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Tauch-Untersuchung des „Steingrund“ bei Helgoland (FFH DE 1714-391) und Konzeptentwicklung eines Tauch- Monitorings für den FFH Lebensraumtyp Riff - Abschlussbericht - Juli 2015 Autorin: Gabriele Dederer unter Mitarbeit von Dr. Karin Boos, Dr. Philipp Kanstinger, Dr. Roland Krone, Christof Schneider, Jutta Beher, Dr. Ralph Kuhlenkamp und Britta Kind Eine Arbeit von Im Auftrag des

Helgoland (FFH DE 1714-391) und Konzeptentwicklung eines

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- Abschlussbericht -
Autorin: Gabriele Dederer
unter Mitarbeit von Dr. Karin Boos, Dr. Philipp Kanstinger, Dr. Roland Krone, Christof
Schneider, Jutta Beher, Dr. Ralph Kuhlenkamp und Britta Kind
Eine Arbeit von Im Auftrag des
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Inhaltsverzeichnis
Material und Methoden ................................................................................................................. 7
2 Datenerhebung .............................................................................................................................. 8
3 Zum bisherigen Kenntnisstand des Artinventars des Makrobenthos am HSG (Bezugsstudien) 14
4 Anpassung und Erarbeitung einer Referenzliste lebensraumtypischer Makrobenthos-Arten für
den HSG .............................................................................................................................................. 14
6. Aufwandseinschätzung der ausschließlich taucherischen in situ Bestandsaufnahme
(Zählrahmen) ...................................................................................................................................... 21
Ergebnisse ................................................................................................................................... 21
3 Zustandsbewertung des HSG – „Vollständigkeit des lebensraumtypischen Artinventars“ ........ 29
4 Aufwandseinschätzung – Beprobung mit Zählrahmen ............................................................... 31
Diskussion ................................................................................................................................... 32
Methodenvergleich ............................................................................................................................ 36
Bewertung des HSG nach FFH-RL und Empfehlungen für die zukünftig routinierte Monitoring
Methode des LRT-Artinventars .......................................................................................................... 40
Danksagung ................................................................................................................................. 47
Literatur ...................................................................................................................................... 48
Ansatz zur gemeinsamen Bewertung von sessilen und kolonialen Organismen für zukünftige
Auswertungen .................................................................................................................................... 52
BfN Bundesamt für Naturschutz
LANA Bund/Länderarbeitsgemeinschaft Naturschutz, Landschaftspflege und Erholung
LLUR Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume Schleswig-Holstein
LRT Lebensraumtyp nach FFH-Richtlinie
MDM Mobile demersale Megafauna
ROV Remotely Operated Vehicle
SLR Single-Lens Reflex (Spiegelreflexkamera)
sechs Seemeilen nordöstlich von Helgoland gelegenen Riffs und FFH- Gebietes „Steingrund“ (DE 1714-
391, „Helgoländer Steingrund“, HSG) und dessen Bewertung hinsichtlich des Erhaltungszustand nach
FFH-RL. Neben der Bestandsaufnahme der Lebensgemeinschaften des Makrobenthos, stand die
Entwicklung eines Konzepts für die taucherische Riffkartierung im Vordergrund. Deshalb richtete sich
ein Fokus dieser Arbeit besonders darauf zu testen, inwieweit Tauchuntersuchungen überhaupt
effizient, kostengünstig und routiniert eingesetzt werden könnten um belastbare quantitative
Datengrundlagen zu generieren. Die Methoden der taucherischen Untersuchung basierte im
Wesentlichen auf der „Water quality – Guidance on marine surveys of hard substrate communities” (ISO
19493: 2005) und dem Marine Monitoring Handbook (Davies et al., 2001). Dabei werden kombiniert
Beprobungen mit Zählrahmen, Transektbetauchungen und Unterwasser Foto- und Videodo-
kumentationen eingesetzt. Ferner sollten vorhandene Schleppkameraaufnahmen des Gebietes aus den
Jahren 2004 bis 2008 exemplarisch ausgewertet werden, um zu testen ob solche Aufnahmen geeignet
sind, um Riffe zu kartieren und die Lebensgemeinschaft zu beschreiben. Im August 2014 wurde in
taucherischen Beprobungen das Artinventar des HSG an 44 ausgewählten Stationen mittels Zählrahmen
(insgesamt 11 m2 Fläche) qualitativ und quantitativ erfasst. Zusätzlich wurde neben den in situ
Aufnahmen Probenmaterial entnommen und im Labor nachbestimmt. Die mobile demersale Megafauna
(MDM) wurde mit Transektabtauchungen aufgenommen. Mit dieser Methodenkombination konnten
129 Arten identifiziert werden. Für die Zustandsbewertung des HSG wurde ein Abgleich des
aufgenommenen Artinventars mit der Referenzartenliste (LRT-Liste) vorgenommen. Dazu wurde die
LRT-Liste an den Standort angepassten. Die Anpassung (Hinzunahme oder Ausschluss von Arten)
erfolgte anhand von Literaturdaten, auf Basis der vorliegenden Arbeit und durch die Einschätzung
einzelner taxonomischer Großgruppen durch Experten. Die an das Gebiet des HSG angepasste
regionaltypische LRT-Liste enthält 119 regionaltypische Referenzarten, die lebensraumtypisch für das
Riff sind. Auf dem HSG konnten mit der taucherischen (nicht-destruktiven) Datenerhebung mit 81 Arten
mehr als die Hälfte (68 %) des laut LRT-Liste zu erwartenden regionaltypischen Artinventars erfasst und
identifiziert werden. Die FFH-RL Bewertungsrichtlinien wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit an die
Bewertungsstufen von Darr und Zettler (2009) angepasst (Klasse A: 100 - 80 %, Klasse B: 80 – 60 %,
Klasse C: 60 -0 %). Das taucherisch identifizierte Artenspektrum führt in der abschließenden Bewertung
dazu, dass der Erhaltungszustands des HSG als „gut“ eingestuft wird. In dem vorliegenden Bericht
werden die Vor- und Nachteile der hier eingesetzten Beprobungsmethoden herausgearbeitet und
diskutiert. Für zukünftige wissenschaftliche Untersuchungen von Riffen wird eine Kombination aus in
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und durch Taucher angefertigte Foto- und Filmaufnahmen vorgeschlagen.
Über die Bewertung des Lebensraumes HSG anhand qualitativer Daten hinaus wird eine
Zustandseinschätzung anhand quantitativer Erfassungen vorgestellt. Diese kann als eine zweite Basis für
die Beobachtung quantitativer Veränderungen in den Lebensgemeinschaften des HSG eingesetzt
werden und einen weiteren Aspekt in der realistischen Bewertung des Erhaltungszustandes liefern.
Allgemeiner Überblick und Hintergrund
Ziel gesetzt, die biologische Vielfalt in ihren Mitgliedsländern zu erhalten. Hierzu soll ein günstiger
Erhaltungszustand der Arten und Lebensraumtypen von gemeinschaftlichem Interesse wiederhergestellt
oder bewahrt werden. Das dazugehörige allgemeine Monitoring (Artikel 11) stellt eine wissenschaftliche
Herausforderung dar, da geeignete Evaluierungsmethoden, Zustandsindikatoren und
lebensraumtypische Arten-Listen erarbeitet werden müssen. Dies trifft im besonderen Maße auf den
marinen Lebensraum zu, da die Unterwasserwelt schlechter zu beobachten ist als Lebensräume an Land
und Messungen in der Regel aufwands- und kostenintensiver sind (Krause et al., 2008). Die Entwicklung
spezifischer Bewertungsschemata (lebensraumtypische Habitatstrukturen, lebensraumtypisches
Arteninventar und Beeinträchtigungen) für die FFH Meeres- und Küstenlebensraumtypen in der Nord-
und Ostsee ist dennoch weit fortgeschritten (Schnitter, 2006; Krause et al., 2008). So wurden erste
lebensraumtypische Artenlisten (LRT-Arten) erstellt, die das funktionelle Gefüge eines Lebensraumes
widerspiegeln können (Krause et al., 2008; Kennblatt Riffe SH, 2011). Diese Artenlisten müssen nun an
die regionalspezifischen Gegebenheiten angepasst und entsprechend erweitert werden. Insgesamt sind
die submarinen Lebensräume der Meeresgewässer nur mit relativ hohem technischen Aufwand
erkundbar und die Erfassung der gesamten, Lebensgemeinschaften kann oft nur mit einer Kombination
mehrerer unterschiedlicher Monitoring-Methoden erfasst werden. Diese Methoden müssen teilweise
noch weiterentwickelt und erprobt werden damit sie ihrer Aufgabe gerecht und in den endgültigen
Kartierungsanleitungen präzise dargelegt werden können. Für den FFH Lebensraumtyp „Riffe“ (1170)
gibt es bisher keine abschließenden Vorgaben welche Kartierungs- und Bewertungsmethoden eingesetzt
werden sollen und in welchem Umfang die Lebensgemeinschaft erfasst werden muss. Zusätzlich fehlen
bei den meisten Standorten Angaben zu historischen Referenzzuständen des Artinventars, die eine
Bewertung mit aktuell erhobenen Daten möglich machen würden (Beermann et al., 2010).
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Sind Bezugsdaten verfügbar, so sind diese oftmals mit verschiedenen Methoden erhoben worden und
somit quantitativ meistens nicht oder nur sehr schwer zu vergleichen. Aus diesem Grund bleibt zunächst
nur der qualitative Vergleich, d.h. eine auf Präsenzangaben von Arten basierende Bewertung.
Ziel der vorliegenden Studie war es, zunächst für das in der südlichen Deutschen Bucht (Nordsee)
liegende Riffhabitat „Steingrund“ bei Helgoland (Helgoländer Steingrund, HSG) eine solche Liste von
Referenzarten des Makrozoo- und -phytobenthos anhand von vorangegangenen Untersuchungen zu
erarbeiten. Auf Grundlage dieser Referenzliste sollte in einer vergleichenden Abschätzung mit in der
vorliegenden Untersuchung neu gewonnenen und bereits vorhandener taucherisch erhobenen
Bestandsdaten (de Kluijver, 1991) eine Bewertung des lebensraumtypischen Artbestandes im HSG
anhand qualitativer Daten vorgenommen werden.
Grundsätzlich können für Bestandsaufnahmen des Makrobenthos destruktive und nicht-destruktive
Untersuchungsmethoden verwendet werden. Zu den am häufigsten eingesetzten destruktiven
Methoden zählen der Einsatz von Dredgen und Bodengreifern, wogegen bei nicht-destruktiven
Vorgehensweisen meist Videoschlitten, ROVs oder Taucher eingesetzt werden. Jede dieser Methoden
hat spezifische Vor- und Nachteile. Der Einsatz von Videoschlitten beispielsweise unterliegt im
Gegensatz zum Einsatz von Tauchern keiner Begrenzungen bezüglich der Tiefe oder der Dauer der
Untersuchung. Häufig ermöglicht er aber nur einen groben Überblick zu den Gegebenheiten unter
Wasser. Teilweise können (semi-) quantitative Bestandsaufnahmen vorgenommen werden (z.B.
Abschätzung des Bedeckungsgrades). Genaue Artbestimmungen sind kaum möglich. Im Gegensatz dazu
kann bei taucherischen Beprobungen die vorhandene Flora und Fauna mit der größtmöglichen
taxonomischen Genauigkeit bereits in situ bestimmt und unbestimmbare Taxa für die sichere
Nachbestimmung selektiv entnommen werden. Da aber die Tauchzeit stark tiefenabhängig (limitiert
durch Luftvorrat und Stickstoffanreicherung) ist, können lange Transekte und in situ Untersuchungen
mittels Zählrahmen nicht in sehr tiefen Gebieten durchgeführt werden. In großen Tiefen beschränkt sich
der nicht-destruktive Einsatz von Tauchern vor allem auf Foto- oder Filmaufnahmen von definierten
Substrat- bzw.- Bodenbereichen.
