Hintergrundartikel

Einsatz von Drohnen im Naturschutz – ein Übersichtsartikel

Nationalpark Schwarzwald Magazin, Fluggerät Drohne und Naturschutz, Bild: shutterstock/Yevhenii Chulovskyi

Das fliegende Auge – Segen oder Fluch?

Derzeit sind über 400.000 Drohnen in Deutschland aktiv. Die Technik wird zunehmend günstiger und einfacher beherrschbar, sodass mit einer weiteren Zunahme gerechnet werden muss.

Was sind Drohnen?

Eine Drohne ist ein unbemanntes Luft-Terrestrisches oder Unterwasserfahrzeug, das entweder von Menschen ferngesteuert oder von einem integrierten oder ausgelagerten Computer gesteuert und damit (teil-)autonom wird (Wirtschaftslexikon Gabler). Im Folgenden wird ausschließlich auf die ‚Luftfahrzeuge‘ eingegangen.

Der gebräuchliche Begriff ‚Drohne‘ lässt sich rechtlich nach dem Verwendungszweck in drei Kategorien unterscheiden:

  1. Flugmodelle werden zu sportlichen Zwecken in der Freizeit genutzt – häufig auf Modellflugplätzen
  2. Unbemannte Luftfahrtsysteme werden meist zu gewerblichen Zwecken genutzt, z.B. Luftbilder
  3. Drohnen werden zu Kontrollen verwendet z.B. in der Land- und Forstwirtschaft, zunehmend auch im Naturschutz.

Von diesen Flugobjekten gehen Gefahren aus:

  • im Luftraum durch evtl. Störungen anderer Flugobjekte
  • auf dem Boden durch Abstürze
  • in der Natur durch z.B. Störung von brütenden Vögeln
  • durch die Verletzung von Persönlichkeitsrechten z.B. beim unerlaubten Ablichten von Personen aus der Luft
  • durch erhöhte ‚Terrorgefahr‘

Auf das Thema ‚Einflüsse auf die Natur‘ wird im Folgenden näher eingegangen.

Rechtliche Vorgaben

Um den Gebrauch dieser Technik sicherer zu gestalten, wurde vom Gesetzgeber am 07. April 2017 eine neue Drohnenverordnung erlassen. Die wichtigsten Inhalte dieser VO sind:

  • Drohnen über 250 Gramm Gewicht müssen dauerhaft und feuerfest mit dem Namen und der Anschrift des Piloten gekennzeichnet werden, damit dieser bei Bedarf ermittelt werden kann
  • Drohnen über 2 Kg Gewicht dürfen zudem nur von Personen geflogen werden, die einen Kenntnisnachweis besitzen
  • Drohnen über 5 Kg Gewicht benötigen zudem eine offizielle Aufstiegsgenehmigung der jeweiligen Landesluftbehörde (individuelle Erlaubnispflicht)
  • Bei Flügen über 100 m Höhe ist eine Ausnahmeerlaubnis der Landesluftfahrtbehörde nötig
  • Drohnen dürfen nur in Sichtweite ihres Piloten fliegen
  • Über ’sensiblen Bereichen‘ (Einsatzorte von Polizei und Rettungshelfer, Menschenansammlungen, Hauptverkehrswegen, Flughäfen, Behörden) ist das Fliegen nicht erlaubt
  • Drohnen über 250 Gramm Gewicht dürfen nicht über Wohngrundstücken fliegen
  • Drohnen, die optische, akustische oder Funksignale empfangen können, dürfen über Wohngebieten nicht fliegen – unabhängig vom Gewicht
  • Über Naturschutzgebieten, Natura-2000 Gebieten und Nationalparken darf nicht geflogen werden

Aus Sicht des Naturschutzes ist vor allem dieser letzte Punkt bedeutsam und muss näher betrachtet werden. Neben den erwähnten Schutzgebieten gibt es weitere Schutzgebietskategorien, die in der VO nicht näher geregelt werden. Eine Regelung zu den Naturdenkmalen – die teilweise eine flächenhafte Ausdehnung haben -, ist in der Droh-nenVO nicht vorhanden. Die gesetzlich geschützten Biotope nach §30 BNatSchG sind in der DrohnenVO ebenfalls nicht erwähnt. Hier sind ebenso regelmäßig Handlungen verboten, die zu einer erheblichen Beeinträchtigung führen können. Je nach Art des Biotopes muss folglich individuell entschieden werden, ob eine Drohneneinsatz rechtlich möglich ist.

