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Kennblätter
Substrat (Stand: 15.10.2020 )
1 - Allgemeines
In diesem Kapitel werden das Kennblatt-Thema als auch die zuständigen Institutionen und Fach-Arbeitsgruppen bzw. Expertenkreise benannt sowie Störungen und Beeinflussungen beschrieben.
1.1 Themenbereich
D6, 1 - Biodiversität – Benthische Habitate / Unversehrtheit des Meeresgrunds
Physikalisches Monitoring - Meeresboden
1.2 Definition
Beschreibung der Beschaffenheit und der Struktur des Meeresbodens
- Menge, Beschaffenheit und Struktur des Substrats (Übergangsgewässer)
- Beschaffenheit und Struktur des Substrats (Küstengewässer)
1.3 Zuständige Behörde(n)
| Bund/Länder* | verantwortliche Behörden |
|---|---|
| Bund | BfN , WSV , BfG , BSH |
| Mecklenburg-Vorpommern | StÄLU MV , LUNG MV |
| Niedersachsen | NLPV NI , NLWKN |
| Schleswig-Holstein | LfU SH , LKN.SH |
* An der gemeinschaftlichen, föderalen Umsetzung der Aufgaben des Meeresschutzes sind folgende Ministerien von Bund und Küstenländern beteiligt:
- Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV)
- Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV)
- Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
- Die Senatorin für Klimaschutz, Umwelt, Mobilität, Stadtentwicklung und Wohnungsbau der Freien Hansestadt Bremen (SKUMS HB)
- Behörde für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft der Freien und Hansestadt Hamburg (BUKEA HH)
- Ministerium für Klimaschutz, Landwirtschaft, ländliche Räume und Umwelt Mecklenburg-Vorpommern (LM MV)
- Niedersächsisches Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz (MU NI)
- Ministerium für Energiewende, Klimaschutz, Umwelt und Natur des Landes Schleswig-Holstein (MEKUN SH)
1.4 Arbeitsgruppe
BLANO-Facharbeitsgruppe Hydrographie und Morphologie (Fach-AG HyMo)
1.5 Gefährdung
Die natürliche Morphodynamik wird gestört durch:
- Baumaßnahmen,
- Vertiefungen
2 - Überwachungsanforderungen und Umweltziele
Im Rahmen der Meeresumweltüberwachung sind die bestehenden Anforderungen von EU-Richtlinien, regionalen Abkommen und rechtlichen Vorgaben (nationale und länderspezifische Gesetzgebung) zu berücksichtigen. Neben allgemeinen Anforderungen (Kap. 2.1) gelten themenbezogen spezifische Mindestanforderungen (Kap. 2.2) an das Monitoring. Es erfolgt eine Zuordnung zum räumlichen Geltungsbereich der Richtlinien sowie zu den übergeordneten nationalen Umweltzielen.
2.1 Allgemeine Anforderungen und rechtliche Vorgaben
MSRL
Die Richtlinie zur Schaffung eines Ordnungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Meeresumwelt (Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie, MSRL) bildet die Umweltsäule der EU-Meerespolitik und erstellt eine thematische Strategie für den Schutz und die Erhaltung der europäischen Meeresumwelt. Ziel ist es, saubere, gesunde und produktive Meere und deren biologische Vielfalt langfristig zu bewahren bzw., wo durchführbar und nötig, wieder herzustellen.
Die MSRL trat 2008 in Kraft und gibt den Rahmen vor, in dem die Mitgliedstaaten die notwendigen Maßnahmen ergreifen, um bis 2020 einen guten Zustand der Meeresumwelt zu erreichen oder zu erhalten. Eine Verschlechterung des Zustandes ist zu verhindern. Die sechsjährigen Managementzyklen der MSRL umfassen folgende Schritte:
- Erfassung des aktuellen Zustands der Meeresgewässer nach Art. 8 MSRL
- Beschreibung des guten Umweltzustands (Good Environmental Status, GES) nach Art. 9 MSRL
- Festlegung von Umweltzielen zur Erreichung des GES nach Art. 10 MSRL
- Erstellung von Überwachungsprogrammen nach Art. 11 MSRL
- Erstellung von Maßnahmenprogrammen nach Art. 13 MSRL
Verpflichtungen aus anderen internationalen, regionalen und EU-Regelungen sind zu berücksichtigen. Das Monitoring gemäß Art. 11 MSRL erfolgt entsprechend einer eigenen Systematik. Die Monitoringstrategien und -programme sind Berichtsebenen, die ein vergleichbares EU-weites Reporting gewährleisten sollen, während die Messprogramme die eigentlichen Mess- und Beobachtungsaktivitäten beinhalten.