Mit destruktiven Methoden (z.B. Dredge und Greifer) können im Rahmen einer Beprobung in der Regel
größere Tiefen und Flächen (Dredge) beprobt werden. Auf Sandböden erreicht der Einsatz solcher
Methoden eine große Auflösung des zu untersuchenden Gebietes und somit eine zuverlässige Abbildung
des Artinventars. Aufgrund der flexiblen Sedimentbeschaffenheit von Weichböden, kann der Einsatz
destruktiver Methoden auf Sand als weitgehend störungsfrei für das betreffende System angesehen
werden. Hartböden hingegen können bei Beprobung mit der Dredge empfindlich oder gänzlich gestört
werden. Der Einsatz von Greifern ist auf flächendeckenden Steinriffen unmöglich da dieser nicht in das
Substrat eindringen und schließen kann.
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und miteinander verglichen werden. Ferner sollten Vorschläge zu deren Einsatz erarbeitet werden. Der
Einsatz konventioneller, destruktiver Methoden musste in die Abwägungen miteinfließen.
Gegenstand des vorliegenden Berichtes sind die Ergebnisse einer taucherischen Kartierung und
wissenschaftlicher Bewertung des Riffs und FFH-Gebietes „Steingrund“ bei Helgoland. Neben der
Kartierung selbst stand die generelle Konzeptentwicklung für die Kartierung von Riffen im Vordergrund.
Damit bot sich die Möglichkeit Erfahrungen hinsichtlich der Durchführbarkeit von taucherbasierten
Datenaufnahmen in Riffhabitaten in der offenen Nordsee zu erweitern. Für die Kartierung des HSG
sollten die Vorteile der taucherischen Bestandsaufnahme (Zeitersparnis durch in situ Beobachtung;
zusätzliche Erkenntnisse etwa über Algendichte, vagile Makrofauna außerhalb des Zählrahmens; genaue
Lokalisation) mit den Möglichkeiten der fotografischen und filmischen Methode verglichen und
gegebenenfalls kombiniert werden. Zudem wurden verfügbare Schleppkamera-Aufnahmen vom HSG
aus den Jahren 2005 - 2008 (Dr. Lars Gutow, AWI) hinsichtlich des Artenspektrums und der
Einsetzbarkeit bei Riffkartierungen sowie einem Vergleich zur taucherischen Kartierung ausgewertet. In
wie weit tauchergestützte Videoaufnahmen von Tauchtransekten eine in situ Aufnahme unterstützen
oder komplett ersetzen können, wurde mittels Auswertung einzelner, durch Taucher abgefilmter
Zählrahmen evaluiert.
1 Untersuchungsgebiet „Steingrund“ bei Helgoland (HSG)
Der Helgoländer Steingrund (im folgenden als HSG bezeichnet) befindet sich auf 54°14.00 N und
008°03.00 W. Es handelt sich um ein halbmondförmiges Riff, das aus dem umliegenden, etwa 14 – 18
Meter tiefen Meeresboden, emporragt und bis auf 8 m unter den Meeresspiegel ansteigt. Das Gebiet
befindet sich 6 Seemeilen nordöstlich der Hauptinsel Helgoland entfernt. Es weist eine Fläche von etwa
159 ha auf (Abb. 1). Der HSG ist ein ausgewiesenes FFH- und Natura 2000-Gebiet (DE 1714-391) und soll
in seiner Bedeutung als Verbindungselement und Rückzugsraum für Meeresorganismen und als
Nahrungsgebiet für Seevögel erhalten werden.
Das Riff ist durch Verwitterungsmaterial einer vom Meeresboden aufragenden Endmoräne
gekennzeichnet (BfN Gebietssteckbrief FFH DE 1714-391)). Der HSG ist Teil einer Moräne, des Warthe-
Stadiums der Saale Eiszeit, die vom Festland in Höhe Eiderstedt östlich an Helgoland vorbei und über das
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Sylter Außenriff bis hin zum Limfjord führt (Stocks, 1955). Der HSG und der Helgoländer Felssockel
grenzen sich mit ihrer Fauna und Flora stark gegen die sonst vorherrschenden Weichgebiete ab (Boos et
al., 2006). Riffe, Sandbänke und Wasserflächen bilden zusammen einen seltenen und artenreichen
Lebensraum der Nordsee und sind daher besonders schützenswert. Das Riff ist eng mit Sandbänken
(FFH-LRT 1110) verzahnt, die insbesondere als Lebensraum für Seehunde und Kegelrobben von
Bedeutung sind. Die umgebenden flachen Meerwasserbereiche werden von Schweinswalen und Robben
als Nahrungsgebiet genutzt. Durch die besonders große Heterogenität des Habitats und der generell
geringen Verfügbarkeit von felsigem Hartboden in ansonsten umgebenden sandigen Substraten ist
dieser durch einen hohen Grad an Biodiversität gekennzeichnet. Damit übt der HSG als eindrucksvoller
Steinriff-Biotopkomlex (Rachor und Nehmer, 2003) eine wichtige Trittstein- und Regenerationsfunktion
für Benthosorganismen benachbarter FFH-Gebiete aus und dient als Nahrungsgebiet vorkommender
Vogelarten im Seevogelschutzgebiet Helgoland (BfN Gebietssteckbrief FFH DE 1714-391).
2 Datenerhebung
Der HSG wurde möglichst großflächig beprobt um eine vollständige repräsentative Bestandsaufnahme
der Lebensgemeinschaften zu gewährleisten (Abb. 1, Tab. 1). Die taucherische Beprobung fand an 6
aufeinanderfolgenden Tagen (03.08. - 08.08.2014), während der Stauwasserzeiten, statt. Durch die stark
exponierte Lage des HSG bietet sich nur zu Stauwasserzeiten die Möglichkeit taucherische quantitative
Erfassungen effektiv und verlässlich durchzuführen. An 10 unterschiedlichen Positionen wurden 14
Tauchgänge in 9 – 13 m Tiefe durchgeführt. Hierbei wurden entlang 17 verschiedener Transekte
insgesamt 44 Beprobungen mittels eines 50 x 50 cm Zählrahmens durchgeführt. Auf vier Transekten
wurde zusätzlich die mobile demersale Megafauna (MDM) aufgenommen (Tab. 1). Die exakten
Standorte der Zählrahmen bzw. der MDM Transekte entsprachen zum Teil den Schleppstrecken der
Videoaufnahmen die durch das Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung zur Verfügung
gestellt wurden (siehe unten) (Abb.1).
9
Abb. 1: Übersicht über das Untersuchungsgebiet HSG nordöstlich von Helgoland, die Positionen der beprobten Zählrahmen (rote Punkte), realisierter MDM Beprobungen (+ MDM) und AWI Schleppkamera-Aufnahmen (AWI).
Pro Transekt wurden 2 - 4 Zählrahmen in einem Abstand von 50 m ausgelegt und bearbeitet (Abb. 2).
Die Beprobungsmethode orientierte sich an ISO Guideline „Water quality – Guidance on marine surveys
of hard substrate communities (ISO 19493: 2005) und dem Marine Monitoring Handbook (Davies et al.,
2001). Getaucht wurde mit einer EXO-26 Maske mit Telefoneinheit (Abb. 3a) um die einfache
Datenprotokollierung durch den Taucheinsatzleiter zu ermöglichen. Die einzelnen Probepunkte wurden
mittels eines zeitlich synchronisierten GPS (Garmin, eTrex H) georeferenziert. Das GPS wurde vom
Taucher auf einem Schwimmkörper (Boje) mit sich geführt. Hatte der Taucher den Standort erreicht und
dies dem Protokollanten über die Sprechverbindung mitgeteilt, wurde die genaue Uhrzeit für die
Georeferenzierung festgehalten. Somit konnte die genaue Position im Nachhinein festgestellt werden.
10
Abb. 2: In situ Beprobung des HSG 2014: Qualitative und quantitative Bestandsaufnahme des Makrobenthos mit 50 x 50 cm Zählrahmen. MDM Transekte (semi-quantitativ): Aufnahme der MDM pro m
3 über eine Distanz von 30
– 50 m. Der Taucher ist, mittels Tauchertelefon, mit dem Taucheinsatzleiter und Protokollanten verbunden. Der Taucher führt über einen Schwimmkörper ein synchronisiertes GPS Gerät zur Standortbestimmung mit sich.
Für die semiquantitativen Beprobungen des Makrobenthos wurde ein PCV-Zährahmen mit 50 cm
Kantenlänge und einer Fläche von 0,25 m² auf einer Rifffläche (min. 75 % Steinanteil) ausgelegt, die
darin befindliche Lebensgemeinschaft, wenn möglich auf Artniveau, erfasst und das Substrat
beschrieben (Tab. 1). Dazu wurde die Abundanz sessiler kolonialer Arten anhand ihrer prozentualen
Flächenbedeckung im Zählrahmen geschätzt und solitäre sessile und mobile Arten gezählt. Organismen
die in Ritzen oder unter den Steinen vorkamen wurden, soweit möglich, ebenso aufgenommen. Flächig
wachsende oder inkrustierende Arten, die sowohl auf Steinen als auch als Epiphyten in ein und
demselben Zählrahmen vorkamen, wurden separat quantifiziert. Zusätzlich zur Artidentifikation vor Ort
und zur Qualitätssicherung wurden Fotos der jeweiligen beprobten Fläche gemacht. Von schwer
identifizierbaren Arten wurden kleinere Mengen Probenmaterial bzw. wenige Individuen zur späteren
Nachbestimmung entnommen. Zum Auszählen der Zählrahmen wurde eine Unterwasser-Lupe
verwendet (Abb. 3b). Für das Auszählen eines Zählrahmens wurden durchschnittlich 20 Minuten
benötigt. Das entnommene Probenmaterial und der Bewuchs einzelner Steine wurden in einer
laborbasierten Basisdatenaufnahme von Dr. Ralph Kuhlenkamp und Britta Kind (Firma Phycomarin)
nachbestimmt. Bei vier Tauchgängen wurde zwischen den beprobten Zählrahmen die MDM pro m3
aufgenommen (Krone et al., 2013). Die Taucher waren mittels Sprechverbindung mit dem
Taucheinsatzleiter und Protokollanten verbunden, was eine zügige Aufnahme gewährleistete.
30-50 m 30-50 m
11
Neben der in situ Bestimmung und der fotografischen Dokumentation wurden von vier ausgezählten
Quadraten im Nachhinein 3 min dauernde Filmaufnahmen produziert. Dies diente dazu, die Möglichkeit
der Artbestimmung mit diesen drei Methoden miteinander zu vergleichen. Für die fotografische
Dokumentation wurde eine Digitalkompaktkamera (Panasonic DMC-TS1, 12.1 Megapixel, interner Blitz)
und für Filmaufnahmen eine GoPro Hero3 (HD 1080p 30 fps) (Abb. 3c) genutzt.
Abb. 3: a) Taucher mit Vollgesichtsmaske neben Telefoneinheit. Unter Wasser angesagte Arten werden an der Oberfläche protokoliert (Foto: Martin Eckert). b): Taucher unter Wasser beim Auszählen eines 50 x 50 cm Zählrahmens mit Lupe (Foto: Uli Kunz). c): Snapshot Filmaufnahme (GoPro Hero3) bei der Beprobung eines Zählrahmens. (Foto: Martin Eckert).
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Tab. 1: Übersicht über Transekte entlang derer der Artenbestand am HSG anhand von 50 x 50 cm Zählrahmen beprobt wurde. Das jeweilige Untersuchungsdatum, die geographischen Koordinaten der einzelnen Zählrahmen und die jeweilige tidenkorrigierte Tiefe sind aufgeführt. Prozentualer Bedeckungsgrad des Untergrundes durch unterschiedliche Substrate; prozentuale Gesamtbewuchs-Bedeckung. Für vier Transekte wurde die mobile demersale Megafauna (MDM) zwischen den Zählrahmen aufgenommen und in der vorliegenden Tabelle mit „+“ markiert. Transekte mit dem Zusatz AWI, entsprechen den Koordinaten ausgewerteter Schleppkamerafahrten.
