5-1 Akustische Reize (Schall)

Akustische Reize können unterschiedlichste anlage-, betriebs- oder baubedingte Ursachen haben (s. auch 'Vertiefende Ausführungen' unter 'Wirkfaktoren'). Die hinsichtlich ihrer möglichen Wirkung auf marine Säugetiere wichtigsten anthropogenen Schallquellen sind der Schiffsverkehr, seismische Surveys, zivile und militärische Sonare, marine Bauvorhaben, akustische Vergrämer, akustische Datenübertragung, Forschungsaktivitäten und der Betrieb von Anlagen zur Gewinnung erneuerbarer Energie. Grundsätzlich können dabei einerseits kontinuierliche von andererseits diskontinuierlichen impulsartigen Schallereignissen unterschieden werden. Die akustischen Störwirkungen durch menschliche Freizeit- bzw. Erholungsaktivitäten etc. werden mit unter Wirkfaktor 5-2 behandelt.

Meeressäuger gelten grundsätzlich als eine gegenüber akustischen Störreizen besonders empfindliche Artengruppe. Schallimmissionen können je nach Art, Frequenz, Stärke, Zeitpunkt und Dauer Beeinträchtigungen unterschiedlicher Intensität hervorrufen. So kann die Beschallung durch Geräusche unter Wasser bei Meeressäugern zu Verhaltensreaktionen, einer physiologischen oder physischen Beeinträchtigung bzw. Schädigungen führen. Der Gehörapparat der Tiere ist für die durch Schall bedingten Auswirkungen besonders empfindlich. Die Auswirkungen reichen von einer metabolischen Erschöpfung, der strukturellen Störung von Haar-Sinneszellen im Innenohr, Einblutungen im Innenohr, der Bildung von Embolien in Blutgefäßen bis zum Riss oder Bruch von Gewebe (Ketten et al. 1993, Richardson et al. 1995, Finneran et al. 2002, 2005, Nachtigall et al. 2003, 2004, Wright et al. 2007, Kastak et al. 2008, Lucke et al. 2009). Während die geringergradigen Auswirkungen in der Regel reversibel sind und beispielsweise zu einer temporären Hörschwellenverschiebung führen, kann eine besonders intensive Beschallung schwerwiegende Auswirkungen in Form einer permanenten Hörschwellenverschiebung, anderen physischen Schäden mit im schlimmsten Fall tödlichen Folgen nach sich ziehen.

- Auch typische Stressreaktionen auf Lärm konnten nachgewiesen werden, die ggf. zu einer verminderten Kondition oder Fitness der Individuen führen können (vgl. Fair & Becker 2000; Reeder & Kramer 2005; Martineau 2007; Nowacek et al. 2007; Wright et al. 2007).

- Akustische Reize können bei Meeressäugern in Abhängigkeit von der Art und Häufigkeit der Beschallung zu akuten oder chronischen Stress führen (Wright et al. 2007). Kurzfristige sowie Langzeitwirkungen einer erhöhten Stressbelastung sind bei Meeressäugern aber noch weitestgehend unerforscht. Es ist aber davon auszugehen, dass dies ähnlich wie bei terrestrischen Säugern zu einer Immunsuppression und entsprechenden sekundären Folgeerscheinungen führen kann.

- Schall kann bei den Tieren Schreck- und Störwirkungen hervorrufen, die zu verändertem Verhalten (z. B. Änderung des Tauch- und Fressverhaltens) oder zu Fluchtreaktionen führen (NRC 2005, Aguilar Soto et al. 2006, Southall et al. 2007, Nowacek et al. 2007). Dies kann die Energiebilanz der Tiere (z. B. bei der Jungenaufzucht) negativ beeinflussen und unter diesen Umständen zu negativen Konsequenzen für die Populationen führen (NRC 2005).

- Aufgrund von lärmbedingten Störwirkungen kann es zu einem veränderten Aktivitätsmuster bzw. zu veränderter Raumnutzung und somit zur partiellen oder vollständigen Meidung von verlärmten Gebieten bzw. zu verringerten Dichten kommen (Tougaard et al. 2003, Lusseau & Bejder 2007, Siebert et al. 2010; siehe auch Gordon et al. 2003 für eine Review).

- Bei Meeressäugern stellen akustische Signale vielfach ein bedeutendes Mittel der Kommunikation dar (Richardson et al. 1995). Die artspezifischen Laute dienen unter anderem zu Arterkennung, Paarfindung und -bindung, zur Kommunikation zwischen Eltern- und Jungtieren und sind daher von vielfältiger verhaltensökologischer Bedeutung. Anthropogene Geräusche können zu einem veränderten Lautäußerungsverhalten bei Walen führen (Goold 1996, McDonald 1995, Parks et al. 2009, Di Iorio & Clark 2010).

