Landscape-scale effects of roads on wildlife [Elektronische Ressource] / Inga A. E. Roedenbeck

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• Publié par: justus-liebig-universitat_giessen
• Publié le: 01 janvier 2007
• Nombre de lectures: 33
• Langue: Deutsch
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Extrait

Landscape-scale Effects of Roads on Wildlife

Inga A. Roedenbeck

Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung II
Professur für Biometrie und Populationsgenetik: Prof. Dr. W. Köhler
und
Institut für Tierökologie und Spezielle Zoologie
Professur für Tierökologie: Prof. Dr. V. Wolters




Landscape-scale Effects of Roads on Wildlife

Inga A.E. Roedenbeck
















Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades (Dr. rer. nat.)
am Fachbereich Biologie und Chemie
der Justus-Liebig-Universität Giessen
Giessen 2007







































Copyright picture on title-page: dpa 2007
Copyright picture on second page: Mandy Fritz 2005
Copyright picture on last page: Harald Roedenbeck 1996

































Via est vita
(AD 200)

Via vita est mortis
(AD 2007)

ZUSAMMENFASSUNG

Roedenbeck, I.A.: Landscape-scale Effects of Roads on Wildlife.
Doktorarbeit, Giessen 2007.

Straßenverkehrsnetze haben zahlreiche Negativfolgen für wildlebende Tierarten: Ihnen droht
der Verkehrstod durch Kollision mit Fahrzeugen, Straßen stellen eine Barriere für ihre Akti-
vitätsräume dar und beeinträchtigen Lebensräume durch vielfältige Störungen. Dessen unge-
achtet nimmt das Straßennetz weltweit zu.
Die Qualität bisheriger straßenökologischer Forschung hat dieses Dilemma mit verursacht,
denn: (1) Die untersuchten Forschungsfragen waren meist von wenig Relevanz für die prakti-
sche Straßenplanung. (2) Die gewählten Versuchsdesigns waren meist von geringer Qualität
und erlaubten kaum abgesicherte Aussagen, aus denen sich brauchbare Empfehlungen für
den praktischen Straßenbau ableiten ließen. (3) Viele Studien untersuchen die lokalen Effekte
einzelner Straßen, während landschaftliche Wirkungszusammenhänge selten betrachtet wur-
den – ein Dilemma, da populationswirksame Effekte nur unter Berücksichtigung großräumi-
ger Prozesse beurteilt werden können, und politische Entscheidungen meist auf der Land-
schaftsebene getroffen werden.
Die vorliegende Arbeit entwickelt eine Agenda für zukünftige straßenökologische Forschung.
Zunächst werden fünf Forschungsfragen entwickelt, die von Relevanz für die praktische
Straßenplanung sind. Für jede dieser Forschungsfragen werden hypothetische Versuchsde-
signs entwickelt, die eine maximale Aussagefähigkeit ermöglichen.
Hiervon ausgehend liefert die vorliegende Arbeit einen Beitrag zur straßenökologischen For-
schung auf Landschaftsebene. In einer landesweiten Analyse im Bundesland Hessen wird die
Zunahme des Verkehrswegenetzes von 1930 bis 2002 dokumentiert. Das auf Ebene von
Landkreisen und Naturräumen durchgeführte Monitoring beruht auf dem Index effektive
Maschenweite, und ist eine Grundlage für jährliche Fortschreibungen. Es wird gezeigt, dass
Verkehrsnetze negative Wirkungen auf Wildtierpopulationen haben. Die Bestände von Reh
(Capreolus capreolus), Wildschwein (Sus scrofa) und Fuchs (Vulpes vulpes) sind kleiner je stärker
die Zerschneidung eines Landkreises ist, gleichzeitig steigen die Zahlen der im Verkehr getö-
teten Tiere. Eine Untersuchung zum Feldhasen (Lepus europaeus) im schweizerischen Kanton
Aargau zeigt ein ähnliches Bild. Je größer die Dichte stark befahrener Hauptstraßen desto
kleiner die Populationsdichten. Vor diesem Hintergrund wird ein Modell entwickelt, das auf
Grundlage von Straßen- und Landschaftsdaten Schwerpunkte von Kollisionen zwischen
Wildtieren und Fahrzeugen voraussagen kann. Wildunfälle mit Reh und Wildschwein treten
in den Dämmerungsstunden auf, insbesondere auf Straßen mit mittlerem Verkehrsaufkom-
men. Schwerpunkte sind Übergänge zwischen Wald- und Offenland, die beim Wechsel zwi-
schen Schlaf- und Äsungsgebieten frequentiert werden. Die Modelle können dazu dienen Be-
strebungen zur Vermeidung von Unfällen zu bündeln. Sie sind damit eine wichtige Grundla-
ge eines Programms zur Entschneidung des bestehenden Verkehrswegenetzes.