Sand Kies Lose Steine Geröll
+
+
+
+
vorhanden = 0) Gesamt-
Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven, fertigte während diverser Schiffsausfahrten (RV „Heincke“) in
den Jahren 2004 bis 2008 Videoaufnahmen des HSG mittels Schleppkameras (MICRO Videokamera,
MARISCOPE, CMOS Video TV Auflösung) an. Diese wurden durch eine mit dem Schiff verbundene
Schleppkamera realisiert. Dabei driftet das Schiff mit langsamer Geschwindigkeit (1-2 kn) und die
Kamera folgt den Bewegungen des Schiffes. Anhand der Schiffspositionen sind Aussagen zu den
Positionen der Kamera in Minutenabschnitten möglich. Diese Videobänder wurden freundlicherweise
für die vorliegende Untersuchung zur Verfügung gestellt, um einen methodischen Abgleich in der
Datenaufnahme zu erlauben. Neben der eigentlichen in situ Beprobung wurden sieben zufällig
ausgewählte Aufnahmen aus dem Zeitraum zwischen 2004 und 2008 ausgewertet (Tab. 2). Dabei
wurden jeweils innerhalb eines Videos von 20 min Länge im Abstand von 30 Sek. einzelne Standbilder
ausgewertet. Sämtliche auf einer Fläche von 0,25 m² zu erkennenden Arten sowie das Substrat wurden
aufgenommen. Auf diese Weise konnte eine Gesamtfläche von 81,3 m2 (325 Beprobungspunkte bzw.
Bilder) abgedeckt werden.
Fahrt Datum
distanz [m]
HE214 01.08.04 54°14,012 08°03,010 54°13,950 08°03,690 16,3 745,0
HE235 31.07.05 54°13,897 08°03,154 54°14,212 08°03,518 12,7 704,0
P329 16.10.05 54°13,882 08°03,268 54°13,827 08°03,504 16 275,0 HE247 26.04.06 54°13,840 08°03,460 54°13,840 08°03,480 14,9 21,7
HE256 27.07.06 54°13,853 08°03,403 54°13,853 08°03,373 12,8 32,5
HE274 10.08.07 54°14,042 08°03,214 54°13,803 08°03,441 15,7 506,3 HE291 18.08.08 54°14,006 08°03,002 54°13,733 08°03,837 15 1035,7
14
3 Zum bisherigen Kenntnisstand des Artinventars des Makrobenthos am HSG
(Bezugsstudien)
Es stehen nur sehr wenige Arbeiten zur Verfügung, in denen die qualitative Zusammensetzung des
Artenspektrums auf dem HSG beschrieben wird. Als aktuelle Bezugsstudien (max. 50 Jahre alt) liegen
derzeit nur die Arbeiten von de Kluijver (1991) und Kühne und Rachor (1996) vor. Während
letztgenannte Autoren ihre Bestandsaufnahmen mittels Dredge und Greifer durchführten, bestimmte de
Kluijver (1991) die Gemeinschaften in situ während mehrerer Taucheinsätze direkt vor Ort. Zusätzlich
entnahm er selektiv Proben zur eindeutigen Nachbestimmung im Labor. Ausgehend von diesen beiden
Arbeiten, ist die Diversität des Makrobenthos am HSG durch insgesamt 289 bestimmte Taxa (davon 116
auf Grobsand und Steinen) (Kühne und Rachor, 1996), und einer durch den Dreikantwurm
(Spirobranchus triqueter) dominierten Hartsubstratgemeinschaften (de Kluijver, 1991) geprägt.
4 Anpassung und Erarbeitung einer Referenzliste lebensraumtypischer Makrobenthos-
Arten für den HSG
Durch den Bund-Länder-Arbeitskreis „FFH-Berichtspflichten Meere und Küste“ (BfN) wurden erste
Anleitungen zur Bewertung von Riffen in der Nordsee entsprechend der Oslo-Paris Konvention
vorgegeben (Krause et al., 2008). Die darin aufgeführten Artenlisten lebensraumtypischer (LRT)
Gemeinschaften müssen jedoch, aufgrund der großräumigen geographischen Verbreitungen von Riffen
in der Nordsee und den damit verbundenen Unterschieden in den charakterlichen
Lebensgemeinschaften, an jeweils regionalspezifische Gegebenheiten angepasst werden (Krause et al.,
2008; Nehls et al., 2008). Arten gelten laut Nehls et al. (2008) als charakteristisch wenn folgende
Kriterien erfüllt sind:
Häufigkeit: wenn eine Art mit einer Frequenz > 50 % an den Stationen eines Teilgebiets
vorkommt
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit zusätzlich ausgewählte Kriterien für die Identifikation
lebensraumtypischer Arten:
In situ Unterscheidbarkeit: Makrobenthos das mit bloßem Auge zu erkennen ist unter zu
Hilfenahme von Lupe und Labornachbestimmung
15
Der Abgleich und somit die Bewertung des Lebensraumes HSG soll durch den Vergleich der jeweils zum
Monitoring-Zeitpunkt erhobenen Daten mit einer Referenzliste erfolgen. Durch die Beschränkung der
Untersuchung auf die taucherische, nicht destruktive Methode, müssen somit Arten die ausschließlich
durch andere Methoden identifiziert werden können aus der Liste ausgeschlossen werden.
Eine Anpassung von lebensraumtypischen Arten nach Krause et al. (2008) und Kennblatt Riffe SH (2011)
an die örtlichen Verhältnisse des HSG und der gewählten taucherischen Beprobung wurde durch die
Zusammenfassung der Artenliste von de Kluijver (1991) und der vorliegenden Untersuchung
vorgenommen. Diese Referenzliste muss bei Neufunden, unter Berücksichtigung der obig
angesprochenen Identifikationskriterien für lebensraumtypische Arten, fortgeführt werden.
de Kluijver (1991) konnte 53 Arten (2 Algen, 51 Fauna) identifizieren. In der vorliegenden Untersuchung
wurden weitere 62 Arten (9 Algen, 51 Fauna) auf dem HSG gefunden, 80% der von de Kluijver 1991
nachgewiesenen Arten wurden auch im Jahr 2014 identifiziert. Insgesamt sind somit 115 Riffarten durch
Tauchmethoden nachgewiesen worden. 59 dieser Neufunde, darunter eine auf Familie- und drei auf
Gattungsniveau, sind in die Referenzliste (HSG-LRT Referenzliste) aufgenommen worden (Tab. 3).
Darüber hinaus wurden für die taxonomische Großgruppen Cnidaria, Bryozoa und Gastropoda die
Expertenmeinungen von Dr. B. Ebbe (AWI) über die zu erwartende Präsenz von Arten und somit ihrer
Einstufung als lebensraumtypisch eingeholt. Dies galt insbesondere für die Gastropoden und Cnidaria,
die in der LRT-Liste (Krause et al., 2008) wenig Berücksichtigung finden. Innerhalb der Gastropoden
listen Krause et al. (2008) z. B. die große Strandschnecke, Littorina littorea als typische Riffart auf. Durch
ihre Lebensweise im Gezeitenbereich kommt sie jedoch nicht als lebensraumtypische Art des HSG in
Frage. Für die weiteren taxonomischen Großgruppen (Bryozoen, Hydrozoen, Cnidaria, Porifera,
Echinodermata) wurde eine Sichtung von Dr. B. Ebbe, Dr. R. Kuhlenkamp, Dr. K. Boos durchgeführt. Die
Gruppe der Polychaeten wurde auf Hartböden assoziierte Arten beschränkt. Arten, die im Sandboden
leben wurden ausgeschlossen. Sollten in kommenden Untersuchungen Laminarien Arten mit
ausgeprägten Haftkrallen auf dem HSG gefunden werden, werden die sich in den Haftkrallen
befindenden Polychaeten (Charpkowski-Llinares, 2005) als lebensraumtypische Riffarten behandelt.
Einige Arten wurden zu Artkomplexen zusammengefasst, wenn die morphologische Unterscheidung im
Feld sich als zu schwierig oder aufwendig gestaltete (z.B. bei den Bryozoen Escharella immersa und
Escharella variolosa) (Tab. 3).
Für die Makrophyten erfolgte die Anpassung der Referenzliste (typischer zu erwartender
Makrophytenbestand im HSG) durch die Experten Dr. I. Bartsch und Dr. R. Kuhlenkamp. Diese
Anpassung war besonders deshalb erforderlich da, in den vorliegenden Arbeiten (Kühne und Rachor,
1996; de Kluijver 1991) mit der Ausnahme der inkrustierenden Rotalge Phymatolithon sp., keine
16
Bestände von aufragend blättrigen Algen am HSG beschrieben wurden, obwohl Makroalgen für dieses
Gebiet bei früheren Untersuchungen (z.B. Hagmeier, 1925) verzeichnetet worden waren. In der hier
vorliegenden Studie konnte tatsächlich im Taucheinsatz die Präsenz von Makrophyten am HSG bestätigt
werden. Dies verdeutlicht dass eine fortlaufende Anpassung der Referenzliste tatsächlich erforderlich ist
und weist schon hier darauf hin, dass die taucherischen Untersuchungen geeignet sind umfangreiche
Biotopdaten zu generieren.
Ausgehend von der Liste typischer Riffarten nach Krause et al. (2008) und Kennblatt Riffe SH (2011),
wurden daher aufgrund obiger Ausführungen diejenigen Arten als lokaltypisch eingestuft und in eine
LRT-typische Artenliste für den HSG inkludiert, welche:
die aufgeführten Kriterien (Nehls et al., 2008) erfüllten
und
entweder in der Bezugsstudie von de Kluijver (1991) oder in der vorliegenden Studie in situ
unterschieden und entdeckt wurden und eine Hartboden assoziierte Art darstellten,
oder
im Falle der Makrophyten auf Grundlage der Expertise von Dr. I. Bartsch und Dr. R.
Kuhlenkamp, als „typisch und zu erwarten“ eingestuft wurden.
Im Rahmen dieser Anpassung wurden Arten ausgeschlossen (Tab. 8) wenn sie
zu den endobenthischen Sandbodenarten zählen (Informationen aus World Register of Marine
Species, WORMS, http://www.marinespecies.org/; Kühne und Rachor,1996, Dr. B. Ebbe,pers.
Kommunikation),
oder
von Dr. B. Ebbe für den HSG ausgeschlossen wurden (pers. Kommunikation),
oder
im Falle der Makrophyten, durch die Experten Dr. I. Bartsch und Dr. R. Kuhlenkamp
ausgeschlossen wurden.
Insgesamt wurden den ursprünglichen 92 LRT-typischen Arten von Krause et al. (2008) 49 lokaltypische
Arten und 10 Artkomplexe hinzugefügt. 32 Arten wurden ausgeschlossen. Die daraus resultierende HSG-
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LRT Referenzliste enthält somit 119 Arten bzw. Artkomplexe, aus 14 verschiedenen Gruppen (Tab. 3).
Diese sind am stärksten durch Rhodophyta, Cnidaria und Bryozoa vertreten.
Mit Hilfe dieser HSG-LRT Referenzliste soll eine Bewertung des Erhaltungszustandes des HSG, unter
Angabe der An- oder Abwesenheit, vorgenommen werden. Darüber hinaus können, aufbauend auf
dieser HSG-LRT Referenzliste geeignete zielgerichtete Untersuchungsmethoden konzipiert werden
(siehe Diskussion).
Tab. 3: HSG-LRT Referenzliste: Lebensraumtypische Arten des HSG nach Anpassung der allgemeinen LRT-Liste (Krause et al., 2008; Kennblatt Riffe SH, 2011) unter Einbezug lokaltypischer Arten nach de Kluijver (1991), der Beprobung von 2014 und Expertenmeinungen.
Makrozoobenthos
Halichondria sp.