Hintergrund: EU-Meeresschutzstrategie
Im Rahmen der Umsetzung des 6. Umweltaktionsprogramms hatte die Europäische Kommission (EU-KOM) 2005 eine thematische Strategie für den Schutz und die Erhaltung der Meeresumwelt zusammen mit einem Vorschlag (Richtlinienentwurf) für eine Richtlinie zur Schaffung eines Ordnungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Meeresumwelt vorgelegt. Durch eine sektorübergreifende Politik mit einem ökosystemaren Schutzkonzept (Integrationsprinzip) sollte der gute Umweltzustand der europäischen Meeresgewässer erreicht werden.
2007 gab die EU-KOM ihr Blaubuch: "Eine integrierte Meerespolitik für die Europäische Union" sowie einen Aktionsplan heraus. Die EU hatte sich damit zu Maßnahmen in verschiedenen Sektoren verpflichtet, die u.a. den Seeverkehr, die Meeresforschung, die Meeresüberwachung und für die maritime Raumordnung der Mitgliedstaaten betreffen.
Die thematische Strategie und die im Juli 2008 in Kraft getretene Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) stellen die „Umweltsäule“ innerhalb der EU-Meerespolitik dar.
FFH-RL
Die Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie (kurz: FFH-Richtlinie) hat zum Ziel, wildlebende Arten, deren Lebensräume und die europaweite Vernetzung dieser Lebensräume zu sichern und zu schützen. Sie bildet die Grundlage für das Schutzgebietssystem „Natura 2000“.
Die Vernetzung von Lebensräumen dient der Bewahrung, (Wieder-)Herstellung und Entwicklung ökologischer Wechselbeziehungen sowie der Förderung natürlicher Ausbreitungs- und Wiederbesiedlungsprozesse.
In Deutschland wird die FFH-RL durch das Bundesnaturschutzgesetz und das Wasserhaushaltsgesetz sowie durch entsprechende Landesgesetze in ihrer jeweils geltenden Fassung umgesetzt. Sie trat bereits 1992 in Kraft und liegt seit 2007 in konsolidierter Form vor und enthält die folgenden Anhänge:
- Anhang I: Lebensraumtypen zur Berücksichtigung im Schutzgebietsnetz NATURA 2000
- Anhang II: Arten zur Berücksichtigung im Schutzgebietsnetz NATURA 2000
- Anhang III: Kriterien zur Auswahl von Schutzgebieten
- Anhang IV: Streng zu schützende Tier- und Pflanzenarten
- Anhang V: durch Entnahme gefährdete Arten
- Anhang VI: Verbotene Methoden und Mittel des Fangs, der Tötung und der Beförderung
Zur Überprüfung von ergriffenen Schutzmaßnahmen und des Erhaltungszustandes ist nach Art. 11 ein Monitoring aller Arten und Lebensräume von europäischem Interesse gemäß den Anhängen I, II, IV und V durchzuführen.
WRRL
Die Richtlinie zur Schaffung eines Ordnungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpolitik (Wasserrahmenrichtlinie, WRRL) trat im Jahr 2000 in Kraft und bündelt vielzählige Einzelrichtlinien des Wasserrechts. Ziel der Wasserrahmenrichtlinie ist der gute chemische Zustand und gute ökologische Zustand bzw. Potential der Gewässer, ein Verschlechterungsverbot und Verbesserungsgebot für den Gewässerzustand, nachhaltige Wassernutzung und Schutz der Wasserressourcen sowie Schutz vor Überschwemmungen und Dürren.
Die WRRL wird in Deutschland durch das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) und die Wassergesetze der Länder sowie die Oberflächengewässerverordnung (OGewV) und die Grundwasserverordnung (GrwV) umgesetzt. Die Richtlinie gilt u.a. für die Oberflächengewässer einschließlich der Übergangs- und Küstengewässer.
Das Ziel zur Erreichung des guten ökologischen Zustandes bis 2027 wird in drei Bewirtschaftungszyklen mithilfe von Maßnahmenprogrammen und Bewirtschaftungsplänen umgesetzt. Durch die Gewässerüberwachung und -bewertung werden die umgesetzten Maßnahmen überprüft.
Bei den Überwachungsprogrammen der Oberflächengewässer nach Anhang V WRRL wird unterschieden in Programme zur „überblicksweisen Überwachung", zur „operativen Überwachung" und zur „Überwachung zu Ermittlungszwecken" (siehe z.B. Überwachungsprogramme Niedersachsen und Mecklenburg-Vorpommern).
