (Leybucht, Neuwerk, Nigehörn, Scharhörn, ein Teilbereich des Jadebusens und die Hamburger Hallig) zu Testzwecken exemplarisch umgesetzt. Als Referenz wird eine möglichst ausgewogene Verteilung der Vegetationstypen angesetzt. Für den Parameter „Dominanz von Vegetationstypen je Zone und Gesamtfläche“ ergaben sich dabei Bewertungen von „gut“ bis „unbefriedigend“ für die einzelnen Gebiete, der Parameter „Evenness“ wurde mit „sehr gut“ bis „unbefriedigend“ bewertet. Weiterhin wird ein Bewertungsverfahren für das Vorhandensein charakteristischer Arten der Brack- und Salzmarschen entwickelt, das auch extreme Dominanzen einzelner Arten berücksichtigt. ine dementsprechende Bewertung der Artenzusammensetzung wird exemplarisch für die Leybucht durchgeführt, da aus diesem Gebiet Datenerhebungen von 101 Dauerflächen aus den Jahren 1995/96 und 2004 vorliegen. Die Artenzusammensetzung in der Leybucht erreicht nach dieser Bewertung den guten ökologischen Zustand. Für einen Teilbereich des Übergangsgewässers Weser, den Bereich „Unterweser“, wird ein eigenes Bewertungsverfahren entwickelt, das neben der Brack- und Salzmarschenfläche die Biotoptypen der Vorländer und die Breite des Röhrichtstreifens betrachtet. Für eine weitere Bewertung des Röhrichtgürtels nach Arten und Struktur kann auf den Standorttypieindex- Makrophyten (STIM) von STILLER (2005a) zurückgegriffen werden. Sowohl die Vorlandfläche als auch die Breite des Röhrichtsreifens werden im Bereich Unterweser als „gut“ bewertet, die Biotoptypender Vorländer als „mäßig“. Abschließend wird dargestellt, wie den Messwerten und Bewertungsergebnissen die nach EG-WRRL geforderten EQR-Werte (Ecological Quality Ratio) zugeordnet werden, und es wird eine Zusammenführung der Einzelbewertungen zu einer Gesamtbewertung für Röhrichte, Brack- und Salzmarschen entwickelt und durchgeführt. Die Bewertungskomponente Röhrichte, Brack- und Salzmarschen betreffend erhalten zwei Wasserkörper (NEA2-Ems und NEA2-Jade) eine gute Gesamtbewertung, und zwei Wasserkörper sind als mäßig (NEA4-Elbe) bzw. unbefriedigend (NEA4-Weser) zu bewerten. Makrozoobenthos Für das vorliegende Projekt stellte sich die Aufgabe, die Grundideen des 3-Ebenen-Modells nach Ysebaert et al. (2004) für die Bewertung der Küsten- und Übergangsgewässer der Nordsee aufzugreifen und an die Gegebenheiten der Ästuare und küstennahen Gewässer der Nordsee so_CUTABSTRACT_

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Bericht: "Makrozoobenthos: Juist Watt und Norderney Watt (1951)"

