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05.11.2018

Auswirkungen von Windrädern auch auf nicht direkt betroffene Tierarten

Anlass

Windräder haben weitreichende Auswirkungen auf die Zusammensetzung der Ökosysteme, in denen sie stehen. Denn während sie die Anzahl und die Jagdaktivitäten von Greifvögeln reduzieren, profitieren deren Beutetiere von den Anlagen.

Maria Thaker und ihre Co-Autoren untersuchten in Indien einerseits Gebiete mit Windfarmen und verglichen sie mit Regionen, in denen Windenergie nicht genutzt wird. Sie beobachten sowohl, dass die Anzahl der Greifvögel in Gebieten mit Windparks geringer ist als in Gebieten ohne Windenergienutzung. Zudem stellten sie fest, dass auch die verbleibenden Greifvögel weniger häufig zum Beuteschlagen ansetzen. Dies hat zur Folge, dass die Populationsdichte einer betrachteten Echsenart enorm zunimmt. Die Echsen in den Windpark-Gebieten zeigen zudem ein weniger ausgeprägtes Fluchtverhalten und auch deutliche Anzeichen von Ressourcenkonkurrenz innerhalb der eigenen Art.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Windfarmen großen Einfluss auf die Nahrungsnetze der Habitate haben, in denen sie betrieben werden und dass ihre Auswirkungen auf verschiedenen Ebenen der Nahrungsnetze wirksam werden. Die Ergebnisse von Thaker et al. wurden am 05. November 2018 im Fachjournal Nature Ecology and Evolution publiziert (siehe *Primärquelle).

 

Übersicht

  • Frauke Ecke, PhD, Außerordentliche Professorin und Dozentin am Department of Wildlife, Fish, and Environmental Studies, Swedish University of Agricultural Sciences SLU, Umea, Schweden
  • Dr. Reinhard Klenke, Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Department Naturschutzforschung, Forschungsbereich Ökosysteme der Zukunf, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), Leipzig

Statements

Frauke Ecke, PhD

Außerordentliche Professorin und Dozentin am Department of Wildlife, Fish, and Environmental Studies, Swedish University of Agricultural Sciences SLU, Umea, Schweden

„Die Studie ist gut durchgeführt. Den einzigen richtigen Nachteil, den ich bei der Studie sehe, ist: Sie basiert auf Untersuchungen in nur einem einzigen Gebiet. Es gibt also keine wiederholten Untersuchungen in anderen Windparks. Teilstudien in anderen Gebieten – die zu ähnlichen Ergebnissen führen – würden die Glaubwürdigkeit der Studie und die Möglichkeit, die Ergebnisse zu verallgemeinern, erheblich erhöhen. Andererseits sind die Ergebnisse nicht verwunderlich – aber selten auf diesem Detailniveau untersucht. Das Ergebnis, dass weniger Raubvögel zu mehr Beutetieren führen, ist keine Neuigkeit. Das Neue an der Studie ist die Kaskade an Effekten, die der Windpark ausgelöst hat: Der Windpark führt zu einem Rückgang der Greifvögel. Das wiederum führt zu einem Anstieg der Beutetiere, was wiederum sich nicht nur in der Anzahl, sondern auch in der deren Verhalten und Physiologie ausdrückt. Vor allem die letzten beiden Ergebnisse – das Verhalten und die Physiologie – machen die Studie so neu, interessant und relevant. Mögliche indirekte ökologische Effekte von Windparks werden meist nicht berücksichtigt, wenn neue Standorte gewählt werden.“

„Meiner Meinung nach sind die Ergebnisse zumindest eingeschränkt auf Regionen in Deutschland, Österreich und der Schweiz übertragbar. Was die Echsen in Indien sind, könnten in Großteilen Europas eventuell Kleinsäuger – vor allem Wühlmäuse – sein. Wühlmaus-Populationen sind dafür bekannt, dass sie mit verstärkter Vermehrung auf die Abwesenheit von Raubtieren reagieren – solange es genug Nahrung und Lebensraum gibt. Hier ist allerdings zu bedenken, dass es in Großteilen Europas nicht nur Raubvögel, sondern auch viele andere Raubtiere gibt – zum Beispiel Füchse und Mitglieder der Hermelinfamilie, die eventuell die Abwesenheit von Raubvögeln kompensieren können.“