Leucosolenia botryoides
Myxilla incrustans
Pleraplysilla minchini
Sycon ciliatum
Sertularia sp.
Tubularia sp.
Urticina felina
Tritonia plebeia
Spirobranchus triqueter
Spirorbis spirorbis
Elminius modestus
Galathea sp.
Homarus gammarus
Hyas araneus
Macropodia rostrata
Pagurus bernhardus
Porcellanidae sp.
Semibalanus balanoides
Verruca stroemia
Bicellariella ciliata
Crisia sp.
Cryptosula pallansiana
Disporella hispida
Electra pilosa
Flustra sp.
Membranipora membranacea
Microporella ciliata
Schizomavella linearis
Scrupocellaria sp.
Smittina landsbovori
Tubulipora sp.
Melobesia membranacea
Membranoptera alata
Peyssonelia dubyi
Phycodrys rubens
Phyllophora sp.
Phymatolithon sp.
Plocamium cartilagineum
Polyides rotundus
Polysiphonia stricta
Rubrointrusa membranacea
Laminaria hyperborea
Laminaria saccharina
Sphacelaria plumosa
5 Vorschläge für zukünftige Zustandsbewertung
Die Bewertung des HSG erfolgte entsprechend der drei nach FFH-RL vorgegebenen Klassen: A
(hervorragender Erhaltungszustand), B (guter Erhaltungszustand) und C (mäßiger bis schlechter
Erhaltungszustand). Für den hervorragenden Erhaltungszustand wird nach FFH-RL die Präsenz des
vollständigen lebensraumtypischen Arteninventars, d. h. der vorgegebenen LRT-Liste erwartet.
Prozentuale Abgrenzungen für die unterschiedlichen Klassen werden jedoch nicht vorgegeben. Laut
Krause et al. (2008) ist für die Bewertung von Lebensräumen die Präsenz lebensraumtypischer Arten
ausreichend.
Riffe sind sehr heterogene Lebensräume mit unterschiedlichen, variablen Lebensgemeinschaften.
Wegen der Größe des Untersuchungsgebiets kann das Artinventar des HSG zwar repräsentativ, jedoch
vermutlich nie vollständig erfasst werde. Eine Erfassung aller zu einem Monitoring-Zeitpunkt auf dem
HSG vorhandenen lebensraumtypischen Arten ist kaum zu erreichen. Deshalb schlagen wir
entsprechend Darr & Zettler (2012) eine Klassifizierung nach Grenzwertbereichen vor. Die folgenden
Grenzwerte sind für den HSG, basierend auf der Präsenz der Arten, zur Bewertung genutzt worden:
Klasse A: hervorragenden Erhaltungszustand: > 80 % des LRT-Artbestandes
Klasse B: guter Erhaltungszustand: 60 - 80 % des LRT-Artbestandes
Klasse C: mäßiger bis schlechter Erhaltungszustand: ≤ 60 % des LRT-Artbestandes
Die Autoren der vorliegenden Studie halten es jedoch für unablässig, zusätzlich zu der Einstufung
anhand der Präsenz quantitative Angaben zu erheben, um in Zukunft Veränderungen der benthischen
Gemeinschaft erkennen und lokal etablierte Arten identifizieren zu können. Darr und Zettler (2009)
weisen darauf hin, dass solche Arten als charakteristisch für eine Gemeinschaft angesehen werden, die
sich durch eine hohe Stetigkeit und eine hohe Abundanz im betrachteten Habitat auszeichnen. Angaben
zu Stetigkeit und Abundanz setzen ebenfalls quantitative Daten voraus. Hierfür wird im Anhang ein
Ansatz zur gemeinsamen Bewertung von sessilen und kolonialen Organismen bezüglich ihrer Stetigkeit
vorgeschlagen um, zukünftig mit einer größeren Datengrundlage, charakteristische Arten auch anhand
ihrer Stetigkeit zu benennen und die HSG-LRT Referenzliste weiter zu verkleinern.
21
(Zählrahmen)
Um den in der vorliegenden Arbeit getätigten Aufwand zu bewerten und Empfehlungen für zukünftige
Probenahmen aussprechen zu können, wurden alle 79 in den Zählrahmen in situ quantitativ erfassten
Arten in einer kumulativen Art-Areal-Kurve ausgewertet (die zusätzlich außerhalb der Zählrahmen
aufgenommen Proben konnte hier auf Grund der unsystematischen Aufnahme nicht mit inkludiert
werden).
Die Art-Arealkurve stellt die Anzahl der erfassten Arten im Hinblick auf den betriebenen Aufwand dar
(vorliegend mit Standardabweichung und 95% Konfidenzintervall dargestellt). Die Art-Areal Kurve wurde
mit der Statistik software „R“, Version 3.0.2 (R Development Core Team 2013) mit der Funktion
„specaccum“ aus dem package „vegan“ (Oksanen et al., 2013) erstellt. Vorab wurde ein replizierbarer
Startwert (set.seed) von 5555 gesetzt. Als zugrunde liegende Methode für die Berechnung der mittleren
zu erwartenden Artanzahl pro Quadrat wurde eine zufällige Anordnung der Zählrahmen gewählt
(method = „random“). Hierbei ordnet das Programm die Zählrahmen wiederholt in zufälliger
Reihenfolge an, ohne sie gezielt zu gewichten oder eine Reihenfolge vorzugeben. Auf diese Weise wird
berücksichtigt, dass zu Beginn einer Erhebung unterschiedlich viele Arten erfasst werden können, dass
aber mit zunehmendem Beprobungsaufwand die Unsicherheit (Konfidenzintervall) kleiner wird.
Ergebnisse
in der südlichen Deutschen Bucht (Nordsee) nahe Helgoland gelegenen Riffhabitats „Steingrund“ (im
Folgenden als Helgoland Steingrund, HSG bezeichnet) quantitativ aufgenommen. Außerdem wurden
Fotoaufnahmen angefertigt und zusammen mit bereits vorhandenen Videoaufnahmen ausgewertet. Die
Methode der Bildauswertung wurde mit der direkten Aufnahme der Benthosgemeinschaft durch
Taucher verglichen, um eine Empfehlung für eine effiziente Untersuchungsstrategie erarbeiten zu
können. Darüber hinaus sollte eine für den HSG lokalspezifische Referenzartenliste (HSG-LRT
Referenzliste) erstellt werden. Anhand dieser Liste sollte eine erste Bewertung des Lebensraumes HSG
und dessen Benthosgemeinschaft als Grundlage für ein langfristiges Monitoring vorgenommen werden.
22
Im Untersuchungszeitraum betrug die Wassertemperatur bodennah 12,5 – 14,0O C. Der Grund bestand
überwiegend aus Geröll und größeren Steinen unterschiedlicher Größe (10 – 50 cm Durchmesser).
Vereinzelt fanden sich auch größere aufragende Steine (> 2 m Durchmesser). Das Substrat zwischen den
Steinen bestand hauptsächlich aus groben Mischsanden. Die räumliche Ausdehnung dieser Sande
variierte zwischen wenigen Quadratzentimetern und einigen Quadratmetern. Die Steine waren
unabhängig von ihrer Größe meist vollständig mit Bryozoen, Hydrozoen und Kalkrotalgen bewachsen.
Auf den nördlichen Positionen waren die Steine, außer von sehr kleinen Exemplaren (0,5 – 2 cm) der
Gattung Coccotylus und flächigen Kalkrotalgen, kaum mit Algen bewachsen. An den südlichen Positionen
waren aufragende Steine zumeist großflächig mit der aufragend blättrigen Rotalge Delesseria sanguinea
und Phycodrys rubens bewachsen. Die einzige gefundene Braunalge war der Palmentang Laminaria
hyperborea mit einer Wuchshöhe von etwa 2 cm.
In der rein taucherischen Datenaufnahme konnten direkt vor Ort aus den 44 beprobten Zählrahmen
(Gesamtfläche 11 m2) insgesamt 79 Arten bzw. Gattungs- oder Familienebene identifiziert werden (Tab.
14). Diese bestanden aus 51 sessilen (65 %) und 28 mobilen (35 %) Taxa und umfassten Vertreter der
Porifera (6), Cnidaria (15), Gastropoda (8), Polychaeta (4), Crustacea (13, inkl. drei unbestimmten
Amphipodenindividuen), Bryozoa (9), Echinodermata (3), Ascidiae (4), Pisces (5), Rhodophyta (9),
Phaeophyta (1), Bivalvia (1) und Pantopoda (1). Entsprechend der Roten Liste 2013 (Becker et al., 2013)
besteht für 36 der insgesamt 79 Arten mindestens eine Bestandsgefährdung oder Gefährdung
unbekannten Ausmaßes. Der gelbe Bohrschwamm Cliona celata ist sogar als stark gefährdet (Kategorie
2) eingestuft (Tab. 14). Bei der taucherischen Absuchung nach mobiler demersaler Megafauna (MDM)
wurden außerhalb der Zählrahmen und Transekte der Europäische Hummer (Homarus gammarus), der
Steinpicker (Agonus cataphractus) und der Seebull (Taurulus bubalis) semiquantitativ erfasst (Tab. 4),
wodurch sich die Artenzahl auf 82 erhöhte.
Zusätzlich zu der durch die Taucher in situ vorgenommenen Art- bzw. Großgruppenidentifizierung,
konnte der Artbestand durch die ergänzenden Auswertungen von Probenmaterial im Labor um 45 Arten
(78 % sessil; 22 % mobil) erweitert werden (Tab. 14). 20 dieser Arten erfüllen die Kriterien der
Hartbodenassoziation, Autoökologie und in situ Bestimmbarkeit und wurden der Referenzliste
hinzugefügt (Tab. 3). Hierbei handelte es sich um Vertreter der Großgruppen Porifera (2), Cnidaria (6),
Gastropoda (8), Bryozoa (18), Ascidiae (2), Rhodophyta (7). Der größte Artzugewinn erfolgte somit
innerhalb der sessilen Taxa bei den Bryozoa und Rhodophyta. Innerhalb der mobilen Arten entfiel der
größte Teil auf die Nudibranchia (Gastropoda). Insgesamt gelten 17 dieser zusätzlich gefundenen 46
23
Arten entsprechend der aktuellen Roten Liste (Becker et al., 2013) als mindestens bestandsgefährdet.
Die Blassgraue Sternschnecke Onchidoris muricata sowie die Bryozoe Escharoides coccinea gelten nach
der Roten Liste als ausgestorben oder verschollen. Allerdings werden diese Arten weder von Kühne und
Rachor (1996) noch von de Kluijver (1991) für den HSG beschrieben. Sie wurden aber von Kuhlenkamp
und Kind (2012) auch für andere Gebiete um Helgoland (Tiefe Rinne) nachgewiesen, so dass sie hier
vorliegend als mindestens bestandsgefährdet eingestuft werden.
Zu den 82 in situ bestimmten benthischen Arten bzw. taxonomischen Gruppen konnten Angaben zur
Abundanz und Stetigkeit sowie zum Gefährdungszustand (Rote Liste, Becker et al., 2013) gemacht
werden (Tab. 14). Die Benthosgemeinschaft des HSG wurde zum Untersuchungszeitpunkt von dem
Dreikantwurm (Spirobranchus triqueter), der Toten Mannshand (Alcyonium digitatum), der
Krustenrotalge (Phymatolithon sp.) und dem Blätter-Moostierchen (Flustra foliacea) dominiert und
entspricht somit der bereits von de Kluijver (1991) beschriebenen Gemeinschaft. Die von de Kluijver
(1991) aufgenommenen und in dem vorliegenden Projekt erfassten Arten stimmen zu 80 % mit den
2014 gefundenen Arten überein. 10 Arten wurden ausschließlich von de Kluijver gefunden. In dem
vorliegenden Projekt wurden 62 „neue“ Arten identifiziert, die nicht bei de Kluijver (1991) für den HSG
beschrieben wurden.