Die Überlagerung und Maskierung dieser Kommunikation durch anthropogene Störgeräusche kann entsprechend einen negativen Einfluss auf die Ökologie und den Fortpflanzungserfolg der Arten haben.

Die unterschiedlichsten akustischen Störwirkungen können theoretisch zu einer verringerten Überlebenswahrscheinlichkeit von Individuen, zum Verlust oder zur funktionalen Entwertung von Teilhabitaten, zu reduziertem Reproduktionserfolg, Bestandsrückgang oder Beeinträchtigung lokaler (Teil-) Populationen führen.

Auch wenn bezüglich der differenzierten Art und Wirkweise sowie der qualitativen und quantitativen Intensität lärmbedingter Beeinträchtigungen noch immer viele Fragen offen sind, so besteht doch ein breiter fachlicher Konsens darin, dass jedenfalls von funktionalen Beeinträchtigungen unterschiedlichster Art auszugehen ist.

Differenzierte Ausführungen zu den Auswirkungen von Lärm auf Meeressäuger finden sich z. B. bei Southall et al. (2007), OSPAR (2009), Lucke (2011:447ff.), Popper & Hawkins (2012), National Marine Fisheries Service (2016) sowie in den nachfolgenden Datensätzen.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Im Hinblick auf Schweinswale (Phocoena phocoena) finden sich differenzierte Ausführungen zu Verhaltensreaktionen und Beeinträchtigungen aufgrund von akustischen Reizen, eine Zusammenstellung verschiedener Untersuchungen, Fakten und Beispiele sowie Hinweise für die Planung z. B. bei:

Grießmann et al. (2009), Clausen et al. (2010), Tourgaard et al. (2006, 2009, 2012), Brandt et al. (2012), Lucke et al. (2010, 2012), Lucke (2011), Sundermeyer et al. (2012), Kastelein & Jennings (2012), Scheidat et al. (2011) oder Umweltbundesamt (2012), Siebert et al. (2012), BMU (2013).

5-1 Akustische Reize (Schall)

Das Hörvermögen der Schweinswale wurde in mehreren Studien untersucht (Andersen 1970, Popov et al. 1986, Bibikov 1992, Kastelein et al. 2002, Lucke 2009). Diese Studien haben gezeigt, dass sie ihre größte Hörempfindlichkeit im Bereich zwischen 8 und 50 kHz sowie zwischen 80 und 140 kHz besitzen. Verboom & Kastelein (1995) spekulieren, dass sie mithilfe ihrer Klicks auch kommunizieren (vgl. auch Clausen et al. 2010).

Schweinswale sind aber in der Lage, Schall aktiv zur Echolokation zu nutzen (Busnel & Dziedzic 1967) und damit ihre Umwelt zu untersuchen (Tyack 1997). Sie erzeugen in ihren Nasengängen hoch-frequente, schmalbandige Schallimpulse (Klicks) (Hansen 2007, Villadsgaard et al. 2007), die sie in das Wasser aussenden und analysieren die an Objekten in ihrer Umgebung reflektierten und zu ihnen zurückkommenden Echos. Die akustische Energie ist in einem Frequenzbereich von 110-140 kHz (Verboom & Kastelein 1995) konzentriert. Sie nutzen ihre Echolokation, um damit in ihrem Lebensraum zu navigieren (Verfuß et al. 2005) und geeignete Nahrung aufzuspüren.

Verhaltensreaktionen von Schweinswalen in Folge einer Beschallung sind kontext-spezifisch und können individuell unterschiedlich ausfallen. Die Art, Stärke und Dauer der Reaktion hängt von der gerade aktuellen Aktivität des Tieres, der Reaktion von in direkter Nähe befindlicher Schweinswale, von vorhergehenden Erfahrungen mit vergleichbaren Schallereignissen sowie dem Geschlecht, Alter und Fortpflanzungsstatus des Tieres (z. B. Mutter mit Kalb) ab. Weitere wichtige Einfluss-Faktoren können die topografischen Gegebenheiten des Gebietes und die Exposition von anderen Störfaktoren sein.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Siebert et al. (2012:497f.) führen zur Beeinträchtigung von Schweinswalen durch Offshore-Installationen, Sedimentabbau, seismische Exploration und Militärübungen Folgendes aus:

"Schweinswale nutzen ihre akustischen Fähigkeiten, um sich in ihrer Unterwasserwelt zurechtzufinden und um geeignete Beutetiere auszumachen und zu identifizieren (VERFUß et al. 2005). Daher reagiert diese Art hochempfindlich auf akustische Störeinflüsse, die von leichten Störungen bis zur Gehörschädigung und sogar bis zum Tod führen können (KETTEN 2000). Ihre akustische Belastbarkeit, d.h. die Schallmenge, der ein Tier ausgesetzt werden kann, bevor es zu einer Gehörschädigung kommt, ist geringer als die größerer Zahnwal-Arten, wie z.B. des Beluga (Delphinapterus leucas) (FINNERAN et al. 2002).