Die individuelle Erlaubnispflicht für Drohnen außerhalb der sensiblen Bereiche über 5 Kg ist zu erteilen, wenn durch den Einsatz keine Gefahr, keine Verletzung des Datenschutzes und des Naturschutzes entsteht. Hierdurch wird der Naturschutzaspekt ausdrücklich nicht nur auf bestimmte Gebiete beschränkt. Für behördliche Aufgaben ist eine Ausnahmeregelung vorgesehen.

Drohnen und Artenschutz

Drohnen können wildlebende Tiere beunruhigen oder gar stören und damit gegen die Vorschriften des § 39 BNatSchG verstoßen. Die allgemeine Annahme, dass Vögel durch die Anwesenheit von Drohnen gestört werden oder gar ihr Bruterfolg vermindert wird, reicht für eine behördliche Untersagung nach Artenschutzrecht jedoch nicht aus. Die Behörde muss dem Antragsteller nachweisen, dass der Verbotstatbestand erfüllt ist. Dieser Nachweis wird in den meisten Fällen nicht direkt einzelfallbezogen zu erbringen sein. Ein gewisser ‚Erfahrungsschatz‘ zur Wirkung von Drohnenflügen auf z.B. Brutvögel liegt jedoch noch nicht in ausreichendem Umfang vor.

Bisherige Erfahrungen

Französische Forscher nahe Montpellier testeten den Einfluss der Drohne auf drei Wasservogelarten: Stockenten (Anas platyrhynchos), Flamingos (Phoenicopterus roseus) und Grünschenkel (Tringa nebularia). Untersucht wurde neben der generellen Auswirkung auf die Tiere, ob die Drohnenfarbe, Fluggeschwindigkeit und Anflugwinkel den Einfluss verändern. Rund 80% der Tiere zeigten keine sichtbare Reaktion auf die Drohne, die bis zu 4 Meter an die Tiere heranflog. Die Geschwindigkeit beim Anflug sowie die Farbe der Drohne (untersucht wurde mit einer weißen, einer schwarzen und einer blauen Drohne) sowie das mehrfache Wiederholen des Anfluges scheinen keinen messbaren Einfluss auf die Wirkung zu haben. Deutliche Unterschiede wurden jedoch beim Anflugwinkel beobachtet: Je vertikaler die Drohne auf die Vögel zugeflogen kam, desto geringer war der Störfaktor auf die Tiere (getestet wurde in den Anflugwinkeln 20°, 30°, 60° und 90° – senkrecht!) Kam die Drohne senkrecht auf die Tiere zu, wurde eine wesentlich höhere Störwirkung bei allen Arten festgestellt – vermutlich sahen die Vögel in der vertikal auf sie zukommenden Drohne einen Prädator. Die Forscher waren überrascht, dass eine Annäherung an Vogelarten, die für ihre große Fluchtdistanz bekannt sind, bis auf vier Meter möglich war, ohne dass die Tiere Nervosität zeigten. Gleichzeitig haben sie aber auch vor dem Glauben gewarnt, dass eine fehlende Reaktion bedeutet, die Tiere würden generell keinen Stress durch die Drohnen-Untersuchung bekommen.

