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F&E-Projekt: Annahme von Kleintierdurchlässen Vortrag TLUG Thüringen 22.10.2015, Gehren
Firmensitz: Alemannenstraße 3, 55299 Nackenheim
Mail: [email protected] ; www.bgnatur.de
Beratungsgesellschaft NATUR dbR
F&E-Projekt 02.263/2005/LRB der BASt:
„Annahme von Kleintierdurchlässen –
Einfluss der Laufsohlenbeschaffenheit und des
Kleinklimas auf die erfolgreiche Durchquerung“
Dipl.-Biol. Malte Fuhrmann
Beratungsgesellschaft NATUR GbR
Fon: 06772 / 95151 ; [email protected]
Laufzeit: 2006 bis 2010
F&E-Projekt: Annahme von Kleintierdurchlässen Vortrag TLUG Thüringen 22.10.2015, Gehren
Firmensitz: Alemannenstraße 3, 55299 Nackenheim
Mail: [email protected] ; www.bgnatur.de
Beratungsgesellschaft NATUR dbR
Bedeutung von Amphibienschutzanlagen (ASA):
• 5 % der Landesfläche sind von Verkehrsflächen
überbaut (Steigerungsrate 25 ha pro Tag)
• Zerschneidungsrate hat von 1930 auf 2004 um 40 %
zugenommen (Daten aus Baden-Württemberg)
• In Baden-Württemberg sind z.B. 800
Streckenabschnitte mit 700.000 Tieren betroffen
(33 % Landstraßen, 33 % Kreisstraßen, 20 %
Gemeindestraßen, 12 % Bundesfernstraßen)
• Dauerhafte ASA an 11 % aller Wanderstrecken in BW
(12 % in RLP)
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Beratungsgesellschaft NATUR dbR
Betroffenheit an Amphibienarten:
Amphibienarten an mobilen Schutzzaunstrecken in Deutschland:
99%
69%
56%
39%
21%
21%
19%
16%
13%
13%
10%
9%
9%
6%
4%
4%
1%
Erdkröte
Grasfrosch
Teichmolch
Bergmolch
Grünfrosch-Komplex
Moorfrosch
Kammmolch
Knoblauchkröte
Fadenmolch
Springfrosch
Laubfrosch
Wechselkröte
Feuersalamander
Rotbauchunke
Geburtshelferkröte
Kreuzkröte
Gelbbauchunke
Anzahl der Schutzanlagen mit Artnachweisen [%] (n = 112)
Repräsentativer Überblick über
Amphibienartnachweise in den Jahren
2002 bis 2009 an 112 mobilen
Schutzanlagen an Straßen aus allen
Naturraum-Großeinheiten
Deutschlands außer Alpen
(Auswertung von Daten des NABU)
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Ausgangssituation an Amphibienschutzanlagen:
Konzentration der Wanderströme auf vergleichsweise
enge Straßendurchlässe mit periodisch hoher
Individuendichte („rush-hour-Effekt“)
1. Frühjahrswan-
derung
(März / April)
2. Jungtierwan-
derung
(Juni / Juli)
3. Herbstmigration
(Sept. / Okt.)
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Forschungsfragen und –ziele:
1. Welche Verhaltensweisen zeigen Amphibien und
andere Kleintiere bei der Tunneldurchquerung?
2. Welche physikalischen und mikroklimatischen
Eigenschaften haben verschiedene Durchlass-
typen und Laufsohlen?
3. Welchen Einfluss hat das Mikroklima und die
Laufsohle auf das Verhalten der querenden Tiere?
4. Lässt sich die Durchquerungsrate durch bauliche
Veränderungen erhöhen?