TWSC
Die Trilaterale Wattenmeerzusammenarbeit zum Schutz des Wattenmeeres (Trilateral Wadden Sea Cooperation, TWSC) basiert auf der gemeinsamen Erklärung der Umweltminister aus Dänemark, Deutschland und den Niederlanden, welche 1982 unterzeichnet und im Jahr 2010 aktualisiert wurde (Joint Declaration on the Protection of the Wadden Sea). Die grenzüberschreitende, ökosystembasierte Kooperation war Grundvoraussetzung für die Anerkennung des Wattenmeeres als UNESCO-Weltnaturerbe nach der Welterbekonvention.
Die drei Anrainerstaaten des Wattenmeeres kooperieren u.a. auf den Gebieten Monitoring, Bewertung, Maßnahmen, Forschung und Umweltbildung. Ziel ist es, ein weitgehend natürliches und ungestörtes Ökosystem Wattenmeer zu erhalten. Neben der Gewährleistung des Küstenschutzes wird der Dialog mit allen Nutzern und Interessengruppen gepflegt und gefördert.
Eckpunkte für ein gemeinsames Management, welches sowohl gemeinsam als auch eigenverantwortlich umgesetzt wird, sind im Wattenmeerplan 2010 enthalten.
Für eine Bewertung der Umsetzung und des Erfolges von ergriffenen Maßnahmen wird das Trilaterale Monitoring- und Bewertungsprogramm (Trilateral Monitoring and Assessment Program, TMAP) durchgeführt. Basierend auf dem TMAP werden regelmäßig Berichte über den aktuellen ökologischen Zustand des Wattenmeeres (Quality Status Report, QSR) erstellt. Darin werden Zustandsänderungen und mögliche Ursachen benannt sowie Maßnahmen inkl. Wirksamkeitsanalyse angegeben.
2.2 Spezifische Anforderungen und Umweltziele
Räumliche Zuordnung der Richtlinien
| AWZ | 12-sm-Zone | Küstengewässer 1) | Übergangsgewässer | |
|---|---|---|---|---|
| MSRL | x | x | x | - |
| FFH-RL | x | x | x | x |
| WRRL | - | - | x | x |
| TWSC | - | - | x | x |
1) bei WRRL: Basislinie plus eine Seemeile
MSRL
Artikel 8, Absatz 1
Die Ergebnisse der Substratkartierung werden auch für die Anfangsbewertung der Meeresgewässer benötigt. Dazu müssen die unter Artikel 11 genannten Parameter erfasst werden.
Artikel 10
"Die Mitgliedstaaten legen auf der Grundlage der nach Artikel 8 Absatz 1 vorgenommenen Anfangsbewertung für jede Meeresregion bzw. -unterregion einen umfassenden Satz von Umweltzielen sowie entsprechende Indikatoren für ihre Meeresgewässer fest und berücksichtigen dabei die in Anhang III enthaltene Liste von Merkmalen."
Artikel 11, Anhänge III & V
Für die Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie müssen Überwachungsprogramme erstellt werden, welche die folgenden morphologischen Parameter erfassen:
- Struktur und Substratzusammensetzung des Meeresbodens
FFH-RL
Siehe Bewertungsschemata für Lebensraumtypen.
Artikel 11
Die Mitgliedstaaten überwachen den Erhaltungszustand der in Artikel 2 genannten Arten und Lebensräume, wobei sie die prioritären natürlichen Lebensraumtypen und die prioritären Arten besonders berücksichtigen. Die Hydromorphologie spielt eine wichtige Rolle bei der Bewertung der lebensraumtypischen Habitatstrukturen (siehe zusätzliche Parameter für die Bewertung in den Kennblättern zu den Lebensraumtypen sowie die entsprechenden Bewertungsschemata).
WRRL
Artikel 8, Absatz 1
Gemäß WRRL sind morphologische Veränderungen als Qualitätskomponente alle 6 Jahre zu erfassen. Hierzu zählen die Parameter Menge, Beschaffenheit und Struktur des Substrats.
Anhang 5, Abschnitt 1.2.3 und 1.2.4 Übergangsgewässer
"Die Menge, Struktur und Substrate des Gewässerbodens der Übergangsgewässer sowie Struktur und Bedingungen der Gezeitenzone entsprechen den Bedingungen, unter denen die für biologische Qualitätskomponenten beschriebenen Werte erreicht werden können."