Die Arbeiten des Vorjahres, welche im Bericht der Forschungsstelle für 1950 niedergelegt sind, haben eindeutig unter Beweis stellen können, dass eine möglichst flächengetreue Kartierung der Lebensgemeinschaften des bei Niedrigwasser trockenfallenden Wattenbodens wertvolle Hinweise auf erfolgte oder noch erfolgende Lageveränderungen der oberflächlichen Sedimentschichten zu geben geeignet ist. Diese Lageveränderungen kennenzulernen, dürfte von wesentlicher Bedeutung für wasserbauliche Planungen sein. Die Außenarbeiten bestanden i planmäßigen Begehungen der Wattflächen, wobei die Grenzpunkte der aneinanderstoßenden Lebensgemeinschaften mittels Sextanten eingemessen und später kartographisch festgehalten wurden. In einzelnen Fällen wurden genaue Auszählungen des Tierbestandes im Gelände, teilweise auch im Labor durchgeführt. [...] Wie schon die Auswertung der biologischen Kartierungsarbeiten im westlichen Juister Watt (s. Ber. d. Forschsstelle 1950) zeigte, kann man den großräumigen Wattengebieten nicht überall ein gleichartiges Verhalten einräumen. Reaktionseinheiten sind die Teilgebiete nach Maßgabe der vor See einwirkenden hydrischen Faktoren. Es wird somit nicht zu fragen sein, wie verhielt oder verhält eich das Juister Watt, sondern immer nur wie verhielt oder verhält sich z.B. das Nordland oder der Hamburger Sand. - Im Vergleich zwischen Juister und Norderneyer Watt ist das letzte in seiner Gesamtheit geringen Oberflächenveränderungen unterworfen. Dies ist der einzige allgemein festzustellende Befund. Im übrigen muss jeweils auf die Teilgebiete eingegangen werden. Schon im Forschungsbericht für 1950 wurde auf die Grenzen der Aussagemöglichkeiten der biologischen Wattkartierung hingewiesen. Wohl lässt sich in vielen Fällen mit ausreichender Sicherheit etwas über die Art und Richtung einer oberflächlichen Bodenveränderung innerhalb eines kleinräumigen Gebietes aussagen, dagegen in den seltensten Fällen etwas über die Zeit bzw. über die Geschwindigkeiten, mit welchen die besagte Veränderung erfolgt ist oder noch erfolgt. Dies ist jedoch noch kein Mangel der Methode schlechthin, denn derartige zeitquantitative Angaben werden möglich sein, wenn in bestimmten Zeitabschnitten Wiederholungskartierungen kleinerer und leicht begrenzbarer Lebensräume zur Durchführung kommen. Noch in einem weiteren Punkt werden sich die Aussagemöglichkeiten vergrößern lassen. Es unterliegt keinem Zweifel, dass die einzelnen der verschiedenen Wattlebensgemeinschaften mit jenen, in gewissen Grenzen schwankenden aber von anderen Lebensräumen gut unterscheidbaren bodenphysikalischen und bodenchemischen Eigenschaften korreliert sind. Wenn die seit 1950 mit der allgemeinen Geländekartierung einhergehenden chemisch-physikalischen Arbeiten zum Abschluss gebracht sind, wird es möglich sein mit dem leicht und schnell erfassbaren biocönotischen Begriff (z, B. Mya-Watt) gleichzeitig die wasserbautechnisch interessierenden physikalischen und chemischen Eigenschaften den Bodens um verknüpfen. Damit wäre dann im Prinzip das erreicht, was der pflanzensoziologischen Vegetationskartierung seit längerer Zeit gelungen ist und diese Methode zu einem oftmals sehr brauchbaren, vielfach sogar nicht zu umgehenden, in jedem Fall aber zeitsparenden Hilfsmittel für den Praktiker werden ließ.