F&E-Projekt: Annahme von Kleintierdurchlässen Vortrag TLUG Thüringen 22.10.2015, Gehren
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Beratungsgesellschaft NATUR dbR
Untersuchte Anlagen:
79 Durchlässe an 16 Anlagenteilen
Gemeinde-/Kreisstraßen 7 – 16 m (18x)
Landesstraßen 10 – 15 m (19x)
Bundesstraßen 10 – 27 m (34x)
Autobahn 30 u. 42 m (2x)
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1. Physikalische Rahmenbedingungen:
• Laufsohleneigenschaften
Betonrohr
mit ebener
Laufsohle
Kasten-
profil ohne
Eintrag
Kasten-
profil mit
Eintrag
Stelztunnel
auf planer
Platte
Stelztunnel
auf Profil-
platte
Stelztunnel
auf Block-
fundament
Stelztunnel
auf Damm-
fundament
Stelztunnel
auf abge-
schaltem
Fundament
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• Laufsohleneigenschaften
Glatte Laufsohle mit
Bodenauswaschung
Fuge mit
Wassereindringung Laubeinwehung
Mülleintrag
Wasserstand im Durchlass und davor
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• Betoneigenschaften (Hygroskopizität)
Wasseraufnahmevermögen nur gering
bei Messungen des MPA Wiesbaden
0,000
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,007
0,008
0 10 20 30 40 50 60 70
Zeit [Sekunden]
Wassera
ufn
ah
me [
g/c
m2]
Reihe A-1
Reihe A-2
Reihe B-1
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• Betoneigenschaften (Alkalität)
Die meisten Anlagenteile sind (insbesondere bodennah) pH-neutral
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• Messungen anlagenbedingter Veränderungen des Erdmagnetfeldes
2) Ferromagnetismus 1) Paramagnetismus
Bachelor-Thesis von Patrick Urbanke an der Hochschule RheinMain in Wiesbaden, Fachbereich
Geisenheim, Studiengang Landschaftsarchitektur (2008): „Optimierungsmöglichkeiten für stationäre
Amphibienschutzanlagen an Straßen hinsichtlich anlagenbedingter Veränderungen des Erdmagnetfeldes“
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• Messungen anlagenbedingter Veränderungen des Erdmagnetfeldes
Erkenntnisse:
2) Bei breiten Stelztunneln sind Abweichungen entlang der Mittelachse am
geringsten.
1) Abweichungen treten vor allem an Fugen zwischen den Bauelementen auf.
3) Bei Betonböden weicht das Magnetfeld überall ständig wechselnd ab.
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• Vibrationsmessungen
Keine erkennbaren Ausschläge an Tunneleingang bei Fahrzeugverkehr
• Lärmmessungen
Starke Dämpfung des Schalldruckpegels in Durchlassmitte gegenüber
Straßenrand: 51- 52 dB(A) versus 75 dB(A)
Naturboden wirkt hinsichtlich der Pegelspitzen als stärkere Schall-
absorptionsfläche als Betonboden
• Lichtmessungen
Abschattung in 60 cm Tunneltiefe kurz vor Sonnenuntergang 50 - 60 Lux
im Vergleich zu außen 900 – 1000 Lux
Erdkröten wanderten an L 254 („Waldsee“) erst ab < 10 Lux
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2. Mikroklimatische Rahmenbedingungen
• Temperaturmessungen:
Alle 60 min im Eingangsbereich parallel zu