Auf die Frage, inwiefern die bei den Echsen beobachteten Veränderungen des Fluchtverhaltens und die Anzeichen der Konkurrenz innerhalb der Art relevant sind, wenn die Einflüsse von Windkraftanlagen diskutiert werden oder ob dies nur untergeordnete Effekte seien:
„Ökologisch sind diese indirekten Effekte ebenso relevant wie die direkten Auswirkungen auf den Artenbestand. Sie werden allerdings oft nicht berücksichtigt, da die Untersuchung Studien verlangt, die wesentlich anspruchsvoller und aufwendiger sind als eine reguläre Kartierung von Arten.“

„Die vorliegende Studie deutet auch auf Effekte der niedrigeren trophischen Niveaus hin. Auch das macht Sinn und ist zu erwarten. Die meisten Studien sind bezüglich der Raubvögel durchgeführt, aber auch Fledermäuse werden oft berücksichtigt. Welche anderen Effekte auf Ökosysteme und nicht auf einzelne Artgruppen untersucht sind, entzieht sich im Einzelnen meiner Kenntnis. Aber vor allem bei Studien über Raubvögel sollte allerdings genauer hingeschaut werden. Da ist auch die Frage: Sind es wirklich die Windkraftsparks, die das Problem sind oder tragen eventuelle Umweltgifte – zum Beispiel Blei, wie es hier in Schweden zur Elchjagd eingesetzt wird – zu einem herabgesetzten Reaktionsvermögen der Raubvögel bei, so dass die Vögel verstärkt Gefahr laufen, mit Windrädern zu kollidieren?“

Dr. Reinhard Klenke

Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Department Naturschutzforschung, Forschungsbereich Ökosysteme der Zukunf, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), Leipzig

„Die Methodik der Studie ist in vielen Aspekten relativ ausgefeilt. Die Autoren haben versucht, durch das Design viele Probleme im Vorfeld auszuschließen. Prinzipiell sind die Ergebnisse nicht neu, sondern durchaus erwartbar! In diesem Fall ist aber das Versuchsdesign relative konsequent angelegt und die Zielorganismen sind gut ausgewählt. Das verleiht der Studie einen gewissen Charme der Klarheit. Es gibt eine ähnliche Studie aus Nordamerika, die in diesem Jahr erschienen ist und die Ergebnisse der Studie von Thaker et al. stützt.“

„Problematisch erscheint mir die Annahme, dass sich die Habitate nicht unterscheiden. Eine Abbildung in den Anhängen der Studie (Supplementary Figure 3) deutet aber darauf hin, dass es nicht so sein könnte. Außerdem fehlen mir Informationen über Sonnenausrichtung, Temperaturverlauf und Niederschlag. Räumliche Differenzierungen könnten hier schon einen Einfluss haben. Die Dichte der Eidechsen könnte davon beeinflusst sein und von der Dichte der Eidechsen könnte wiederum die Attraktivität der Flächen für die Greifvögel abhängig sein. In dem Fall wäre die Interpretation genau gegensätzlich zu dem, was in der Studie geschrieben wird. Nicht die Greifvögel beeinflussen die Dichte der Eidechsen, sondern die Dichte der Eidechsen – bestimmt durch Habitat-Eigenschaften – beeinflusst die Dichte der Greifvögel. Der Ausschluss wird nicht durch die Windkraftanlagen, sondern durch kleinräumige und für uns schlecht wahrnehmbare Differenzierungen des Habitats erzeugt. Das ist aus meiner Sicht der kritischste Punkt an dieser Studie!“

„Wie bereits erwähnt, sind solche Ergebnisse nicht prinzipiell neu. Vor allem im marinen Bereich gibt es schon einige Studien, die aufgezeigt haben, dass die Kombination aus zusätzlichen Angeboten für Habitat-Strukturen – die Sockel der Windräder – und Ausschlusseffekten – die Vertreibung von Kleinwalen, Verbot der Fischerei – die Bereiche in Windparks zu attraktiven Habitaten für solche marinen Organismen machen können, die in der Regel als Beute fungieren [2][3]. In letzter Konsequenz können die Nahrungsnetze davon deutlich beeinflusst werden [4].“