Die Technische Universität München analysierte einen typischen Lebensraum des Hauhechel-Bläulings (Polyo-matus icarus) und des Himmelblauen Bläulings (Polyomatus bellargus) am Rande der Isarauen bei Freising. Eine bekannte Eiablagefläche dieser Arten wurde untersucht und dabei zahlreiche Mikrohabitatstrukturen wie Vegetationshöhe, Rohbodenflächen, Distanz zu Gebüschen und anderes mehr aufgenommen. Diese Stelle wurde anschließend mit einer Drohne überflogen, die hochauflösende Fotos vom Lebensraum fertigte. Die erhobenen Daten und die detailreichen Luftbilder wurden zu einem GPS-Modell vereint, mit dessen Muster nun vergleichbare Stellen via Drohnenüberflug gesucht wurden. In rund 80 % der durch dieses Modell gefundenen Bläulings-Potentialflächen wurden bei der Überprüfung auch tatsächlich Eier dieser Arten gefunden. Den Forschern gelang es mit dieser Versuchsreihe, punktuell vorhandene Kenntnisse über Artvorkommen auf eine ganze Landschaft zu übertragen und die Bemühungen, spezielle Arten zu bewahren, wesentlich effektiver bewältigen zu können.

Die Buchenwälder des Thüringer Nationalparks wurden durch ein Projekt des Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung 2014 mittels Drohne auf deren Artenvielfalt und ökologischen Zustand untersucht. Um zukünftig auf sehr zeitaufwändige Kartierungen im Gelände evtl. verzichten zu können, schickten die Forschergruppe rund um Dr. Stephan Getzin ein ‚fliegendes Auge‘ über die Wipfel. Die festgestellten Lücken im Kronendach verrieten dem Team, wo besonders viel Licht auf den Boden fällt, was vermutlich niedrigeren Pflanzen eine bessere Existenz ermöglicht. Nach der Luftbildauswertung wurde eine herkömmliche Kartierung der Fläche durchgeführt. Beide Ergebnisse hatten eine breite Übereinstimmung, sodass der Zusammenhang zwischen Lückenmuster in der Baumkrone und der Artenvielfalt auf der Fläche bestätigt wurde. Diese Erkenntnisse lassen sich auch auf die Tierwelt übertragen: Insekten und auch kleine Säuger sind auf bestimmte Strukturen angewiesen, die ebenfalls von Lückenmuster beeinflusst werden.

Rehkitze, die sich im hohen Gras vor einer drohenden Gefahr ducken werden immer wieder von großen Mähwerken der Landwirte erfasst. Das ‚Wildretter-Projekt‘, gefördert vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, untersucht die Möglichkeit, diesen schrecklichen Mähtod mittels Drohnenkontrolle vorab zu vermeiden. Das Fluggerät wird mit speziellen Infrarot-Wärmebildkamera-Sensoren ausgestattet und soll anhand eines Suchalgorithmus die Rehkitze aufspüren und sie so vor dem Tod zu bewahren. Die Versuchsreihen in Bayern und Baden-Württemberg lieferten eine Trefferquote von 98 bis 99%. Im Frühjahr 2017 wurden im Nördlinger Ries ca. 80 Kitze auf diese Weise gerettet. Bundesweit werden rund 100.000 Rehkitze jährlich ‚übermäht‘, was neben dem Tod der Tiere auch zu unbrauchbarem Futter für die Landwirte führt.

Bei der Nestkontrolle der Wiesenweihe im Nördlinger Ries wurde eine Drohne (Mikrokopter) eingesetzt. Durch kleine Drohnen wird eine Erfassung der Brut aus der Luft möglich, ohne dass Spuren im Feld entstehen, die häufig Prädatoren anlocken. Mit der kleinen Drohne werden die bekannten Nester in den Getreideäckern kontrolliert. Neben der Anzahl der Jungvögel wird so auch das Entwicklungsstadium kontrolliert. Viele Jungvögel sind bei der Getreideernte noch nicht flügge und würden ohne Schutz dabei umkommen.

Die Suche nach Nestern mit dieser Technik entpuppte sich allerdings als wenig erfolgversprechend. Hier muss auf zeitintensive Beobachtung – vom Feldrand aus – gesetzt werden. Bei Flughöhen von 15 m über dem Nest verließen nicht alle Weibchen das Nest – und die Geflüchteten kehrten nach kurzer Zeit wieder zurück. Nach dem Schlupf wurde der kleine Kopter teilweise kurz von einigen Vögeln attackiert, die sich bis auf wenige Meter dem Gerät näherten. Die Vögel ließen sich aber offenbar nicht weiter durch die Untersuchung stören.

