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Dem perfekten Licht auf der Spur

Sicher und stromsparend soll die Beleuchtung im öffentlichen Raum sein. Doch gleichzeitig wird immer klarer, dass künstliches Licht schädigend auf Mensch und Tier wirken kann. Die WSL und EKZ forschen nun zum dritten Mal gemeinsam an den Schattenseiten des künstlichen Lichts.

Anja Rubin
3. Juni 2021
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Es ist ein eigenartiger Anblick: Mitten in einem Waldstück, abseits des Gehwegs, wo Passanten überhaupt durchkommen, beleuchten aktuell mehrere Leuchten das Unterholz. Wer braucht denn dort Licht? Die zwölf Leuchten in einem Wald oberhalb von Birmensdorf sind eine Versuchsanlage der WSL, der eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft, und von EKZ, den Elektrizitätswerken des Kantons Zürich. Die Leuchten sind mit Insektenfallen und Sensoren für Fledermäuse bestückt und leuchten jede in einer anderen Art: manche heller, andere weniger hell, gewisse mit ganz kaltem Licht, andere mit orangem. Und die einen Leuchten strahlen direkt nach unten auf den Waldboden, andere streuen das Licht in alle Richtungen. Gemeinsam untersuchen EKZ und die WSL hier und an zwei weiteren Standorten, welchen Einfluss Licht auf nachtaktive Insekten und Fledermäuse hat. Welche Lichtfarbe zieht mehr, welche weniger Tiere an? Hat die Form der Leuchte Auswirkungen auf das Verhalten der Tiere? Seit 2017 forschen die beiden Partner bereits an solchen Fragen, dies ist die dritte gemeinsame Studie.

Es ist ein eigenartiger Anblick: Mitten in einem Waldstück, abseits des Gehwegs, wo Passanten überhaupt durchkommen, beleuchten aktuell mehrere Leuchten das Unterholz. Wer braucht denn dort Licht? Die zwölf Leuchten in einem Wald oberhalb von Birmensdorf sind eine Versuchsanlage der WSL, der eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft, und von EKZ, den Elektrizitätswerken des Kantons Zürich. Die Leuchten sind mit Insektenfallen und Sensoren für Fledermäuse bestückt und leuchten jede in einer anderen Art: manche heller, andere weniger hell, gewisse mit ganz kaltem Licht, andere mit orangem. Und die einen Leuchten strahlen direkt nach unten auf den Waldboden, andere streuen das Licht in alle Richtungen. Gemeinsam untersuchen EKZ und die WSL hier und an zwei weiteren Standorten, welchen Einfluss Licht auf nachtaktive Insekten und Fledermäuse hat. Welche Lichtfarbe zieht mehr, welche weniger Tiere an? Hat die Form der Leuchte Auswirkungen auf das Verhalten der Tiere? Seit 2017 forschen die beiden Partner bereits an solchen Fragen, dies ist die dritte gemeinsame Studie.
Netzflügler wie zum Beispiel die Florfliege fliegen richtiggehend aufs Licht.
Netzflügler wie zum Beispiel die Florfliege fliegen richtiggehend aufs Licht.
Beat Wermelinger
Auch sie werden von Licht angelockt: Baumwanzen.
Auch sie werden von Licht angelockt: Baumwanzen.
Beat Wermelinger
Kleine Hufeisennase
Die Kleine Hufeisennase gehört zu den lichtscheuen Arten. Sie könnte davon profitieren, wenn dimmbare LED-Leuchten eingesetzt werden.
fledermausschutz.ch
Grosser Abendsegler
Der Grosse Abendsegler dagegen gehört zu den Arten, die Licht tolerieren. Er profitiert davon, dass Insekten von Lichtquellen angezogen werden.
fledermausschutz.ch
Janine Bolliger, WSL
«Wir können mit unserer Studie einen Beitrag zur Forschung leisten, welchen Einfluss Licht auf Nachtinsekten und Fledermäuse hat.» Janine Bolliger, wissenschaftliche Mitarbeiterin, WSL
zvg
Jörg Haller
«Die Erkenntnisse helfen uns grundsätzlich für die Planung der öffentlichen Beleuchtung, denn diese soll nicht nur sicher und energieeffizient, sondern eben gleichzeitig auch möglichst umweltschonend sein.» Jörg Haller, Leiter öffentliche Beleuchtung und Smart City bei EKZ.
Günter Bolzern

Insekten mögens dunkel

In zwei Forschungsprojekten davor gingen EKZ und die WSL bereits der Frage nach der idealen Helligkeit und der besten Lichtfarbe nach. Die WSL und EKZ, im Kanton Zürich auch für die Beleuchtung des öffentlichen Raums zuständig, kamen bereits 2017 zur Erkenntnis, dass gedimmtes Licht in Bezug auf die Umwelt ideal ist. Für Insekten und Fledermäuse gilt: je dunkler die Nacht, desto besser (Details s. unten).