Küstengewässer:
"Die Struktur und Substrate des Meeresbodens der Küstengewässer sowie Struktur und Bedingungen der Gezeitenzonen entsprechen den Bedingungen, unter denen die für biologische Qualitätskomponenten beschriebenen Werte erreicht werden können."
TWSC
Ziele für das Wattenmeer:
- Natürliche Dynamik
Gößere Flächen geomorphologisch und biologisch ungestörter Wattbereiche und sublitoraler Gebiete.
TMAP - Wattenmeerplan (Stade-Deklaration 1997)
Die Überwachung geomorphologischer Eigenschaften des Wattenmeeres hat das Ziel, mögliche Klimaänderungen (z.B. Anstieg des Meeresspiegels, Zunahme der Sturmereignisse) sowie deren Auswirkungen auf die Lebensräume, Arten und Gemeinschaften zu bewerten.
3 - Messkonzept
In Kapitel 3 wird die Überwachung aller Meeres-, Küsten- und Übergangsgewässer entsprechend den Anforderungen nach u.a. MSRL, WRRL, FFH-RL, VRL, OSPAR, HELCOM und TWSC dargestellt. Die Beschreibung des Messkonzepts enthält die Messparameter mit Methoden und Standards zur Datenerhebung, die räumliche und zeitliche Auflösung des Messnetzes und Angaben zur Datenhaltung bzw. –verfügbarkeit.
Die nationalen Messprogramme (Kapitel 3.2) bilden im Sinne eines Baukastensystems die kleinste Einheit in der Meeresumweltüberwachung und beschreiben das Wer - wie - was - wo - und - wann. Die Messprogramme können unterschiedlichen Überwachungsanforderungen dienen. So bedient z.B. das Wasser-Messprogramm für Schadstoffe in der Ostsee sowohl die Monitoringanforderungen nach HELCOM als auch der MSRL.
Aufbauend auf diesen nationalen Messprogrammen folgt das MSRL-Monitoring einer eigenen Struktur mit Monitoring-Strategien (in der 1. Berichtsperiode: Monitoringprogramme) und Monitoring-Programmen (in der 1. Berichtsperiode: Subprogramme). Die Monitoringstrategien und Monitoringprogramme sind dabei Berichtsebenen, die eine vergleichbare EU-weite Berichtserstattung gewährleiten sollen.
3.1 Beschreibung des Messnetzes
3.2 Monitoring-Aktivitäten
CAU, SaM, Externe
Es erfolgt eine flächendeckende hydroakustische Kartierung der Meeresbodensubstrate.
Flächendeckende hydroakustische Kartierung der Meeresbodensubstrate
Seitensichtsonar, hochauflösendes Sedimentlot, Greiferproben mit anschließender Bestimmung der Korngrößenverteilung und Unterwasservideo
Seitensichtsonar, hochauflösendes Sedimentlot, Greiferproben mit anschließender Bestimmung der Korngrößenverteilung und Unterwasservideo
Es erfolgt eine flächendeckende hydroakustische Kartierung der Meeresbodensubstrate
Kartieranleitung des BSH und des LLUR
Daueraufgabe
Es werden die trockenfallenden Gebiete des Wattenmeeres in den Küstengewässern der Nordsee überwacht.
Die Sedimente und Besiedlungen der eulitoralen Wattflächen werden fächendeckend mit optischer Fernerkundung erfasst, klassifiziert und die Ergebnisse durch gezieltes Groundtruthing validiert.
Das Monitoring stellt eine Kombination aus Fernerkundung und Vorortbeprobung mit anschließender gemeinsamer Auswertung dar.
Satellitenbildauswertung (LandSat, Sentinel, WorldView), Vorortbeprobung,
Die Sedimente und Besiedlungen der eulitoralen Wattflächen werden fächendeckend mit optischer Fernerkundung erfasst, klassifiziert und die Ergebnisse durch gezieltes Groundtruthing validiert.
Die Satellitendaten werden bei den Weltraumbehörden und -Unternehmen angefordert, prozessiert und die klassifizierten Daten lokal abgelegt.
Es besteht derzeit noch kein Onlinezugriff auf die Ergebnisse.
Die Ergebnisdaten können beim LLUR angefordert werden.
Unbekannt
CAU, Externe
Die hydroakustische Meerebodenkartierung wird in allen nationalen Meeresgewässern der Ostsee durchgeführt.