Einige anthropogene Aktivitäten, wie Unterwasserexplosionen (z.B. für militärische Zwecke) oder der Einsatz nieder- und mittelfrequenter Sonare durch das Militär, können nachweislich (direkt oder indirekt) zum Tod von Cetaceen führen (RICHARDSON et al. 1995, FERNÁNDEZ et al. 2004). Weitere Auswirkungen der Verlärmung - in Abhängigkeit von den Spektraleigenschaften, vom Empfangspegel (Schalldruck und Schallenergie) und vom "duty-cycle" (Dauer des einzelnen Signals im Verhältnis zur Wiederholrate der Signale) - sind: permanente oder temporäre Hörschwellenverschiebung (PTS, TTS), akustische Maskierung sowie Stress und Biotopverlust (SOUTHALL et al. 2007). Beim Bau von Offshore-Windparks wird die Bauphase als die kritischste Phase für die Schweinswale betrachtet, da die von den Rammimpulsen bei der Pfahlgründung ausgehende Schallbelastung weit über den akustischen Belastungsgrenzwerten der Tiere liegt. Eine quantitative Bewertung erfordert Informationen über die tatsächliche Beschallung (z.B. Aufsummierung des Schallpegels mehrerer Rammimpulse), der die Tiere ausgesetzt sind. Dauerhafte Schallexposition kann schon bei niedrigeren Schallpegeln Hörschäden verursachen, wie Studien an anderen Zahnwal-Arten gezeigt haben (SOUTHALL et al. 2007). Für Schweinswale gibt es jedoch noch keine artspezifische Datengrundlage. LUCKE et al. (2009) haben für Schweinswale gezeigt, dass der Belastungsgrenzwert - d.h. der Wert, ab dem es zu einer temporären Hörschwellenverschiebung kommt - bei einmaliger Beschallung mit einem Schallimpuls mit einem Schalldruck von 200 dB re 1 ?Pa und einer Schallenergie von 164 dB re 1 ?Pa² s liegt.

Es ist derzeit nicht möglich, Aussagen über die Gesamtwirkung der Lärmemissionen auf Schweinswale in deutschen Gewässern zu machen, da es noch an Wissen bezüglich der akuten und chronischen sowie der kumulativen akustischen Auswirkungen anthropogener Aktivitäten mangelt. Auch fehlt es noch an hinreichenden Informationen zum natürlichen Hintergrundschallpegel in den Meeren und zum anthropogenen Beitrag an der Hintergrundschallbelastung. Neuere Studien haben gezeigt, dass es bei Unterwasser-Rammarbeiten im Offshore-Bereich über größere Entfernungen zu einem zeitweiligen Habitatverlust für Schweinswale kommt (TOUGAARD et al. 2005, GILLES et al. 2009)."

5-1 Akustische Reize (Schall)

