Über das Projekt

Einleitung

Im Zeitraum von April bis November 2021 führten wir unser Umweltbildungsprojekt NATUR braucht NACHT in Leipzig durch. Mit abwechslungsreichen Programmpunkten boten wir interessierten Schüler*innen und Studierenden sowie engagierten Natur- und Nachtschützer*innen die Gelegenheit, mehr über die (Licht)-Bedürfnisse der heimischen Tier- und Pflanzenwelt zu erfahren und zugleich Bürgerwissenschaftliche Forschungsprojekte zu unterstützen.

Den Teilnehmenden wurde die Bedeutung von Lichtverschmutzung unter anderem bezogen auf die Bestäubungsleistung, die Fischwanderung, das Blaualgenwachstum, den Vogelzug und die Winterruhe bei Pflanzen verdeutlicht.

1. Zielsetzung

Wir hatten uns zum Ziel gesetzt, Schüler*innen und Studierenden Kenntnisse über die heimische Tier- und Pflanzenwelt sowie Wissens- und Handlungskompetenz im Umgang mit künstlicher Beleuchtung zu vermitteln. Hierdurch beabsichtigten wir, die Projektteilnehmenden darin zu befähigen, fortan im eigenen ökologischen Umfeld selbstwirksam tätig werden zu können.

2. Erarbeitung von Aufgabenstellungen

Die von uns angebotenen Aufgabenstellungen umfassten die Fachbereiche Astronomie, Biologie, Geografie, Physik und Soziales.

Dabei war das Beobachten anhand der Reizwahrnehmung der eigenen Sinnesorgane und ergänzend unter Verwendung von technischen Aufnahme- und Messgeräten gefragt.
Überdies galt es grundlegende Fragen zu diskutieren; wie den biologischen Nutzen von Licht und Dunkelheit für die Natur, die Veränderungen des Sonnenlichts über den Tagesverlauf sowie zu den jeweiligen Jahreszeiten, die Veränderungen des Mondlichtes während der verschiedenen Mondphasen, die von künstlicher nächtlicher Beleuchtung ausgehende photosynthetisch aktive Strahlung, die ökologische und wirtschaftliche Bedeutung Bestäubung leistender Insekten im Freistaat Sachsen bzw. bundesweit und global betrachtet, die Sicherheitsrelevanz nächtlicher Beleuchtung hinsichtlich des Unfallrisikos und der Verübung von Straftaten oder aber die Umweltverträglichkeit von unterschiedlichen künstlichen Lichtquellen – neben der Lichtwirkung auch bezogen auf die eingesetzten Rohstoffe, die Herstellungsbedingungen, die Entsorgungswege ebenso wie Rohstoffrückgewinnungsmöglichkeiten.

Demgemäß bauten wir die Fragestellungen innerhalb der jeweiligen Fachbereiche aufeinander auf, um uns so schrittweise gemeinsam einer Erkenntnis zu nähern.

3. Festlegung potenzieller Mess- und Beobachtungsstandorte

Innerhalb unseres Projektteams überlegten wir uns Bedingungen für potenzielle Messstandorte und glichen diese mit uns bekannten Arealen im Stadtgebiet ab. Hierbei orientierten wir uns an der Möglichkeit zur Natur- und Himmelsbeobachtung, der Verfügbarkeit unterschiedlicher Lichtpunktarten, der Erreichbarkeit sowie der Bedeutung für die Stadt Leipzig.

Um die unterschiedlichen Lichtbedingungen der Stadt Leipzig bestmöglich abbilden zu können, wählten wir als Mess- und Beobachtungsstandorte ein städtisches und ein dörfliches Wohngebiet, die Innenstadt, die Arena Leipzig als Sport- und Veranstaltungsstätte, ein Gewerbegebiet, das Alte und das Neue Messegelände, eine innerstädtische Parkanlage, das Lichtschutzgebiet, eine landwirtschaftliche Nutzfläche, ein Fließgewässer sowie ein Naherholungsgebiet.

Im nächsten Schritt galt es zu klären, ob die Bedingungen vor Ort mit unseren Vorstellungen übereinstimmen würden. Beim nächsten Treffen suchten wir folglich die abgestimmten Mess- und Beobachtungsstandorte auf, um für unser Projekt infrage kommende Lichtpunkte festzulegen. Ein wesentliches Auswahlkriterium bestand in der Verfügbarkeit drei identischer Exemplare je Lichtpunktart. Hierdurch ließen sich für uns verlässliche Werte ermitteln und zugleich mögliche Abweichungen von Lichtparametern miterfassen.

