von Josefin Mewes | Donnerstag, 21 April, 2016 | Aktuelles, Bauüberwachung und Umweltbaubegleitung, Hochwasser, Hochwasserschutz, Ingenieurbiologie, Ingenieurbiologie - Bauausführung, Naturnaher Wasserbau und Ingenieurbiologie
Beim Hochwasser 2013 kam es an der Freiberger Mulde bei Nossen zu Schäden an einem Prallhang. Aufgrund des Hochwassers strömten die ankommenden Wassermassen direkt gegen den Damm einer Wasserkraftanlage. Der eigentliche Gleithang (bei Abfluss im Gerinne) wurde dadurch zu einem Prallhang. Die Dammböschung der Wasserkraftanlage zur Freiberger Mulde wurde auf einer Länge von ca. 70 Metern zerstört und musste neu gesichert werden. Zur Einbindung der neuen Ufersicherung in die Umgebung forderte die zuständige Untere Wasserbehörde eine naturnahe Ufersicherung.
Aufgrund der beengten Platzverhältnisse wurde die neue Böschung im Zuge der Hochwasserschadensbeseitigung mit einer Kombination aus begrüntem Steinsatz und begrünter Steinschüttung mit Wasserbausteinen LMB 60/300 bzw. 40/200 nach TLW 2003 gesichert. Im Auftrag des Betreibers der Wasserkraftanlage erfolgte die Planung und Bauüberwachung durch Stowasserplan.
Im Folgenden zeigen einige Bilder das Baugeschehen im vergangenen Herbst an der Freiberger Mulde …
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- Die Fußsteinreihe wurde aus Wasserbausteinen LMB 60/300, in Beton gesetzt und gründet damit die Ufersicherung im anstehenden Fels (Blick in Fließrichtung, Oktober 2015).
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- Eine Buschlage (austriebsfähige Weidenäste) über der Fußsteinreihe bildet die erste Lage des begrünten Steinsatzes.
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- Die zweite Lage wurde als Kombination von Hecken- und Buschlagen ausgeführt. Lange Weidenäste (Länge bis zu 4,0 m, ca. 1 Ast pro lfm) sorgen dabei langfristig für einen Wurzelschluss tief in der Böschung. Neben den Weidenästen wurden Erlenjungpflanzen in die zweite Lage eingebaut.
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- Die Jungpflanzen und Weidenäste wurden mit Feinmaterial übererdet. An der vorprofilierten Böschung wurde ein Filter eingebaut. Der weitere Böschungsaufbau erfolgte als Steinschüttung.
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- Die weiteren Lagen sind als Heckenlagen (Gehölzjungpflanzen – Mischungen aus standortheimischen Gehölzen – Forstware von Erle, Esche, Ahorn, Linde) ausgeführt. Aus den Heckenlagen wird sich mittelfristig ein Gehölzaufwuchs an der Böschung etablieren, der für eine Verklammerung zwischen Wasserbausteinen, Filter und anstehenden Boden sorgt und damit die Standsicherheit der Böschung erhöht.
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- Die weiteren Lagen sind als Heckenlagen (Gehölzjungpflanzen – Mischungen aus standortheimischen Gehölzen – Forstware von Erle, Esche, Ahorn, Linde) ausgeführt. Aus den Heckenlagen wird sich mittelfristig ein Gehölzaufwuchs an der Böschung etablieren, der für eine Verklammerung zwischen Wasserbausteinen, Filter und anstehenden Boden sorgt und damit die Standsicherheit der Böschung erhöht.
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- Im November 2015 wurden die Arbeiten zur Hangsicherung fertiggestellt (Blick in Fließrichtung).
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- Rund fünf Monate nach der Fertigstellung, kann ein erfolgreiches Anwachsen der Weiden und Gehölzjungpflanzen beobachtet werden (Stand April 2016).