Schall-induzierte Verhaltensreaktionen können bei Schweinswalen theoretisch zu erhöhter Aufmerksamkeit führen, eine Unterbrechung von Verhaltensweisen verursachen, zu einer kurz- bis langfristigen Meidung von Gebieten und der Zerstörung sozialer Bindungen führen. Sekundäre Folgen der Verhaltensreaktionen können eine reduzierte Fitness des einzelnen Tieres, die Trennung vital voneinander abhängiger Tiere (Mutter-Kalb Paar während der Säugephase), ein reduzierter Reproduktionserfolg und im Extremfall einer Panikreaktion auch die Strandung von Tieren umfassen. Neben den individuellen Auswirkungen können Schall-induzierte Verhaltensreaktionen entsprechend sekundär negative Folgen auch auf Populationsebene haben.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Tougaard et al. (2003) haben während der Rammung von Stahl-Pfählen als Fundamente für Windenergie-Anlagen im Windpark Horns Rev (Dänemark) durch visuelle Beobachtung eine signifikante Verhaltensänderung von Schweinswalen feststellen können. Im Gegensatz zu der Beobachtungsphase vor Beginn der Rammungen stellten sie einen deutlich höheren Anteil an gerichtetem Schwimmen (weg von der Schallquelle) bei den Tieren fest. Dies wurde als Vermeidungsreaktion angesehen. Der Effekt war über eine Entfernung von >20 km feststellbar.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Thompson (2000) hingegen stellte in einem kontrollierten Beschallungsexperiment keine signifikante Reaktion bei freilebenden Schweinswalen auf eine Beschallung mit Airgun-Impulsen fest.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Der Reaktion von freilebenden Schweinswalen auf akustische Vergrämungssignale wurde von Olesiuk et al. (2002) untersucht. Der Einsatz eines Acoustic Harassment Device (Quellschallpegel: 194 dB re 1 ?Pa in 1 m) führte zu einer Meidung im Umkreis von 200 m und zu einer reduzierten Abundanz im Umkreis von >3,5 km um die Schallquelle.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Kastelein et al. (1995) haben in ihren Untersuchungen zwei in Gefangenschaft gehaltene Schweinswale zwei unterschiedlichen Geräuschen ausgesetzt und damit bei den Tieren unterschiedliche Verhaltensreaktionen hervorgerufen.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Die Reaktion von freilebenden Schweinswalen auf simulierte Betriebsgeräusche einer 550 kW Windenergieanlage wurde von Koschinski et al. (2003) untersucht. Die Schweinswale zeigten eine räumliche Vermeidungsreaktion und wurden nicht mehr so oft detektiert wie zuvor.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Lucke et al. (2009) konnten in einem kontrollierten Beschallungsexperiment mit einer Airgun bei einem in Gefangenschaft lebenden Schweinswal unter kontrollierten akustischen Bedingungen eine Reizschwelle zur Auslösung von Vermeidungsreaktionen bestimmen. Das Tier zeigte ab einem empfangenen Schalldruckpegel von 174 dB re 1 ?Pa und einer empfangenen Schallenergie von 145 dB re 1 ?Pa² s eine deutliche Vermeidungsreaktion.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Die von Siebert et al. (2010) durchgeführten Untersuchungen mittels passiver akustischer Erfassung (durch Einsatz von akustischen Erfassungsgeräten, C-PODs) von freilebenden Schweinswalen in der südlichen Nordsee hat gezeigt, dass die Tiere zunächst Rammarbeiten zur Errichtung von Offshore-Windenergieanlagen im Umkreis von mindestens 20 km vermeiden. In der gleichen Untersuchung wurde eine Rückkehr von Schweinswalen in den Nahbereich (mindestens 1 km) der Baustelle noch während der Rammarbeiten festgestellt.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Carstensen et al. (2006) haben mittels passiver akustischer Erfassungsmethoden (durch Einsatz von akustischen Erfassungsgeräten, T-PODs) einen signifikanten Rückgang der Schweinswal-Abundanz nach der Errichtung eines Offshore-Windparks in Nysted (Dänemark, Ostsee) festgestellt. Obwohl die Anlagen auf Schwerkraft-Fundamenten aufgestellt wurden, wurde bei der Errichtung der Fundamente eine Impulsramme eingesetzt. Die erniedrigte Abundanz war über einen Zeitraum von mehreren Jahren nachweisbar.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Teilmann et al. (2005) untersuchten die Reaktionen von zwei in Gefangenschaft lebenden Schweinswalen auf akustische Vergrämungssignale. Nach anfänglich deutlichen physiologischen und Verhaltensreaktionen zeigten die Tiere eine zunehmende Gewöhnung an die akustischen Signale.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Die Gewöhnung an akustische Vergrämungssignale wurde von Cox et al. (2001) auch für freilebende Schweinswale nachgewiesen.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Die akustische Maskierung durch anthropogene Geräusche kann bei Schweinswalen zu einer reduzierten Hörwahrnehmung führen. In Abhängigkeit von den akustischen Charakteristika der Maskierungsgeräusche (v.a. Intensität, Frequenzbereich, Dauer und Wiederholungsrate) können sich die Auswirkungen negativ auf den Ortungserfolg der Tiere oder auf eine nicht auszuschließende akustische Kommunikation (aktiv oder passiv) auswirken. Die Schwere der Auswirkungen hängt einerseits wiederum von den akustischen Eigenschaften der Störgeräusche ab, andererseits von der Bedeutung der maskierten, d.h. nicht wahrgenommenen Geräusche. Die Folgen der akustischen Maskierung reichen entsprechend von vernachlässigbar (Maskierung nicht relevanter Geräusche) bis letal (Maskierung von Geräuschen von Fressfeinden, Schiffen o.a.).

5-1 Akustische Reize (Schall)

Die akustische Maskierung der Hörwahrnehmung von Schweinswalen durch die simulierten Betriebsgeräusche einer Offshore-Windenergieanlage wurde von Lucke et al. (2007) untersucht. Sie zeigten, dass die simulierten Geräusche der Anlagen die Hörwahrnehmung bei Schweinswalen im Frequenzbereich ?2 kHz maskieren.

5-1 Akustische Reize (Schall)

"Eine der Fragestellungen, die dieser Studie zugrunde lagen ist, ob die Betriebsgeräusche der Offshore-WEAs die Kommunikationssignale der Schweinswale maskieren. Die Hypothese selbst, dass Schweinswale tieffrequente Anteile ihrer Echolokationssignale zur Kommunikation nutzen, konnte im Rahmen dieser Studie nicht untersucht werden, da keine entsprechenden Signale in den Aufnahmen identifiziert werden konnten. Sollten derartige Kommunikationssignale jedoch existieren, würde den Ergebnissen dieser Studie zur Folge nicht nur die Wahrnehmung artfremder Signale im näheren Umfeld der Anlage durch die Betriebsgeräusche der Offshore-WEAs maskiert, sondern auch die Kommunikation zwischen verschiedenen Schweinswalindividuen. Sollten in Zukunft größere Offshore-WEAs errichtet werden, ist es denkbar, dass die Betriebsgeräusche dieser Anlagen lauter sein werden, als die in dieser Studie zugrunde gelegten Geräusche einer 1,5 MW-Anlage. Die Auswirkungen auf die Hörwahrnehmung müssen entsprechend als weitreichender angenommen werden."