Flächendeckende hydroakustische Kartierung der Meeresbodensubstrate
Seitensichtsonar, hochauflösendes Sedimentlot, Greiferproben mit anschließender Bestimmung der Korngrößenverteilung und Unterwasservideo
Seitensichtsonar, hochauflösendes Sedimentlot, Greiferproben mit anschließender Bestimmung der Korngrößenverteilung und Unterwasservideo
Es erfolgt eine flächendeckende hydroakustische Kartierung der Meeresbodensubstrate
Kartieranleitung des BSH und des LLUR
4 - Bewertung
Bis zum 15. Oktober 2012 waren auf der Grundlage der Anfangsbewertung (Art. 8 MSRL) und der sogenannten Deskriptoren (Anhang I MSRL) erstmals Merkmale für den guten Umweltzustand (GES) der deutschen Meeresbereiche zu beschreiben (Art. 9 MSRL). Die Festlegung spezifischer Grenz- und Schwellenwerte bzw. anderer Quantifizierungen im Sinne eines GES für alle MSRL-Themen (Art. 10 MSRL) war zu diesem Zeitpunkt noch nicht möglich.
Die im Jahr 2014 übermittelten Überwachungsprogramme folgten der Struktur des mittlerweile abgelösten Beschlusses der Kommission (EU) 2010/477. Dieser wurde durch den Beschluss der Kommission (EU) 2017/848 ersetzt, welcher nun die Definitionen der einzelnen Bewertungskriterien und methodischen Standards nach Art. 9 MSRL nachvollziehbarer strukturiert und in seiner Terminologie den Vorgaben der MSRL entspricht.
Die Ergebnisse von Überprüfung und Aktualisierung der Bewertung des Zustandes, Beschreibung des guten Zustandes und Festlegung von Umweltzielen wurden 2018 an die EU-Kommission berichtet. Der Zustandsbericht von 2018 berücksichtigt bestehende Zustandsbewertungen anderer EG-Richtlinien wie z.B. WRRL, FFH-RL und VRL. Darüber hinaus wurden die Arbeiten der regionalen Meeresschutzübereinkommen für Nordsee und Ostsee (OSPAR und HELCOM) herangezogen.
- Weiterführende Informationen zu Zustandsbewertungen nach Art. 8, 9, 10 MSRL (inkl. Textberichte): https://www.meeresschutz.info/berichte-art-8-10.html
- Übersicht der Deskriptoren zur Festlegung des guten Umweltzustands (Anhang I MSRL): hier
- Übersicht der Bewertungskriterien für die Beschreibung eines guten Umweltzustandes: hier
- Aktueller Entwicklungsstand von Indikatoren zur Bewertung des Zustands: in Überarbeitung
In Kapitel 4 werden die Bewertungskriterien und -verfahren auf der Ebene von Messparametern und/oder Indikatoren und Zuordnung zu thematischen Bewertungen dargestellt.
4.1 Allgemeine Informationen zur Bewertung (Nord- und Ostsee)
Fach-AG "Hydrographie, Hydrologie und Morphologie"
Die Beschaffenheit und Struktur der Substrate werden an Hand der Bewertungsmatrix der Fach-AG "Hydrographie, Hydrologie und Morphologie" bewertet.
4.2 Informationen zur Bewertung in der Nordsee bzw. nach OSPAR
4.3 Informationen zur Bewertung in der Ostsee bzw. nach HELCOM
Entwurf einer Definition für marine Stein- und Blockfelder in der Ostsee
Geomorphologische und methodische Grundlagen
Ein Stein ist ein kompaktes Objekt aus einem durch Petrogenese/Diagenese verfestigtem Gesteinsmaterial. Ein Stein/Block/Findling kann durch physikalische und physikochemische sowie anthropogene Prozesse zu klar abgrenzbaren Einzelobjekten geformt sein. Steine haben eine Mindestgröße von > 0.063m/0.064m (-6 PHI (φ). Dies entspricht nach Wentworth (1922) etwa der Grenze zwischen „pebble“ und „cobble“ (64mm) sowie der Grenze zwischen „Coarse gravel“ und „Cobble“ (63mm) nach ISO 14688-1:2002. Objekte einer Größe von > 0,5m und gleichen natürlichen Randbedingungen gelten als Blöcke. Ab einer Kantenlänge von 2,00 m oder einem Volumen von 1 m³ werden sie als Findlinge bezeichnet.
Ein Steinfeld ist eine Ansammlung von Steinen und/oder Blöcken, die sich deutlich von ihrer Umgebung abgrenzen lässt. Die Steine/Blöcke eines Steinfelds weisen nach geowissenschaftlichen Aspekten (z.B. Genese) oder aufgrund anthropogener Ursachen (z.B. Ausbringung, Freilegung) eine gewisse Zusammengehörigkeit auf.