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- Detail Austrieb Heckenbuschlage (April 2016)
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- Detail Austrieb Buschlage (April 2016)
von Jana Salim | Mittwoch, 1 April, 2015 | Aktuelles, Ingenieurbiologie, Ingenieurbiologie - Bauausführung
Am Ende der Vegetationsruhe – also genau in den Monaten März und April ist die beste Zeit für den Einbau ingenieurbiologischer Bauweisen. Die lebenden Pflanzen und Pflanzenteile, die mit den Bauweisen eingebracht werden, können mit Beginn der Vegetationszeit direkt nach dem Einbau anfangen auszutreiben und zu wachsen.
Wir bauen, Sie auch? | Ingenieurbiologie – Auch mit einfachen Mitteln zum Ziel
Mit wenig Aufwand sollen im Rahmen der Gewässerunterhaltung die Ufer des Mutzschener Wassers in Grimma gesichert werden, um die beginnende eigendynamische Entwicklung gesteuert zu unterstützen und ein weiteres Abtragen der angrenzenden landwirtschaftlichen Flächen zu verhindern. Gleichzeitig soll die Strukturanreicherung durch begleitende Ufergehölze und deren Beschattung in diesem Bereich den künftigen Unterhaltungsaufwand am Gewässer extensivieren. Zu diesem Zweck werden dort derzeit im Rahmen der Gewässerunterhaltung in Abstimmung mit dem Pächter der landwirtschaftlichen Flächen und der Stadt Grimma inklinante Rechenbuhnen, Inselbuhnen, Setzstangen und Steckhölzer auf rund 900 Metern eingebaut.
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- Inklinante (stromaufwärts gerichtete) Buhnen und Weidensetzstangen am Mutzschener Wasser (Foto: stromabwärts)
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- Der Stromstrich wird vom linken Ufer abgelenkt. Jeweils vor und hinter den Buhnen enstehen Anlandungen. Zusätzlich sichern Weidensetzstangen die linke Uferseite. Sie initiieren die zukünftige Ufervegetation.
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- Mutzschener Wasser stromaufwärts fotografiert (Inklinante Buhnen und Weidensetzstangen).
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- Durch die aufeinanderfolgenden inklinanten Buhnen wird der Stromstrich dauerhaft vom linken Ufer (in Fließrichtung) abgelenkt - die landwirtschaftlichen Flächen werden damit langfristig vor dem weiteren Abtragen des Ufers gesichert.
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- Dreieckbuhnen aus dicht nebeneinander eingeschlagenen Weidensetzstangen teilen den Stromstrich.
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- Die Dreiecksbuhne verteilt den monotonen und auf die Bachmitte konzentierten Stromstrich im Bachbett. Deklinante (stromabwärts gerichtete) Buhnen tragen im überströmten Zustand zur Erosion des rechten Ufers bei. Durch diese kombinierte Maßnahme erhöhen sich Breiten- und Tiefenvarianz und Struktur- und Habitatvielfalt nehmen zu. Durch das Austreiben der Weidensetzstangen und die Entfaltung der Wirkungsweise der Bauweisen wird ebenfalls die fließende Retention erhöht, was zu einer Abflussverzögerung im landwirtschaftlichen Bereich beiträgt. Das linke Ufer, auf der Seite der landwirtschaftlichen Flächen, sichern Weidensetzstangen.
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- Dreiecksbuhne und deklinante Buhnen werden umströmt (Mittelwasser)
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- Dreiecksbuhne und deklinante Buhnen werden überströmt (Hochwasser).
Im Rahmen des Gesamtkonzeptes für die Große Kreisstadt Grimma soll das Mutzschener Wasser südöstlich von Wagelwitz zu einem Strahlursprung umgestaltet bzw. entwickelt werden. Ein Strahlursprung im Sinne der Trittstein- und Strahlwirkungskonzeption (nach EG-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL)) stellt einen naturnahen Gewässerabschnitt mit gewässertypischen Strukturen dar, der eine zusammenhängende Mindestlänge von 500 Metern aufweist. Der Ansatz Gewässerstrukturen gemäß dieser Anforderungen herzustellen, liegt neben dem Anliegen der Verbesserung des ökologischen Zustandes darin, dass naturnahe Gewässerabschnitte einen geringen Unterhaltungsaufwand benötigen, da sie sich selbst regulieren. In Teilbereichen sind an diesem Gewässerabschnitt bereits entsprechende Strukturen vorhanden.