2 Taucherische Datenaufnahme mit verschiedenen Foto- und Videosystemen
Während der Tauchkampagne wurden sowohl ein Kamera- als auch ein Videosystem mitgeführt und
mehrere Übersichts- und Detailfotos oder Videos im Gebiet des HSG aufgenommen. Die Fotos
wurden durch Dr. R. Kuhlenkamp hinsichtlich ihrer Tauglichkeit zur Artbestimmung ausgewertet.
Dabei zeigte sich, dass je nach Auflösung und Ausleuchtung der Aufnahmen 27 Arten bzw.
Artkomplexe identifiziert wurden, die nicht auf Schleppkamerabildern (Tab. 10) bestimmt werden
konnten (Abb. 4 – 13, Tab. 4). Generell ist die Auswertbarkeit von Film und Fotoaufnahmen stark
eingeschränkt, da das Substrat sehr heterogen ist und Übersichtsfotos nur eine räumliche Ebene
abbilden (siehe Abb. 4). Zusätzlich können aufgrund der meist eingeschränkten Sichtweiten oft nur
relativ kleine Bereiche mit ausreichender Schärfe erfasst werden. Die Fotos in den Abb. 4, 5 und 8
wurden mit einem professionellen Kamerasystem (Canon EOS 5D Mark II SLR-Digitalkamera, 21
Megapixel) und zwei externen Lampen/Blitzen angefertigt. Abb. 5 und 6 zeigen die erheblichen
Unterschiede in der Bildqualität, die zwischen dem professionellen Kamerasystem und der
standardmäßig von Tauchern mitgeführten Digitalkompaktkamera mit internem Blitz bestehen. Die
Bilder einer Kompaktkamera ermöglichen eine gute Abschätzung der Besiedelung kleiner Bereiche
(ca. 8 x 4 cm) des Riffs (Abb. 7, 8, 9, 10, 11). Man erkennt im Vergleich zu Aufnahmen mit der
Spiegelreflexkamera die sehr stark eingeschränkte Möglichkeit Organismen auf Art bzw.
Gattungsniveau zu identifizieren. Die während der Tauchgänge ebenfalls mitgeführte Videokamera
(GoPro Hero3) ermöglichte nachträglich eine gute Beschreibung des Gebietes und die allgemeine
Bewertung des Bewuchses (z.B. hinsichtlich der Präsenz von Makrophyten, Abb. 12 und 13). Zur
Beschreibung komplexer Faunenbestände und Bestimmungen auf Artniveau sind diese Aufnahmen
aufgrund der relativ geringen Auflösung (Full HD, 3 Megapixel) jedoch ebenfalls nicht geeignet.
Spiegelreflex- und Kompaktkamera
Insgesamt konnten mit Spiegelreflex- und Kompaktkamera auf 10 Bildern (Bild 4 – 13) 15 bzw. 19
Arten bzw. taxonomische Artkomplexe identifiziert werden (Abb. 4 - 12, Tab. 4).
25
Abb. 4 – 13: Detail – und Übersichtsaufnahmen des HSG mittels SLR-, Kompaktkamera und GoPro Hero 3. Abb. 4: Benthos HSG, SLR Kamera (Uli Kunz); Abb. 5: H. gammarus / SLR Kamera (Uli Kunz); Abb. 6: H. gammarus / Kompaktkamera; Abb. 7, 9, 10, 11: Detailaufnahmen HSG / Kompaktkamera; Abb. 8: Detailaufnahme HSG / SLR Kamera (Uli Kunz); Abb. 12: Detailaufnahme vom HSG / Snapshot Video, GoPro Hero 3; Abb. 13: Übersichtsaufnahme vom HSG / Snapshot Video, GoPro Hero 3.
5 6 7
8 9 10
Arten Abb. Arten Abb.
Cnidaria
Bryozoa
Diadumene cincta 4, 7, 8, 10, 11 Electra sp. 10
Sertularella polyzonias 7, 11 Flustra foliacea 4, 7, 8, 11
Tubularia sp. 4, 7, 8
Echinodermata
Gastropoda
Rissoa inconspicua/ R. parva Komplex
4, 7, 10 ,11 Clavelina lepadiformis 7, 11
Diplosoma listerianum 4, 8, 10, 11
Annelida
Spirobranchus triqueter 7, 10
Crustacea
Rhodophyta
Cirripedia sp. 11 Rubrointrusa membranacea
4, 8
Datenaufnahme per Video: Vergleichende Auswertung von Videofilmen und in situ Bestimmungen
Von vier Zählrahmen wurden Videoaufnahmen angefertigt und die Anzahl der identifizierten Arten
mit den Anzahlen der Arten verglichen, die in denselben Zählrahmen direkt von einem Taucher
identifiziert wurden. Der Taucher konnte vor Ort fast doppelt so viele Arten pro Zählrahmen
identifizieren (20 Arten), als das mit der Videoauswertung möglich war (13 Arten) (Tab. 5, Abb. 14).
Tab. 5: Vergleich der mit Taucher und Videoauswertung (GoPro Hero 3) identifizierten Individuenzahlen in 4 Zählrahmen.
Arten / Gattungen Taucher Video Arten / Gattungen Taucher Video
Porifera
Porifera indet. 2 0
3 2
Abietinaria abietina 2 2 Bugula flabellata/ plumosa Komplex 2 2
Alcyonium digitatum 2 2 Crisia sp. 3 1
Diadumene cincta 4 4 Flustra foliacea 1 1
Hydrallmania falcata 4 3 Schizomavella linearis 1 0
Sertularia argentea 1 1 Scrupocellaria sp. 1 1
Sertularia cupressina 1 1
Asterias rubens 3 2
Gibbula sp. 1 0 Clavelina lepadiformis 3 1
Nassarius incrassatus 1 0 Diplosoma listerianum 4 4
Polycera quadrilineata 2 0 Perophora japonica 3 2
Rissoa parva/ Rissoa inconspicua Komplex
1 0
Spirobranchus triqueter 3 3 Delesseria sanguinea 1 1
Hildenbrandia rubra 2 2
3 0 Phyllophora traillii 2 2
Cancer pagurus 2 1 Phyllophora truncata 1 0
Crangon allmanni/ C. crangon Komplex
2 0 Phymatolithon sp. 3 3
Galathea squamifera 2 1 Rubrointrusa membranacea 1 0
28
Abb. 14: Durchschnittliche Anzahl identifizierter Arten in 4 Zählrahmen auf dem HSG. in situ Artidentifizierung durch einen Taucher und Auswertung von Videoaufnahme (GoPro Hero 3).
Datenaufnahme per Video: Auswertung von Schleppkamerafahrten (Bildmaterial des AWI)
Bei der Videoauswertung von sieben Schleppkamerafahrten des AWI (332 Standbilder) konnten
insgesamt 14 Arten, auf Gattungsebene jeweils eine Anthozoe, eine Hydrozoe und ein Gastropode
identifiziert werden (Tab. 6). Es wurde festgestellt, dass auf den Videoaufnahmen nur Arten ab einer
Größe von mind. 5 cm bestimmbar sind. Kleine Hydrozoen, Bryozoen oder Gastropoden können mit
dieser Methode nicht verlässlich und systematisch auf Artniveau bestimmt werden. Auch Arten, die
aufgrund der Heterogenität des Riffs und der hohen Dichte der Versteckmöglichkeiten nicht direkt
sichtbar sind, können nur zufällig durch die Kamerafahrt entdeckt werden.
29
für Polar und Meeresforschung (AWI).
Arten / Gattungen Arten / Gattungen
Artinventars“
Werden alle 119 für den Lebensraum HSG zu erwartenden regionalspezifischen lebensraumtypischen
Arten (HSG-LRT Referenzliste, Tab. 3) für die Zustandsbewertung zugrunde gelegt, ergeben sich
entsprechend der prozentualen Klassifikationsgrenzen laut FFH-RL für den HSG die Abgrenzungen
bzw. Einteilungen entsprechend der Tab. 7.
Tab. 7: Klassifikationsgrenzen (Artenanzahlen) für die HSG-LRT Referenzliste. Entsprechend FFH-RL.
Artenanzahl (laut HSG-
Referenzliste Max Min
Klasse A hervorragender Erhaltungszustand > 80 % des HSG-LRT Artbestandes 119 95
Klasse B guter Erhaltungszustand 80 - 60 % des HSG-LRT Artbestandes 94 71
Klasse C mäßiger bis schlechter Erhaltungszustand ≤ 60 % des HSG-LRT Artbestandes 70 0
30
Beprobung
Mit der in der vorliegenden Arbeit angewendeten taucherischen Datenerhebung konnte in situ für
den HSG die Präsenz von 128 verschiedenen Arten bzw. taxonomischen Artkomplexe nachgewiesen
werden. Hiervon entsprachen 81 Arten (68 %) (darunter 3 auf Gattungs- und 1 auf Familienniveau)
der neu erarbeiteten regionalspezifischen HSG-LRT Referenzliste. Der Erhaltungszustand des HSG
wird hinsichtlich des lebensraumtypischen Artinventars als gut (Klasse B) bewertet. Als Maß für die
Diversität wurde für die solitären, zählbaren Arten ein Shannon-Wiener-Index verwendet (HS =
1,0272; E = 0,63). Diese auf den quantitativen Daten beruhende Werte, stehen als Basis für das
weitere Monitoring zur Verfügung.
Datenaufnahme mit verschiedenen Fotosystemen, Videoaufnahmen und Schleppkamerafahrten
(Bildmaterial des AWI)
Untersuchungen betrachtet werden. Ein quantitativer Vergleich war jedoch nicht möglich. Es wurden
zufällig gewählte Fotos ausgewertet. Dabei zeigt sich, dass bei einer sehr hohen Qualität der Bilder
eine sehr genaue Artidentifikation möglich ist. Selbst kleine Arten wie die Gastropoden (Rissoa sp.,
Doto coronata und Polycera quadrilineata) können bestimmt werden. Die Einschränkung liegt in der
Eindimensionalität der Standbilder. Die testweise mit einer GoPro angefertigten Videoaufnahmen
liefern keine, mit Standbildern vergleichbare Auflösung. Deshalb können kleine Nacktschnecken nicht
von dem umgebenden Aufwuchs sicher unterschieden werden. Ähnliches gilt für die zur Verfügung
gestellten Schleppkameraaufnahmen des AWI. Um Arten überhaupt zu entdecken und darüber
hinaus zuverlässig bestimmen zu können, ist eine Mindestkörpergröße von 5 cm erforderlich. Viele
der Makrobenthosarten sind jedoch deutlich kleiner. Aufgrund der nur geringen Anzahl der mit Fotos
und Videoaufnahmen und Schleppkamerafahrten ausgewerteten Zählrahmen wird von einer
Bewertung der HSG-Gemeinschaft anhand dieser filmischen bzw. fotographischen
Beprobungsverfahren abgesehen. Vor- und Nachteile dieser Methode werden jedoch im
Diskussionsteil im Vergleich zu der in situ Beprobung diskutiert.
31
4 Aufwandseinschätzung – Beprobung mit Zählrahmen
Der Verlauf der Kurve zeigt, dass für die Erfassung von 90 % der in situ in 44 Zählrahmen
identifizierten Arten, im Mittel nur 19 Zählrahmen benötigt werden (Abb. 15). Auf der Grundlage der
vorliegenden empirischen Erhebung, kann der Artbestand, der mit 44 Zählrahmen erfasst wurde, an
der oberen 95% Konfidenzintervall-Grenze schon bei 29 Zählrahmen erreicht werden (Abb. 15), im
Bereich oberhalb dieser Probengröße wird die Varianz der Artenzahl aus der beschränkten
Probenzahl methodisch bedingt systematisch unterschätzt. Es darf weiter angenommen werden,
dass der tatsächliche Artbestand größer ist als hier gezeichnet, zumal durch die zusätzlichen
Probennahmen 42 Arten hinzugekommen sind. Nichtsdestoweniger liefert das Ergebnis der 79 Arten
ein recht stabiles Abbild des Artbestandes bei der vornehmlich angewandten taucherischen in situ
Methode, die eine detaillierte Artidentifikation im Labor zunächst nicht miteinschließt. Tatsächlich
zeigt die Art-Arealkurve, dass mit nur 9 Zählrahmen schon ca. Dreiviertel des Artbestandes erfasst
werden und dass oberhalb von 29 Zählrahmen der weitere Mehraufwand um 15 Zählrahmen nur
bedingt weitere Arten hinzu fügt. Dies weist auch darauf hin, dass unter Berücksichtigung der
zusätzlichen Arten, sich möglicherweise nur die Gesamtzahl an Arten, nicht aber die Form der Art-
Arealkurve verändern würde. Somit kann der vorliegende Artbestand als weitgehend stabil und
verlässlich für taucherische in situ Aufnahmen angesehen werden.