„Auch im terrestrischen Bereich sind komplexe ökologische Folgen nach der Errichtung von Windparks bekannt. Primär reichen diese von direkter oder indirekter Anziehung bis hin zu direktem oder indirektem Ausschluss bzw. Vertreibung [5]. Gleiches gilt für Effekte auf der Verhaltensebene von Kleinsäugern, wie sie in der aktuellen Studie für die Eidechsen beobachtet wurden, zum Teil aber auch verursacht durch den direkten Einfluss durch Lärm und Schattenwurf der Turbinen.“

„Prinzipiell sind die Erkenntnisse dieser Studie auch auf Habitate in der gemäßigten Zonen in Europa oder Nordamerika übertragbar, jedenfalls gibt es auch zum Teil Scheuch- bzw. Ausschlusseffekte [7]. Analoge Beuteorganismen wären bzw. sind dann Kleinsäuger – zum Beispiel Feld- und Erdmäuse, Hamster –, in trockeneren Lebensräumen, etwas weiter südlich, kämen aber auch Eidechsen und Schlangen in Frage – zum Beispiel Zaun- oder Mauereidechsen. Es gibt Arbeiten, die zeigen direkt durch Windkraftanlagen hervorgerufene Effekte auf Verhaltensebene der potenziellen Beuteorganismen [6], andere zeigen keine Effekte [8][9].“

„Wir können aber auch eine Ebene tiefer gehen. Dann wären die durch Windkraftanlagen ausgeschlossenen bzw. vertriebenen Watvögel [10] auf Wiesen oder bodenbrütende Singvögel wie Lerchen die Räuber und wirbellose Organismen, die auf oder nahe der Bodenoberfläche leben, die Beuteorganismen [11]. Hier sind Scheuch-Wirkungen durch Windkraftanlagen auf diese Arten bzw. Meideverhalten bekannt. Zu den Auswirkungen auf deren Beutearten – Insekten, Regenwürmer und so weiter, also die darunter liegende Nahrungsebene – gibt es meines Wissens aber bisher kaum Untersuchungen, nur im marinen Bereich [12]. Das ist eine große Wissenslücke, die aktuell vom Naturschutz völlig ignoriert wird. Hier gibt es einen Kreisschluss: Auf Grund des mangelnden Wissens (und Interesses) gibt es keine Gesetze, die solche Untersuchungen fordern. Und weil es diese nicht gibt, werden diese Organismen bei Umweltverträglichkeitsstudien und Planungen ausgespart!“

„Aber auch hier könnte am Ende der gegenteilige Effekt wirken. Zum Beispiel könnten baubedingte Bodenverdichtungen und betriebsbedingte Vibrationen im Umkreis von Windkraftanlagen die Dichte der Bodenorganismen beeinflussen und damit dann auch die Dichte der nahrungssuchenden Vögel. Das muss noch untersucht werden. Teilweise werden stärkere Effekte durch die Bauphase erzeugt als während des Betriebes [7][13]."

Auf die Frage, inwiefern die bei den Echsen beobachteten Veränderungen des Fluchtverhaltens und die Anzeichen der Konkurrenz innerhalb der Art relevant sind, wenn die Einflüsse von Windkraftanlagen diskutiert werden oder ob dies nur untergeordnete Effekte seien:
„Diese Ergebnisse sind für die Analyse der Ursachen wichtig. Sie zeigen, dass es einen Zusammenhang zwischen dem Fehlen der Räuber und dem Verhalten bzw. der Stressphysiologie gibt. Die Ergebnisse zum Fluchtverhalten sind relativ eindeutig und gehen konform mit der ähnlich gelagerten Studie in Nordamerika.“

„Die Ergebnisse zu den Stresshormonen sind schwieriger zu interpretieren. Dazu muss man wissen, dass hier die Reaktion auf den Stress beim Fang gemessen wird. Diese Reaktion setzt erst verzögert ein, lässt aber Rückschlüsse auf die generelle Stress-Intensität im betreffenden Lebensraum zu. Die Tiere reagieren dann mit einem schnelleren bzw. stärkeren Anstieg von Corticosteron im Blut.“

„Es geht in der aktuellen Studie nicht um ‚größere Populationen‘. Die Lebensräume hängen zusammen und die Untersuchungsflächen wurden nur künstlich abgegrenzt. Es handelt sich also um eine Population, aber mit unterschiedlichen Dichten in verschiedenen Bereichen.“

