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Dr. Gerhard Schaber-Schoor

Regierungspräsidium Freiburg
Abteilung 8 Forstdirektion
Referat 82 Forstpolitik und Forstliche Förderung

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Artikel

Autor(en): Gerhard Schaber-Schoor
Redaktion: FVA, Deutschland
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Wirkung forstwirtschaftlicher Maßnahmen auf Fließgewässer

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Krunkelbach
Abb. 1: Krunkelbach, Landkreis Waldshut, südöstliches Feldberggebiet.

Dieser Beitrag befasst sich, bezogen auf die forstwirtschaft­lichen Maß­nah­men, haupt­sächlich mit dem Kerngeschäft eines Forst­be­triebs, der Holz­er­zeu­gung und Holz­nutzung. Es wird versucht, auf alle in die­sem Zusam­men­hang für Fließgewässer im Wald relevanten Aspekte, ein­schließ­lich der Forstplanung, einzugehen. Bei der Beurteilung der Maß­nah­men wird zwi­schen Wir­kungen und Aus­wirkungen unter­schie­den.

Inhalt

Von Wirkungen wird dann ge­sprochen, wenn Maßnahmen, die im Rah­men der Waldwirt­schaft an einem Gewässer oder in seinem Um­feld durch­geführt wer­den

  1. ein Fließge­wässer weder erheblich noch nachhaltig beeinträchtigen bzw.
  2. positiv zu beurteilen sind, wie die Förder­ung der Entstehung von Totholz in Fließgewässern.

Die Grenzen zwisch­en Wirkungen und Aus­wir­kungen sind, je nach Standpunkt des Be­trach­ters, flie­ßend. So kann das Ernten von Bäu­men im Gewässer­umfeld wegen Ver­änderung der Be­schattung u.U. als Ein­griff aufgefasst werden. Hier wird das pfleg­liche Ernten von Bäu­men im Rahmen der heute üblichen ein­zelbaumweisen oder klein­flä­chigen Nut­zung als eine Maß­nahme im Rahmen der ge­ord­ne­ten Pflege und Bewirt­schaftung des Wal­des verstan­den (ver­glei­che LWaldG B-W §§ 12, 14 und 22), die zwar Wir­kungen auf ein Fließ­ge­wäs­ser ent­faltet, die aber weder erheblich noch nachhaltig sind und des­wegen aus gewässer­ökologischer Sicht nicht in Frage zu stellen ist. Unter Aus­wirkungen wür­den dagegen die Fol­gen eines gro­ßen Kahl­hiebs fallen, der ein Fließ­ge­wäs­ser auf meh­re­ren hundert Meter Länge betrifft.

Betrachtet werden die kleinen und mittleren Fließ­ge­wäs­ser auf die sich der Wald besonders prägend auswirkt. Kleine und mittlere Fließgewässer sind Wasserläufe von 5 m bis 10 m Breite mit einem mittleren jähr­lichen Abfluss unter 5 m3/sec und einem Ein­zugs­gebiet von bis zu 150 km2 Grö­ße (Schwabe 1987, Böttger & Pöpperl 1990). Sehr an­schau­lich ist die Definition von Humborg (1995), der Bäche, als kleine und mittlere Fließ­gewässer, im Gegensatz zu den Flüssen beschreibt: Ein Fluss beginnt dort, wo die Breite eines Gewässers so groß ist, das ein Kro­nenschluss der Ufer­ge­hölze nicht mehr gegeben ist. Nach Otto (1991) spielen vor allem bei kleinen Fließge­wäs­sern Ufer­ge­hölze eine die Ge­wäs­sermor­phologie prägende, bei Flüssen dagegen nur eine unter­ge­ord­nete Rolle.

Eine Vorstellung von der Ausdehnung des gesamten Gewässernetzes in Baden-Württemberg und seiner Länge innerhalb des Waldes (Bäche und Flüsse) gibt Tabelle 1. Die tat­säch­liche Länge aller Gewässerstrecken liegt höher als die hier nach dem Amtlichen Wasserwirtschaftlichen Ge­wäs­ser­netz (AWGN) der Landesan­stalt für Um­welt­schutz Baden-Würt­tem­berg (LfU) ermittelte. Im AWGN sind viele Ge­wäs­ser­strecken ent­gegen ihrem eigentlich gekrümmten oder mäan­drie­rendem Verlauf eher gerad­linig dar­gestellt, was bei der Berech­nung zu einer zu kurzen Gewäs­ser­strecke führt. Die Gesamtlänge aller Fließge­wäs­ser Baden-Württem­bergs dürfte tat­sächlich um oder über 50.000 km liegen, wovon etwa 40.000 km auf die kleinen und mittleren Fließgewässer entfallen (LfU 1998).