Abb. 15: Art-Areal Kurve für 44 beprobte Zählrahmen und insgesamt 79 identifizierte Arten (und ihrer prozentualen Anteile) für den Helgoländer Steingrund, Deutsche Bucht (Nordsee). Dargestellt ist die mittlere zu erwartende kumulative Artanzahl mit zunehmendem Beprobungsaufwand. Diese wurde ermittelt auf Basis zufälliger und ohne Gewichtung angeordneter Zählrahmen. Angegeben sind die Standardabweichung (Balken) und das 95% Konfidenzintervall (grau hinterlegter Bereich).
32
Diskussion
Für die Erfassung aller von der EU geforderten relevanten Daten zur Bewertung des
Erhaltungszustandes von Lebensraumtypen sollen verschiedene Parameter zum „Zustand typischer
Strukturen und der Funktionsfähigkeit inklusive typischer Arten und Gemeinschaften“ abgefragt
werden (Anhang E DocHab 04-03/03-rev.3, EU Kommission 2005). Krause et al. (2008) haben hierfür
eine erste Anleitung zur Vorgehensweise der Bewertung vorgegeben. Die Kriterien
„lebensraumtypische Habitatstrukturen“, „lebensraumtypische Artinventare“ und „(anthropogene)
Beeinträchtigungen“ sollen eine gemeinsame Bewertung des Lebensraumes „Riff“ ermöglichen.
Die vorliegende Untersuchung des HSG konzentriert sich hauptsächlich auf die erstmalige Erfassung
und Bewertung der Vollständigkeit des lebensraumtypischen Artinventars mittels einer
taucherischen Bestandsaufnahme. Etwaige anthropogene Beeinträchtigungen können anhand dieser
quantitativen Beschreibung der Benthosgemeinschaft kaum identifiziert werden. Erst durch ein auf
der vorliegenden Datenbasis aufbauenden Monitorings können Einwirkungen und
Entwicklungstrends erkannt werden. Vorrangig sollte die Untersuchung veranschaulichen, in welchen
Bereichen und in welchem Maße der Einsatz von Tauchern – als eine nicht invasive Methode – bei
der Datenerfassung in Riffen von Nutzen sein kann. Unter Wasser wurden keine offensichtlichen
Hinweise auf anthropogen versursachte Beeinträchtigungen des Riffes gefunden. So konnten
beispielsweise weder sichtbare Fischereispuren (z.B. Schleppnetzspuren, Stellnetze, Geisternetze),
Unterwasserinstallationen (z.B. Kabel, Pipelines), Verunreinigungen (Müll, Öl oder Schutt) oder
Munition aus dem Zweiten Weltkrieg im Untersuchungsgebiet detektiert werden. Die stabilen
Hartbodenstrukturen des HSG wurden in ihrer Zusammensetzung und direkten Sedimentumgebung
als natürlich und unverändert befunden. Im Gegensatz zu biogenen Riffen ist die Bewertung von
geogenen Riffen durch Taucher aber nahezu undurchführbar und es Bedarf zusätzlicher Recherchen
(z.B. hinsichtlich möglicher langfristiger Veränderungen durch Sand/ Kiesabbau, Verklappungen oder
häufiger Einsatz schwerer Grundschleppnetze) und gegebenenfalls geologischer Studien um die
Situation vollständig zu erfassen. Ein Bewertungsversuch der beiden Kriterien ist für diese Studie
nach Ansicht der Autoren unzureichend. Dennoch soll den Bewertungsvorgaben der FFH-RL, insoweit
dies durch die Taucher und anhand zusätzlicher Informationen möglich ist, eine abschließende
Bewertung aller drei Kriterien vorgenommen werden (Tab. 9). Anhand der vorliegenden,
taucherischen Beprobung, wird der HSG hinsichtlich der„lebensraumtypischen Habitatstrukturen“
mit einem guten Erhaltungszustand, das Kriterium „Beeinträchtigungen“ mit einem mäßigen bis
schlechten Erhaltungszustand und das lebensraumtypische Artinventar mit einem guten
Erhaltungszustand bewertet. Für die drei Kriterien ergibt sich somit für den Helgoländer Steingrund
die Wertstufe:
Die zur Zustandsbewertung des Lebensraumtyps Riff (FFH-LRT 1170) prominente
Bewertungskomponente “lebensraumtypisches Artinventar” verlangt eine Überprüfung der
vorgeschlagenen LRT-Liste nach Krause et al. (2008) und Kennblatt Riffe SH (2011) hinsichtlich
nötiger Ergänzungen lokaltypischer Arten oder Streichung im Gebiet nicht zu erwartender Arten.
Unter Einbezug aller durch de Kluijver (1991) und in der vorliegenden Arbeit identifizierten Arten,
sowie unter Berücksichtigung der Expertise von Makrobenthos-Spezialisten wurde zum ersten Mal
eine standortspezifische und lebensraumtypische Referenzartenliste für den HSG erstellt. Bei allen in
diese HSG-Referenzliste aufgenommen Taxa handelt es sich um Hartboden assoziierte Arten oder
Gattungen, die direkt auf dem HSG identifiziert wurden. Die große Übereinstimmung mit der Liste
von de Kluijver (1991) weist auf ein stabile Lebensgemeinschaft hin. Diese ist dominiert vom
Dreikantwurm (Spirobranchus triqueter), der Toten Mannshand (A. digitatum), der Krustenrotalgen
(Phymatolithon sp.) und dem Blättrigen-Moostierchen F. foliacea. Im Rahmen der vorliegende Studie
konnten doppelt so viele Arten wie bei de Kluijver (1991) identifiziert werden. Dies ist vermutlich auf
den begrenzten Untersuchungsumfang von de Kluijver zurückzuführen. Je mehr Stichproben (de
Kluijver n = 4; Dederer n = 44) genommen werden, umso mehr Artenfunde sind zu erwarten. Eine
Steigerung des Probenahmeumfangs über die hier eingesetzten 44 Proben führt jedoch nicht zu einer
nennenswerten Erhöhung der Artanzahl. Deshalb darf nun davon ausgegangen werden, dass das
Artinventar in dem berücksichtigten Größenspektrum des Makrozoobenthos und der MDM ( ab 1
cm) annähernd vollständig beschrieben wurde. Die Einbeziehung endobenthischer Arten, die durch
andere destruktive Methoden wie Dredge und Greifer, in einem Riff identifiziert werden, macht nach
Ansicht der Autoren wenig Sinn, da die Erprobung nicht-destruktive Methoden zur Quantifizierung
der Rifftypischen epibenthischen Gemeinschaft gefordert war. Außerdem wird davon ausgegangen,
dass die tatsächlich mit Riffen bzw. Hartsubstraten assoziierte Fauna und Flora nur ungenügend mit
Greifern und Dredgen beprobt werden kann, da diese Methoden nur fehlerfrei in und auf
Weichböden eingesetzt werden können (pers. Beobachtung).
Daher erscheint es den Autoren als sinnvoll, ausschließlich die mit den hier angewendeten Methoden
quantifizierten Arten in die Referenzliste aufzunehmen. Es ist jedoch notwendig diese
taucherbasierte Referenzliste nicht abzuschließen, damit zusätzliche, im zukünftigen Monitoring des
HSG gefundene Riffarten, aufgenommen werden können, soweit sie die Inklusionskriterien
(Stetigkeit, Hartbodenassoziation, Autoökologie, in situ Bestimmbarkeit) erfüllen. Ausgehend von der
34
Vergleich der HSG-Gemeinschaft durchgeführt werden. Es ist auffällig, dass die Gruppe der
Amphipoden mit nur einem Vertreter, Caprella sp. in der ursprünglichen und der modifizierten HSG-
LRT Referenzliste auftreten. Amphipoden bilden einen Hauptbestandteil mariner Nahrungsketten
und dominieren oft das Makrozoobenthos hinsichtlich der Biomasse und Individuenanzahl
(Beermann und Franke, 2011). Darüber hinaus werden verschiedene Amphipodenarten als
Bioindikatoren für Schadstoffe und Umweltbelastungen genutzt und können durch ihre starke
Nischenbildung, räumliche und zeitliche Veränderungen von Umweltbedingungen aufzeigen
(Beermann und Franke, 2011 und Referenzen darin). Amphipoden können bei direkter,
mechanischer Störung durch den Taucher vor Ort sehr schnell aktiv fortschwimmen oder sich in
tiefere Spalten zurückziehen, so dass sie vom Taucher übersehen werden. Sollen solche schwer zu
erfassenden Arten mit aufgenommen werden, müssen spezielle Beprobungsmethoden wie
Kratznetze eingesetzt werden. Der Aufwand eines Riff-Monitorings würde hierdurch jedoch
vergrößert.
Riffnähe vorkommen. Auch hier muss kritisch hinterfragt werden, inwieweit die Komplexität des
Habitats Riff im Allgemeinen und des HSG im Besonderen berücksichtigt werden muss. So wurde in
der vorliegenden Studie festgelegt, dass nur solche Bereiche des Riffs als relevant für die
Untersuchung galten, in denen Weichsubstrate (Sande, Schlick, Kies) im Gegensatz zum eigentlichen
Steinsubstrat nur geringfügen Anteil hatten und diese Steine zu mindestens 75 % mit
Aufwuchsorganismen bewachsen waren. Dies gewährleistete u.a., dass neben sekundärer Epibiota,
die obligaten Hartbodenbewohner – und somit lokaltypische Indikatorarten des Habitats Riffsystem –
unbedingt erfasst wurden. Die Autoren empfehlen die Beschränkung auf diese „reinen“ Riffgebiete
und die „reine“ Rifffauna und –flora, da die Weichbodenflora und –fauna nur sehr bedingt als
lebensraumtypisch für das System Steinriff eingestuft wird und die Erfassung der „Begleitfauna“ im
Riffumfeld den Aufwand stark vergrößern würde
Von den Autoren wird die hier vorgeschlagene HSG-LRT Referenzliste sowohl hinsichtlich der
erfassten Diversität, als auch bezüglich des Untersuchungsaufwandes als gerechtfertigt angesehen.