„Sollte die höhere Dichte der Echsen zu einer Verringerung der Dichte der Nahrungsorganismen (Insekten) führen, dann sollte es eine negative Rückkopplung geben. Dann finden die Echsen nicht mehr genug Nahrung und die Reproduktionsrate sollte sinken und langfristig auch wieder zu einem Absinken der Populationsdichte führen. Alternativ könnten die Tiere statt weniger auch kleiner werden und damit weniger Nahrung pro Individuum verbrauchen.“

„Die beobachteten Effekte im Körperzustand deuten ja bereits in diese Richtung. Es kommt hier zu einer Konkurrenzsituation mit Drängel-Effekt. Die im beobachteten Lebensraum zahlenmäßig angestiegenen Tiere konkurrieren um die gleiche Menge an Nahrung. Wenn es nicht zu eindeutigen Entscheidungen in der Konkurrenzsituation kommt – große Tiere gewinnen gegen kleine –, rangeln sich alle und keiner wird richtig satt. Das führt zu der beobachtete Verringerung der Kondition bei allen Tieren. Auf den Flächen ohne Windkraftanlagen fangen dagegen die Greifvögel immer wieder einzelne Individuen, wodurch für die verbleibende geringere Zahl relativ gesehen mehr Nahrung übrig bleibt.“

„Wie bereits angedeutet, kann es durch die Installation von Windkraftanlagen sowohl zu Anziehungs- als auch Abschreckungs- bzw. Vertreibungseffekten kommen, die sich auf das Gefüge von Nahrungsnetzen auswirken können. Daneben sind Änderungen der Struktur und Qualität von Lebensräumen bekannt, die ebenfalls zur Verbesserung oder Verschlechterung von Lebensbedingungen für einzelne Arten oder auch Artengruppen führen. Die Zuwegungen führen zu einer subtil wirkenden Fragmentierung und Zerschneidung von Lebensräumen mit einem Anstieg der Kollisionswahrscheinlichkeit für ortswechselnde Tiere. Werden Windkraftanlagen im Wald gebaut, entstehen mehr Grenzlinien und der Charakter des eigentlich geschlossenen Waldes ändert sich zu einer Art Mosaiklandschaft mit Grenzen zum Offenland. Folglich verändert sich die Artenzusammensetzung der hier Lebenden Tier- und Pflanzengemeinschaften hin zu Licht- und Grenzlinien liebenden Arten. Gleichzeitig erhöht sich das Störungspotential. Physikalische Faktoren wie Lärm – in für uns hörbaren und auch in den für uns nicht hörbaren Frequenzen von Infra- und Ultraschall –, Turbulenzen, Schattenwürfe sowie künstliches Licht in der Nacht (Lichtverschmutzung), beeinträchtigen die Ruhe und Natürlichkeit der Lebensräume. Chemische Noxen – Mineralöl, Farbdämpfe, Korrosion, Turbinenbrand – führen regelmäßig zur Verschmutzung von Böden und Luft – wie alle technischen Anlagen gibt es auch hier Risiken für Havarien [14][15].“

„Kleine Fluginsekten – Mücken, Schnaken oder andere – werden von den elektrostatischen Kräften (Luftreibung) an der Oberfläche der Rotoren angezogen und getötet – diese sogenannten Fouling-Effekte können den Wirkungsgrad von Windkraftanagen um die Hälfte reduzieren(!) – und gehen als Nahrung im Ökosystem verloren. Kollisionen größerer Tiere – Vögel, Fledermäuse – mit den Rotoren führen zu nachhaltiger Beeinträchtigung der betreffenden Populationen, da immer wieder Individuen ums Leben kommen, die sich dann ja auch nicht mehr fortpflanzen können. Es sind auch Scheuch-Effekte und Beeinträchtigungen der Mobilität auf größere Säugetiere – Huf- und Raubtiere – bekannt.“

„Daneben gibt es zahlreiche Auswirkungen auf das Mikroklima – Verwirbelung, Störung von Luftschichtung, Verstärkung von Verdunstung am Boden und somit Austrocknung, geringe Erhöhung von Niederschlägen –, die über mehrere Kilometer reichen können.“

„Die Installation von Windparks führen zu einer Transformation von Natur-, Halbnatur- und Kulturlandschaften in Industrielandschaften mit einem hohen Anteil über den Raum verteilter technischer Infrastruktur!“

Angaben zu möglichen Interessenkonflikten

Frauke Ecke, PhD: „Es bestehen keine Interessenkonflikte."