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Bericht: "Begrünung Hüttenrückstände (1968/69)"

Diskussion und Zusammenfassung: Bei Campen an der Ems soll mit einem aus Verhüttungsrückständen aufgeschütteten Vorland die Eignung dieses Materials für den Schutz scharliegender Deiche geprüft werden. […] Im März 1968 wurde der Versuchsgarten angelegt und bis zum Herbst, 1969, aslo übre zwei Vegetationsperioden, beobachtet. Die Ergebnisse werden im Folgenden mitgeteilt. […] Benutzt man die Wildpflanzen als Indikatoren für die Standortbedingungen, so zeigt sich: Die Gesellschaft ist sehr bunt zusammengewürfelt. Der Haldencharakter der Schuttfläche wird durch die Vertreter der Schutthaldengesellschaften (litoraler und binnenländischer Ruderalflächen) und durch die Pflanzen gut durchlüfteter, offener Böden gekennzeichnet. Von der Häufigkeit her sind Arten des natürlichen Hellers vorherrschend: Festuca rubra (Rotschwindel), Agrostis alba (Straußgras), Puccinellia maritima (Andel); Diese drei Gräser bewirken erst, dass überhaupt eine schätzbare Flächendeckung zustande kommt. Unter den vier Sorten des Ansaatversuches, die relativ am positivsten bewertet wurden, befinden sich drei, deren Wildformen in natürlichen Küstengesellschaften eine Rolle spielen (nach RAABE 1951): Festuca pratensis und die beiden Unterarten von Festuca rubra. Erstere ist Vertreter der Marschweidengesellschaft, Festuca rubra bildet den Rotschwingelrasen des Vorlandes, allerdings in einer als F.r. litoralis bezeichneten Unterart. Nach freundlicher Mitteilung von Herrn Professor Dr. Raabe, Kiel, ist jedoch nicht gesichert, ob die Abtrennung dieser Subspecies zu Recht besteht, sondern es wird vorläufig darunter die an Salzstandorten befindliche Form aufgefasst. Bromus secalinus steht in keiner Beziehung zur Küste. Als vorläufiges Versuchsergebnis ist festzuhalten: Die starken Kümmererschienungen sowohl ausgesäter Gräser als auch der Wildpflanzen kennzeichnen den Feinschutt der Verhüttungsrückstände als vegetationsfeindlich. Die Voraussetzung für eine Ansiedlung von Wildpflanzen wird erst durch Schlickeinlagerung geschaffen. Die Bodenverbesserung auf natürlichem Wege geht jedoch recht langsam vor sich, da die Oberfläche mit 1 m über Mitteltidehochwasser nur in der Reichweite sehr hoher Fluten liegt. Eine erfolgreiche Gräseransaat auf reinem Feinschutt wird nicht für möglich gehalten. Damit wäre die eigentliche Fragestellung des Versuchs beantwortet. Darüber hinaus sei die Meinung geäußert, dass mit gewissen Kulturmaßnahmen eine Begrünung durchaus gelingen könnte. Als Mindestmaß an Aufwand müssten vor der Ansaat ausreichende Schlickmengen in die Oberflächen eingearbeitet werden. Trotzdem würde selbst dann noch die Wahl des geeigneten Saatguts schwierig sein. Es kommen wohl nur an der Küste heimische Gräser in Betracht, deren Zahl durch die Gegebenheiten des Standortes noch eingeschränkt würde. Sicher würde eine Schlickanreicherung die natürliche Selbstbegrünung sehr beschleunigen und damit eine Gräseransaat überflüssig machen. Beweidung würde durch den Verbisseffekt die Entstehung eines dichten, gegen Fluten schützenden Rasens fördern. Dagegen vermag die lockere Pflanzengesellschaft der einen Schuttoberfläche bei Überflutung keinen Widerstand zu leisten.

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Bericht: "Mündungsgebiet Ems: Schilluntersuchungen - Vorläufiger Bericht (1951)"