Schlagworte: Verkehrsnetz, Straßenökologie, Forschungsagenda, Landschaftsebene, Monitoring,
effektive Maschenweite, Wildunfälle, Verkehrsmortalität, Verkehrssicherheit

ABSTRACT

ROEDENBECK, I.A.: Landscape-scale Effects of Roads on Wildlife.
P.h. D. Thesis, Giessen 2007.

Road networks affect wildlife in various ways. Animals are at risk of road mortality due to
collisions with vehicles, roads act as a barrier for their seasonal and daily migrations, and
cause various disturbance effects on wildlife habitat. This knowledge notwithstanding road
networks continue to increase worldwide.
The dilemma was caused, among other reasons, by the quality of previous road ecology re-
search, because: (1) the research questions addressed were not relevant for decision making.
(2) The study designs used were of low quality preventing useful inferences for road con-
struction. (3) Many studies focused on local-scale effects of a single road, neglecting land-
scape-scale interactions – a dilemma, because effects on population persistence can only be
evaluated studying large-scale processes, and because the most pressing policy decisions are
at the landscape scale.
The thesis in hand develops a research Agenda for future road ecology research. I present
five research questions of direct relevance for road construction in practise. For any research
question I present hypothetical study designs increasing inferential strength of the results.
Based on the Agenda, the thesis in hand contributes to the knowledge about landscape-scale
road ecology research. A monitoring study in the federal state of Hesse, Germany, analyses
the development of road networks from 1930 to 2002. Carried out on the level of administra-
tive districts and natural areas the monitoring is based on index effective mesh size, and
serves as a basis for periodic updates. I show that road networks affect wildlife populations.
The abundance of roe deer (Capreolus capreolus), wild boar (Sus scrofa), fox (Vulpes vulpes), and
badger (Meles meles) populations is small in administrative districts with a high degree of frag-
mentation, while at the same time number of road-kills increase. A study on brown hare
(Lepus europaeus) in the Swiss Canton Aargau shows a similar pattern: The higher the density
of heavily used roads, the smaller population abundances. Against this background I develop
models predicting hotspots of vehicle-wildlife collisions on the basis of road and landscape
data. Wildlife accidents with roe deer and wild boar take place in dawn, especially on roads
with intermediate traffic densities. Hotspots are woodland-field interfaces frequented by
animals when changing in-between resting places and pastures. Models are an essential basis
for bundling mitigation efforts in the context of programs aiming at the de-fragmentation of
the present road network.

Key words: road networks, road ecology, research agenda, landscape scale,
monitoring, effective mesh size, vehicle-wildlife collision, road moratlity, traffic safety




VORWORT
Der hier vorliegenden Text wurde von mir als Doktorarbeit an der Universität Giessen
eingereicht. Die Arbeit basiert auf insgesamt fünf Manuskripten, die teilweise in wis-
senschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht, und teils im Begutachtungsprozess
zur Veröffentlichung befindlich sind. Alle Artikel sind in der veröffentlichten bzw. zu
veröffentlichenden Originalsprache, zum Großteil also auf Englisch abgedruckt. Da
zwei Arbeiten jedoch in deutschen Zeitschriften veröffentlicht sind, ist allen Arbeiten
zum Verständnis sowohl eine deutsche, als auch eine englische Zusammenfassung
vorangestellt. Der Abdruck der bereits veröffentlichten Artikel erfolgt unter Geneh-
migung der Herausgeberschaft der entsprechenden Zeitschrift.

I. Roedenbeck IA, Fahrig L, Findlay CS, Houlahan JE, Jaeger JAG, Klar N, Kramer-Schadt S, and
van der Grift EA. 2007. The Rauischholzhausen-Agenda for Road Ecology. Ecology and Society
12(1): 11. [online] URL: http://www.ecologyandsociety.org/vol12/iss1/art11/
II. Roedenbeck IA, Esswein H, and Köhler W. 2005. Landschaftszerschneidung in Hessen – Ent-
wicklung, Vergleich zu Baden-Württemberg und Trendanalyse als Grundlage für ein landesweites
Monitoring (mit Kartenbeilage). Naturschutz und Landschaftsplanung 37(19): 193-300.
III. Roedenbeck IA, a