Tab. 1: Das Gewässernetz von Baden-Württemberg: Gesamtlänge und Länge im Wald.
Daten­grundlage: ATKIS-Datensatz, Stand 03/2002 (Waldfläche) und LfU-Daten­satz "Fluss10k", Stand 12/2002 (Fließgewässer). Als Gewäs­ser innerhalb Waldes wurden flä­chen­scharf die Fließstrecken erfasst, die von Waldfläche bedeckt sind.
Das Gewässernetz von Baden-Württemberg

Gewässerrelevante forstliche Maßnahmen

Um die Wirkungen von forstlichen Maßnahmen auf ein Gewässer zu beur­tei­len ist ein Maßstab erforderlich. Dieser muss geeignet sein, Maß­nah­men be­züg­lich ihres Ein­flusses auf den Zustand eines Fließ­gewässers zu be­wer­ten. Als Grund­lage für die Beurteilung von Maßnahmen der Forst­wirt­schaft bzw. des Zustands von Fließ­gewässern im Wald wird die Gewäs­ser­ökologie, hier besonders die Gewäs­ser­fauna, gewählt. Dieser Beitrag folgt bei der Beurteilung von Maßnahmen damit dem fach­lichen Ansatz der Wasser­rah­men­richt­linie der EU. Diese sieht eine Zustands­er­fassung unserer Gewäs­ser oder ein Gewäs­ser­monitoring zur Überprüfung der Einhal­tung aller Vor­ga­ben der EU-WRRL ebenfalls vor allem anhand von Merk­malen der Gewässer­fauna und der Gewäs­ser­flora vor.

Aus den Maßnahmen in bewirtschafteten Wäldern ergeben sich unter­schied­liche Wirkungen auf Fließgewässer, die gegliedert nach den Kapi­teln Wald­bau­liche Maßnahmen, Wegebau und Holz­ernte und Holz­lagerung beschrieben und anhand von Befunden zur Gewässerfauna beurteilt wer­den. Grundlagen für die Beur­teilung stam­­men aus der Fachliteratur und aus eigenen Untersuchungen.

Waldbauliche Maßnahmen

Nach Scherzinger (1996) führt vor allem die Umgestaltung der Wälder zur Holznutzung zu ganz we­sent­lichen Eingriffen in Waldökosysteme, wovon u.a. folgende im Zusammen­hang mit den Fließgewässern im Wald von Bedeutung sind:

  • Lenkung der Baumartenzusammensetzung zugunsten der sog. "Wirt­schafts­baum­arten" verbunden mit einer Reduktion der natür­lichen Baum­artenvielfalt
  • Absenkung des Bestandesalters mit nachhaltigen Auswirkungen auf den Totholzan­teil
  • Fragmentierung des Waldes durch Erschließungsmaßnahmen und Hiebs­flächen.

Lenkung der Baumartenzusammensetzung: Veränderungen des vor­wie­gend über den Laubeintrag ge­steu­erten al­loch­thonen Nah­rungs­angebotes im Gewäs­ser durch Bestockung der Auenbe­rei­che mit stand­ort­fremden Nadel­bäumen gehen auf die einseitige Förderung von Wirt­schafts­baum­arten, vor allem der Fichte (Picea abies), zurück. Über Wirkungen von gewässerbegleitenden Nadelholzbeständen auf die benthische Lebensge­mein­schaft von Fließge­wäs­sern wird z.B. von Hering et al. (1993) und Fri­berg et al. (2002) berichtet.

