Nutzungsänderungen in Natura-2000-Gebieten

Die Untersuchungen sollten anhand von Zeitreihen geeigneter Fernerkundungsdaten durchgeführt werden. Dabei wurden insbesondere die Veränderung der Grünlandanteile in Natura-2000-Gebieten analysiert (Umbruch, Neueinsaat, Umwandlung in Acker) und quantifiziert. Darüber hinaus sollten, soweit nach dem aktuellen Stand der Forschung möglich, auch qualitative Aussagen zur Veränderung des Grünlands abgeleitet werden.

Weitere Analysen betraffen die Veränderungen in typischen Ackerbaugebieten, z.B. mit Blick auf den Anteil von Mais-Getreide in Vorkommensgebieten des Hamsters und Vogelrastgebieten (z.B. Mornellregenpfeifer). Um zunehmende Isolierungs- oder Fragmentierungserscheinungen beurteilen zu können, sollten auch die Randbereiche ausgewählter Natura-2000-Gebiete in die Datenanalysen mit einbezogen werden.

Vorgehen

In einem ersten Schritt wurden geeignete Fernerkundungsdaten und Geofachdaten beschafft, ausgewählt und bewertet, die für eine Auswertung der Landbedeckung und Veränderungen innerhalb einer Zeitreihenanalyse genutzt werden sollen. Methoden der Fernerkundung wurden geprüft und exemplarisch angewandt. Als Ergebnis sind die ermittelten Grünland- und Ackeranteile sowie ihre Änderungen durch z.B. Umwandlung zu Acker in den Natura-2000-Gebieten, den Referenzgebieten sowie dem Umfeld der Natura-2000-Gebiete quantifiziert worden sowie hinsichtlich der Habitat-Veränderungen für die Zielarten Feldhamster und Mornellregenpfeifer analysiert worden.

Das Vorkommen und die Veränderung von Graslandflächen (= landwirtschaftliches Grünland und sonstige Grasflächen) in Deutschland wurde über die Referenzzeitpunkte 1990 (1989-1991), 2006 (2005-2007) sowie 2016 mit Hilfe multi-temporaler Zeitreihen aus Landsat 4/5 und Sentinel-2 Daten ausgewertet. Dabei konnten gute bis sehr gute Ergebnisse erzielt werden. Für den Zeitschnitt 2016 konnte eine Gesamtgenauigkeit von über 90 % erreicht werden. Die hohe Qualität dieses Produkts wurde mit dem europäischen High Re-solution Layer Grasland der EEA aus demselben Zeitraum verglichen und bestätigt.

Die historischen Zeitschnitte 1990 und 2006 zeigten nicht ausreichende Qualitäten zur Ableitung einer statistisch validen Trendanalyse 1990-2006. Abweichend zu statistischen Zeitreihen des Umweltbundesamtes (UBA 2018) und der Bundesstatistik (DeStatis 2019), wurde im untersuchten Zeitraum ein Grünlandanstieg von 2006-2016 detektiert, der durch die nicht ausreichende Klassifikationsgenauigkeit sowie die unterschiedliche Sensorik und Datenverfügbarkeit begründet sein könnte.

Die Ergebnisse aus 2016 wurden zur Erstellung einer bundesweiten Flächenstatistik genutzt und mit den verfügbaren Daten aus LUCAS verglichen. Hierbei konnte eine sehr hohe Übereinstimmung festgestellt werden, die zeigt, dass durch eine Kombination der präzisen Feldinformationen aus LUCAS und der Nutzung von Sentinel-2 Zeitreihen ein Grasland-Monitoringverfahren in Deutschland operationell und mit hoher Qualität umgesetzt werden kann.

Die Klassifikationsverfahren wurden abschließend zur Detektion von Landbedeckungsänderungen innerhalb der Feldhamster-Vorkommensgebiete und der präferierten Rasträume des Mornell-Regenpfeifers in Deutschland im Zeitraum 2006-2016 genutzt. Es wurde eine Flächenschätzung der landwirtschaftlichen Hauptanbaugruppen durchgeführt, die zeigte, dass es:

• einen leichten Rückgang der Grasland Flächen,
• einen stabilen Anteil an Hackfrüchten,
• eine Zunahme von Mais-Anbauflächen,
• sowie einen Rückgang des Winter- und Sommergetreide-Anbaus gab.

Abschließend wurden die Ergebnisse der FE-basierten Grünland-Klassifikation mit bestehenden terrestrischen Grünland-Lebensraumtypenkartierungen (LRT) verglichen. Innerhalb von drei Testregionen konnten die dominierenden Grünland-Lebensraumtypen sehr zufriedenstellend über die Fernerkundung erkannt werden. Bei wiederholter Anwendung der Fernerkundung könnten somit LRT-Flächenverluste erkannt werden. Probleme ergaben sich im Falle von sehr strukturreichen LRT-Vorkommen, die sich oft aus mehreren Landbedeckungsklassen (z.B. Grünland, Hecken, Bäume, Kleinstgewässer) zusammensetzen.

Die Ergebnisse des Projekts wurden in den Schriftenreihen des BfN veröffentlicht.