Maßnahmen dieser Art müssen natürlich vorab großräumig betrachtet werden, um keine nachteiligen Auswirkungen im Bezug auf die bestehende Hochwassersituation zu riskieren. Diese Gesamtbetrachtung wurde gemeinsam mit der Großen Kreisstadt Grimma und Ingbiotools vorgenommen mit dem Ziel Synergieeffekte zwischen Hochwasservorsorge und Gewässerentwicklung zu nutzen. Grundsätzlich werden dabei Bereiche außerhalb von Ortslagen vorrangig für den Erhalt, die Entwicklung oder Herstellung von naturnahen Fließgewässerabschnitten vorgesehen. Mit dieser Vorgehensweise wird innerhalb der Ortslagen das Hochwasserrisiko verringert, der Abfluss in der freien Landschaft verzögert und die eintreffenden Wasser- und Sedimentmassen in der Ortschaft vermindert.
Am Beispiel der jetzt am Mutzschener Wasser eingebauten ingenieurbiologischen Bauweisen wird deutlich, dass die Durchführung von kostengünstigen Maßnahmen im Rahmen der Gewässerunterhaltung mit geringem Aufwand zum Hochwasserschutz und zur Gewässerentwicklung beitragen kann.
von Dr.-Ing. Andreas Stowasser | Donnerstag, 7 August, 2014 | Ingenieurbiologie - Bauausführung, Ingenieurbiologie - Erfolgskontrolle, Ingenieurbiologie - Vegetationsentwicklung
Trotz massivem Uferverbau an einer fast 90° Krümmung schaffen inklinante Buhnen in Verbindung mit einer begrünten Steinschüttung ein Mindestmaß an Gewässerstrukturen. Sehr wenig Platz durch die Begrenzung des Gewässerbettes durch Privatgrundstücke erforderte die Ufersicherung durch einen mit Strauchweiden, Pfaffenhütchen, Haselnuss und Wasserschneeball begrünten Steinsatz.
Eigentlich gehört ein derartig massiver Steinverbau, wie an den Ufern der Roda in Laasdorf (siehe Video-Hochwasser 2013 an der Roda ohne Buhnen), nicht in die Fließgewässerlandschaft „Holozäne Aufschüttung der Aue“ (TH-B, Import aus SOFIE® SITE). Aber nach fast zwei Jahren zähen Ringens konnten der Roda rechts und links nur wenige Meter zusätzliche Fläche von den angrenzenden Privatgrundstücken zur Verfügung gestellt werden. Das Gleitufer konnte wenigstens teilweise abgeflacht werden und erhielt aufgrund der hohen hydraulischen Belastung ein Buschbauleitwerk als Ufersicherung. Am Prallhang blieb aufgrund der erforderlichen hydraulischen Leistungsfähigkeit nur ein sehr steiler Verbau in Form des Steinsatzes. Als Verwitterungsprodukt des Bundsandsteins ist die Sohle der Roda über weite Abschnitte durch Feinsande geprägt. Die machen eine stabile Gründung des Steinsatzes nicht gerade einfach. Aufgrund des ausgeprägten Prallhanges besteht auch bei fachgerechter und tiefer Gründung der Fußsteine des Steinsatzes die Gefahr, dass sich im lockeren Sand eine Tiefenrinne unmittelbar am Fuß des Prallhanges ausbildet. Dies kann bei Extremereignissen zur Ausspülung der Fußsicherung bzw. zur Unterspülung des Steinsatzes und damit zum Einstürzen und Versagen der Ufersicherung führen.