Verhaltensbeobachtungen
• Temperaturdifferenz Leitzaun („T1“) zu Durch-
lasseingang („T2“) ist nur gering: 0,1 – 0,5 °C
• Tendenziell: „T2“ < „T1“
Hanglage: Ebenlage:
Troglage: Dammlage:
0 °C
5 °C
10 °C
15 °C
20 °C
LZ TE TU
0 °C
5 °C
10 °C
15 °C
20 °C
LZ TE TU
0 °C
5 °C
10 °C
15 °C
20 °C
LZ TE TU
0 °C
5 °C
10 °C
15 °C
20 °C
LZ TE TU
• Tendenziell: „T3“ > „T2“, außer bei Dammlage
• Temperaturdifferenz Durchlassinneren („T3“) zu
Durchlasseingang („T2“) größer: 0,4 – 1,8 °C
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• Temperaturmessungen:
Alle 30 min in Durchlässen über 138 Tage
B240 (05.03. - 20.07.2007)
-5
20
45
1 2 3 4 5 6 8 9
Messpunkte in Durchlass "18"
Tem
pera
tur
[°C
]
mittel
Minimum
Maximum
Bruchstraße (05.03. - 20.07.2007)
-5
20
45
1 2 3 4 5 6 8 9
Messpunkte in Durchlass "35"
Tem
pera
tur
[°C
]
mittel
Minimum
Maximum
trockene
Dammlage
feuchte
Ebenlage
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Relative Luftfeuchtigkeit:
Trockenlage Feuchtlage
Damm–, Hang– oder Troglage mit
Drainage zum Wasserabfluss
Eben– oder seichte Hanglage mit Staunässe,
Regenwasserzufuhr oder Quellwasseraustritt
50 %F
60 %F
70 %F
80 %F
90 %F
100 %F
LZ TE TU
50 %F
60 %F
70 %F
80 %F
90 %F
100 %F
LZ TE TU
• Duchlässe in Feuchtlagen weisen höhere relative Luftfeuchte auf: 80% versus 69%
am Durchlasseingang („TE“)
• Höchste Luftfeuchte herrscht tendenziell in den Abendstunden am Durchlass-
eingang: Unterschied zu Tunnelinneren („TU“) und Leitzaun („LZ“) 1 – 5 % rel. F.
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Beratungsgesellschaft NATUR dbR
Relative Luftfeuchtigkeit:
Alle 30 min in Durchlässen über 138 Tage
B240 (05.03. - 20.07.2007)
0
25
50
75
100
1 2 3 4 5 6 8 9
Messpunkte in Durchlass "18"
rel.
Feu
ch
te [
%]
mittel
Minimum
Maximum
Bruchstraße (05.03. - 20.07.2007)
0
25
50
75
100
1 2 3 4 5 6 8 9
Messpunkte in Durchlass "35"
rel.
Feu
ch
te [
%]
mittel
Minimum
Maximum
trockene
Dammlage
feuchte
Ebenlage
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Beratungsgesellschaft NATUR dbR
Luftzugverhältnisse:
B3: Durchlass 2 (Stelztunnel
100cm breit, 14m lang)
0,0 m/s
2,0 m/s
4,0 m/s
6,0 m/s
11:2
0:0
0
12:2
0:0
0
13:2
0:0
0
14:2
0:0
0
15:2
0:0
0
16:2
0:0
0
17:2
0:0
0
18:2
0:0
0
19:2
0:0
0
20:2
0:0
0
21:2
0:0
0
Uhrzeit (16.10.2007), Messung alle 20 Sekunden
B3: Durchlass 3 (Stelztunnel
100cm breit, 14m lang)
0,0 m/s
2,0 m/s
4,0 m/s
6,0 m/s
11
:46
:00
12
:46
:00
13
:46
:00
14
:46
:00
15
:46
:00
16
:46
:00
17
:46
:00
18
:46
:00
19
:46
:00
20
:46
:00
21
:46
:00
Uhrzeit (16.10.2007), Messung alle 20 Sekunden
Zum Teil böige Ereignisse (u.a. ausgelöst von Luftverwirbelungen durch vorbei-
fahrende Autos), teilweise aber auch ± kontinuierliche Luftzugverhältnisse
F&E-Projekt: Annahme von Kleintierdurchlässen Vortrag TLUG Thüringen 22.10.2015, Gehren
Firmensitz: Alemannenstraße 3, 55299 Nackenheim
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Beratungsgesellschaft NATUR dbR