Hering et al. (1993) konnten zeigen, dass der Eintrag von Nadelstreu auf die Zusammensetzung der Ben­thosfauna von Mittel­ge­birgs­bächen bezüg­lich der Ernährungstypen Aus­wir­kungen hat. Die Häufigkeit sog. Zer­klei­nerer oder Shredder, z.B. Asellus oder Gammarus, war in den mit Fichten bestock­ten Ab­schnitten der untersuchten Gewässer mit weniger als einem Fünftel gegenüber den von Laubwald ge­säum­ten Abschnitten deutlich geringer. Die Ab­nahme wird durch Nah­rungs­mangel erklärt, da Nadel­streu häufig nur schlecht von Mikroorganismen aufge­schlossen wird und dann für Zer­kleinerer schwer angreifbar ist. Für eine Bachfloh­krebs­art wurde nach­ge­wiesen, dass Fichtenstreu als Nahrung ganz gemieden wird. Die Ergeb­nisse aus jüngeren Untersuchungen von Friberg et al. (2002) aus Däne­mark sind ganz ähnlich. In Waldbächen in Nadel­holz­plan­tagen waren im Ver­gleich mit Bächen in Buchen­wäldern die Bio­mas­sen beim Ernährungs­typ Shredder signifikant niedriger, etwa um 4/5. Als Ur­sachen werden Ver­ände­rungen bei den Faktoren Was­ser­tem­pe­ratur, chemischer Stoff­haushalt und Nah­rungs­angebot genannt. Besonders hin­ge­wiesen wird von den Autoren auf negative Aus­wirkungen auf die Sekun­där­pro­duktion. Die Zerkleinerer sind wichtige Wegbereiter für den Zerfall grö­ßerer Pflan­zen­teile zu Detritus (feinpartikuläres organisches Material), vor allem von Blättern, die aus dem terrestrischen Umfeld in das Fließ­ge­wäs­ser ge­langen. Sie machen grobpartikuläres Material für Arten der Typen Sedi­ment­fresser und Filtrierer verfügbar (Schwoer­bel 1999). Nimmt der Anteil der Zerkleinerer umweltbedingt stark ab, hat dies erheb­lichen Ein­fluss auf die benthische Konsumentenkette.

In deutlich geringeren Dichten treten in Nadel­holz­abschnitten im Ver­gleich zu Laubwaldabschnitten auch Weidegänger (Algen­auf­wuchs­fresser), Se­dimentfresser und Filtrierer (s.o.) sowie Räuber auf (1/4 bis 1/3 der Indivi­duen im Vergleich zu den Laub­waldabschnitten). Als Ur­sachen wird durch Nadel­holz- respektive Fichten­bestände bedingter Nah­rungs­mangel durch Licht­mangel, das Fehlen von Falllaub bzw. Detritus als Drift und von Beu­te­tieren genannt. Die Ergebnisse aus den Untersuchungen der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA) konnten aber auch zeigen, dass in Ge­wäs­ser­strecken mit einem nadelholzreichen Uferwald offen­sicht­lich wenige ein­ge­streute Laubbäume oder Laubbaumgruppen aus­rei­chen, um eine Zusam­men­set­zung des Benthos zu erhalten, die reinen Laub­waldab­schnitten durchaus nahe kommt.

Die Ausbreitung von Tieren über den Luftraum entlang des Gewässers, was z.B. für Insekten, die einen gewässeraufwärts gerichteten Kompen­sa­tionsflug durchführen von Bedeutung ist, wird durch die Zusammen­setz­ung und Struktur von Ufergehölzen beeinflusst. Für verschiedene In­sek­tenarten, die einen bach­auf­wärts gerich­teten Kom­pen­sationsflug durch­führen, konnte ebenfalls durch Hering et al. (1999) nachgewiesen wer­den, dass gleich­altrige, dicht geschlos­sene 25 – 40 jährige Fich­ten­rein­be­stände als Ausbreitungshindernisse wirken. Für die Barriere­wirkung werden verschiedene Ursachen angenommen: Dichte Nadel­holz­be­stände bil­den Sichthindernisse, gegenüber Laubwaldab­schnitten können ge­senkte Luft­tem­pe­raturen als klima­tische Barriere wirken, dichter Nadel­holz­bewuchs verhindert mög­licher­weise eine Orien­tierung am abendlichen Tal­wind, der den fliegenden Insek­ten als Weg­weiser dient, usw. Derartige Hin­derniswirkungen betreffen vor allem Arten mit geringen Aus­brei­tungs­dis­tanzen und enger Bindung an das Gewässer, wie viele Eintagsfliegen und einzelne Köcher­fliegenarten. Für sehr mobile Arten, wie Libellen, spie­len diese Barriere­effekte eine geringere Rolle.