Die Technik und ihre Grenzen

Die Einsatzzeit der Drohnen ist beschränkt. Nur wenige Modelle können z.B. für 60 Min. in der Luft bleiben. Je nach Kamera können unterschiedliche Aufnahmen gemacht werden.

  • Meist werden normale (Luft-) Bildaufnahmen gemacht, teilweise mit hochauflösender Kamera
  • Laserscanner können Landschaftsteile als 3-D-Bilder aufnehmen und dadurch den Ausschnitt räumlich darstellen. Damit werden z.B. Schlagschatten, die auf 2-D-Bildern oft auftauchen, vermieden und einzelne Bäume sicher von den Nachbarn abgrenzbar. Die Strukturvielfalt ist deutlich besser zu erkennen
  • Mit einer Multispektralkamera werden mehrere Farbkanäle – kurzwelliger Infrarotbereiche – getrennt aufgenommen. Das zurückgeworfene Licht des Objektes verrät indirekt, welche Lichtspektren absorbiert werden. Gesunde Pflanzen, die intensiv Photosynthese betreiben, werfen ein anderes Lichtspektrum zurück als kränkliche, deren Photosyntheseaktivität stark gehemmt ist. Diese Unterschiede lassen sich durch Multispektralaufnahmen erkennen
  • Thermalkameras ermöglichen eine Rehkitzrettung bei der Wiesenmahd über die Aufnahme bestimmter langwelliger Infrarot-Wellenbereiche!

Apps mit digitalen Flugkarten sind erhältlich, sodass die Kenntnisse über die Flugverbotszonen auch vor Ort beim Einsatz vorhanden sein können.

Ein Versuch, Regeln für naturverträgliche Drohneneinsätze zu definieren

Aufgrund der Erkenntnisse wurde versucht, Regeln zu erstellen, die einen möglichst schonenden Einsatz der Drohnen beschreiben ohne dadurch das Potential dieser Technik zu stark zu behindern. Die aufgestellten Regeln dienen als Diskussionsbasis und müssen sicher zumindest teilweise weiter konkretisiert bzw. an den Fortschritt der Technik angepasst werden:
Die generellen Vorgaben für jeden Pilot:

  • Hinweise auf mögliche negative Auswirkung bei unsachgemäßer Benutzung müssen bereits beim Erwerb der Drohne ausgehändigt werden
  • Die rechtlichen Vorgaben müssen eingehalten werden
  • Die Fluggeräte müssen im Sichtbereich des Drohnenführers bleiben
  • Die eingesetzte Drohne muss für den geplanten Zweck geeignet, technisch fehlerlos und gut gewartet sein
  • Der Pilot muss die Technik beherrschen und Erfahrung mit der Drohne haben
  • Die Flugverbotszonen vor Ort müssen dem Pilot beim Einsatz bekannt sein. Online-Flugplanungssoftware oder entsprechende Apps sind hierzu erhältlich
  • Wildlebende Tiere – insbesondere Vögel – dürfen durch den Drohneneinsatz nicht beunruhigt werden. Bei Anzeichen einer Störung von Tieren wie zum Beispiel Auffliegen, Flucht, Aggression oder Warnrufen ist die Ausübung des Drohnenbetriebs sofort einzustellen und das Gebiet zu verlassen
  • Wildlebende Tiere der „besonders“ und „streng“ geschützten Arten – insbesondere Vögel – dürfen durch den Drohneneinsatz während der Fortpflanzungs-, Aufzucht-, Mauser-, Überwinterungs- und Wanderzeiten nicht erheblich gestört werden. Ebenso darf eine Drohne nicht in der Nähe von Brut-, Ruhe- und Mauserplätzen von Vögeln betrieben werden

Spezielle Regeln aus naturschutzfachlicher Sicht bei wissenschaftlicher Nutzung

  • Der Startplatz der Drohne zur Erfassung von Vogelpopulationen muss mindestens 100 m von den Tieren entfernt liegen
  • Vögel nicht senkrecht anfliegen
  • Beobachtungsentfernung stets möglichst groß wählen, Mindestentfernung (artspezifisch individuell) einhalten
  • Ergebnisse und Beobachtungen – insbesondere festgestellte Störwirkungen auf Arten – müssen exakt dokumentiert und möglichst zentral zusammengeführt werden, damit die artspezifischen Ansprüche empirisch ermittelt werden können
  • Für Forschungs- und Monitoring-Aufgaben sowie für behördliche Aufgaben müssen Ausnahmen möglich sein

Vorschläge zur Verbesserung / Ergänzung dieser Regeln sind erwünscht!