5-1 Akustische Reize (Schall)

Eine Barriere-Wirkung durch Offshore-Anlagen (Windenergieanlagen, Brücken o.ä.) auf Schweinswale wurde bisher nicht nachgewiesen, ist aber denkbar. So können sich Betriebsgeräusche der über Wasser befindlichen Anlagenteile als Körperschall in den Wasserkörper übertragen und dort zu einer Vermeidungsreaktion der Tiere führen. Eine mögliche Barrierewirkung hängt neben den akustischen Charakteristika der Geräusche auch von der Größe einzelner Anlagen bzw. dem Abstand zwischen benachbarten Anlagen ab.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Lucke et al. (2009) haben einen Schweinswal mit Airgun-Impulsen unterschiedlicher Lautstärke ausgesetzt. Ab einem empfangenen Schalldruckpegel von 200 dB re 1 ?Pa (peak-peak) und einer Schallenergie von 164 dB re 1 ?Pa² s konnte sie wiederholt eine temporäre Hörschwellenverschiebung (engl.: Temporary threshold shift, TTS) nachweisen.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Koschinski et al. (2006) stellten bei freilebenden Schweinswalen fest, dass die Tiere als Reaktion auf die Emission von Vergrämungslauten ihre Echolokationsrate erhöhen.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Mutter-Kalb-Gruppen benötigen ruhige und ungestörte Gebiete, in denen die Jungtiere gesäugt werden können. Von Schiffen aufgescheucht, fliehen jedoch die Muttertiere und verlieren dabei möglicherweise den Kontakt zu ihren Jungen. Wertvolle Zeit für das Säugen geht durch die Flucht verloren, weil die Mutter Zeit braucht, um das Kalb wiederzufinden und es zu beruhigen. [...] Diese Störungen sind ein Grund für den hohen Anteil an Kälbern unter den Totfunden."

5-1 Akustische Reize (Schall)

"Beide Untersuchungen weisen auf eine Störung der Schweinswale durch Seeverkehr hin. Die Ergebnisse aus dem Verkehrstrennungsgebiet deuten dabei eher auf kurzfristige Verhaltensänderungen, die Untersuchungen zur Dichte liefern Hinweise auf eine generelle Meidung von Gebieten hoher Schiffsdichte.[...] Es ist allerdings schon mehrfach beobachtet worden, dass Wale aufgrund kontinuierlicher Störung Gebiete hoher Schiffsdichte verließen oder mieden (Allen & Read 2000, Lusseau 2007). Solche langfristigen Verhaltensänderungen weisen generell auf nachhaltige Störungen hin (Lusseau & Bejder 2007) und sind so ein Resultat mehrfacher kurzfristiger Verhaltensänderungen. Ursache oder Begleiterscheinung von kurzfristigen Verhaltensänderungen wie z. B. eines Ausweichverhaltens ist zumeist Stress (Marsh et al. 2003). Es kommt zu einer Unterbrechung von normalem Fress-, Ruhe- oder Sozialverhalten (Marsh et al. 2003). Eine ständige Unterbrechung oder Verhinderung dieser Verhaltensweisen kann langzeitlich die Gesundheit oder den Reproduktionserfolg einer Population beeinflussen (Richardson 1995, Bejder & Samuels 2003, Lusseau 2004). Insgesamt können Störungen in Zusammenhang mit Schiffsverkehr auf diese Weise Energiebudgets und den generellen Gesundheitszustand von Individuen und Gruppen beeinträchtigen (Marsh et al. 2003, Lusseau 2004, Lusseau & Bejder 2007)."

5-1 Akustische Reize (Schall)