Erfassung: Nach derzeitigem Stand der Technik sind Steine ab einer Größe von 25cm mit den gängigen Erkundungsmethoden und vertretbarem Aufwand erfassbar (Fächerecholot, Seitensichtsonar, Taucher, UW-Video). Somit ist die Abgrenzung und Definition bezüglich der Steinfelder derzeit anhand von Einzelobjekten nur für diese Größenordnung durchführbar.
Stand der Diskussion in der Fach-AG HyMo
In einem hierarchischen Ansatz wird zunächst zwischen Steinfeldern mit Steinen ab einer Größe von 25 cm und Blockfelder mit Blöcken ab 50 cm sowie Findlingen ab 200 cm unterschieden. Dabei können Steinfelder auch Blöcke und Findlinge enthalten. Letztere können auch in Blockfeldern oder solitär vorkommen. Diese hierarchischen Ebenen ergeben sich aus den eingesetzten methodischen Limitierungen. In den Meeresgewässern werden derzeit in erster Linie Blockfelder und in den Küstengewässern Steinfelder kartiert. Kleinere Steine (< 25 cm) werden erfassungsbedingt der Sedimentmatrix zugeordnet - oder in bestimmten Fällen als marines (Brandungs-)Geröll angesprochen.
Der HyMo-Fachmeinung zufolge sollte eine wissenschaftliche Begründung, oder zumindest eine an wissenschaftliche Erkenntnisse angelehnte Definition das Ziel sein. Hierfür spricht die o.g. Zusammengehörigkeit von Objekten die eine „Gemeinschaft“ bilden und somit durch ihre internen biologischen und physiko-chemischen Bedingungen (Stichwort Steinfeldklima) eine Abgrenzung gegenüber dem Umfeld erlauben.
Hier wurde vor allem die hydraulische Wirkung der Kolkbildung mit einem Wirkfeld vom 4-5 fachen Durchmesser des Objektes sowie die Kármánsche Wirbelstraße (s.a. https://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%A1rm%C3%A1nsche_Wirbelstra%C3%9Fe) diskutiert. Als nachvollziehbarer und passender zu bereits bestehenden Ansätzen hat sich das Phänomen der Wirbelstraße erwiesen, bei der von einem Fluid angeströmte Objekte einen wechselseitigen Wirbel erzeugen. Ist der Abstand mehrerer Objekte (Steine) kleiner als ihr 15-facher Durchmesser, so überlagern sich die Wirbel und brechen zusammen. Es kommt somit zu einer gegenseitigen Beeinflussung. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass für diesen Ansatz grundlegende Informationen zu den Steingrößen im Untersuchungsgebiet vorliegen müssen.
Erfassungsmethoden
In diversen Projekten und Kartieraufträgen werden bereits seit vielen Jahren Methoden zur Objekterkennung, Zählung und Größenbestimmung angewandt und teilweise operationalisiert. Diesen Methoden sollten wenn möglich Rechnung getragen werden. Es werden die nachfolgenden Verfahren empfohlen:
- Simultanerfassung (s.a. https://de.wikipedia.org/wiki/Simultanerfassung) auf einem Raster von 25 x 25 m bei der Steinfeldkartierung und 50 x 50 m bei der Blockfeldkartierung. Diese Raster, die konform zum EU-Grid sein sollten, werden über das Sonarmosaik gelegt und die Rasterzellen sukzessive ohne genaues Auszählen in den Klassen 0 Steine, 1 - 5 Steine und mehr als 5 Steine ausgewertet.
- Manuelles oder automatisiertes Picken von Steinen und Blöcken aus den Sonarschrieben mit einer räumlichen Auswertung auf Basis der zuvor genannten Raster. Randbemerkung: Hinreichend genaue und reproduzierbare, automatisierte Verfahren sind bisher noch nicht ausgereift und operationell verfügbar.
- Alternativ zur rasterbasierten Auswertung der Stein- oder Blockverteilungen kann auch mit einem Puffer von maximal dem 15-fachen Durchmesser der erfassten Steine/Blöcke gearbeitet werden um die Vorkommen abzugrenzen. Dieses Verfahren ist sowohl in der manuellen, als auch in der bisher nicht verfügbaren automatisierten Variante das Verfahren, welches den größten Ressourcenaufwand bedarf, da die individuelle Steingröße berücksichtigt werden muss.
Aus der Grundlagendiskussion und den drei genannten Verfahren ergeben sich folgende Schlussfolgerungen:
- Die sicher erfassbare Höchstzahl für Steine/Blöcke in einem Raster ist durch die Simultanerfassung mit 5 festgelegt. Die abgeleitete Forderung für ein Stein- bzw. Blockfeld wäre mehr als 5 Objekte pro Rasterzelle.