Die im Jahre 1949 durchgeführten Untersuchungen in Raum um Norderney haben gezeigt dass es möglich ist auf indirektem Wege klare Schlüsse über den Sedimenttransport (Sandwanderung) durch Verfolgung der Verdriftungswege der leeren Muschelschalen zu gewinnen. Hierfür schien allerdings ein möglichst dichtes Stationsnetz, an welchem Proben mittels Bodengreifer entnommen werden unerlässlich. Es war bisher noch unbekannt, ob sich diese Methode generell verwenden lässt. [...] Diese zur Sicherstellung der Methode erforderlichen Fragen konnten im September 1951 im Emsmündungsgebiet einer Klärung entgegengeführt werden. Die vom Wasser- und Schifffahrtsamt Emden veranlasste Untersuchung wurde in zwei Befahrungen [...] durchgeführt. Die Bodenproben wurden mit einem Bodengreifer nach VAN VEEN entnommen. [...] Kartierungsarbeiten im westlichen Juister Watt (s. Ber. d. Forschungsstelle 1950) zeigte, kann man den großräumigen Wattengebieten nicht überall ein gleichartiges Verhalten einräumen. Reaktionseinheiten sind die Teilgebiete nach Maßgabe der vor See einwirkenden hydrischen Faktoren. Es wird somit nicht zu fragen sein, wie verhielt oder verhält eich das Juister Watt, sondern immer nur wie verhielt oder verhält sich z.B. das Nordland oder der Hamburger Sand. - Im Vergleich zwischen Juister und Norderneyer Watt ist das letzte in seiner Gesamtheit geringen Oberflächenveränderungen unterworfen. Dies ist der einzige allgemein festzustellende Befund. Im Übrigen muss jeweils auf die Teilgebiete eingegangen werden. Schon im Forschungsbericht für 1950 wurde auf die Grenzen der Aussagemöglichkeiten der biologischen Wattkartierung hingewiesen. Wohl lässt sich in vielen Fällen mit ausreichender Sicherheit etwas über die Art und Richtung einer oberflächlichen Bodenveränderung innerhalb eines kleinräumigen Gebietes aussagen, dagegen in den seltensten Fällen etwas über die Zeit bzw. über die Geschwindigkeiten, mit welchen die besagte Veränderung erfolgt ist oder noch erfolgt. Dies ist jedoch noch kein Mangel der Methode schlechthin, denn derartige zeitquantitative Angaben werden möglich sein, wenn in bestimmten Zeitabschnitten Wiederholungskartierungen kleinerer und leicht begrenzbarer Lebensräume zur Durchführung kommen. Noch in einem weiteren Punkt werden sich die Aussagemöglichkeiten vergrößern lassen. Es unterliegt keinem Zweifel, dass die einzelnen der verschiedenen Wattlebensgemeinschaften mit jenen, in gewissen Grenzen schwankenden aber von anderen Lebensräumen gut unterscheidbaren bodenphysikalischen und bodenchemischen Eigenschaften korreliert sind. Wenn die seit 1950 mit der allgemeinen Geländekartierung einhergehenden chemisch-physikalischen Arbeiten zum Abschluss gebracht sind, wird es möglich sein mit dem leicht und schnell erfassbaren biocönotischen Begriff (z, B. Mya-Watt) gleichzeitig die wasserbautechnisch interessierenden physikalischen und chemischen Eigenschaften den Bodens um verknüpfen. Damit wäre dann im Prinzip das erreicht, was der pflanzensoziologischen Vegetationskartierung seit längerer Zeit gelungen ist und diese Methode zu einem oftmals sehr brauchbaren, vielfach sogar nicht zu umgehenden, in jedem Fall aber zeitsparenden Hilfsmittel für den Praktiker werden ließ.

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Datenbank Bodenprofile