Video-Hochwasser 2013 an der Roda ohne Buhnen
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Mit dem Einbau inklinanter (in Fließrichtung ausgerichteter) Buhnen lässt sich diese Gefahr vermeiden. Und gleichzeitig trotz des Verbaus Gewässerstrukturen schaffen! Die inklinanten Buhnen wirken strömungslenkend, d. h. sie lenken die Strömung weg vom Prallufer in Richtung Bachmitte. Der Böschungsfuß bleibt geschützt, selbst wenn die Buhne überströmt wird. In den strömungsberuhigten Buhnenfeldern kann sich sogar Feinsediment ablagern und es entstehen Flachwasserbereiche anstatt der sonst am Prallhang üblichen Tiefenrinne. Am Buhnenkopf bilden sich im Strömungsabriss Turbulenzen und Wirbel, die Sedimentablagerungen an der Gewässersohle verhindern – dieser Effekt wirkt sogar bis zum gegenüber liegenden Gleithang. Der abflusswirksame Querschnitt bleibt damit trotz der Krümmung auf Dauer gesichert (siehe Video-Inklinante Buhnen an der Roda in Laasdorf – Strömungsabriss und Sedimentation).
Video-Inklinante Buhnen an der Roda in Laasdorf – Strömungsabriss und Sedimentation
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Während der Bauzeit Ende Mai / Anfang Juni 2013 war der Prallhang beim Extremhochwasser 2013, dass an der Roda den Wert eines HQ 100 überschritt, extremen Belastungen ausgesetzt (siehe Video-Hochwasser 2013 an der Roda ohne Buhnen). Entlang des Prallhangs hatte sich im Verlauf des fast drei Tage andauernden Hochwasserereignisses mit mehreren Scheitelwellen eine bis zu 1,2 Meter tiefe Rinne in der sandigen Sohle gebildet. Die Standsicherheit der Uferböschung war entsprechend kritisch. Zum Glück hat der Steinsatz trotz der noch nicht eingebauten Buhnen gehalten. Am Ende der zum Zeitpunkt des Hochwassers noch nicht fertiggestellten Steinverbauung entstand jedoch ein bis zu 3 m hoher Uferabbruch! Die bereits vor dem Hochwasser geplanten inklinanten Buhnen wurden nach dem Ereignis zügig eingebaut (siehe Video-Inklinante Buhnen im Bau an der Roda in Laasdorf).
Video-Inklinante Buhnen im Bau an der Roda in Laasdorf
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Die in den Steinsatz eingebauten Gehölze sind gut angewachsen und erhöhen die Stabilität der Ufersicherung zunehmend. Durch die Buhnen werden kritische Situationen bei Hochwasser effektiv verhindert. Als ich letzen Montag bei einem kleineren Hochwasser an der Roda in Laasdorf war, entstand folgendes Video, auf dem der stömungslenkende Effekt der Buhnen gut zu erkennen ist (siehe Video-Vegetationsentwicklung und Strömungslenkung an der Roda in Laasdorf).
Video-Vegetationsentwicklung und Strömungslenkung an der Roda in Laasdorf
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von Dr.-Ing. Andreas Stowasser | Montag, 17 März, 2014 | Aktuelles, Ingenieurbiologie, Ingenieurbiologie - Bauausführung
Am Ende der Vegetationsruhe – also genau in den Monaten März und April ist die beste Zeit für den Einbau ingenieurbiologischer Bauweisen. Die lebenden Pflanzen und Pflanzenteile, die mit den Bauweisen eingebracht werden, können mit Beginn der Vegetationszeit direkt nach dem Einbau anfangen auszutreiben und zu wachsen. Der Wirkungsgrad der Bauweise nimmt beständig und in sehr kurzer Zeit zu! Das kritische Initialstadium – also der Zeitraum, den Bauweisen benötigen, bis sie ihre volle Wirkung erreicht haben – ist dank der meist guten Wachstumsbedingungen im Frühjahr entsprechend kurz. Ausgeglichene Temperatur- und Feuchteverhältnisse kennzeichnen diesen Zeitraum und lassen damit gute Aussichten für ein erfolgreiches Anwachsen der ingenieurbiologischen Bauweisen zu.