Nach Krause et al. (2008) sollen in der Bewertung das Vorkommen von Tier- und Pflanzenarten
entsprechend ihrer Assoziation mit dem Lebensraum gewichtet werden. Dementsprechend
identifizierten die Autoren gemeinsam mit Experten für die vorliegende Studie besonders sensitive
Indikatorarten, die aufgrund ihrer Lebensweise einen sehr engen Habitatbezug aufweisen und somit
Anfälligkeiten und Störungen des Systems verlässlich abbilden können. Solche Indikatorarten
zeichnen sich aus durch: Langlebigkeit und Standorttreue, hauptsächliches Vorkommen auf
Hartboden, geringe saisonale Schwankungen in den Beständen, Sensibilität gegenüber chemischen
35
Europäischen Hummer (H. gammarus), den Essbaren Seeigel (E. esculentus), die Tote Mannshand (A.
digitatum) und das Blättrige-Moostierchen (F. foliacea) zu, die auf verschiedene Störungen
unterschiedlich reagieren. F. foliacea reagiert intolerant gegenüber Habitatverlust und benötigt je
nach lokaler Rekrutierungsmöglichkeit bis zu 10 Jahre Regenerationszeit. Belastungen wie TBT und
weitere synthetische Verbindungen scheinen tolerierbar zu sein (Tyler-Walters und Ballerstedt,
2007). E. esculentus reagiert letal auf den Einsatz von bodenberührenden Fischereigeräten. Die Eier
und Larven werden als Testorganismen für Schwermetallkontamination eingesetzt (Tyler-Walters,
2008). A. digitatum reagiert sensibel bei Absenkungen des Sauerstoffgehaltes und ist so ein Anzeiger
für anoxische Bedingungen (Budd, 2008). Juvenile H. gammarus reagieren sensibel auf bereits
geringe Konzentrationen von wasserlöslichen Erdölkohlenwasserstoffen. Das Nahrungssuch- und
Aggressionsverhalten der Tiere wird nachhaltig gestört (Walter, 2005). Alle hier als sensitive
Indikatorarten postulierte Arten wurden in situ identifiziert. Von einer zahlenmäßig stärkeren
Gewichtung dieser Arten wird abgeraten. Soll der Beprobungsaufwand in Zukunft begrenzt bleiben,
wäre eine Abwertung des Riffzustandes im Kriterium „Vollständigkeit des LRT-Arteninventars“ durch
das Nichtfinden von kryptischen Arten wie H. gammerus nach Ansicht der Autoren, stark
zufallsbedingt.
Rachor und Nehmer (2003) schlagen als zusätzliche Riffindikatorarten Cnidarien, Ascidien,
Hydrozoen, Poriferen, Balaniden und den Dreikantwurm S. triqueter vor. Für den umgekehrten Fall,
also für Arten, die positiv auf natürliche und anthropogene Störungen reagieren, liegen den Autoren
keine Nachweise vor. Datenbanken wie das „Marine Life Information Network“ MarLIN
(http://www.marlin.ac.uk) weisen auf Hartboden-Indikatorarten hin, die jedoch ausschließlich
sensibel auf Störungen reagieren. In der Regel sind solche Arten sogenannten r-Strategen, kurzlebige
und hochreproduktive Arten, wie etwa der endobenthisch lebende Polychaet Capitella capitata.
Diese Art wurde von Krause et al. (2008) als lebensraumtypische Art angegeben, jedoch von den
Autoren dieser Studie aufgrund der endobenthischen Lebensweise wieder ausgeschlossen.
Der einzige (historische) Hinweis auf Makrophyten stammt von Hagmeier (1925), der ohne weitere
Angaben beschreibt, dass Findlinge östlich von Helgoland am „Steingrund“ mit Algen bewachsen
sind. In den aktuelleren Studien (de Kluijver, 1991; Kühne und Rachor, 1996) wurde kein
Algenbewuchs auf dem HSG festgestellt, wohingegen bei der vorliegenden Untersuchung fünfzehn
Makrophytenarten mit teilweise großflächigem Aufwuchs im südlichen Teil des
Untersuchungsgebietes dokumentiert wurden. Die saisonal ähnlichen Untersuchungszeiträume der
drei HSG Studien (Mai – Oktober) schließen einen jahreszeitlichen Effekt aus, der das gänzliche
Fehlen von Makrophyten in den beiden vorangegangenen Studien erklären könnte. Bei Kühne und
Rachor (1996) kann auch der Einsatz von möglicherweise unpassendem Beprobungsgerätschaften
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wie Dredge und Greifer den fehlenden Makrophytennachweis erklären. Doch auch der
semiquantitaive Taucheinsatz von de Kluijver (1991) erbrachte keine Makrophytenfunde. Durch die
taucherische Aufnahme von de Kluijver (1991) wurden lediglich Bestände inkrustierender Rotalgen
identifiziert. Die ausgewerteten Videoschleppkamerafahrten (2004 – 2008, AWI) lieferten ebenso
keinen Hinweis auf Bestände aufragend blättriger Makrophyten auf dem HSG.
Die Veränderung in der Vegetationszone könnte mit der verbesserten Sichttiefe im Bereich um
Helgoland herum zusammenhängen (Wiltshire et al., 2010). Im Hinblick auf die Vegetationszonen
müssen an dieser Stelle jedoch auch die regionalen bzw. lokalen Unterschiede betont werden. Am
nahegelegenen Helgoländer Felssockel ist die Vegetation in vergleichbaren Tiefen auf Hartsubstrat
weitaus ausgeprägter (Dr. I. Bartsch, pers. Kommunikation). Dies kann durch die abweichenden
Lichtverhältnisse, Hydrographie und/oder spezifische Besiedlungsstrukturen hervorgerufen werden.
Inwieweit man durch die in der vorliegenden Studie gefunden Makroalgen über eine allgemeine
Verbesserung der lokalen Bedingungen im Vergleich zu den neunziger Jahren schließen kann, bleibt
unklar. Insgesamt muss in Betracht gezogen werden, dass möglicherweise unzureichende
Untersuchungsmethoden oder zu kleine Stichprobenzahlen der Grund für das Nichtentdecken der
Algenbestände waren. Durch weitere Studien gilt zu überprüfen ob Makrophyten in Zukunft
dominanter auftreten oder die mangelhafte Beprobung früherer Studien zum Eindruck führte dass
am HSG keine flächig aufragenden Makroalgen auftraten.
Methodenvergleich
Ein Vergleich Dredge/Greifer mit der taucherischen in situ Beprobung ist nicht Gegenstand der
vorliegenden Untersuchung. Dennoch kann mittels Durchsicht der Artenlisten (Kühne und Rachor,
1996; de Kluijver, 1991) festgestellt werden, dass abhängig von der jeweils eingesetzten
Untersuchungsmethode bestimmte Taxa sehr häufig und andere wiederum gar nicht detektiert
werden können. Eine komplette Artenliste, die auch das Endobenthos umfasst könnte - sofern
gewünscht -, nur durch die Kombination verschiedener Methoden realisiert werden.
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Dredge und Greifer
Im Vergleich zur taucherischen Methode können durch den Einsatz von Dredgen mehr Fischarten
und ein Gros an Amphipoden erfasst werden. Im Gegensatz dazu werden flüchtige kryptische Arten,
die stark mit dem Hartboden assoziiert sind wie z.B. H. gammarus, in der Regel gar nicht erfasst.
Generell sind Greifer für Hartböden nicht praktikabel (Darr und Zettler, 2009) und verhindern durch
ihre Destruktivität die wiederholte Beprobung derselben Stellen.
In situ Beprobung durch Taucher und Nachbestimmung im Labor
Mit der hier eingesetzten taucherischen Beprobung mit Zählrahmen und Transekten, wurden mit
einem geringen zeitlichen Beprobungsaufwand von 14 Tauchgängen, 68 % der in der HSG-LRT
Referenzliste aufgeführten Arten identifiziert.
Obwohl ein Großteil der Arten bei günstigen Tauch- und Sichtbedingungen verlässlich durch
Fachpersonal bereits in situ unter Wasser identifiziert werden kann (ICES, 2008), sind ergänzende
Nachbestimmungen im Labor für die genaue taxonomische Ansprache bestimmter Taxa
unabdingbar. Dies betrifft insbesondere die Porifera, Bryozoen und Hydrozoen. Der hierfür benötigte
invasive Eingriff in das System ist jedoch im Gegensatz zu destruktiven Beprobungsmethoden
vernachlässigbar. Die im Labor nachbestimmten Proben können als Grundlage einer fortzuführenden
Belegsammlung für das Monitoring des HSG genutzt werden.
Taucherisch angefertigte Foto- und Filmaufnahmen
Für die regelmäßige Aufnahme quantitativer Daten auf dem HSG ist die hier eingesetzte taucherische
Methode, aus einer Kombination von Zählrahmen und Transekten, uneingeschränkt einsetzbar.
Aufgrund der geringen Wassertiefe von max. 18 Meter können diese Beprobungen von einem
Taucher mit üblicher autonomer Tauchausrüstung durchgeführt werden.
Für Riffe in Wassertiefen größer 18 Metern ist die Verwendung einer Schlauchtauchanlage
erforderlich, wie dies routiniert in der Offshore Forschung eingesetzt wird. Durch den Einsatz einer
Schlauchtauchanlage steht dem Taucher ein nahezu unbegrenzter Luftvorrat zur Verfügung. Bei
Einsätzen in größeren Tiefen verlängert sich die Zeit, die ein Taucher für den Wiederaufstieg
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einplanen muss, die sogenannte Dekompressionszeit so stark, dass die Beprobung nicht mehr
effektiv durchgeführt werden kann.
Filmaufnahmen den Einsatz der in situ Artidentifikation durch einen Taucher nicht ersetzen können,
sollten diese unbedingt als Ergänzung zur in situ Untersuchung genutzt werden. Sehr mobile und
scheue Arten (wie z. B. H. gammarus) können, anders als mit Foto- und Videoaufnahmen, direkt
durch den Taucher gesichtet werden. Mit Foto- oder Videoaufnahmen, die von einem Schiff aus
ferngesteuert angefertigt werden, würden solche Arten gar nicht erst erfasst werden, da diese
spontan aus dem Nahbereich der Kameras flüchten. Taucher können jedoch die Foto- und
Filmaufnahmen an die Heterogenität des Substrates anpassen und somit auch kryptische Arten
erfassen und zu Dokumentationszwecke filmen oder fotografieren. Der Vorteil der quantitativen
bildlichen Aufnahme der Makrobenthosgemeinschaft liegt in einer größeren Flächenabdeckung bei
gleicher Untersuchungszeit und der Möglichkeit, wenn erforderlich, in größeren Tiefen als bei in situ
Bestimmungen zu operieren. Sämtliche postulierten, sensitiven Indikatorarten (H. gammarus, F.
foliacea, A. digitatum, E. esculentus) können mittels Foto- und tauchergeführten Filmaufnahmen
identifiziert werden. Die sichere taxonomische Ansprache kleinerer epibenthischer Arten auf dem
Film- und Fotomaterial kann nur durch Experten und wohl auch nie ganz vollständig gewährleistet
werden. Einschränkungen sind durch die Eindimensionalität von Bildern gegeben. Da die Arten
dreidimensional verteilt sind müssen mehrere Bilder verschiedener Ebenen angefertigt werden.
Schnelle, mobile Arten sind gegebenenfalls gesondert, durch Ansage an den Protokollanten,
aufzunehmen. Die Untersuchungszeit unter Wasser reduziert sich pro Zählrahmen auf etwa 2 – 3
min, im Vergleich zur in situ Bestimmung von 20 min, wenn Rahmenfläche abgefilmt und die
Aufnahme später an Land ausgewertet wird. Dadurch kann für denselben Untersuchungszeitraum
eine größere Stichprobenanzahl realisiert werden. Durch die Auswertung des Filmmaterials durch
fachkundige Wissenschaftler muss die eigentliche taucherische Filmaufnahme nicht zwangsläufig von
Spezialisten getragen werden. Da die Bildauswertung jedoch auch einen gewissen Zeitaufwand
erfordert, ist fraglich ob diese Form der Datenerhebung tatsächlich eine Zeitersparnis bedeutet. Das
Bundesamt für Naturschutz stuft Filmaufnahmen durch Forschungstaucher als beste und
aussagekräftigste Methode bei der Darstellung von Lebensräumen und Arten ein (BfN, Habitat mare
– Riffe 2014). Damit Bilder bzw. Filmaufnahmen von ausreichender Qualität angefertigt werden
können, um die in situ Bestimmung durch den Taucher vollständig zu ersetzen, sind Tauchgänge
erforderlich, die ausschließlich für solche Aufnahmen genutzt werden. Eine gleichzeitige
Datenerfassung während eines solchen Tauchganges ist dann de facto nicht möglich. Während eines
hier vorgenommenen Tauchganges mit der bestmöglichen Bestimmung in situ, können jedoch
mehrere Bilder hoher Qualität generiert werden, die anschließend zusätzlich ausgewertet werden
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können. Zudem können, sofern erfahrene Taucher im Einsatz sind, Proben von solchen Taxa zu
Nachbestimmung genommen werden, die erfahrungsgemäß schwer oder nicht in situ bestimmt
werden können.