Im Rahmen der bodenkundlichen Kartierung werden vom Geologischen Dienst NRW Kartenwerke in den Maßstäben 1 : 5.000, 1 : 10.000, 1 : 25.000, 1 : 50.000, 1 : 100.000 und 1 : 200.000 erarbeitet. Dazu sind umfangreiche Geländearbeiten erforderlich. Bei der bodenkundlichen Geländearbeit wird der Boden dort, wo es noch an ausreichenden Informationen über den Bodenaufbau und seinen Zustand mangelt, bis in 2 m Tiefe aufgegraben. Ein Bodenprofil - wie es der Fachmann bezeichnet - wird freigelegt. Die detaillierte Beschreibung des Bodenaufbaus einschließlich der Dokumentation der Beprobung der oft recht unterschiedlichen Bodenhorizonte werden in der Datenbank Bodenprofil abgelegt. Zur Zeit sind in dieser Datenbank 22.734 Punktinformationen zum Bodenzustand von 3.900 Standorten in Nordrhein-Westfalen gespeichert. Pro Jahr kommen etwa 300 Profilbeschreibungen hinzu. Grundlage der Beschreibungen ist die Bodenkundliche Kartieranleitung (4. Auflage), angepasst an die Bedürfnisse der Bodenkartierung in Nordrhein-Westfalen. Zu jeder Aufgrabung werden Stammdaten angegeben, so zum Beispiel die genaue Lage, die aktuelle Flächennutzung, der Baumartenbestand im Wald oder die Geländeformen der Umgebung. Alle wesentlichen Angaben einer kompletten bodenkundlichen Profilbeschreibung mit Bodenarten, Tiefenlage und sonstigen Merkmalen jedes einzelnen Bodenhorizonts, Auftreten von Grundwasser oder Staunässe, Merkmale biologischer Aktivität des Bodens, Ausgangsgesteinen der Bodenbildung und weiteren Attributen werden gespeichert. Auf diese Weise bleibt die zusammenfassende Charakterisierung durch Zuordnung von Bodentypen und -subtypen nachvollziehbar. Außerdem können für die unterschiedlichsten Fragestellungen Böden nach einzelnen Merkmalen oder ihren Untersuchungsergebnissen selektiert und bewertet werden. Im Detail ist die Aufnahme folgender Profildaten möglich: Titeldaten: Projekt-Code/Verfahrensname, Bearbeiter(in)/Institution, Datum der Aufnahme, TK(DGK)-Nummer, Profilbezeichnung, Archiv-Nummer, laufende Nummer des Aufnahmepunktes, Flächen-Nummer, Bezugsflächen-Nummer, DGK-Name Aufnahmesituation: Koordinaten, Höhe über NN, Neigung, Exposition, Wölbung, Oberflächenform, Mikrorelief, Aufschlussart, Nutzung, Vornutzung, Vegetation, Wuchsklasse, Bodenveränderungen, sonstige Angaben zur Aufnahmesituation, Verweise auf weitere Datendokumentation/Beprobung/Leitprofil/Flächengröße Profilkennzeichnung: Nutzungseignung, Humusform, untergeordnete Humusformen, biologische Zustandsstufe, Erosionsgrad, physiologische Gründigkeit (Durchwurzelbarkeit), Basengehalt, Verbraunungs- bzw. Podsolierungstiefe, Podsoligkeitsgrad/Nassbleichung, Profileinheit (Bodensubtyp, Bodenartengruppe der obersten Schicht, Mächtigkeit der obersten Schicht, Basengehalt), Bodeneinheit, untergeordnete Profileinheiten, Legendeneinheit, scheinbarer Wasserstand, freier Wasserstand, Grundwasserstufe, ehemalige Grundwasserstufe, Staunässestärke im Tiefenbereich, Staunässebereich, Staunässegrad des Gesamtprofils, Punktsignaturen, nicht kartierte Fläche, Bemerkungen Horizont-/Schichtdaten: Horizont-Untergrenze, Schicht-Untergrenze, Horizont-Symbol, Horizont-Begrenzung, Bodenart, Humusgehalt, Carbonatgehalt, Kohlegehalt, Geogenese, Petrographie, Stratigraphie, Farbe, Konkretionen/Anreicherungen, Vernässungsstärke des