Luftzugverhältnisse:
• Spitzenwerte in Durchlässen reichen bis zu 12 m/s (> 43 km/h)
• Spitzenwerte außen neben Durchlässen reichen bis > 16 m/s (= 58 km/h)
• Auch im Durchschnitt sind Durchlässe windstiller als ihre äußere Umgebung:
0 m/s
1 m/s
2 m/s
B96 (50cm x 8m) B96 (100cm x 8m) B49 (100cm x 18m)
Luftzug am Leitzaun Luftzug durch Tunnel
• Reduktion der
Luftzugge-
schwindigkeit
um 18% bis 65%
• vor allem in breiteren
Durchlässen (100cm
versus 50 cm)
• Durchschnittswerte liegen deutlich niedriger (< 2 m/s = 7 km/h)
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Beratungsgesellschaft NATUR dbR
Luftzugverhältnisse:
• Gleichschaltung der zeitlichen Gangfolge des Luftzugs mit dem Temperaturgang ist
nur selten festzustellen:
B49: Durchlass 1 (Kastenprofil, 100cm breit, 14m lang)
0 °C
5 °C
10 °C
15 °C
20 °C
10:0
0
11:0
0
12:0
0
13:0
0
14:0
0
15:0
0
16:0
0
17:0
0
18:0
0
19:0
0
Uhrzeit (14.08.2007)
0,0 m/s
1,0 m/s
2,0 m/s
3,0 m/s
4,0 m/s
Temperatur Luftströmung
B3: Durchlass 3 (Stelztunnel, 100cm breit, 14m lang)
0 °C
5 °C
10 °C
15 °C
20 °C
12:0
0
13:0
0
14:0
0
15:0
0
16:0
0
17:0
0
18:0
0
19:0
0
20:0
0
21:0
0
22:0
0
Uhrzeit (16.10.2007)
0,0 m/s
1,0 m/s
2,0 m/s
3,0 m/s
4,0 m/s
Temperatur Luftströmung
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Luftzugverhältnisse:
• Wasserverluste innerhalb von 3 Tagen schwankten beim Versuch mit Haushalts-
schwämmchen zwischen 1/5 und ¾ (= innerhalb von 24 h: 7% bis 25%)
0,0%
5,0%
10,0%
15,0%
20,0%
25,0%
B49
-Röh
re1
(Mär
z/Apr
il 20
07)
B49
-Röh
re1
(Aug
ust 2
007)
B49
-Röh
re4
(Mär
z/Apr
il 20
07)
B49
-Röh
re4
(Aug
ust 2
007)
B49
-Röh
re8
(Mär
z/Apr
il 20
07)
B49
-Röh
re8
(Aug
ust 2
007)
B3-
Röh
re1
(Okt
ober
200
7)
B3-
Röh
re2
(Okt
ober
200
7)
B3-
Röh
re3
(Okt
ober
200
7)
Verdunstung Luftzug
Durchlass
mit Quell-
austritt
• Luftzug-bedingter Anteil an Wasserverlusten macht
3% bis 49% aus
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3. Verhaltensbeobachtungen vor Durchlasseingängen
IR-Videokamera
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Textilbandaufklebung
Markierungsversuche:
Markierungen:
Farbklecks
Knieringetikett
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Beobachtungsprotokoll:
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• Verhaltensweisen:
• 494 Einzeltierbeobachtungen: Erdkröten (42 %); Berg-, Teich-, Faden-, Kammmolche (28 %);
Braunfrösche (29 %); Knoblauchkröten (2 %)
• 50 % aller Tiere verharrten vor den Durchlässen ( ); 42 % liefen hin- und her ( ); „Kröten“-
Männchen auch zwischen verschiedenen Durchlässen ( ).
• 13 % aller Tiere (vor allem Molche
und Springfrösche) versuchten,
an Leitzäunen und Sperrbrettern
hochzuklettern ( ).
0%
20%
40%
60%
80%
6 I
Molche (n = 140) Spring-/Gras-/Moorfrösche (n = 143) Erd-/Knoblauchkröten (n = 208)
• Spähen und „Gerangel“ ( ) wurde ausschließlich bei
männlichen Tieren beobachtet, insbesondere bei „Kröten“.