Schleppkamerafahrten
Schleppkamerafahrten sind aufgrund der zu schnellen Geschwindigkeit von 1 – 2 kn, und der daraus
resultierenden Unschärfe der Filmaufnahmen, zur Erfassung des Arteninventars nicht zu gebrauchen.
Kryptische Arten und solche mit einer Körpergröße kleiner 5 cm sind in Riffen mit vielen Ritzen und
Spalten nur schwer auszumachen. Von den hier postulierten sensitiven Indikatorarten können A.
digitatum und E. esculentus und F. foliacea aufgrund ihrer Größe erfasst werden. H. gammarus wird
als nachtaktive, stark flüchtige und kryptische, sich unter Steinen versteckende Art, nicht
aufgenommen. Dr. Roland Krone (AWI, datadiving) hat während seiner langjährigen Beschäftigung
mit mobiler, demersaler Fauna den Europäischen Hummer nie mittels Schleppkamerasystemen am
HSG gesichtet (pers. Kommunikation).
Vorliegend konnten außer dem Kammstern (Astropecten irregularis) und dem Franzosendorsch
(Trisopterus luscus), alle mit der Schleppkamera gefundenen Arten auch bei der in situ Beprobung
erfasst werden. Die Datenaufnahme mit Schleppkameras wurde wegen der mangelhaften Erfassung
von kleinwüchsigen Arten und von äußerst mobilen oder versteckt lebenden Arten als unzureichend
eingestuft. Nach Absprache mit dem LLUR Schleswig Holstein wurde auf die Durchsicht weiteren
Videomaterials verzichtet und von neuen Schleppkamerafahrten abgesehen (Dr. R. Karez,
persönliche Kommunikation). Das schiffsbasierte Videosystem ist jedoch geeignet das Riffsubstrat
und die Dichte des Algenwuchses und des Epifauna grob abzuschätzen und Stationen für die
tauchbasierte Beprobung auszusuchen (Nehls et al., 2008). Durch großflächige Absuchungen des HSG
mittels Schleppkamerafahrten ist es einerseits möglich in kurzer Zeit ein großes Gebiet zu
überblicken, um somit kumulierte Bereiche von z.B. Makrophyten nicht zu übersehen und
andererseits durch gezielte Probenpunkte die Untersuchungszeit zu minimieren.
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Bewertung des HSG nach FFH-RL und Empfehlungen für die zukünftig routinierte
Monitoring Methode des LRT-Artinventars
lebensraumtypischer Hartbodenbewohner sowie einer zusätzlichen (und weiterführenden)
Identifizierung sensibler Arten und bedient die von der FFH-RL vorgegebenen
Erhaltungszustandsklassen. Für die Erhaltungszustandsklasse A („hervorragender
Erhaltungszustand“) wird die Präsenz des vollständigen LRT-Artinventars vorausgesetzt (Darr und
Zettler, 2009). Sowohl die große Diversität der Arten und des Substrates, als auch die Tatsache dass
die Referenzliste zukünftig um weitere Artenfunde erweitert werden kann, lassen es gerechtfertigt
erscheinen die Grenzwerte der einzelnen Zustandskategorien weiter zu fassen und die vollständige
(100 %) Präsenz für einen hervorragenden Erhaltungszustand auf 80 % der LRT-Arten zu reduzieren.
Demzufolge wurde mit der hier vorliegenden, taucherischen Beprobung, der HSG beim Kriterium
Vollständigkeit des LRT Artinventars mit weitestgehend vorhanden (Klasse B: 60 – 80 % des
vorgegebenen Artinventars) bewertet. Diese Zustandsbewertung bildet die Verhältnisse im Riff
nachvollziehbar ab, da auch alle vier sensitiven Indikatorarten für das Untersuchungsgebiet
identifiziert werden konnten.
ausgeschlossen werden, dass der Bewertung in Zukunft eine höhere Artenzahl zugrunde gelegt
werden muss. Steigende Wassertemperaturen werden wärmeliebende Arten in die Nordsee
einwandern lassen, wohingegen nicht davon ausgegangen werden kann, dass im gleichen Maße
ansässige Arten verschwinden (Beermann und Franke, 2011). So wurden durch Beermann und
Franke (2011) sieben neue Amphipodenarten im Vergleich zur Referenzliste von Harms (1993) für
Helgoland beschrieben. Diese Zunahme kann auch für andere Großgruppen angenommen werden
und daher muss eine Referenzliste für den Lebensraumtyp Riff flexibel bleiben um gegebenenfalls
einen lokaltypischen Artenwandel berücksichtigen zu können. Arten dürfen nur in die Referenzliste
inkludiert werden wenn sie die festgelegten Kriterien (Hartbodenassoziation, Langlebigkeit, in situ
Bestimmbarkeit) erfüllen. Die Ausgangsprozentzahl von 100 % (HSG-LRT Referenzliste) soll um den
prozentualen Anteil der neuen Art angehoben werden. Dadurch wir die Verzerrung der Bewertung
durch die Vergrößerung der HSG-LRT Referenzliste verhindert.
Bei der Diskussion um anthropogen beeinflusste Veränderungen und die damit verbundenen
Auswirkungen auf Arten, sollte folgendes nicht übersehen werden: ”Nature has been continuously
transforming since its very beginning, and will keep on changing long after the last human has turned
into a fossil“ (Reise, 1989 in Harms, 1993).
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Die vorliegende Studie hat gezeigt, dass mittels Tauch-Monitoring eine adäquate Zustandsbewertung
hinsichtlich des Artinventars von Riffen vorgenommen werden kann. Die in situ Methode deckt zum
einen diverse, kleine wie auch versteckt lebende und flüchtige Riffarten ab, die mittels
Schleppkamera nicht erfasst werden können und erlaubt somit eine verlässliche und reproduzierbare
Bewertung des Artinventars auf dem HSG.
Der Einsatz einer taucherischen in situ Beprobung durch Zählrahmen, mit zusätzlich durch den
Taucher angefertigten Foto- und Videoaufnahmen gewährleistet eine hochauflösende taxonomische
Ansprache und - vor allem - eine dringend angeratene, quantitative Erfassung von Arten mit
begrenztem Aufwand. Eine vorsichtige Reduzierung der Anzahl der auszuwertenden Zählrahmen
wird empfohlen, damit auch in zukünftigen Erfassungen 90 % des Artbestandes mit weniger als der
hier ausgewerteten 44 Zählrahmen identifiziert werden können. Von einer voreiligen Reduzierung
des Beprobungsumfangs wird wegen der Heterogenität des HSG und möglicher hier nicht erfasster
saisonaler Unterschiede abgeraten. Übersichtsaufnahmen mit Schleppkameras könnten eingesetzt
werden, um großflächig die Verteilung eines Makrophytenbestandes zu erfassen.
Transektbetauchungen sind nötig um sensitive Indikatorarten wie H. gammarus aufzunehmen. Nur
die systematisch quantitative Erfassung erlaubt neben einer Abschätzung zu Veränderungen der
benthischen Gemeinschaft, auch eine Aussage zum tatsächlichen Tierbestand. So kam H. gammarus
zwei Mal auf einer Fläche von 816,5 m2 vor, was für das gesamte HSG Gebiet (160 ha) einen Bestand
von 3200 Hummern bedeuten würde. Alleinige Präsenz/Absenzangaben erlauben die Quantifizierung
von Veränderungen und Bestandsgrößen nicht.
Die hier vorgeschlagene Kartierung von Riffen verzichtet vollständig auf destruktive Eingriffe im Riff.
Falls es als notwendig erachtet wird auch kleinste Makrozoobenthos-Arten wie Amphipoden zu
erfassen, sollten Kratznetze eingesetzt werden.
Die Autoren schlagen für die wissenschaftlichen Untersuchung und Bewertung von Riffen, auf Basis
der momentan geltenden und durch die Autoren modifizierten HSG-LRT Referenzliste, eine
Kombination folgender Untersuchungsmethoden vor:
Schleppkamera gestützte Filmaufnahmen zur Auswahl von Standorten
In situ Beprobung mittels Zählrahmen (höchstmögliche Auflösung)
Tauchtransekte zur Quantifizierung der mobilen großen Fauna
In situ Entnahmen von Proben zur sicheren Artbestimmung im Labor und zur Sicherstellung
von Belegexemplaren
Größer 18 m Wassertiefe
Schleppkamera gestützte Filmaufnahmen zur Auswahl von Standorten
Abfotografieren von Zählrahmen zur Auswertung im Labor, anstatt der in situ Beprobung
Tauchtransekte zur Quantifizierung der mobilen großen Fauna
In situ Entnahmen von Proben zur sicheren Artbestimmung im Labor und zur Sicherstellung
von Belegexemplaren
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Tab. 8: Ausgeschlossene Arten und Gattungen aus der Krause et al. 2008 Liste, bezüglich des lebensraumtypischen Artinventars, und die Begründung für den Ausschluss.
Vorgeschlagene Arten / Gattungen (Krause et al. 2008) Begründung für den Ausschluss
Nemertea Lineus virdis Sandassoziiert
Gastropoda Crepidula fornicata Eulitoral
Ostrea edulis Kein Beleg für die dt. Bucht seit 1940
Polychaeata Capitella capitata Sandassoziiert
Gadus morhua Wanderart. Nicht lebensraumtypspezifisch.
Psetta maxima Vorrangig auf Sandböden und grobem Sand.
Rhodophyta Furcellaria furcigera Info I. Bartsch
Haemescheria hennedyi Info I. Bartsch
Pterothamnion plumula Info I. Bartsch
Phaeophyta Ascophyllum nodosum Info I. Bartsch
Chorda filum Info I. Bartsch
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Vorgeschlagene Arten / Gattungen (Krause et al. 2008) Begründung für den Ausschluss
Fucus sp. Info I. Bartsch
Halosiphon tomentosus Info I. Bartsch
Laminaria digitata Info I. Bartsch
Chlorophyta Cladophora rupestris Info I. Bartsch
Halicystis ovalis Info I. Bartsch
Ulva spp. Info I. Bartsch
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Riffstruktur Keine Bewertung, da Informationen (außer dem subjektiven Eindruck der Taucher) nicht vorlagen.
Hydrologie/Morphologie Bewertet wurde, ob die Hydrologie oder Morphologie der Riffe anthropogen verändert wurde. Dies ist nach dem subjektiven Eindruck des Tauchers nicht der Fall.
Vegetationszonen Keine Bewertung, da Informationen hierzu nicht vorlagen.
Charakterarten Bewertet durch die neue vorgeschlagene HSG-LRT Artenliste.
Rohstoffgewinnung Für das Gebiet nicht bekannt.
Installationen Für das Gebiet nicht bekannt.
Nährstoffeintrag Keine Bewertung, da Informationen hierzu nicht vorlagen.
Lokale Verunreinigung Bewertung auf Grund der Sprengstoff-Verklappung.
Schifffahrt Für das Gebiet nicht bekannt.
Fischerei Fischereiaktivitäten wurde beobachtet.
Gebiet Riffstruktur
tigungen
aggregierte
Bewertung
Gesamt-
bewertung
Helgoländer
Steingrund - A - A B B A A - C - B - A - A B
Habitatstruktur LRT typsiches Artinventar Beeinträchtigungen
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Allgemein kann davon ausgegangen werden, dass sich Störungen sensitiver Arten unter anderem in
Änderung der Bestandsdichte äußern können (z.B. eine Zunahme durch den Wegfall von Prädatoren,
Abnahme der Nahrungsgrundlage, direkte Entnahmen). Daher ist zum einen die Kenntnis zur
Sensibilität einzelner, insbesondere lokaltypischer Arten unabdingbar. Zum anderen ist aber auch die
quantitative Bestandsaufnahme zu st&uum