Horizontes, Durchwurzelungsintensität, Bodengefüge, Lagerungsart, Verfestigungsgrad, effektive Lagerungsdichte/Substanzvolumen, Poren, Röhren, Risse, sonstige Angaben zum Bodenhorizont, Bemerkungen zum Bodenhorizont Humusformen- Detailbeschreibung: mittlere Mächtigkeit der Horizonte L, Of und Oh, minimale Mächtigkeit der Horizonte L, Of und Oh, maximale Mächtigkeit der Horizonte L, Of und Oh, Begrenzung der Horizonte L, Of und Oh, Merkmale der der Horizonte L und Of, Lagerungsart der Horizonte L, Of und Oh, organische Feinsubstanz in den Horizonten L und Of, mineralische Substanz in den Horizonten L, Of und Oh, Pilzhyphen in den Horizonten L, Of und Oh, Durchwurzelung der Horizonte L, Of und Oh Probendokumentation und Analysenauftrag: Datum der Probennahme, Probennehmer(in)/Institution, Profilbeschreibung bzw. Einzelproben, Proben-Nummer, A-, G-, T-Teilproben, Entnahmetiefe der Proben, Horizont-Bezeichnung (Probe), Grobbodengehalt, Lagerungsdichte/Substanzvolumen (geschätzt), Probenart, Entnahmeart, numerische Zusätze, Zusatzkennung, Untersuchungsart, Analysenprogramm für Bodenproben/Standard-Wasseranalyse, Bodenprobenbank, Bemerkungen zur Probe, weitere Angaben zur Probe Vegetationsaufnahme: Bearbeiter(in) der Vegetationsaufnahme, forstliche Angaben zum Bestand, Vegetationseinheit, Bemerkungen zur Vegetationsaufnahme, Deckungsgrad, Pflanzenart, Artmächtigkeit, Soziabilität, Vitalität

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Open Data

Baumartenklassifikation NRW

Klassifikation von Baumartengruppen auf Bestandesebene, basierend auf Sentinel2 - Satellitenaufnahmen Die Klassifikation in die 9 in NRW am häufigsten bzw. bestandesbildend auftretenden Baumartengruppen berücksichtigt folgende Klassen: Eichen (Ei), Buchen (Bu), Buntlaubhölzer (hALH), Weichlaubhölzer (wALN), Pappeln, Kiefern, Lärchen, Fichten und Douglasien (siehe Legende). Die Klassifikation erfolgte durch ein Verfahren künstlicher Intelligenz (rekurrentes neuronales Netzwerk), das anhand von Forsteinrichtungsdaten aus den Waldflächen des landeseigenen Forstbetriebes in NRW trainiert wurde. Das Verfahren wurde im Auftrag des Ministeriums für Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes NRW (MLV NRW) entwickelt. Zur Erkennung der Baumarten anhand ihrer Phänologie und zur Gewährleistung möglichst wolkenfreier Verhältnisse wurden Zeitreihen von Satellitenaufnahmen aus den Vegetationsperioden zweier Jahre zwischen dem 03.03.2022 und dem 11.07.2023 ausgewertet. Es wurden dafür insgesamt 516 einzelne Szenen ausgewählt und landesweit zu einem wolkenfreien multitemporalen Mosaik zusammengesetzt (https://www.d-copernicus.de/daten/satelliten/satelliten-details/news/sentinel-2/ ). Bedingt durch die räumliche Auflösung der Sentinel2 - Satellitenaufnahmen von ca. 10 m eignet sich diese Kartenebene für eine Betrachtung auf einer Maßstabsebene von bis zu ca. 1:10.000, nicht größer! Die Darstellung berücksichtigt ausschließlich Baumarten in der Hauptschicht und ist nicht vergleichbar mit einer Forsteinrichtungs- oder Forstbetriebskarte. Mischungen von Baumarten sind durch wechselnde Farben auch innerhalb eines Bestandes gekennzeichnet. Die Angaben zu den Blößen basieren insbesondere auf der Aggregierten Kalamitätskarte im Nadelwald (Stand: Sep 2023). Validierung Die Nutzergenauigkeit ist das entscheidende Merkmal für die Zuverlässigkeit der