Es liegen bislang keine Daten über die Erzeugung einer permanenten Hörschwellenverschiebung oder anderer physischen Auswirkungen von Lärm auf Schweinswale vor.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Es liegen bislang keine Erkenntnisse zur Regenerationsfähigkeit von Schweinswalen hinsichtlich der Auswirkungen einer akuten oder chronischen Stressbelastung vor. Es ist jedoch davon auszugehen, dass die Tiere in der Lage sind, nach einer einmaligen akuten Stressbelastung zu regenerieren. Die mehrfache oder ständige Stressexposition kann diesbezüglich nicht eingeschätzt werden.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Die akustische Wahrnehmung eines Geräuschs kann bei Schweinswalen nach einer erfolgten akustischen Maskierung aufgrund physiologischer und/oder neuronaler Prozesse einer kurz andauernden Regeneration unterliegen. Diese ist jedoch aufgrund ihrer geringen Dauer nach einer einmaligen Schallexposition, die nicht zu einer temporären Hörschwellenverschiebung geführt hat, zu vernachlässigen. Erst bei mehrfacher Schallexposition mit kurzen Intervallen zwischen den einzelnen Schallereignissen kann dieser Effekt theoretisch an Bedeutung gewinnen.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Eine Beurteilung der Regenerationsfähigkeit der Schweinswale nach einer Verhaltensreaktion können aufgrund der sehr großen Variabilität der Reaktionen nicht zusammenfassend beurteilt werden. Die Dauer der Verhaltensreaktionen hängt von einer Vielzahl von Parametern ab (siehe 'Empfindlichkeit'), wird aber im Normalfall von endlicher Dauer sein. Eine Regeneration sekundärer Effekte ist aufgrund der ursächlich bedingten Vielfältigkeit der primären und sekundären Effekte nicht sinnvoll zu beurteilen.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Die Regenerationsfähigkeit des Gehörs der Schweinswale nach einer starken akustischen Belastung ist bislang noch unzureichend erforscht. Es gibt erste Hinweise darauf, dass das Gehör der Schweinswale deutlich länger benötigt, sich von einer temporären Hörschwellenverschiebung (TTS) zu erholen (Lucke et al. 2009) als Große Tümmler (Tursiops truncatus) (Finneran et al. 2010). Eine systematische Untersuchung dieses Aspektes liegt jedoch für Schweinswale noch nicht vor.

5-1 Akustische Reize (Schall)

I. d. R. erfolgt die Wirkungsbeurteilung durch Überlagerung der vom Projekt entsprechend beeinflussten Flächen mit allen nach den Erhaltungszielen zu bewahrenden bzw. zu entwickelnden (Teil-)Habitaten.

Die betroffenen Habitate bzw. Habitatstrukturen sind hinsichtlich ihrer längerfristigen Entwicklung und der qualitativen Abweichung zu bewerten. Soweit erforderlich, sind unterschiedliche Teilhabitate der Art in der Prognose differenziert zu betrachten. Dabei sind zum einen die absoluten Habitatverluste bzw. -verschlechterungen (m²) sowie die relativen (%) bezogen auf den Gesamtbestand im Gebiet bzw. die funktional zusammengehörenden Habitate der Art zu ermitteln bzw. abzuschätzen.

Darauf aufbauend sind die qualitativen und quantitativen Funktionsverluste für die betroffenen Individuen bzw. (Teil-)Bestände zu beurteilen. Soweit möglich, ist die Prognose durch Vergleich mit standörtlich und strukturell ähnlichen Habitaten bzw. solchen, die bereits entsprechenden Veränderungen unterlagen, abzusichern.

Im Einzelfall können auch Flächen außerhalb des Gebietes zu berücksichtigen sein, sofern die betroffenen (Teil-)Habitate eine wesentliche funktionale Bedeutung für die im Gebiet vorkommenden Bestände der Art aufweisen.

Etwaige kumulative Wirkungen additiver oder synergistischer Art durch andere Wirkfaktoren des Projekts/Plans oder im Zusammenwirken mit anderen Projekten/Plänen sind zu berücksichtigen.

Im Einzelfall können aus Gründen der Prognosesicherheit auch weitergehende Methoden notwendig werden (z. B. Populationsgefährdungsanalysen, s. Rassmus et al. 2003, Lambrecht et al. 2004).

5-1 Akustische Reize (Schall)

Aufgrund der Komplexität der Problematik werden gegenwärtig verschiedene Modelle zur Beurteilung der möglichen Auswirkungen herangezogen: Neben einer Individuen-basierten Betrachtung steht derzeit das PCAD-Modell (Population Consequences of Acoustic Disturbance, siehe NRC 2005) in Fokus wissenschaftlicher Betrachtung. Im PCAD Modell werden die Schall-Charakteristika, die Verhaltensänderung, betroffene Lebensfunktionen, die Vitalitätsrate sowie der Populationseffekt berücksichtigt.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Die für eine Wirkungsprognose bezüglich der temporären oder permanenten Hörschwellenverschiebung relevanten Parameter sind der Schalldruckpegel (dB re 1 ?Pa) der bei einem Empfänger (Schweinswale) ankommenden Schallsignale, die Schallenergie (dB re 1 ?Pa² s) sowie die Häufigkeit der Wiederholung der Schallexposition. Letztere geht mit näherungsweise 10 log n (n = Anzahl der Schallexposition) in die Wirkungsprognose ein und muss vom Grenzwert abgezogen werden (d.h. mit zunehmender Anzahl der Schallexpositionen sinkt der Belastungsgrenzwert).

5-1 Akustische Reize (Schall)

Der EU-Leitfaden zum Aufbau des Natura 2000-Netzes in der Meeresumwelt beschäftigt sich auch mit akustischer Umweltverschmutzung (Europäische Kommission 2007:110).