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• Aufenthaltsbereiche:
• Auswertung von 5263 Beobachtungsminuten individuell unterschiedener Tiere im ca. 7 m²
großen Beobachtungsfeld vor dem Durchlasseingang
• In weiteren 36 % der Beobachtungszeit hielten sich die Tiere im zentralen Eingangsbereich auf.
• In 47 % der Beobachtungszeit hielten sich die Tiere direkt am Leitzaun auf.
• In der restlichen Beobachtungszeit (17%) hielten sich die Tiere im näheren Umfeld auf.
F&E-Projekt: Annahme von Kleintierdurchlässen Vortrag TLUG Thüringen 22.10.2015, Gehren
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• Eintritte in die Durchlässe:
• Nur 39 % aller beobachteten Amphibien traten ± spontan in den jeweiligen Durchlass hinein.
• Molche (49 %) traten tenden-
ziell schneller in Durchlässe
ein als Kröten (42 %) und
Frösche (28 %)
• Nur 16 % der Tiere liefen beim
ersten Eintritt auch weiter in
die Durchlässe hinein
• Durchlässe dienen zumindest
„Kröten“ auch als Tages-
versteck
0
25
50
75
100
125
"Kröten" Braunfrösche Molche
An
za
hl d
er
be
ob
. T
iere
Tiere vor Durchlasseingang Eintritt Durchwanderung
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• Nutzung von Einfallrohre in Ein-Weg-Durchlässe:
• Bei Einfallrohren lag
die Eintrittsquote
nahezu bei 100 %
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• Arenaversuche :
mit knapp 2000 Tieren
• Tendenziell präferierten die Tiere Durchlässe ohne
Lichtblitze oder mit Lärmquelle
• Kein Einfluss erkennbar bei magnetischer Missweisung,
Luftzug, Ausleuchtung oder Bodenbefeuchtung
F&E-Projekt: Annahme von Kleintierdurchlässen Vortrag TLUG Thüringen 22.10.2015, Gehren
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• Experimentelle Veränderungen an Durchlasseingängen in situ:
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• Experimentelle Veränderungen an Durchlasseingängen in situ:
36%
46%
49%
0%
20%
40%
60%
Springfrösche (B 3) Erdkröten (L 254) Molche (K 7)
Ein
trit
tsq
uo
te i
n d
ie D
urc
hlä
ss
e
unbeeinflusster Durchlass(vgl. Tab. 29)
Beleuchtung(n = 3 Tiere)
Bodenbefeuchtung(n = 13 Tiere)
Lichtabschirmung(n = 11 Tiere)
Zaunverlängerung(n = 28 Tiere)
Versteckangebote(n = 23 Tiere)
Luftzugbremse(n = 22 Tiere)
• Je nach Amphibienschutzanlage und beobachtete Arten wirkten positiv Luftzugbremse und
Versteckangebote. Verlängerungen niedriger „Einweisers“ ergaben keine Eintrittssteigerung.