Die Absenkung des Be­stan­des­alters durch Nutzung lange vor der natür­lichen Ausreifung der Waldbäume führt nicht nur in terrestrischen sondern auch aquatischen Lebensräumen zu einem Mangel an Tot­holz. Totholz spielt in Fließgewäs­sern eine wichtige Rolle für die Gewäs­ser­struktur, die Aus­prägung der Strömung und Hydraulik, die Hydrolo­gie und für die Flora und Fauna als Le­bens­raum und Nahrungsquelle (GFG & WBW 2001). Die Bedeutung von Totholz soll hier kurz am Beispiel der Gewäs­ser­struktur, und zwar der Pool-Bildung durch Totholz, dargestellt wer­den. Eine in der Bachsohle wechselnde Abfolge von Flachwasser­ab­schnitten (riffles) und Abschnitten tieferen Wassers (pools) ist typisch für viele Gebirgs- und Berg­bäche, aber auch größere Fließgewässer. Sehr tiefe Pools entstehen durch quer zur Strömung liegendes Totholz. Diese dienen Fischen vor allem bei sommerlichem Niedrigwasser als Zufluchts­ort (Carlson et al. 1990, Gurnell et al. 1995). Sie bie­ten außerdem Schutz vor Prädatoren (z.B. Graureiher) oder bei Hoch­wasser, als Bereiche geringer Strömungs­ge­schwin­dig­keit, in denen sich Fische bevorzugt aufhalten (Maser & Sedell 1994). Es gibt außer­dem Unter­suchungen, die zeigen, dass das Vor­kommen von Pools ein Faktor zu sein scheint, der die Größe von Fisch­populationen limitiert bzw. dass ver­schie­dene Ent­wicklungsstadien und Arten von Fischen unter­schied­liche Typen von Pools, flache oder tiefe, be­vor­zugen (Fausch & Northcote 1991, Bilby & Ward 1989).

Weitere, in Fließgewässern eng mit dem Auftreten von Totholz verbun­dene und aus gewässerökologischer Sicht bedeutende morphologische Struk­turen bzw. Wirkungen sind die Entstehung von Stau­becken als Still­was­serbereiche und die Förderung der lateralen Entwicklung des Ge­wäs­sers durch Seitenerosion. Stillwasserbereiche werden durch quer zur Strö­mung liegendes, die gesamte Gewässerbreite überspannendes Tot­holz ge­bil­det (Bilby & Ward 1989). Die Seitenerosion wird durch Totholz, das die Strömung gegen die Ufer ablenkt, verstärkt, was die Breiten­vari­anz (Wech­sel zwischen Verengungen und Weitungen) erhöht (Gurnell et al. 1995, Robison & Beschta 1990). Totholz kann auf diese Weise auch zur Rena­turierung von Gewässerläufen beitragen (Hering & Reich 1997).

Mit der Förderung der Entstehung von Totholz im Gewässerumfeld kann die Forstwirtschaft zu einer größeren Totholzmenge in Wald­bächen beitra­gen. Unter Be­ach­tung der Bestimmungen des Wassergesetzes (nach § 47 WG B-W sind Stö­rungen des Wasserlaufs zu beseitigen) soll Totholz aus Fließge­wässern im Wald wegen seiner hohen ökologischen Bedeu­tung deshalb nur aus­nahms­weise geräumt werden.

Fragmentierung des Waldes durch Erschließungsmaßnahmen und Hiebs­flächen: Die Auswirkungen von Erschließungsmaßnahmen werden im folgenden Kapitel beschrieben. Eine Fragmentierung des Waldes durch Hiebsflächen in Form von Kahlschlägen bis 1 ha Größe wird, bezogen auf gewässerökolo­gische Aspekte, als unbedenklich eingestuft (Kahlhiebe > 1,0 ha dürfen ge­mäß § 15 LWaldG B-W ohne Genehmigung der Forst­behörde nicht vor­ge­nommen werden).

