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Veröffentlichung Identifizierung schützenswerter Gebiete mit fernerkundlichen Methoden zum Zwecke der Ausweitung des kohärenten Netzwerks an Schutzgebieten in der Antarktis(Umweltbundesamt, 2024)Die Konsultativstaaten zum Antarktisvertrag sind bemüht, ein kohärentes Netzwerk an Schutzgebieten in der Antarktis zu schaffen. Um hierzu erstmalig einen Beitrag von Seiten Deutschlands vorzubereiten, wurden mit Hilfe dieses Projektes potenzielle Schutzgebiete in der Antarktis zunächst identifiziert, bewertet und schließlich zwei konkrete Schutzgebietsvorschläge ausgearbeitet. Einer davon, das Inselarchipel der Danger Islands, wurde kürzlich von den Antarktis-Konsultativstaaten als neues Besonderes Antarktisches Schutzgebiet (Antarctic Specially Protectes Area) ausgewiesen.Veröffentlichung Die Genehmigung wissenschaftlicher Forschung in der Antarktis im Lichte von Umweltschutz und Forschungsfreiheit (Rechtsgutachten 3)(Umweltbundesamt, 2013)Die Genehmigung wissenschaftlicher Tätigkeiten in der Antarktis erfolgt auf der Grundlage des Umweltschutzprotokoll-Ausführungsgesetzes (AUG), dessen Regelungen eine Vielzahl rechtlicher Fragen aufwerfen. Das Rechtsgutachten behandelt die Einordnung von Tätigkeiten in die Kategorien des § 4 Abs. 3 AUG, die Privilegierung der wissenschaftlichen Forschung und deren Verhältnis zum Vorsorgeprinzip, die Auslegung der unbestimmten Rechtsbegriffe und die Reichweite der artenschutzrechtlichen Regelungen des AUG. Es beantwortet Fragen zum Schutz von Tieren und Pflanzen, zur Kommission unabhängiger wissenschaftlicher Sachverständiger und zu den Ausnahmen vom Genehmigungsvorbehalt nach § 3 Abs. 2 AUG. Das Gutachten schließt mit einem internationalen Rechtsvergleich.Im Rahmen des zugrundeliegenden Forschungsvorhabens sind zwei weitere Rechtsgutachten erstellt worden, die sich mit den gleichen Fragestellungen befassen (siehe „zugehörige Publikationen“ unten).Veröffentlichung Kriterien und Entwicklung eines Modells zur Abschätzung des Störpotentials durch Maskierung beim Einsatz von Luftpulsern (Airguns) in der Antarktis(Umweltbundesamt, 2021) Siebert, Ursula; Dähne, Michael; Danehl, Sina; Institut für terrestrische und aquatische Wildtierforschung; Deutschland. Umweltbundesamt; Müller, MirjamIn dieser Studie wurde in drei Schritten analysiert, ob Airgunsignale, die für die Erkundung des Meeresbodens eingesetzt werden, die Kommunikationsreichweiten von marinen Säugetieren in großen Entfernungen beeinflussen können: Zuerst wurde eine Literaturrecherche über die betroffenen Arten und ihre Vokalisation durchgeführt. Im zweiten Schritt wurde die Schallausbreitung von Airgunsignalen bis in Entfernungen von 2.000 km von der Quelle modelliert. Im dritten Schritt wurden die modellierten Störsignale mit den Vokalisationen mariner Säugetiere (Finnwal, Blauwal und Weddellrobbe) überlagert, um die Distanzen zu berechnen in denen deren Kommunikationsreichweiten potentiell verkleinert werden.