- Mindeststein- bzw. Blockzahlen für die Definition „Feld“ müssten noch endgültig abgestimmt werden. Aus den o.g. Verfahren würden sich mindestens 100 Steine bzw. mindestens 25 Blöcke je Hektar ergeben.
5 - Qualitätssicherung
Die am BLMP beteiligten Einrichtungen sind verpflichtet, in Eigenverantwortung Qualitätsmanagementsysteme in Anlehnung an die DIN EN ISO/IEC 17025 zu etablieren und aufrecht zu erhalten (ARGE BLMP-Beschluss 2006). Das beinhaltet die Durchführung sowohl interner als auch externer Qualitätssicherungsmaßnahmen zur Sicherstellung zuverlässiger und vergleichbarer Untersuchungsergebnisse. Dabei werden sie durch die Qualitätssicherungsstelle des BLMP am Umweltbundesamt (QS-Stelle) unterstützt, die als unabhängige nicht direkt am Monitoring beteiligte Institution für die Koordinierung der Qualitätssicherungsmaßnahmen im Rahmen des BLMP zuständig ist. Die erforderlichen einrichtungsübergreifenden Abstimmungen erfolgen in der Arbeitsgruppe „Qualitätssicherung“ (AG QS), in der Expert*innen aus Bund und Küstenländern vertreten sind. Durch enge Zusammenarbeit mit der AG ErBe sowie deren Fach-Arbeitsgruppen ist die direkte Verbindung zu den messenden Einrichtungen gewährleistet.
Die QS-Stelle ist für die Erarbeitung von Handreichungen wie z.B. Leitlinien zur Methodenvalidierung und von Qualitätsmanagement-Musterdokumenten zuständig. Sie organisiert Workshops und führt Ringversuche zu den im Rahmen des BLMP eingesetzten Untersuchungsverfahren und Matrizes durch. Seit 2001 bietet die QS-Stelle den BLMP-Laboratorien auch die Durchführung externer Audits auf Grundlage der DIN EN ISO 17025 mit entsprechend geschultem Personal an.
Das Qualitätsmanagementsystem nach DIN EN ISO/IEC 17025 schließt folgende Punkte ein:
- dokumentierte Validierung/Verifizierung der eingesetzten Untersuchungsmethoden zur Ermittlung der Verfahrenskenndaten,
- kontinuierlicher Nachweis der verfahrensspezifischen Richtigkeit und Präzision, z.B. durch das Führen von Kontrollkarten und den Einsatz von (zertifizierten) Referenzmaterialien, soweit möglich,
- die Qualifikation und regelmäßige Schulung des Personals bezüglich der eingesetzten Verfahren,
- die regelmäßige Durchführung von internen und externen Audits,
- die regelmäßige Teilnahme an nationalen und internationalen Laborvergleichen, Ringversuchen, Schulungen und Workshops sowie deren Auswertung.
Da durch die QS-Stelle (biologischer Bereich) nicht jährlich Workshops und Ringversuche und auch nicht für alle Parameter angeboten werden können, sollten regelmäßig bilateral und eigenständig Laborvergleichsanalysen zwischen den Laboren organisiert werden, deren Ergebnisse in der AG Qualitätssicherung vorgestellt und diskutiert werden. Auch sind Angebote anderer nationaler/internationaler Anbieter zu nutzen.
Grundsätzlich ist bei Langzeitmessreihen auf eine Kontinuität der Bearbeiter sowie auf eine entsprechende Qualifizierung zu achten.
Die Labore müssen die rechtzeitige und vollständige Übermittlung der Untersuchungsergebnisse an die MUDAB auf Basis der MUDAB-Datenformate, einschließlich der als Mindestmaß definierten QS-Angaben, die aber die internationalen Vorgaben (ICES) abdecken, gewährleisten.