"Bei Arbeiten auf dem Gebiet der Auswirkung akustischer Signale auf Meerestiere wird in der Regel stets von vier Einflusszonen ausgegangen (Richardson et al. 1995). Diese Zoneneinteilung kann sich für die Genehmigung bestimmter menschlicher Aktivitäten in Natura-2000-Gebieten als wichtig erweisen:

Zone der Hörbarkeit
In diesem größten Bereich kann ein Tier einer bestimmten Art die von der Schallquelle erzeugten Geräusche hören. Aus der Tatsache, dass ein Schall hörbar ist, kann allerdings nicht geschlossen werden, dass das Tier beeinträchtigt wird. Der Hörbarkeitsbereich wird oft als erster Anhaltspunkt für die Bestimmung einer möglichen Beeinträchtigung herangezogen, da er sich entgegen den drei anderen Bereichen mit relativ guter Genauigkeit berechnen lässt. Dieser Ansatz führt jedoch mit Wahrscheinlichkeit dazu, dass die Wirkung des Geräusches deutlich überschätzt wird.

Zone der Verhaltensreaktion
Diese Zone ist ein Bereich, in der die Tiere einer bestimmten Art eine schallbedingte Verhaltensreaktion zeigen. Die Reaktion kann negativ (Vermeidung), positiv (Anziehung) oder neutral (Änderung der eigenen Geräusche, um den Schalleinfluss zu reduzieren) sein. Dieser Bereich ist sehr schwer abzuschätzen, da Verhaltensreaktionen (oder der Mangel an Verhaltensreaktionen) stark vom Kontext und individuellen Unterschieden abhängen kann. In diesem Bereich werden oft gravierende Auswirkungen auf die Tiere festgestellt, z. B. Vertreibung von wichtigen Ressourcen. Es ist daher von größter Bedeutung, für die betreffenden Arten und Geräuschtypen gute Schätzwerte für diese Zone zu erhalten.

Zone der Maskierung
In dieser Zone übertönen die Geräusche die ständig präsenten Hintergrundgeräusche derart, dass es für das betreffende Tier schwierig wird, relevante Signale (beispielsweise Kommunikationsgeräusche, Echolokationssignale sowie Geräusche
von Nahrungs- oder Feindorganismen usw.) wahrzunehmen, d. h. die zusätzlichen Geräusche wirken maskierend. Innerhalb der Maskierungszone können die Kommunikationsabstände zwischen Individuen einer bestimmten Art kleiner sein als außerhalb der Zone.

Zone der Gewebeschädigung
Dies ist eine Zone in der Nähe von Schallquellen, die einen sehr hoch intensiven Schall emittieren (seismische Airguns, Explosionen, Pfahlrammung und Sonar- Erhebungen).

Generell besteht globales/regionales Einvernehmen über die drei Hauptschallquellen im Ozean: Schiffsmotoren, seismische Exploration und die Verwendung von Sonar-Geräten für militärische oder zivile Zwecke (keine Prioritätenordnung). Auf lokaler Ebene können sich jedoch andere Quellen als sehr viel bedeutender erweisen. Es darf auf keinen Fall vergessen werden, dass sich vor allem Niedrigfrequenztöne im Wasser sehr schnell fortbewegen und dass laute Niedrigfrequenztöne in einem sehr weiten Gebiet (bis zu ganzen Ozeanbecken) von Tieren gehört werden können.

Dies kann bedeutende Auswirkungen auf die Bewirtschaftung von Schutzgebieten haben, da Schallquellen, die sich auf die Tiere im Schutzgebiet negativ auswirken, dutzende oder hunderte von Kilometern entfernt sein können."

5-1 Akustische Reize (Schall)

Soweit die Art bzw. deren Habitat nach den gebietsspezifischen Erhaltungszielen zu bewahren oder zu entwickeln ist, wird die Relevanzschwelle grundsätzlich bei jeder möglichen erheblichen Störung in einem (Teil-)Habitat im Gebiet überschritten. Da Arten unterschiedlich empfindlich sind, können als Relevanzschwelle nur Fachkonventionen oder artspezifische Orientierungswerte herangezogen werden.

Im Einzelfall können Veränderungen auch außerhalb des Gebietes relevant sein, sofern die betroffenen (Teil-)Habitate eine wesentliche funktionale Bedeutung für die Bestände der Art im Gebiet aufweisen.

5-1 Akustische Reize (Schall)

Das in der deutschen AWZ für die Genehmigung von Windkraftanlagen zuständige Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) schreibt bei schallintensiven Bauarbeiten u. a. zum Schutz der heimischen Schweinswale das vom UBA empfohlene duale Kriteriensystem von max. 160 dB re 1 ?Pa² s (SEL) und 190 dB re 1 ?Pa (SPL) in 750 m Entfernung zur Schallquelle verbindlich vor (vgl. z. B. Merck 2011:439).