Wegebau

Die Erschließung des Waldes mit Waldwegen hat zwangs­läufig zur Stö­rung der longitudinalen Durch­gängigkeit durch den Bau von Gewässer­kreu­zungen geführt. Durch diese Gewässerquerungen werden Wan­derbe­wegungen von Fischen und Klein­lebewesen im Gewässer gestört oder sogar unterbunden. Im Waldwegebau werden Kreuzungen von kleine­ren Was­serläufen (Sohlbreite 2 - 3 m) hauptsächlich mit Schleu­der­beton­roh­ren ausgeführt. Deren Durch­wander­barkeit hängt von der Sohl­be­schaf­fen­heit im Rohr, von den Strömungs- und den Licht­ver­hältnissen ab. Außer­dem entstehen unter­halb des Dolen­auslaufs häufig kolkartige Aus­waschungen mit einem mehr oder weniger tiefen Absturz. Tiefe Abstürze am Rohr­auslauf erschweren Kleintieren und Fischen den Einstieg. Klein­lebe­wesen, die auf oder in der Gewässersohle leben, können Rohre mit steilem Gefälle, hohen Durch­fluss­geschwindigkeiten und mit glatter Sohle gegen die Fließrichtung praktisch nicht passieren. Sehr enge und lange (> 25 - 30 m) und damit entsprechend dunkle Dolen werden von Fischen nur noch vereinzelt und sehr lange Bauwerke (> 50 m) wahrscheinlich gar nicht mehr durchwandert (Liebsch et al. 1995).

Im Rahmen der Auswertungen von Daten zu den von der FVA unter­such­ten Waldbächen überraschte die teils hohe Zahl der Gewässerque­rungen sowohl absolut wie relativ, bezogen auf 1 km Gewässerlänge (Tabelle 2). Im besten Fall (Forstamt Villingen-Schwenningen) kommt auf 2 km Ge­wäs­serstrecke im Wald eine, im schlechtesten Fall (Forst­amt Bad Rip­poldsau) alle 175 m und im Durchschnitt über alle fünf betrachteten Forst­ämter hinweg etwa alle 300 m eine – üblicherweise mit Dolen – ausge­führte Ge­wäs­ser­kreuzung.

Um die mit den zahlreichen Gewässerque­rungen verbundenen Aus­wir­kungen vor allem auf die Fischfauna besser beurteilen zu können, wurden für das Forstamt Nür­tingen auf der Basis von Erhebungsdaten nach dem Ver­fahren der FVA Auswertungen zum Zu­stand von 53 Gewässerquerungen für Wald- und Maschinenwege durch­ge­führt. So beträgt die Länge der Ver­do­lungen zwischen 3 m und maximal 33 m, im Mittel 8,5 m. Ältere Rohre haben einen Durchmesser von 30 - 40 cm, neuere zwischen 50 - 100 cm. Der größte gemessene Durch­mes­ser maß 300 cm.

Tab. 2: Gewässerdichte, Wegedichte und Gewässerquerungen (Kreuzungen) im Wald.
Datengrund­lage: ATKIS-Datensatz, Stand 03/2002 (Waldfläche) und LfU-Daten­satz "Fluss10k", Stand 02/2002 (Fließgewässer).
Gewässerdichte, Wegedichte und Gewässerquerungen (Kreuzungen) im Wald.

Ausschlaggebend für die Durchwanderbarkeit von Dolen ist für Fische vor allem die Ein­stiegs­möglich­keit. Bei wenig sprungfähigen Arten wie der Groppe (Cottus gobio) genügen am Rohrauslauf Abstürze von 20 cm Höhe und eine Dole wird zur Wanderbarriere. Von den 53 Dolen hatte sich unterhalb von 19 (36 %) ein Absturz zwischen 10 cm und 80 cm Höhe ausgebildet. Eine Absturz >= 20 cm fand sich noch bei 11 Dolen (21 %), d.h. etwa jede fünfte der untersuchten Gewässerquerungen stellt für die Groppe ein Aus­breitungshin­der­nis dar. Die Durchwander­barkeit kann für diese Fischart nur durch entsprechende Umgestaltungs­maß­nahmen wiederhergestellt werden. Auf entsprechende Möglichkeiten wurde bereits früher ver­wiesen (Bönecke 2002b) bzw. sie sind im Beitrag von Bönecke, Gilly und Rinderspacher be­schrie­ben.