Quelle: http://www.umweltbundesamt.de/Veröffentlichung Analyse und Weiterentwicklung vorhandener rechtlicher Instrumente - Handlungsbedarf zur Anpassung an die aktuellen Entwicklungen des Tourismus in der Antarktis(2016) Vöneky, Silja; Wisehart, Daniel; Deutschland. Umweltbundesamt; Hilbert, Jacqueline; Fabris, RitaDie vorliegende Studie analysiert die rechtlichen Rahmenbedingungen des Antarktistourismus im Lichte seiner faktischen Entwicklungen. Der erste Teil bestimmt den Begriff des Antarktistourismus und stellt die für den Antarktistourismus relevanten Vertragsziele des Antarktisvertragssystems dar. Der zweite Teil zeichnet die tatsächlichen Entwicklungen des Antarktistourismus der letzten zehn Jahre nach. Der dritte Teil legt die nationalen und völkerrechtlichen Normen dar, die direkt oder indirekt auf den Antarktistourismus anwendbar sind, und analysiert diese.Veröffentlichung Analysis and Enhancement of the Legal Framework - The Need for Action in the Light of Current Developments of Antarctic Tourism(2016) Vöneky, Silja; Wisehart, Daniel; Deutschland. Umweltbundesamt; Hilbert, Jacqueline; Fabris, RitaThe present study analyzes the legal framework of Antarctic tourism in the light of its factual development. The first part defines Antarctic tourism and identifies the objectives of the Antarctic Treaty system that are relevant for Antarctic tourism.Veröffentlichung Erhebung und Auswertung von Daten zum Vorkommen, zu Verteilung und Abundanzen von Meeressäugern in der Antarktis nach international anerkannten Standards(2016) Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover; Deutschland. Umweltbundesamt; Schwarzbach, WiebkeWährend der antarktischen Sommer der Jahre 2008 (ANT25-2) und 2010 (ANT27-2) wurden parallel verschiedene Methoden zur Erfassung von Walen in der Antarktis vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), sowie dem Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (ITAW) von Bord des FS Polarstern aus durchgeführt. Im Rahmen des vorliegenden Projekts führte das ITAW schiffsbasierte (Krähennest) und fluggestützte (Helikopter) Distance Sampling Surveys durch und unternahm eine Trackingstudie. In einem parallel zu diesem ausgeführten Projekt erprobte das AWI ein Kamerasystem zur automatisierten Blasdetektion von Walen im Infrarotbereich (IR) und analysierte die systematisch vom nautischen Personal erfassten, opportunistischen Walsichtungsdaten der Brücke (Walog). Neben einer Kenntniserweiterung über das Vorkommen von Walen und deren Dichteverteilung in der Antarktis sollten die Erfassungen einem Methodenvergleich dienen, einer Einschätzung der Qualität der Daten und die Methoden auf ihre Anwendbarkeit in einem Mitigationskontext evaluiert werden. Des Weiteren wurde ein Konzept für "Biologische Begleituntersuchungen" auf Reisen in die Antarktis erstellt, um künftige Datenerhebungen optimieren und vereinheitlichen zu können.Veröffentlichung Collection and Analysis of Data on Occurrence, Distribution and Abundance of Cetaceans in the Southern Ocean Following International Standards(2016) Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover; Deutschland. Umweltbundesamt; Schwarzbach, WiebkeMultiple methods to observe cetaceans in Antarctic waters were concurrently conducted during two expeditions of RV Polarstern in the Antarctic summers of 2008/9 (ANT25-2) and 2010/11 (ANT27-2). The Institute for Terrestrial and Aquatic Wildlife Research (ITAW) conducted aerial (helicopter) as well as ship-board (crow's nest) distance sampling Surveys and a Tracking study. Concurrently, the Alfred-Wegener-Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI) tested an infrared camera for the automated detection of whale blows and additionally evaluated opportunistic cetacean sighting data logged by the bridge personnel of RV Polarstern (WALOG). Besides providing data contributing to the knowledge on cetacean distribution and their density in the Southern Ocean, all methods were to be evaluated for their use with respect to mitigation efforts that will be a