Im Konzept für den Schutz der Schweinswale vor Schallbelastungen bei der Errichtung von Offshore-Windparks in der deutschen Nordsee (BMU 2013, s. unter 5.01 Erheblichkeitsschwelle) werden folgende Festlegungen getroffen:
"Unter der Prämisse, dass die Rammung von Gründungspfählen für Fundamente von OWEA, die in größerer Entfernung als 8 km zu einem FFH-Gebiet gerammt werden, die unter 7.2 genannten Grenzwerte einhalten und zu keiner sonstigen erheblichen Beeinträchtigung i. S. d. § 34 Abs. 2 BNatSchG führen könnten, ergibt sich für diese Vorhaben keine Notwendigkeit für eine FFH-VP." ( BMU 2013: 26).

5-1 Akustische Reize (Schall)

Im Jahr 2013 wurde ein Konzept für den Schutz der Schweinswale vor Schallbelastungen bei der Errichtung von Offshore-Windparks in der deutschen Nordsee (Schallschutzkonzept) verabschiedet (BMU 2013). Darin werden detaillierte Grundlagen zur Ökologie des Schweinswals, zu Gründungstechniken, Schallemissionen und Schallminderungstechniken sowie zu den Auswirkungen von Impulsschallereignissen auf Schweinswale und den daraus resultierenden Störungen dargestellt. In den abschließenden Leitlinien des Schallschutzkonzepts finden sich auch klare Vorgaben zum europarechtlichen Gebietsschutz (ebd.:26ff.).

"Alle FFH-Gebiete der deutschen AWZ der Nordsee haben den Schweinswal zum Erhaltungsziel. Allerdings ist nur in den FFH-Gebieten "Sylter Außenriff" und "Doggerbank" auch die Reproduktion der Schweinswale ein ausdrückliches Erhaltungsziel. (...) Maßstab für die Beurteilung einer Beeinträchtigung eines Gebiets sind die maßgeblichen Bestandteile des Schutzzwecks bzw. des Erhaltungsziels. Zu schützen sind die Funktionen des Gebiets für den in dem jeweiligen Gebiet vorkommenden Bestand der Schweinswale.

Unter der Prämisse, dass die Rammung von Gründungspfählen für Fundamente von OWEA, die in größerer Entfernung als 8 km zu einem FFH-Gebiet gerammt werden, die unter 7.2 genannten Grenzwerte einhalten und zu keiner sonstigen erheblichen Beeinträchtigung i. S. d. § 34 Abs. 2 BNatSchG führen könnten, ergibt sich für diese Vorhaben keine Notwendigkeit für eine FFH-VP.

FFH-Gebiete dürfen in ihren für die Erhaltungsziele oder den Schutzzweck maßgeblichen Bestandteilen durch Unterwasserschall nicht erheblich beeinträchtigt werden. Eine erhebliche Beeinträchtigung eines FFH-Gebiets wird in der Regel bei einem dauerhaften Verlust von 1 % eines im Gebiet vorkommenden Habitats angenommen (LAMBRECHT et al. 2004). Da die von den Rammaktivitäten ausgehende Schallbelastung zeitlich begrenzt ist, ist es aus naturschutzfachlicher Sicht vertretbar, dass hier der zehnfache Wert, also 10 %, als Erheblichkeitsschwelle für den zeitweisen und reversiblen Funktionsverlust der durch die Störradien beschriebenen Fläche definiert wird.

Eine erhebliche Beeinträchtigung des Gebiets ist somit anzunehmen, wenn sich mindestens 10 Prozent der Gebietsfläche innerhalb des Störradius befinden (bei Einhaltung des Grenzwertes des Schallereignispegels (SEL) von 160 dB re 1 ?Pa² s bzw. Spitzenschalldruckpegels (SPL) von 190 dB re 1 ?Pa) in 750 m Entfernung). Schallereignisse verschiedener Schallquellen sind dabei wie folgt kumuliert zu betrachten. Kumuliert werden die Flächen der Störradien aller Vorhaben, in denen die Bauphase für die Fundamente des Vorhabens bereits begonnen wurde und noch nicht abgeschlossen ist.

FFH-Gebiete, in denen die Reproduktion des Schweinswals ein Erhaltungsziel darstellt (...), benötigen ein erhöhtes Schutzniveau und dürfen in dem oben beschriebenen besonders sensiblen Zeitraum von Mai bis August nicht mit mehr als 1 Prozent der Gebietsfläche durch Störradien überlagert werden (bei Einhaltung des Grenzwertes des Schallereignispegels (SEL) von 160 dB re 1 ?Pa² s bzw. Spitzenschalldruckpegels (SPLpeak-peak) von 190 dB re 1 ?Pa) in 750 m Entfernung). Es gilt die gleiche Kumulationsregel wie oben."