Karteninformation in der fernerkundungsbasierten Baumartenkarte. Die Nutzergenauigkeit beschreibt eine repräsentative Schätzung für die Wahrscheinlichkeit, dass die in der Baumartenkarte dargestellte Karteninformation (Baumartengruppe) an einem Ort mit der Hauptschicht eines dortigen Bestandes übereinstimmt. Die Nutzergenauigkeit ist für jede ausgewiesene thematische Klasse (Baumartengruppe) unterschiedlich und bestimmt sich aus dem Anteil der oben beschriebenen Referenzdaten aus der Forsteinrichtung mit der entsprechenden Baumartengruppe in der Hauptschicht, im Verhältnis zu allen Referenzpunkten in der Validierungsstichprobe, die durch das neuronale Netz in die entsprechende Baumartengruppe klassifiziert wurden. Die Genauigkeiten unterscheiden sich also zwischen den einzelnen Baumarten in Abhängigkeit von der Häufigkeit, mit der die Baumarten in der Forsteinrichtung vertreten sind. Häufig auftretende Baumarten sind für eine künstliche Intelligenz leichter, seltener auftretende Baumarten (z.B. Pappeln, Douglasien) vergleichsweise schwerer zu erkennen. Die Herstellergenauigkeit dient zur Beurteilung der Klassifikationsgüte ausgehend vom Anteil der Referenzdaten in der Validierungsstichprobe mit der entsprechenden Baumartengruppe, die durch das neuronale Netz korrekt dieser Baumartengruppe zugeordnet wurden. Das F-Maß als allgemeines klassenspezifisches Gütemaß wird durch das harmonische Mittel (Durchschnitt) aus Nutzer- und Herstellergenauigkeit gebildet. Die Gesamtgenauigkeit gibt unabhängig von der Klassenzugehörigkeit den Anteil der Referenzpunkte in der Validierungsstichprobe an, der durch das neuronale Netz korrekt klassifiziert wurde. Ein gängiges und weithin anerkanntes Gütemaß ist Cohen’s κ-Koeffizient, der die Übereinstimmung zwischen den Klassenangaben in den Referenzdaten und den Klassifikationen des neuronalen Netzes auf Basis der Validierungsstichprobe beschreibt. In der praktischen Anwendung liegt der Wertebereich des Koeffizienten zwischen 0 und 1, wobei ein Wert von 1 eine völlige Übereinstimmung der Ergebnisse bedeutet, ein Wert von 0 hingegen eine rein zufällige Übereinstimmung ohne erkennbaren Mehrwert einer Entscheidung des neuronalen Netzes. Nutzergenauigkeit (%) Eiche Buche hALH wALN Pappel Kiefer Lärche Fichte Douglasie 93,8 94,7 91,2 89,2 88,8 97,7 95,9 97,1 88,4 Herstellergenauigkeit (%) 91,0 96,0 91,4 92,7 79,0 97,5 90,7 98,0 76,4 F-Maß (%) 92,3 95,4 91,3 90,9 83,6 97,6 93,2 97,6 82,0 Gesamtgenauigkeit: 95,0 % Cohen’s κ-Koeffizient: 0,938 Tabelle 1: Genauigkeitsangaben aus der statistisch unabhängigen Validierung. Die angegebenen Genauigkeiten wurden aus einer statistisch unabhängigen Validierung anhand der Forsteinrichtungsdaten aus den Staatswäldern bestimmt. Dazu wurde das Klassifikationsergebnis in über 15.000 landesweit zufällig ausgewählten Waldbeständen mit der dort ausgewiesenen einheitlichen Baumart in der Hauptschicht verglichen. Dieser Prozess wurde dreimal an jeweils unterschiedlichen Bildelementen wiederholt. Die angegebenen Prozentwerte geben die relative Häufigkeit (statistische Wahrscheinlichkeit) an, mit der das Klassifikationsergebnis und die in der Hauptschicht ausgewiesene Baumart übereinstimmen. Als Voraussetzung für eine unabhängige Validierung gibt es keine Überschneidung zwischen Trainings- und Validierungsdaten (statistische Unabhängigkeit).