Aufgrund der optimalen Erreichbarkeit und vielfältiger Lichtpunktarten entschieden wir uns als Übungs-Parcours schließlich für das Gebiet der Leipziger Alten Messe. Fortan sollten Teilnehmende auf diesem Gelände von uns in der Anwendung der Messinstrumente unterwiesen werden. Durch die Reproduzierbarkeit ließen sich für uns somit Ungenauigkeiten und Fehler in der Anwendung von Messgeräten nachvollziehen.

4. Festlegung vergleichsrelevanter Messgrößen

Das folgende Treffen nutzten wir, um Parameter für das Messprotokoll abzustimmen. Hierzu war es erforderlich, alle Messgrößen der Fachbereiche Astronomie, Biologie und Physik zusammenzuführen. Es galt zu klären, wie die einzelnen Messgrößen zueinander in Beziehung stehen und sich womöglich wechselseitig beeinflussen.

Neben der Bestimmung von Himmelshelligkeit und das Pflanzenwachstum fördernder Wellenlängenbereiche künstlichen Lichts, waren für uns die Anlockwirkung, das Beeinträchtigungs- sowie Desorientierungspotenzial und eine Störung biologischer Rhythmiken von Interesse. Anhand dessen legten wir die Messbereiche fest, mittels derer wir Vergleiche zwischen den einzelnen Lichtpunkten sowie den Messstandorten vornehmen konnten.

5. Testdurchläufe

5.1 Unerwartete Ultraschall-Quellen

Beim bspw. für Fledermäuse bedeutsamem Aufspüren möglicher Ultraschall-Emissionsquellen im Stadtgebiet, stellten wir fest, dass an den Straßenbahnhaltestellen mit Einfahrt einer Straßenbahn Ultraschall bei 50-51 kHz emittiert wird. Wird die Haltestelle nicht frequentiert, sinkt der Wert wieder auf die zuvor stadtüblichen 16-19 kHz.

Eindeutige Werte für eine Ultraschall-Emission der im Außenbereich vermessenen Lichtpunkte, wie Straßen- und Wegebeleuchtung, Signalanlagen, Objektbeleuchtung oder Werbe-Installationen, ließen sich hingegen nicht zweifelsfrei bestimmen. Lediglich bei einzelnen Pkw fanden wir Hinweise auf Ultraschall-Emissionen im Bereich von bis zu 48 kHz, vermutlich ausgelöst durch die Lichtmaschine. Zum Vergleich: bei Parkassistenten von Pkw maßen wir 50-51 kHz.

Im Innenbereich wurden wir schließlich bei einem Gleichrichter einer Büroleuchte fündig, der Ultraschall bei 68 kHz aussandte.

Zur Bestimmung der Ultraschall-Belastung, ausgelöst durch vorschaltbetriebene Lichtpunkte, sind folglich weitere Beobachtungen erforderlich.

5.2 Hell beleuchtete Waldstraße

Bei unserer Sternenbeobachtung im Leipziger Auwald stießen wir inmitten des Lichtschutzgebietes auf die, des Nachts hell erleuchtete Hans-Driesch-Straße. Nicht nur sind die, die Hans-Driesch-Straße säumenden Straßenlaternen mit ihren am Boden gemessenen 17,6 lx unverhältnismäßig grell, sie flimmern auch bei 1,5 kHz mit einer Modulationstiefe von annähernd 100 %. Den Lichtbedürfnissen verschiedenster Waldbewohner kann demgemäß mit dieser Beleuchtung nicht Rechnung getragen werden. Für ein Lichtschutzgebiet ist die Ausleuchtung der Hans-Driesch-Straße überdies unverhältnismäßig überdimensioniert.

5.3 Umfangreiche Vermessung und Kartierung von Lichtpunkten

Einen weiteren Testdurchlauf zur Ermittlung der Lichtsituation unternahmen wir auf dem Gelände der Leipziger Alten Messe – unserem Übungsparcours.

Während des 3-stündigen Aufenthaltes im Messgebiet fanden wir keine Anzeichen für Fledermausbewegungen. Entgegen unserer Erwartung waren auch keine, durch Lichtpunkte verursachte Ultraschall-Emissionen auszumachen. Jene blieben auf die Straßenbahnhaltestelle der Alten Messe sowie vereinzelte Kfz beschränkt.