Dr. Reinhard Klenke: „Ich denke, es gibt von meiner Seite keine Interessenkonflikte. Ich kenne die Autoren nicht, mein Arbeitsthema liegt zwar in diesem Feld, aber ich habe mich nicht direkt mit Versuchen zu Effekten von Exklusion beschäftigt, sondern eher mit direkten Kollisionen. Ich erhalte mein Geld aus einem Projekt der öffentlichen Hand und ich gehöre weder einem Verband noch einer Partei an."

Primärquelle

Thaker M et al. (2018): Wind farms have cascading impacts on ecosystem across trophic levels. Nature Ecology and Evolution. DOI: 10.1038/s41559-018-0707-z.

Literaturstellen, die von den Experten zitiert wurden

[1] Keehn JE et al. (2018): Predator attack rates and anti-predator behavior of side-blotched lizards (uta stansburiana) at Southern California wind farms, USA. Herpetological Conservation and Biology 13(1):194–204.

[2] Wilson JC et al. (2009): The habitat‐creation potential of offshore wind farms. Windenergy. Special Issue: Offshore Wind Energie, Part One. DOI: 10.1002/we.324.

[3] Bergström L et al. (2014): Effects of offshore wind farms on marine wildlife—a generalized impact assessment. Environmental Research Letters, Volume 9, Number 3. DOI: 10.1088/1748-9326/9/3/034012.

[4] Raoux A et al. (2017): Benthic and fish aggregation inside an offshore wind farm: Which effects on the trophic web functioning? Ecological Indicators; Vol 72, 33-46. DOI: 10.1016/j.ecolind.2016.07.037.

[5] Drewitt AL et al. (2006): Assessing the impacts of wind farms on birds. Intern. Journal of Avian Sciene; Vol 148 (1), 29-42. DOI: 10.1111/j.1474-919X.2006.00516.x

[6] Rabin LA et al. (2006): The effects of wind turbines on antipredator behavior in California ground squirrels. Biological Conservation; Vol 131, 410-420. DOI: 10.1016/j.biocon.2006.02.016.

[7] Garvin JC et al. (2011): Response of raptors to a windfarm. Journal of Applied Ecology; Vol 48, 199–209. DOI: 10.1111/j.1365-2664.2010.01912.x.

[8] Lopucki R et al. (2016): An assessment of non-volant terrestrial vertebrates response to wind farms—a study of small mammals. Environ Monit Assess; 188, 122. DOI: 10.1007/s10661-016-5095-8.

[9] Lopucki R et al. (2018): Effects of wind turbines on spatial distribution of the European hamster. Ecological Indicators; Vol 84, 433-436. DOI: 10.1016/j.ecolind.2017.09.019.

[10] Pienkowski ME (1981): How Foraging Plovers Cope with Environmental Effects on Invertebrate Behaviour and Availability. In: Jones N.V., Wolff W.J. (eds) Feeding and Survival Srategies of Estuarine Organisms. Marine Science, vol 15. Springer, Boston, MA. DOI: 10.1007/978-1-4613-3318-0_15.

[11] Gill JA et al. (2001): The effects of disturbance on habitat use by black‐tailed godwits Limosa limosa. Journal of Applied Ecology; Vol 38 (4), 846-856. DOI: 10.1046/j.1365-2664.2001.00643.x.

[12] Solan M et al. (2016): Anthropogenic sources of underwater sound can modify how sediment-dwelling invertebrates mediate ecosystem properties. Scientific Reports volume 6:20540. DOI: 10.1038/srep20540

[13] Pearce-Higgins JW et al. (2012): Greater impacts of wind farms on bird populations during construction than subsequent operation: results of a multi‐site and multi‐species analysis. Journal of Applied Ecology; Vol 49 (2), 386-394. DOI: 10.1111/j.1365-2664.2012.02110.x.

[14] Zhenhua W et al (2018): Flammability hazards of typical fuels used in wind turbine nacelle. Fire and Materials; Vol 42 (7), 770-781. DOI: 10.1002/fam.2632.

[15] Uadiale S et al. (2014): Overview of Problems and Solutions in Fire Protection Engineering of Wind Turbines. Fire Safety Science-Proceedings of the 11th International Symposium, 983-995. DOI: 10.3801/IAFSS.FSS.11-983.