„JETZT ist die beste Zeit zu bauen! – Wir bauen, Sie auch?“
Ein sehr interessantes Projekt unseres Büros Stowasserplan, bei dem derzeitig ingenieurbiologische Bauweisen zum Einsatz kommen, befindet sich in Dresden Zschieren. Dort nimmt ein neuer, fast 1,5 km langer Elbseitenarm zunehmend Gestalt an. Der Elbseitenarm ist eine der wichtigsten Ausgleichsmaßnahmen für den Bau der Waldschlößchenbrücke in Dresden. Ingenieurbiologie dient dort zur Ufersicherung und Uferstrukturierung.
Eingebaut werden große Lebendbuhnen, deren Material aus der Pflege der angrenzenden Kopfweiden gewonnen wurde. Die Buhnen schützen nicht nur das Ufer, sondern dienen sofort nach ihrem Einbau auch als Fischunterstände und Strukturelemente. Kaum zu glauben, aber in wenigen Wochen werden sich aus den Buhnen Weidengebüsche entwickelt haben!
Neben den Buhnen werden auch weitere Lebendbauweisen eingebaut: Begrünte Steinschüttungen in besonders durch Erosion gefährdeten Bereichen – Faschinen, Steckhölzer und Weidensetzstangen in Abschnitten, in denen mehr Eigendynamik zugelassen werden kann.
Die Fotos vom aktuellen Baugeschehen zeigen die noch nicht ausgetriebenen Bauweisen. Hier wird in den nächsten Wochen viel Grün entstehen – da kam der Regen der letzten Tage genau richtig! Das Einzige, was noch gravierende Einschränkungen auf das Wachstum der Weiden haben kann, ist der Appetit des Elbebibers! Mal sehen, wie schnell der neue Lebensraum mit für ihn reich gedecktem Tisch besiedelt wird …
von Tobias Scholze | Dienstag, 19 Februar, 2013 | Aktuelles, Ingenieurbiologie - Bauausführung
In der Gemeinde Laasdorf im Südlichen Saaletal des Freistaates Thüringen beginnen derzeit die Baumaßnahmen zur naturnahen Umgestaltung der Roda. Ingenieurbiologische Bauweisen sollen helfen die Gewässerstruktur zu verbessern und die Ufer zu stabilisieren.
Die Roda in Laasdorf – die Eckdaten
Die Roda ist ein Zufluss der Saale im östlichen Thüringen. Laasdorf ist eines der Tälerdörfer, das für das Tal der Roda charakteristisch ist. Neben naturnahen Bereichen und Ufern verläuft die Roda in einigen Abschnitten in der Ortslage begradigt. Das Profil der Roda ist durch Erosion tief in das Sohlental eingeschnitten, sodass sich ein kastenförmiges Gewässerbett ausgebildet hat. Lebensraumschaffende Strukturen fehlen in diesen geraden Bereichen mitunter völlig.
Jedoch sind in der Siedlung Laasdorf auch gewässertypische Elemente anzutreffen, wie überhängende Ufer mit Uferabbrüchen. So durchfließt der Mittelgebirgsbach die Ortslage auch in Teilen geschwungen. Die typische Überdeckung der schlammig-sandigen Bereiche mit unterschiedlichen Anteilen von Kiesen und Löss sowie eingetragene Bestandteile wie Falllaub und Totholz führen in den Mittelgebirgslagen zu einer vergleichsweise großen Substratvielfalt.