Für externe QM-Maßnahmen werden Angebote folgender Anbieter genutzt:
- QS-Stelle (des BLMP am UBA (Workshops, Ringversuche, erster Entwurf einer Artenliste, Normung bei DIN, CEN und ISO, Begleitung der Etablierung von QM-Systemen, Erarbeitung von Muster-SOPs, Durchführung von Audits))
5.1 Messende Einrichtungen
* An der gemeinschaftlichen, föderalen Umsetzung der Aufgaben des Meeresschutzes sind folgende Ministerien von Bund und Küstenländern beteiligt:
- Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV)
- Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV)
- Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
- Die Senatorin für Klimaschutz, Umwelt, Mobilität, Stadtentwicklung und Wohnungsbau der Freien Hansestadt Bremen (SKUMS HB)
- Behörde für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft der Freien und Hansestadt Hamburg (BUKEA HH)
- Ministerium für Klimaschutz, Landwirtschaft, ländliche Räume und Umwelt Mecklenburg-Vorpommern (LM MV)
- Niedersächsisches Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz (MU NI)
- Ministerium für Energiewende, Klimaschutz, Umwelt und Natur des Landes Schleswig-Holstein (MEKUN SH)
5.2 Monitoring-Leitfäden
- Working Group 2.4 - COAST: Common Implementation Strategy for the Water Framework Directive (2000/60/EC) - Transitional and Coastal Waters - Typology, Reference Conditions and Classification Systems
5.3 Normen
DIN EN ISO/IEC 17025 (2005-08): Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien (ISO/IEC 17025: 2005); Deutsche und Englische Fassung EN ISO/IEC 17025: 2005. https://www.beuth.de/de/norm/din-en-iso-iec-17025/77196483
Hinweis:
Zurückgezogen und ersetzt durch DIN EN ISO/IEC 17025, 2018-03DIN EN ISO/IEC 17025(2018-03): Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien (ISO/IEC 17025: 2017); Deutsche und Englische Fassung EN ISO/IEC 17025: 2017. https://www.beuth.de/de/norm/din-en-iso-iec-17025/278030106
DIN EN 14996 (2006-08): Wasserbeschaffenheit - Anleitung zur Qualitätssicherung biologischer und ökologischer Untersuchungsverfahren in der aquatischen Umwelt; Deutsche Fassung EN 14996: 2006.
https://www.beuth.de/de/norm/din-en-14996/86726609
5.4 Aktivitäten
Handreichungen, Musterdokumente
Die folgende Auflistung gibt einen Überblick über vorhandene QM-Dokumente und durchgeführte externe QM-Maßnahmen:Qualitätssicherungsstelle des BLMP am UBA, 2008: Muster-Qualitätsmanagementhandbuch für Laboratorien des Bund/Länder-Messprogramms nach DIN EN ISO/IEC 17025, Version: 02 vom 01.02.2008, Umweltbundesamt.
Senden einer E-Mail zwecks Dateianfrage an die QS-Stelle des UBAQualitätssicherungsstelle des BLMP am UBA, 2009: Verfahrensanweisung zur Verifizierung und Validierung von Prüfverfahren, Version 01 vom 03.12.2009.
Senden einer E-Mail zwecks Dateianfrage an die QS-Stelle des UBA
Ringversuche
- Qualitätssicherungsstelle des BLMP
am UBA
, 2013/14:
Ringversuch "Korngrößenbestimmung, Biomassebestimmung und Sortierung/Artbestimmung/Zählung"; Anzahl der beteiligten Labore: 16, Bericht: Dezember 2014
5.5 QS - Art. 11 MSRL
| Messprogramm | Qualitätssicherung | Ergänzende Angaben zur Qualitätssicherung |
|---|---|---|
| Hydroakustische Verfahren in Kombination mit Ground Truthing (Kern- und Greiferbeprobung) (Nordsee) | Anderer Standard (spezifizieren) |
Kartieranleitung des BSH und des LLUR |
| Optische Fernerkundung der eulitoralen Habitate in Kombination mit Ground Truthing (Sedimente und Besiedlung) | Unbekannt |
Unbekannt |
| Hydroakustische Verfahren in Kombination mit Ground Truthing (Kern- und Greiferbeprobung) (Ostsee) | Nationaler Standard (spezifizieren) |
Kartieranleitung des BSH und des LLUR |
5.6 Entwicklungsbedarf
- Erstellung einer Muster-Standardarbeitsanweisung für Laboratorien des Bund/Länder-Messprogramms - Prüfverfahren-SOP: "Sedimentansprache und Korngrößenverteilung"
- Die beteiligten Einrichtungen streben den Aufbau und die Einführung einheitlicher QS-Standards durch die Einführung von Qualitätsmanagementsystemen nach DIN
EN ISO/IEC 17025 an, was im Idealfalle zur Akkreditierung der Einrichtungen führt.
In diesem Zusammenhang soll neben der Entwicklung einheitlicher Qualitätsstandards (QM-System) auch erreicht werden, dass im Zuge der Erarbeitung von SOPs, die beteiligten Einrichtungen nach einer weitgehend gemeinsamen Vorschrift arbeiten.