Lichtflimmern in einem niedrigen und für visuell schnellauflösende Tierarten folglich problematischen Frequenzbereich, konnte für alle untersuchten Lichtpunkte bestätigt werden. Dies betraf gleichermaßen Straßenlaternen unterschiedlicher Bauform, ausgerüstet mit verschiedenen Leuchtmitteln, wie auch beleuchtete Werbeanlagen und die Innenbeleuchtung der Haltestellenhäuschen. Erfasst hatten wir das Lichtflimmern mittels unserer GoPro 8 Actioncam, die 240 Bilder pro Sekunde aufzeichnen kann und somit auch sensibel auf das Modulationsverhalten niedrig taktender Lichtpunkte reagiert.

Trotz unterschiedlicher Lichtpunkthöhen, Farbtemperaturen, Lichtintensitäten, Abstrahlwinkel oder Leuchtmittelarten war eine Bewertung der Anlockwirkung von Insekten durch einzelne Lichtpunkte für uns nicht gelingend durchführbar. Womöglich war hierzu das Gelände zu umfassend beleuchtet, womit eine Streuwirkung durch in der Luft befindliche Aerosole bewirkt werden kann. Am Messtag war es trocken, windig und nicht bewölkt.

Auch nutzen wir die Gelegenheit, den Prototyp der „Nachtlichter“-App des Geoforschungszentrums (GFZ) zu erproben. Vor Nutzung der App war ein umfangreiches Tutorial zu absolvieren. Wir kartographierten die Eggebrechtstraße an der Nordwestseite des Porta-Möbelhauses. Fragen und Probleme meldeten wir dem Entwicklerteam des GFZ zurück, welches unsere Anmerkungen dankend umsetzte.

6. NATUR braucht NACHT Umweltbildungswoche

Zusätzlich zu den, für Leipziger Bildungseinrichtungen individuell angebotenen Terminen, führten wir vom 11. bis zum 16. Oktober 2021 eine Umweltbildungswoche mit verschiedenen Programmpunkten durch.

6.1 Auwaldwanderung

So stand am Montag in der Zeit von 16:00 – 18:30 Uhr eine Wanderung durch den Leipziger Auwald an, zu der Chemiker, Forstzoologe, Ökologe und Naturschützer Prof. Bernd Gerken den Teilnehmenden heimische Arten mit ihren typischen Lebensräumen und (Licht)-Bedürfnissen näherbrachte.

Im Verlauf der Wanderung bekamen wir eine ehrfürchtige Ahnung von der Komplexität und Kreativität biologischer Zusammenhänge. Wir erfuhren von geschützten Arten – wie dem im Auwald lebenden Eremiten-Käfer, von der tausendfachen Vielfalt nachtbestäubender Insekten, vom Paarungstanz der Glühwürmchen, von Bodenorganismen und ihrer Wichtigkeit für ein intaktes Waldökosystem, vom Grund für die Rotfärbung der Rotalge, von der nächtlichen Futtersuche von Fuchs, Igel und Fledermaus, von nahrhafter Blätterkost der hiesigen Laubbäume, vom Brutverhalten heimischer Waldvögel, von der Symbiose zwischen Bäumen und der sie bewohnenden Insekten oder auch von der Nützlichkeit baumbesiedelnder Flechten.

6.2 Vortrag + Pflanzenbestimmung

Einleitend hielt Dr. med. Burkhard Kirchberg auf dem Weg zum Gipfel des Fockebergs einen Vortrag zum Thema „Wald & Gesundheit“. Darin führte er aus, welch vielfältigen medizinischen, therapeutischen sowie präventiven Nutzen der Leipziger Auwald für uns alle hat. Und warum.

Im Anschluss daran setzen wir unseren Weg zwecks Pflanzenbestimmung bergan fort. Durch das Kartieren heimischer Pflanzen mittels der „Flora Incognita“-App wollten wir den Teilnehmenden einen neuen Blick auf die uns umgebende Natur vermitteln, dabei geschützte Arten sowie „Fledermauspflanzen“ ausfindig machen und zugleich das Forschungsprojekt des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena und der TU Ilmenau unterstützen.

6.3 Kartierung der Lichtverschmutzung

Für Mittwoch, den 13. Oktober, stand in der Zeit von 18:00 – 22:00 Uhr das Kartographieren der Lichtverschmutzung auf dem Gelände der Leipziger Alten Messe an. Zum Lichterzählen nutzen wir die „Nachtlichter“-App des GFZ.

Zusammen mit dem GFZ hatten wir vorab in einem mehrstufigen Verfahren Messabschnitte (Transekte) definiert und diese programmieren lassen, um unseren Teilnehmenden das Erfassen der Lichtverschmutzung innerhalb Leipzigs mittels der „Nachtlichter“-App zu ermöglichen.