Fazit

Der Einsatz von Drohnen zur Fernerkundung von mannigfaltigen Dingen in der Natur nimmt – neben der Hobbynutzung – stark zu. Mit ihrer Hilfe können systematische Daten mit hoher Auflösung in beachtlicher räumlicher Ausdehnung in kürzester Zeit erhoben werden. Die Anwendungsmöglichkeiten nehmen ebenso rasant zu wie die Anzahl oder der technische Fortschritt dieser Flugobjekte. Ihr Einsatz ist wesentlich einfacher und günstiger als herkömmliche Luftbilder oder gar der eine Ortsbegehung. Eine Untersuchung mittels einer Drohne stellt in der Regel einen geringeren Eingriff in die Natur dar als bisherige Aufnahmen durch (meist mehrfache) Begehung vor Ort. Jede Begehung zur terrestrischen Feldaufnahme stellt bekanntermaßen eine Störung dar, da der Mensch für nahezu alle unsere Tierarten als Prädator wahrgenommen wird. Die Intensität der Störwirkung, die von unbemannten Flugobjekten auf die Tierwelt einwirkt – speziell der Arten, die Prädatoren aus der Luft kennen – ist noch nicht ausreichend bekannt.

Erste Kenntnisse lassen auf einen überschaubaren und temporären Einfluss schließen, jedoch sind die Kenntnisse darüber noch sehr mangelhaft. Ob die Qualität der einzelnen Aufnahmetechniken für die Bearbeitung spezieller Fragestellungen oder auch einzelner Tierarten geeignet ist, muss im Einzelfall beantwortet werden. Die sich empirisch anreichernden Kenntnisse über die Wirkung von Drohnen auf einzelne Arten sollten zukünftig gesammelt und gemeinsam analysiert werden um diesen Punkt besser beurteilen zu können. Wenn die rechtlichen Vorgaben und die oben definierten Regeln eingehalten werden, können durch Drohneneinsätze wertvolle Erkenntnisse gewonnen werden.

Zukünftig wird sich diese Technik weiter verbreiten und die hier aufgestellten Regeln können dazu beitragen, dass der Erkenntnisgewinn die negativen Einflüsse auf unsere Fauna weit überflügelt.
Beim Einsatz einer Drohne als Freizeitaktivität, welche in der Natur zum Zwecke der Erholung, ohne Genehmigungspflicht ausgeübt werden darf, besteht jedoch die Gefahr, dass eine möglicherweise vorhandene Bedrohung von Vögeln aber auch Säugetieren vom Pilot nicht wahrgenommen wird. Aktive Reaktionen der Tiere wie Flucht oder Angriff bzw. Verteidigung des Revieres, welche für unnötigen Stress und zusätzlichen Energieverbrauch bei den Tieren sorgen, können die Folge sein. Besonders in der Brutzeit/Jungenaufzucht aber auch in der Nähe von Ruhe- und Rückzugsräumen kann die verursachte Störung durch eine Drohne nachhaltig zu einer Verschlechterung des Erhaltungszustandes der lokalen Population einer Art führen, wenn zum Beispiel eine Brut aufgegeben oder ein Brutrevier verlassen wird. Des Weiteren können Jungtiere verhungern oder an Unterkühlung verenden, wenn die Elterntiere zu lange durch Störung aufgrund eines Drohneneinsatzes von ihrem Brutplatz verscheucht werden.

Die oben aufgeführten Verhaltensregeln in Kombination mit den gesetzlichen Vorgaben helfen, diese negativen Auswirkungen einzuschränken bzw. aufzuheben.

Zusammengestellt von Markus Pagel, mit fachlicher Beratung von Steffen Döring, 01.02.2018

Mehr über den NABU Bezirk Gäu-Nordschwarzwald findet ihr hier.

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