requirement for future seismic investigations potentially conducted from board of the research vessel. Additionally, a concept for biological monitoring on opportunistic platforms was developed in order to optimise and standardise future cetacean assessments in the Antarctic.Veröffentlichung Überwachung der klimabedingten Veränderungen terrestrischer und mariner Ökosysteme in der Maxwell Bay (King George Island, Antarktis)(Umweltbundesamt, 2020) Braun, Christina; Esefeld, Jan; Rümmler, Marie-Charlott; Friedrich-Schiller-Universität Jena. Institut für Ökologie und Evolution; Deutschland. UmweltbundesamtDie globale Bedeutung der Antarktis sowie ihre Schutzwürdigkeit liegen im Wesentlichen in ihrer Unberührtheit und ihrer einzigartigen biologischen, geologischen, hydrologischen und historischen Eigenschaften begründet. Der zunehmende anthropogene Druck auf die Antarktis unterstreicht die Bedeutung langjähriger Monitoringprogramme zur Erfassung des Zustands lokaler Ökosysteme. Das im Südwesten King George Islands (South Shetland Islands) gelegene Untersuchungsgebiet der Fildes-Region umfasst die Fildes Peninsula, Ardley Island sowie mehrere unmittelbar vorgelagerte Inseln. Es gehört zu den größten eisfreien Arealen der Maritimen Antarktis und ist geprägt durch eine vergleichsweise hohe Biodiversität, die den starken klimatischen Veränderungen an der Antarktischen Halbinsel unterliegt. Aus diesem Grund wurde das in den 1980er Jahren begonnene Monitoring der lokalen Brutvogel- und Robbengemeinschaft in der Fildes-Region während der Sommermonate (Dezember bis Februar) der Saisons 2015/16 bis 2017/18 fortgesetzt. Daneben wurden weitere umfangreiche Daten aus zahlreichen, bislang unveröffentlichten Expeditionsberichten deutscher Wissenschaftler aus den 1980er Jahren sowie sämtlicher verfügbarer Literatur zusammengestellt, ausgewertet und in dem vorliegenden Forschungsbericht präsentiert. Deutlich wird hierbei eine sehr unterschiedliche Bestandsentwicklung der verschiedenen Vogelarten in der Fildes-Region. Während einige Arten im Langzeitvergleich stabile oder wachsende Bestände aufweisen (Braune Skua, Eselspinguin, Südlicher Riesensturmvogel), zeigen andere Arten starke interannuelle Schwankungen der Brutpaarzahl (Südpolarskua, Dominikanermöwe). Weitere Arten zeigen einen deutlich abnehmenden Bestandstrend (Adélie- und Zügelpinguin, Kapsturmvogel). Ergänzend dazu erfolgte eine Erfassung der Brutvogelbestände in allen größeren eisfreien Bereichen der angrenzenden Maxwell Bay. Weiterhin erfolgte die Fortsetzung der Dokumentation von Gletscherrückzugsgebieten ausgewählter Bereiche der Maxwell Bay in Bezug auf die regionale klimatische Entwicklung. Anhand einer Wiederholungskartierung der Antarktischen Schmiele wurde die Ausbreitung dieser heimischen Grasart nachgewiesen. Daneben wurden Untersuchungen zum Einfluss von Drohnenüberflügen auf das Verhalten und Physiologie von Pinguinen, anderen Seevögeln und Robben durchgeführt und deren Ergebnisse dargestellt. Weiterhin wurde eine Übersicht über alle im Untersuchungsgebiet eingeschleppte, nicht-heimische Arten und die davon ausgehenden Risiken angeführt. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Monitoring von Pinguinkolonien in der Antarktis mit Hilfe der Fernerkundung(Umweltbundesamt, 2020) Mustafa, Osama; Firla, Maximilian; Grämer, Hannes; Thüringer Institut für Nachhaltigkeit und Klimaschutz (Jena); Bauhaus-Universität Weimar, Materialforschungs- und Prüfanstalt; Deutschland. Umweltbundesamt; Hertel, FritzPinguine sind ein zentrales Element im Ökosystem der Antarktis und des Südozeans. Sowohl als Prädator als auch als Nahrungsquelle für andere Tiere werden sie direkt von Umweltveränderungen beeinflusst. Die in einer Vielzahl von Kolonien beobachteten Bestandsveränderungen werden gegenwärtig dem Klimawandel und der marinen Fischerei zugeschrieben. Gleichzeitig sind Pinguine die einzige Organismengruppe der Antarktis, die mit Hilfe von Satelliten sicher beobachtbar ist. In dieser Studie wurden, aufbauend auf einer vorangegangenen Studie (Mustafa et al. 2017), Methoden entwickelt und überprüft, die ein künftiges antarktisweites Monitoring von felsbrütenden Pinguinen erlauben. Es wird untersucht, welche neuen Technologien sich für die Detektion antarktischer Pinguine eignen. Dies betrifft insbesondere neue Satellitenplattformen (z.B. Sentinel-2, SkySat), aber auch Drohnen (Multikopter, Starrflügler). Neue Verfahren der Klassifizierung von Fernerkundungsdaten werden entwickelt und getestet (GEOBIA, MPRM, Deep Learning), um eine höhere Ergebnisqualität und einen höheren Automatisierungs- und Operationalisierungsgrad zu erreichen. Ein Verfahren zur Bestimmung von Pinguinbrutpaarzahlen aus Drohnenaufnahmen konnte entwickelt werden, während die sichere Unterscheidung der Arten der Gattung Pygoscelis in Satellitenbildern noch immer nicht möglich ist. Für die drohnenbasierte Detektierung von fliegenden Seevögeln und Robben in der Antarktis konnte dagegen eine Planungs- und Bestimmungshilfe erstellt werden. Temporale Variationen in der Ausdehnung und Besetzung von Pinguinkolonien wurden insbesondere auf ihre Verknüpfung mit der Brutphänologie hin untersucht, mit dem Ziel, Klassifikationsergebnisse verschiedener Aufnahmezeitpunkte vergleichbar zu machen. Als potentiell geeignete Referenzgebiete für ein großräumiges Monitoring wurden fünf Gebiete ausgewählt (Ardley Island, Narebski Point, Drake Passage, Deception Island, South Shetland Islands). Die gewonnenen Erkenntnisse sind Teil eines umfangreichen Inventars an Methoden, das künftigen Monitoringprogrammen zur Verfügung steht. Dies schließt auch Erkenntnisse zu den Umweltauswirkungen von Drohnenflügen und die Anwendung stationärer Kameras ein. Für die organisatorische Einbindung eines solchen Programmes wird auf CCAMLR CEMP verwiesen. Neben den entwickelten Methoden wurde in dieser Studie eine Reihe von fernerkundlichen oder terrestrischen Daten erarbeitet, die entweder an vorhandene Datenreihen anschließen, oder Ausgangspunkt für langfristige Beobachtungen sein können. Mit MAPPPD steht inzwischen auch eine geeignete Datenbankstruktur für Speicherung, Abruf und Weitergabe der Daten zur Verfügung. Die inhaltlichen Voraussetzungen für ein hochqualitatives und effizientes antarktisweites Monitoring von Pinguinen sind somit weitgehend vorhanden; es bedarf nur noch einer organisatorischen Umsetzung. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Assessment of communication masking in Antarctic marine mammals by underwater sound from airguns(Umweltbundesamt, 2021) Gömer, D.; Wölfing, Benno; Rasmussen, Marianne; Schaffeld, Tobias; Institut für terrestrische und aquatische Wildtierforschung; Curtin University. Centre for Marine Science and Technology; Syddansk Universitet; Müller, MirjamAirguns werden bei seismischen Erkundungen und wissenschaftlichen Untersuchungen eingesetzt und erzeugen impulshafte Schallsignale mit hoher Intensität im tieffrequenten Bereich. Abgesehen von der Möglichkeit, permanente oder temporäre Hörschädigungen zu induzieren