Dr. Nona Schulte-Römer, Wissenschaftlerin im Bereich Fernerkundung & Geoinformatik am GFZ stellte uns ihr Projekt persönlich vor und betonte hierbei die Dringlichkeit einer Eindämmung der Lichtverschmutzung zum Erhalt des ökologischen Gleichgewichts.

Bevor es losgehen konnte war ein Tutorial zu absolvieren, um für eine treffsichere Eintragung fit gemacht zu werden. Dann ging es in Zweiergruppen ans Lichterzählen.

6.4 Messtour

Donnerstag begaben wir uns für die Zeit von 18:00 – 22:00 Uhr abermals zur Leipziger Alten Messe. Diesmal stand das Erfassen und Vergleichen unterschiedlicher Lichtpunkte mittels professioneller Handmessgeräte auf dem Plan. Mit dem Ziel, die dort vorzufindenden Lichtpunkte hinsichtlich ihrer Verträglichkeit für Mensch, Tier und Pflanze zu bewerten.

Angaben zu witterungsbedingten oder die Umgebungshelligkeit betreffenden Messbedingungen, ebenso wie zur Bauart, Lichtpunkthöhe und Objektnummer des Messobjekts, wurden zusammen mit den – in 13 Kategorien unterteilten – ermittelten Messwerten in unser Messprotokoll eingetragen.

Für die Messungen kamen ein kalibriertes Spektrometer, ein kalibrierter Fledermausdetektor mit 18-130 kHz Frequenzbereich, ein kalibriertes Flickermeter sowie unsere Actioncam mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 240 Bildern pro Sekunde zum Einsatz.

Um mögliche Abweichungen in den Eigenschaften der Lichtpunkte – verursacht bspw. durch Alterung, Defekt, Austausch durch ein ähnliches Leuchtmittel – mitzuerfassen, vermaßen wir jeweils 3 Vertreter eines Typs. Hierbei wurde deutlich, dass insbesondere jene Eigenschaften der vermessenen Lichtpunkte, wie Farbwahl, Beleuchtungsstärke, Abstrahlwinkel und Lichtflimmern potenziell störend auf nachtaktive Tierarten sowie auf das Ruhebedürfnis von Stadtpflanzen wirken.

6.5 Vortrag + Sternenbeobachtung

Am Freitag erwartete unsere Teilnehmenden in der Zeit von 18:00 – 22:00 Uhr zuerst der Vortrag „Ein Recht auf Nacht“ und anschließend die Erkundung des Sternenhimmels.

Wie Nachtschutz funktionieren kann, wurde uns von Michaela Leipold vom Umweltzentrum Fulda, ihres Zeichens Master-Geographiestudentin mit Schwerpunkt Mensch-Umwelt Beziehungen, am Beispiel der Sternenstadt Fulda vorgestellt.
Neben Maßnahmen zur Reduzierung der Lichtverschmutzung sowie rechtlichen Regelungen sprach sie in ihrem Vortrag unter anderem auch auf den weitverbreiteten Irrtum einer allgemeinen Beleuchtungspflicht an. Anhand von Verkehrs- und Kriminalstatistiken zeigte sie zudem auf, wie sich ein Zuviel an nächtlicher Beleuchtung in ein Sicherheitsrisiko verkehren kann.

Da der Himmel über Leipzig mit Enden des Vortrages noch zu bewölkt für die Sternbeobachtung war, boten wir den Teilnehmenden zur Überbrückung unsere Schlechtwettervariante an. Diese beinhaltete das Erstellen von wahlweise Sternkarte, Sternenuhr oder Kepler-Teleskop per Karton-Bausatz, was sich auch für Erwachsene durchaus anspruchsvoll gestaltete. Hobbyastronom Frank Vohla erklärte Funktion und Anwendung, bevor er nach draußen in die Nacht einlud.

Nachdem die Himmelshelligkeit per Sky Quality Meter ermittelt und für das spätere Einpflegen in die „GLOBE at Night“-Datenbank dokumentiert war, erklärte der Hobbyastronom die Bedienung der App des bürgerwissenschaftlichen Projektes „Verlust der Nacht“. Die Smartphone-App fragte die teilnehmenden Sternensucher, ob sie bestimmte Sterne innerhalb einer Konstellation von Ihrem Standort aus sehen können, und welcher Stern der lichtschwächste sei. Auf spielerische Weise lernten die Teilnehmenden so Sternbilder kennen und trugen mit ihren Antworten in Echtzeit zur Erfassung der Lichtverschmutzung innerhalb Leipzigs bei. Denn das Wissenschaftsprojekt nutzt die gesammelten Ergebnisse, um über das Kriterium der Sichtbarkeit von Sternen die Himmelshelligkeit zu bestimmen.

