Die zeitliche und räumliche Reaktion von Schweinswalen

Ergebnisse der Untersuchung der zeitlichen und räumlichen Reaktion von Schweinswalen

Die Analyse der Reaktion von Schweinswalen auf den bei den Gründungsarbeiten zum Offshore-Windpark Borkum West II emittierten Rammschall verfolgte zwei grundlegende Ziele:
  1. Überprüfung eines räumlich-zeitlichen Störeffektes des Rammschalls auf Schweinswale in Abhängigkeit zur Lautstärke.
  2. Überprüfung eines potentiellen Unterschiedes in der Störwirkung des Rammschalls auf Schweinswale abhängig davon, ob ein Blasenschleier eingesetzt worden war oder nicht.

Die der Untersuchung zugrunde liegenden Daten beziehen sich auf Ergebnisse des sogenannten passiven akustischen Monitorings mit Hilfe von Schweinswalklick-Detektoren. Diese Geräte nutzen die Eigenschaft, dass Schweinswale nahezu kontinuierlich Echoortungslaute aussenden, mit denen sie ihre Umwelt taxieren. Verschiedene Studien (Tougaard 2006, Siebert & Rhye 2008, Kyhn et al. 2012) konnten einen direkten Zusammenhang zwischen lokaler Dichte von Schweinswalen und gemessener Detektionsrate der Schweinswalklick-Detektoren herstellen. Die statistische Analyse des Parameters PP10M/day (Auswerteparameter der C-POD-Daten siehe unten) konnte im Nahbereich von weniger als 5 km zur Baustelle keinen negativen Einfluss der Rammarbeiten von Borkum West II auf die Anwesenheit von Schweinswalen bei einer zeitlichen Auflösung von Tagen nachweisen, unabhängig davon, ob ein Blasenschleier zur Schallminderung eingesetzt wurde oder nicht. Dass auf der Basis von PP10M/day kein Vertreibungseffekt nachgewiesen werden konnte, führte zu folgenden zwei Erkenntnissen mit Relevanz für die weiteren Analysen im Rahmen der vorliegenden Studie:

  1. Die Untersuchung eines räumlich-zeitlichen Vertreibungseffektes musste auf einer zeitlichen Auflösung von Stunden (PPM/h, vgl. Auswerteparameter der C-POD-Daten, siehe unten) erfolgen.
  2. Die Erholungszeit (= Zeit, in der potentiell vertriebene Schweinswale wieder zurückkehren) war kürzer als 24 Stunden.

Um sicherzustellen, dass mögliche Vertreibungseffekte einzelner Rammphasen nicht durch die Effekte der vorhergehenden Rammphasen überlagert wurden, wurde auf Basis dieses Ergebnisses eine Zeit von 36 Stunden definiert, die mindestens zwischen zwei Rammphasen liegen musste, um sie im Rahmen der statistischen Analyse zu berücksichtigen.

Die Auswertung des Parameters PPM/h zeigte, dass der Vertreibungseffekt von Rammschall auf Schweinswale in seiner räumlichen Dimension eindeutig von der Lautstärke (SEL50) der Impulsrammung abhängig war:

  • Die Nachweisgrenze für eine Störwirkung des impulsartigen Rammschalls lag in dieser Studie bei etwa 144 dBSEL50. Das entsprach einer Entfernung von ca. 15 km zur Schallquelle bei ungedämmten Rammungen, von ca. 4,8 km bei Rammungen unter Einsatz des Blasenschleiers der Konfiguration BBC 2 und von ca. 6,7 km bei Rammungen unter Einsatz des Blasenschleiers der Konfiguration BBC 1.
  • Die Reduzierung der Schallstärke durch den Großen Blasenschleier reduzierte damit die gestörte Fläche um 90%. Damit dürfte sich auch die Anzahl betroffener Tiere gegenüber nicht schallgedämmten Rammungen um ca. 90 % verringern.
  • Der Störeffekt folgt einem deutlichen linearen Gradienten abnehmender Störwirkung mit zunehmender Entfernung zur Baustelle. Bei Werten von >160 dBSEL konnte die stärkste Reduzierung der Detektionsrate festgestellt werden, was mit einer annähernd vollständigen Vertreibung von Schweinswalen interpretiert wird.
  • Der Vertreibungseffekt hält im Median 9 bis 12 Stunden nach dem Ende der Rammung an. Die Detektionsrate steigt graduell mit zunehmender Zeit nach Ende der Rammung an und ist in den ersten vier Stunden nach dem Ende der Rammung am geringsten.
  • Die Dauer des Vertreibungseffekts nimmt nicht mit zunehmender Entfernung zur Schallquelle ab. Auch am Rande der Nachweisgrenze eines Störeffektes dauert es noch bis zu 12 Stunden, bevor sich die Detektionsrate nicht mehr von der Rate vor Beginn der Rammarbeiten unterscheidet.
  • Der direkte Vergleich der Reaktion von Schweinswalen auf Rammschall gleicher Laustärke bei gedämmten und ungedämmten Rammungen zeigt keinen Unterschied. Allerdings liegen insbesondere für Rammungen mit Blasenschleier nur wenige Messdaten bei hohen Lautstärken (>150 dBSEL) vor, weshalb die Aussage nicht generalisiert werden kann.
Auswertungsparameter der C-POD-Daten

Zur Auswertung der Daten der fixen PODs wurden die aufgezeichneten Daten aller mit dem Algorithmus der Software CPODv2.031.exe identifizierten Klicktrains der beiden höchsten Wahrscheinlichkeitsklassen in einer mikrosekundengenauen Auflösung mit Hilfe der Software CPOD.exe exportiert, in eine Access-Datenbank überführt und dort weiter ausgewertet.

Folgende Parameter wurden ausgewertet:

  • „Schweinswalpositive 10-Minuten pro Tag“  (PP10M/Tag)
    • PP10M/Tag zeigt an, wie viele der 10-Minutenblöcke eines 24-Stunden-Tages (Gesamtanzahl der 10-Minutenblöcke pro Tag beträgt 144) mindestens eine Schweinswalregistrierung aufweisen. Mit Ausnahme weniger Tage, an denen die PODs an der Station ausgewechselt wurden, beziehen sich alle Angaben auf einen 24-Stunden-Tag. Dieser Parameter dient als Maß für relative Schweinswaldichte.
  • „Schweinswalpositive Minuten pro Stunde“ (PPM/Stunde)
    • PPM/Stunde zeigt an, wie viele der 60 Minuten einer Stunde mindestens eine Schweinswalregistrierung aufweisen.