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Bericht: "LAWA: Aufbau Matrix Gewässertypen WRRL Nordsee – Weser und Elbe. Abschlussbericht Teil A (2007)"

„Zusammenfassung: Nährstoffe: Für die Küsten- und Übergangsgewässer der deutschen Nordseeküste wurden von BROCKMANN et al. (2004) Referenzwerte für Gesamtstickstoff (TN), für gelösten anorganischen Stickstoff (DIN), für Nitrat (NO3), sowie für Gesamtphosphor (TP) und Phosphat-P (PO4-P) anhand von historischen und Modelldaten ermittelt und extrapoliert. Ausgangspunkt für die Festlegung der Klassengrenzen nach WRRL waren die bei OSPAR (EUC 2005) unterschiedenen Klassen „Non Problem Area“ und „Problem Area“, aus denen die fünfstufige Klassifikation nach WRRL abgeleitet werden konnte. Eine dementsprechende Bewertung der gegenwärtigen Nährstoffverhältnisse in den einzelnen Wasserkörpern anhand der vorhandenen Datensätze kommt ausschließlich zu unbefriedigenden (NEA1-Weser, NEA2-Weser, NEA3-Weser, NEA1-Ems, NEA2- Ems, NEA4-Ems) und schlechten (NEA11-Ems, NEA11, Weser, NEA3-Ems, NEA4-Weser) Einstufungen. Als ein weiterer Parameter wird das durchschnittliche Verhältnis der Nährstoffe Stickstoff und Phosphor zueinander (N/P-Verhältnis) vorgeschlagen, ein Klassifikationssystem konnte hierfür jedoch noch nicht aufgestellt werden. Fische: Im Auftrag der Länder Niedersachsen und Schleswig-Holstein erstellte BIOCONSULT (2006) ein multimetrisches Bewertungsverfahren, welches die Aspekte Artenspektrum, Abundanz und Altersstruktur der Fischfauna des Übergangsgewässers berücksichtigt und sich an einer historischen Referenzzönose orientiert. Die Bearbeitung erfolgte für die Ästuare Ems, Weser, Elbe und Eider. BIOCONSULT (2006) entwickelte ein computergestütztes Bewertungswerkzeug auf Grundlage einer Datenbank, welche historische und aktuelle artspezifische Charakteristika wie Zugehörigkeit zu Nutzer-, Habitat- und Reproduktionsgilden, artspezifische Häufigkeit usw. enthält. Aktuelle Fangdaten können mittels einer Eingabemaske eingespeist werden. Die Bewertung erfolgt durch das Programm unter Berücksichtigung der im Projekt erarbeiteten Messgrößen (Metrics). Bioconsult wählte für das Bewertungssystem zehn bewertungsrelevante Metrics sowie den zusätzlichen Bewertungsparameter „Stör“, der als besonderer Repräsentant eines sehr guten Zustands des Ästuars ggf. mit in das Bewertungssystem aufgenommen werden kann. Über die Metrics werden der Zustand ausgewählter ökologischer Gilden (Wanderarten, ästuarine Arten, marine Arten) und die Abundanzen ausgewählter Arten (Kaulbarsch, Finte, Stint, Flunder, goßer Scheibenbauch, Hering) bewertet. Der Aspekt der Altersstruktur geht über die Bewertung des Auftretens juveniler Stadien von Finte und Stint in das Bewertungskonzept mit ein. Dieses Artenspektrum kann für das zu bewertende Ästuar spezifisch angepasst werden. Nicht für jedes Bewertungskriterium findet separat eine Einstufung in eine der fünf ökologischen Zustandsklassen statt, sondern es werden Punkte für bestimmte Merkmale vergeben, aus denen dann am Ende über eine Formel ein Gesamtwert berechnet wird, der für einen bestimmten ökologischen Zustand steht. Das von BIOCONSULT (2006) entwickelte Bewertungssystem für Fische in Übergangsgewässern der Nordsee wird im Fachkollegium als schlüssig angesehen und ist mit den Länderkollegen aus Schleswig-Holstein und Hamburg abgestimmt. Auch auf internationaler Ebene wurde das Bewertungssystem im Rahmen der Interkalibration vorgestellt, und es besteht eine enge Kooperation durch Datenaustausch und gemeinsame Projekte sowie bilaterale Interkalibration mit den Niederlanden. Phytoplankton: Das Bewertungssystem für die Qualitätskomponente Phytoplankton in den Küstengewässern der deutschen Nordsee umfasst die Parameter „mittlerer Chlorophyll a-Gehalt der Vegetationsperiode“, „Chlorophyll a-Jahresmaxima“, „Gesamtbiovolumen“, „Biovolumen der Biddulphiales“,„Blütenfrequenz von Phaeocystisspp.“ und „potenzielle Zeigerarten“. Als Zusatzkriterium soll die Nährstoffsituation in die Bewertung des Phytoplanktons eingehen. Für die Übergangsgewässer wird das Phytoplankton aufgrund der hohen Schwebstoffkonzent_CUTABSTRACT_

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