6.6 Video-Vortrag + Auswertung und Diskussion

Die Abschlussveranstaltung unserer Umweltbildungswoche fand am Samstag in der Zeit von 13:00 – 17:30 Uhr statt.

Den Anfang machte der NATUR braucht NACHT -Video-Vortrag von Chronobiologin Dr. Annette Krop-Benesch. In diesem berichtete sie davon, wie genau sich Lichtverschmutzung auf Pflanzen, Tiere und den Mensch auswirkt und wozu dies führen kann. Wir erfuhren, welche erschreckenden Folgen Licht zur falschen Zeit auf das Jagd-, Fortpflanzungs-, Brut-, Wanderungs- sowie Zugverhalten von Tieren haben kann. Weiterhin wurde uns eindrücklich aufgezeigt, weshalb durch Lichtverschmutzung Pflanzen aus ihrem jahreszeitlichen Rhythmus geraten und was dies für Einzelindividuen sowie für ganze Ökosysteme bedeutet. Anhand des Menschen führte die Chronobiologin abschließend aus, wie sich künstliche nächtliche Beleuchtung auf chronobiologische Steuerungssysteme und somit störend auf den Hormonhaushalt und das Immunsystem auswirken kann.

Dem Video-Beitrag folgten die Präsentation und Diskussion der bislang gesammelten Projektergebnisse. Währenddem konnten sich die Teilnehmenden an den Astronomie-Karton-Bausätzen probieren und Gestaltungen zum Thema NATUR braucht NACHT anfertigen.
Mit der abschließenden Zusammenführung aller im bisherigen Verlauf des Projektes gesammelten Informationen konnten wir aufzeigen, wie sich Interdisziplinarität gelingend auf den Naturschutz anwenden lässt.

7. Endigung unseres Umweltbildungsprojektes

Mitte November schlossen wir die Kartierung der Lichtpunkte entlang unserer Transekte auf der Leipziger Alten Messe ab. Insgesamt hatten wir hier 4089 Lichtpunkte erfasst.

Das uns gesetzte Ziel, alle Transekte in den 3 definierten Quadranten zu absolvieren, haben wir erreicht. Jeder dieser Quadranten entspricht einem Pixel des Messsatelliten, der dieses Gebiet überfliegt. Da der Satellit etwa 1/5 der Himmelsaufhellung durch menschgemachte elektrische Beleuchtung nicht wahrnimmt – bspw. aufgrund von Wolkenbildung – helfen unsere gesammelten Ergebnisse den Wissenschaftler*innen des GFZ bei der Bewertung der Lichtverschmutzung im Leipziger Stadtgebiet.

Zur kontinuierlichen Beobachtung der Himmelshelligkeit werden wir nun auch ein Sky Quality Meter im Umweltinstitut in Betrieb nehmen.

Ein Aktivwerden ermöglicht indes unsere Briefvorlage, mittels derer die NATUR braucht NACHT -Absolvent*innen selbstständig auf unnötige bzw. problematische Lichtinstallationen ansprechen und geeignete Verbesserungsmaßnahmen vorstellen können. Mit dem Ziel, eine verantwortungsbewusste Lichtnutzung im Sinne des Artenschutzes, des Immissionsschutzes, der Wege- und Verkehrssicherheit, der Rücksichtnahme auf die Nachbarschaft sowie des Erhalts des nächtlichen Ortsbildes innerhalb Leipzigs zu fördern.

Mit unserem Umweltbildungsprojekt NATUR braucht NACHT haben wir also einen ersten wichtigen Schritt unternommen, Licht als beeinflussenden Faktor im Kontext des Naturschutzes hervorzuheben.

DANKE

Wir bedanken uns bei allen teilnehmenden Natur- und Nachtschützer*innen ganz herzlich für ihr engagiertes Mitwirken. Auch unseren Expert*innen möchten wir unseren verbindlichsten Dank für ihr bereicherndes Mitwirken aussprechen. Unser Dank gilt gleichwohl der Sächsischen Landesstiftung Natur und Umwelt (LaNU), die durch ihre finanzielle Unterstützung unser Umweltbildungsprojekt erst ermöglicht hat. Der Leipziger Zeitung (L-IZ.de), danken wir für das Annoncieren unseres Projektangebotes und den Leipziger Städtischen Bibliotheken für das Auslegen unserer Projektfolder. Ferner danken wir allen interessierten Fachlehrer*innen und Wissenschaftler*innen, die uns während des Projektverlaufes mit ihrem Ideenreichtum und ihrem Fachwissen unterstützt haben.