oder Verhaltensreaktionen auszulösen, können Airgungsignale die Wahrnehmung relevanter akustischer Signale in der Umwelt maskieren. Dieser Frequenzbereich überschneidet sich mit vielen Vokalisationen von Meeressäugern, insbesondere den Gesängen und Rufen von Bartenwalen. Auf Grund der hohen Quellschallpegel besitzen Airguns das Potential Kommunikationssignale von Meeressäugern auch noch in großen Entfernungen zu maskieren. Dieses Potential zur Maskierung von Kommunikationssignalen im Südpolarmeer wird in dieser Studie mithilfe eines Modellierungsansatzes bewertet. Um die Ausbreitung von Airgunimpulsen im Südpolarmeer zu modellieren, wurde eine parabolische Gleichungsnäherung verwendet,. Die Ausbreitungsmodelle wurden anhand von Aufzeichnungen zweier seismischer Vermessungen im Südpolarmeer validiert. Die Modellvorhersagen zeigen eine große Übereinstimmung in den empfangenen Schallpegel und den Frequenzspektren mit den Messergebnissen und weichen nur um wenige Dezibel ab. Durch die von einer Punktquelle ausgehende dreidimensionale Schallsusbreitung und den resultierenden Reflektionen an der Wasseroberfläche und dem Meeresboden ergeben sich mehrere Strahlengänge. Diese Strahlengänge, die Schallquelle und Empfänger verbinden, besitzen unterschiedliche Längen, so dass Signale über die verschiedenen Wege den Empfänger nicht gleichzeitig erreichen. Die Dauer der empfangenen Signale nimmt entsprechend mit der Entfernung von der Schallquelle zu. Das Ausmaß dieser sogenannten Signalstreckung wurde vom Ausbreitungsmodell leicht unterschätzt. Für Airguns, die über dem australischen Festlandsockel eingesetzt wurden, wurde die höchste Korrelation mit dem SOFAR-Kanal (Sound Fixing and Ranging) gefunden, wenn die Wassertiefe im Bereich von 300 bis 700 Metern lag, woraus sich sehr große Ausbreitungsdistanzen ergeben. Es wurde festgestellt, dass Übertragungsverluste in der Region südlich der Polarfront maßgeblich durch die Schallstreuung an der Oberfläche, ausgelöst durch Windwellen beeinflusst wird. Die validierten Ausbreitungsmodelle ermöglichen es, die empfangenen Schallpegel der Airgun- und Vokalisierungssignale am Ohr des Tieres für jede Entfernung zur Airgun sowie zu vokalisierenden Artgenossen vorherzusagen. Ein psychophysisches Modell basierend auf einem Spektrogramm-Korrelationsempfänger wurde entwickelt, um die zeitlichen und spektralen Auflösungseigenschaften des tierischen Hörvermögens widerzuspiegeln. Das Modell sagt vorher, dass Kommunikationsreichweiten von Blau- und Finnwalen in Entfernungen zwischen 1000 und 2000 Kilometern von dem Airgunmessungen, noch erheblich beeinträchtigt sein können. Für den Einsatz von Airguns in einer Entfernung von 2000 km vom hörenden Individuum modelliert es eine Reduzierung der Detektionsreichweite für Z-Rufe von Blauwalen in der Antarktis von 40 km (natürliche Kommunikationsreichweite unter Bedingungen mit hohem Umgebungsgeräusch) auf 15 km. Der Kontext, in dem Blauwal-Z-Rufe und Finnwal-20-Hz-Rufe erzeugt werden, zeigt, dass diese Rufe wichtige Funktionen für die Paarung und möglicherweise Nahrungssuche haben und somit eine Langstreckenkommunikation erfordern. Bei Arten mit hochfrequenten oder breitbandigen Lautäußerungen wie Schwertwalen und Weddellrobben hängt das Ausmaß der Kommunikationsmaskierung davon ab, wie stark Tiere von dem tieffrequenten Anteil der Lautäußerungen abhängig sind, um biologisch relevante Informationen zu extrahieren. Diese Abhängigkeit wurde bislang jedoch noch nicht untersucht. Quelle: Forschungsbericht