F&E-Projekt: Annahme von Kleintierdurchlässen Vortrag TLUG Thüringen 22.10.2015, Gehren
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4. Zusammenfassung:
• Gut gewässerte Betonteile sind nur unwesentlich hygroskopisch
• Betonteile an Tunneldecke alkalisch, in den Laufbereichen pH-neutral
• Das Erdmagnetfeld fällt als Orientierungsmöglichkeit an ASA aus
• Durchlässe mit schallhartem Betonboden sind lauter als Stelztunnel
über Naturboden
• Nahezu keine Wirkung von verkehrsbedingten Vibrationen und
Schallpegel im Durchlassinnern
• Durchlässe sind dunkel wie Tiergänge und werden bei grabfähigem
Untergrund als Tagesversteck genutzt
• Durchlässe dämpfen mikroklimatische Parameter (Temperatur,
Luftfeuchte, böige Luftverwirbelungen)
• Die Wasserverdunstung wird im Durchlass durch Luftzug erhöht
F&E-Projekt: Annahme von Kleintierdurchlässen Vortrag TLUG Thüringen 22.10.2015, Gehren
Firmensitz: Alemannenstraße 3, 55299 Nackenheim
Mail: [email protected] ; www.bgnatur.de
Beratungsgesellschaft NATUR dbR
• Tiere pendeln in hohem Prozentsatz vor Durchlasseingängen
• Es finden regelmäßig Versuche zur Umgehung der Sperr- und
Leiteinrichtungen statt (Hochstellen an Wänden und Hochklettern)
• Die bevorzugten Aufenthaltsräume sind dicht entlang der Sperrwand
• Anzahl der spontanen Durchwandererfolge ist gering, auch bei
Optimierung der Umweltfaktoren (z.B. Lichtabschirmung,
Bodenbefeuchtung, Tunnelbeleuchtung)
• Geringe positive Effekte hatten vereinzelt Luftzugbremse,
Tagesversteckangebote und „effektive Einweiser“ (Leitwandhöhe mit
Überkletterschutz)
• Fallrohre bewirkten dagegen („zwangsläufig“) nahezu 100 %ige
Eintrittsquoten
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5. Konzeptioneller Ausblick:
1. Überarbeitung des Merkblatts für Amphibienschutz an Straßen (MAmS)
2. Fachplanung auf fundierter Datenbasis kann teure Kleintierschutz-
anlagen teilweise überflüssig machen oder Durchlassanzahl für reine
Biotopvernetzung/Genaustausch reduzieren
(aus Kordges 2003) c d
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3. Lange Durchlässe unter Bundesfernstraßen sind prinzipiell und ohne
Ergänzungen zu Vorgaben des MAmS (z.B. Licht-/Regenschacht im
Mittelstreifenbereich einer Autobahn) kaum zielführend
4. Ggf. Unterschiede bei der Akzeptanz langer Durchlässe zwischen
Molchen (bis RQ 11) und Anuren (bis RQ 15,5)
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5. Aufstellung detaillierter Wartungs-
und Pflegepläne für ASA
6. Entwicklung von Standards für
Funktionskontrollen
7. Einbindung in Gestaltungs- und
Pflegekonzept in der
Anlagenumgebung (Zusammenarbeit
mit Naturschutzbehörden und -
verbänden)
8. Bei Konzeption von ASA auch an
Nutzungspotenzial für andere
Tierarten denken (z.B. Bermen für
„wasserscheue“ Tiere)
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Zwei-Wege-Durchlass versus Ein-Wegerichtung-Durchlass:
Durchlass beidseitig offen Einfallröhre
Freier Ein-/Austritt (individuelle
Entscheidungsmöglichkeit)
„Rutschpartie“ mit
Zwangspassage zur anderen
Straßenseite
Spontane Einwanderungen
seltener (hoher Energieaufwand
für Querung)
Eintrittsquote nahezu
vollständig (kürzere
Querungszeiten)
Nutzung auf beiden Straßenseiten
auch als Tierversteck möglich
Nutzung als Tierversteck nur
jeweils auf einer Straßenseite
möglich (bei rückwärtigem
Eintritt Sackgasse)
Fluchtmöglichkeit bei
Prädatoreneintritt
Keine Fluchtmöglichkeit bei
Prädatoreneintritt
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Kombilösung von Zwei-Wege-Durchlass mit Einfallrohr (auch zum
Nachrüsten):
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Prinzipskizze, Einbau ggf. auch nur einseitig:
tiefliegender Durchlass
ebenerdiger Durchlass
(Diskussionsentwurf von Niederstraßer & Fuhrmann 2010)
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Ausführlichere Informationen finden sich im Forschungsbericht,
veröffentlicht zum Download (14.6 MB) von der Homepage der
Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt):
http://www.bast.de/DE/FB-V/Publikationen/Download-
Publikationen/Downloads/V3-
Kleintierdurchlaesse.pdf?__blob=publicationFile&v=1
Vielen Dank für die
Aufmerksamkeit