Bei einem solchen Spektrum an Strukturen fühlt sich auch die für Mittelgebirgsbäche typische Fauna wohl. Charakteristische Arten wie Bachforelle, Groppe und Bachneunauge finden ihren Verbreitungsraum. Insbesondere die als Querder bezeichneten Larven der Bachneunaugen, welche auf eine heterogene Verteilung der Bodensubstrate angewiesen sind, finden in diesem Bachtyp zahlreiche geeignete Lebensräume.
Beraten, Planen, Bauen – Was wir tun…
Seit 2010 planen und beraten unsere Ingenieure vom Büro Stowasserplan zusammen mit der Gemeinde, um die Roda in verbauten und beeinträchtigten Bereichen ihrer natürlichen Gestalt anzunähern. Gemäß der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie, die eine ganzheitliche Betrachtung der Gewässer und eine Verbesserung oder den Erhalt des ökologischen Zustandes fordert, wird die Roda in Teilbereichen naturnah umgestaltet und dabei die Gewässerstruktur verbessert. Bei solchen Vorhaben an Fließgewässern in Ortschaften werden vielerlei Interessen berührt, die es gilt zur Umsetzung solcher Planungen zusammen zu bringen.
Im November letzten Jahres sind die Planungen zur naturnahen Gestaltung von der unteren Wasserbehörde Eisenberg genehmigt worden. Es ist geplant den naturfernen Uferverbau in der Siedlung rückzubauen, einige Uferabschnitte abzuflachen und verschiedene naturnahe Bauweisen zur Strukturierung der Sohle und Ufer einzubringen. Diese Maßnahmen dienen zur Herstellung naturnaher Gewässerstrukturen sowie zur Initiierung eigendynamischer Prozesse. In Bereichen, wo auf eine Ufersicherung nicht verzichtet werden kann, wird diese durch ingenieurbiologische Bauweisen realisiert.
Der Baubeginn erfolgte am 04.02.2013. Ich freue mich auf eine anspruchsvolle Baustelle!
Über den Fortschritt der Bauarbeiten werden wir Sie natürlich auf dem Laufenden halten…
…Hier haben wir für Sie einige erste Impressionen zum aktuellen Geschehen – Lesen Sie in der folgenden Bildergalerie nach!
Pressemitteilung der Thüringischen Landeszeitung und
Verbaut und befestigt – Das geht auch anders!
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- Pressemitteilung der Thüringischen Landeszeitung vom 10.01.2013
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- Verbaut und befestigt - Das geht auch anders!
In diesem Bereich der Roda ist vorgesehen die Betonrasengitterplatten rückzubauen, die Ufer abzuflachen sowie einen gewässerbegleitenden Pflegeweg anzulegen. Die standortfremden Gehölze sollen zugunsten der Förderung eines typischen altersgestuften bachbegleitenden Gehölzbestandes weichen. Nach der potentiellen natürlichen Vegetation (pnV) würden hier hauptsächlich Schwarzerlen neben Eschen und Traubenkirschen sowie Holunder und Haselnuß, gesäumt Mädesüß-Gesellschaften vorkommen.
Um die erforderliche Sicherheit in der Siedlung zu gewährleisten und gleichzeitig den Stromstrich des Mittegebirgsbaches möglichst abwechslungsreich zu gestalten, wird als ingenieurbiologische Bauweise ein begrünter Steinsatz mit vorgelagerten Blockbuhnen zur Strömungslenkung in das linke Ufer (den Prallhang) eingebaut. Der Gleithang am rechten Ufer wird aufgrund der sehr beengten Platzverhältnisse durch ein Buschbauleitwerk gesichert, welches wie auch der begrünte Steinsatz eine sofortige Schutzwirkung nach Baufertigstellung aufweist. Mit Entwicklung der Lebendmaterialien und dem Heranwachsen der Pflanzen erhöht sich der Wirkungsgrad der Ufersicherung und die gebildeten Strukturen aus den verwendeten Gehölzen liefern die notwendigen Elemente für die Bildung von vielfältigen Lebensräumen.
