Abstract
Anthropogenic activities have caused two current major crises: biodiversity decline and climate change. Climate change mitigation is largely accepted as a societal goal and policy makers unite forces to substantially reduce carbon dioxide emission. However, the ongoing transition from fossil to renewable energy sources, such as wind energy, is not without impact on biodiversity, thereby creating a conflict of two sustainability objectives. Wind turbines are increasingly built in forest ecosystems, which present important foraging and roosting habitats for European bats. Forest bats may be affected by the deployment of wind turbines through collisions with the rotor blades, through habitat losses where forest is cleared, and through displacement effects. In this thesis, I investigated effects of wind turbines in forests as reflected in activity patterns of local bat communities. To this end, I performed an acoustic study across 22 wind turbines sites in temperate forests of Hesse, Central Germany. I determined bat activity levels at wind turbine clearings, at adjacent forest edges and in the surrounding forests at distances between 80 m and 450 m to the closest wind turbine. Recorded bat activity was investigated for three foraging guilds: narrow-space foraging bats specialized on flight in vegetation clutter, edge-space foraging bats specialized on flight in semi-open habitats like forest edges, and open-space foraging bats specialized on flight above forest canopies. I found that bats were negatively affected by wind turbines in forests. Specifically, narrow-space foraging bats avoided wind turbines over distances of at least 450 m, which presents an indirect habitat loss for these bats. The avoidance was at least partly explained by noise emissions of operating wind turbines which were amplified by high wind speeds. In contrast, the presence of cleared spaces around wind turbines did not contribute to the avoidance in narrow-space foraging bats. Edge-space and open-space foraging bats were less susceptible to displacements by wind turbines. Instead, they displayed higher activity levels at wind turbine clearings than in the surrounding forest canopies which might lead to increased collision rates for these bats in comparison to wind turbines in open landscapes. This thesis highlights the existence of forest-specific wind turbine effects on bat activity patterns which may affect local bat communities and populations. Consequently, when wind turbines are installed and operated in forests, forest-specific conservation measures are required, e.g., the exclusion or compensation of forest areas with heterogeneous vegetation structure and the reduction of turbine noise emissions. Such measures will contribute towards resolving the bat-wind energy conflict as an example of how objectives of climate change mitigation and biodiversity conservation can be reconciled.
Anthropogene Aktivitäten haben zwei große, aktuelle Krisen verursacht: den Rückgang der Biodiversität und den Klimawandel. Der Kampf gegen den Klimawandel wird weitgehend als gesellschaftliches Ziel akzeptiert und politische Entscheidungsträger setzen sich mit vereinten Kräften für eine deutliche Verringerung der Kohlenstoffdioxidemissionen ein. Die aktuell stattfindende Energiewende von fossilen hin zu erneuerbaren Energieträgern, wie z. B. Wind, ist jedoch nicht ohne Auswirkungen auf die Biodiversität, wodurch ein Zielkonflikt zwischen zwei Feldern der Nachhaltigkeit entsteht. Windenergieanlagen werden zunehmend in Waldökosystemen errichtet, die wichtige Jagdhabitate und Quartiere für europäische Fledermäuse darstellen. Auf Waldhabitate spezialisierte Fledermäuse können durch die Errichtung von Windenergieanlagen beeinträchtigt werden, wenn sie mit den Rotorblättern kollidieren, Lebensräume bei der Rodung von Waldflächen verlieren oder Verdrängungseffekte erleiden. In dieser Arbeit untersuchte ich die Auswirkungen von Windenergieanlagen in Wäldern, wie sie sich in den Aktivitätsmustern der lokalen Fledermausgemeinschaften widerspiegeln. Zu diesem Zweck führte ich eine akustische Studie an 22 Windenergieanlagenstandorten in den gemäßigten Wäldern Hessens durch. Ich ermittelte die Fledermausaktivität über den Lichtungen um die Windenergieanlagen, an den angrenzenden Waldrändern und im umgebenden Wald in Entfernungen zwischen 80 m und 450 m zur nächstgelegenen Windenergieanlage. Die aufgezeichnete Fledermausaktivität untersuchte ich für drei Jagdhabitatgilden: Waldspezialisten, die auf Jagd in dichter Vegetation spezialisiert sind, Randstrukturjäger, die bevorzugt in halboffenen Habitaten wie z. B. an Waldrändern fliegen und Offenraumjäger, die bevorzugt über den Baumkronen fliegen. Ich fand heraus, dass Fledermäuse durch Windenergieanlagen in Wäldern negativ beeinflusst wurden. Insbesondere Waldspezialisten mieden Windenergieanlagen über Entfernungen von mindestens 450 m, was einem indirekten Lebensraumverlust für diese Fledermäuse gleichkommt. Dieses Meideverhalten ist zumindest teilweise auf die Lärmemissionen von in Betrieb befindlichen Windenergieanlagen zurückzuführen, welche durch hohe Windgeschwindigkeiten verstärkt werden. Im Gegensatz dazu trug das Vorhandensein von Freiflächen um Windenergieanlagen nicht zur Meidung durch Waldspezialisten bei. Randstrukturjäger und Offenraumjäger waren weniger anfällig dafür, von Windenergieanlagen vertrieben zu werden. Allerdings zeigten sie in den Lichtungen rund um Windenergieanlagen eine höhere Aktivität als in den Baumkronen des umgebenden Waldes, was zu erhöhten Kollisionsraten für diese Fledermäuse im Vergleich zu Windenergieanlagen an Offenlandstandorten führen könnte. In dieser Arbeit werden 6 waldspezifischen Auswirkungen von Windenergieanlagen auf die Aktivitätsmuster von Fledermäusen aufgezeigt, die sich auf lokale Fledermausgemeinschaften und -populationen auswirken könnten. Daher sind bei der Errichtung und dem Betrieb von Windenergieanlagen in Wäldern waldpezifische Schutzmaßnahmen erforderlich, z.B. der Ausschluss oder die Kompensation von Waldgebieten mit heterogener Vegetationsstruktur als Standorte oder die Reduzierung der Lärmemissionen durch Windenergieanlagen. Diese Maßnahmen werden dazu beitragen, den Fledermaus-Windenergiekonflikt zu lösen, und geben ein Beispiel dafür ab, wie die Ziele des Klimaschutzes und der Erhaltung der Biodiversität miteinander in Einklang gebracht werden können.