Holzernte und Holzlagerung (Nasslager)

Holzernte: Bei der Entnahme von Holz kann es durch Fällarbeiten und Holz­rücken zur Beschädi­gung von Uferstruk­turen und der Ufer- und Auen­vege­tation kommen. Ein ver­stärkter Feinerdeeintrag in Wald­bäche ist eine mög­liche Folge von Boden­ver­wundungen durch schwere Forstmaschinen. In beiden Fällen sind in Abhängigkeit von der Sensitivität des betroffenen Stand­orts bzw. bei Vorkommen seltener und gefährdeter Tier- und Pflan­zen­arten nachteilige Auswirkungen denkbar. Eine Art die besonders em­pfind­lich auf Sandbewegungen und Schlamm­auf­wir­bel­ung­en reagiert ist z.B. die in Baden-Württemberg vom Aussterben bedrohte Bach­muschel (Unio cras­sus). Sie kommt noch vereinzelt in Fließ­gewässern im Wald vor, vor allem in Mittelläufen von rasch fließen­den Bächen der kollinen Stufe. (LfU 1995, Bayerisches Landesamt für Umwelt­schutz 1995).

Im Zusammenhang mit der maschinellen Holzernte hat die Feiner­schlie­ßung von Waldbe­ständen seit Mitte der 80er Jahre zunehmend an Be­deu­tung gewonnen. Im Hinblick auf die Fließgewässern im Wald sind zwei Punkte zu beachten. Zum einen gelten die unter Kapi­tel 0 für den Waldwegebau beschrie­benen Sachverhalte für den Bau von Gewäs­ser­querungen für Ma­schi­nenwege in vollem Umfang. Zum anderen ist bei den für den Erhalt der technischen Befahrbarkeit von Rückegassen empfoh­lenen baulichen Mitteln, wie Reisigmatten oder punktuelle Befesti­gungen durch Einbringen von Schotter Zurückhaltung geboten. Diese dür­fen auf keinen Fall dafür eingesetzt werden, ein im Verlauf einer Rücke­gasse gele­ge­nes kleines Fließgewässer pas­sier­bar zu machen.

Nasslager: Bei Unter­su­chungen der hessischen Forstlichen Versuchsan­stalt (Hammes 1989, Best et al. 1994) an Proben von Berieselungswasser zeig­ten Mes­sungen von pH-Wert und der elektrischen Leitfähigkeit und die Analyse aus­gewählter an­or­ganischer Was­ser­inhaltsstoffe keine Hin­weise auf be­denk­liche Veränderungen der Wasserqualität. Während der Anfangs­phase der Nasslagerung traten zwar deutliche Anrei­cher­ungs­ef­fekte bei NH4-Konzentrationen, CSB- und BSB5-Werten auf, die aber schon im ersten Jahr der Holzkonservierung wieder deutlich sanken. Es er­gab sich, dass die durch die Nasslagerung freige­setzten organi­schen Ver­bindungen über­wiegend bakteriologisch abbaubar sind und keine toxisch wirkenden Stoffe enthielten. An Wasserproben, die etwa 100 m un­ter­halb der Einlei­tungs­stelle des von den Lagerplätzen ab­fließenden Berie­selungswassers ent­nommen wurden, war keine Beein­flussung der Was­serqualität mehr nach­weisbar. Auf Grund einer umfang­reichen Litera­tur­studie kommt Rupp (2002) zu folgendem Fazit: Für Fließ­ge­wäs­ser gibt es in Verbindung mit Nass­la­gern keine Hin­weise auf akute Schädigungen an Fischbeständen oder gar Fischsterben. Das konzen­trier­te Ein­bringen von Auswaschungen aus Holzmengen über 2.000 Fest­meter stellt nach Rupp jedoch eine stoff­liche Belastung dar, die nega­tive Auswirkungen auf aquatische Le­bens­gemeinschaften haben kann.

Durch die Nasslagerung von Rundholz sind insgesamt keine nachhaltigen negativen Auswirkungen auf Fließgewässer zu erwarten, wenn ent­spre­chende Vorgaben bei Einrichtung und Betrieb von Nasslagerplätzen ein­ge­hal­ten werden (z.B. FD Frei­burg 2000).

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  • Dieser Beitrag ist Teil des Ratgebers "Handbuch Wald & Wasser".
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