Ab 2019 untersuchten EKZ und die WSL in einem Folgeversuch in Weiningen, welchen Einfluss die Lichtfarbe und die Leuchtenform auf die Tierwelt haben. Mit dem Aufkommen der LED-Technologie lag der Fokus beim Beleuchten in den letzten Jahren vorwiegend auf der Energieeffizienz. So verbraucht die öffentliche Beleuchtung in der Tat deutlich weniger Strom als früher - bei einer typischen Strassenleuchte ist es noch die Hälfte des Stroms. Und weisses LED-Licht mit 4000 Kelvin braucht nochmals weniger Strom als warmweisses (3000 Kelvin) bis amberfarbenes Licht (1750 Kevin). Bloss: Insekten werden von kaltem bis neutralem Licht viel stärker angezogen als von amberfarbenem. Das hat die Studie in Weiningen deutlich gezeigt. Noch verstärkt wird die signifikant erhöhte Anlockwirkung von weissem Licht durch die Form der Leuchte: Pilzleuchten, die das Licht stark streuen, ziehen deutlich mehr Insekten an als Leuchten mit geringerer Lichtverteilung, also sehr punktueller Beleuchtung. Bei den Fledermäusen waren die Auswirkungen dieselben, bloss in geringerem Ausmass als bei den nachtaktiven Insekten. Janine Bolliger, wissenschaftliche Versuchsleiterin bei der WSL, ist es wichtig zu betonen: «Darüber hinaus bestätigte sich in allen Fällen, dass künstliches Licht, unabhängig von Farbe und Lichtverteilung, einen signifikanten Einfluss auf Fledermäuse und Insekten hat.» Will heissen: Am besten für diese Lebewesen wäre wohl gar keine Beleuchtung.

Standorte mit kaum Kunstlicht

Um die bisherigen Erkenntnisse zu vertiefen, lancierten EKZ und die WSL nun also einen dritten Feldversuch an drei Standorten, die sonst kaum Kunstlicht kennen: auf der Lägeren oberhalb Wettingens, im Schwyzer Alpthal und im eingangs erwähnten Wald bei Birmensdorf. Die Forschungspartner erhoffen sich hier fundierte Erkenntnisse über die ideale Beleuchtung in Bezug auf die Umwelt. Die Versuchsanlage umfasst pro Standort zwölf Leuchten, die eigens für den Versuch aufgestellt und im teilweise unwegsamen Gelände verkabelt wurden. Manche Leuchten haben auch hier eine Pilzform, die zu mehr Streulicht nach oben führt als die flachen Vergleichs-Testlampen. Zudem werden die Lichtfarben von kalt- oder normalweiss bis hin zu amberfarben variiert. Stets gibt es als Vergleichsgruppe eine Anlage ohne künstliches Licht. Zur Ergänzung zu den beiden früheren Studien kommen im neusten Versuch auch Bodenfallen zum Einsatz, die das Aufkommen von Lebewesen auf dem Waldboden, also Spinnen, Tausendfüssler oder Käfer, erfassen.

Ziel: Stromsparend, sicher und umweltverträglich

Auch bei diesem Versuch werden Fragen zur Energieeffizienz bewusst ausser Acht gelassen, es geht allein um die Umweltverträglichkeit. «Die Erkenntnisse helfen uns grundsätzlich für die Planung der öffentlichen Beleuchtung, denn diese soll nicht nur sicher und energieeffizient, sondern eben gleichzeitig auch möglichst umweltschonend sein», sagt Jörg Haller, Leiter öffentliche Beleuchtung bei EKZ. Themen wie die Reduktion der Lichtverschmutzung und der gleichzeitig sicherheitsfördernde Einsatz von Beleuchtung sind dem Beleuchtungsspezialisten ein grosses Anliegen. Doch steht das in gewissem Mass im Widerspruch zueinander: «Unsere und andere wissenschaftliche Studien zeigen, dass oranges Licht die Insekten weniger anlockt als weisses. Weisses ist hingegen besser für die Sichtbarkeit und hat einen geringeren Stromverbrauch», gibt Haller zu bedenken. Das gelte es in Einklang zu bringen bei der Beratung der Gemeinden, wenn es um die Planung der Beleuchtung im öffentlichen Raum geht.

Insekten mögens dunkel

In zwei Forschungsprojekten davor gingen EKZ und die WSL bereits der Frage nach der idealen Helligkeit und der besten Lichtfarbe nach. Die WSL und EKZ, im Kanton Zürich auch für die Beleuchtung des öffentlichen Raums zuständig, kamen bereits 2017 zur Erkenntnis, dass gedimmtes Licht in Bezug auf die Umwelt ideal ist. Für Insekten und Fledermäuse gilt: je dunkler die Nacht, desto besser (Details s. unten).

Ab 2019 untersuchten EKZ und die WSL in einem Folgeversuch in Weiningen, welchen Einfluss die Lichtfarbe und die Leuchtenform auf die Tierwelt haben. Mit dem Aufkommen der LED-Technologie lag der Fokus beim Beleuchten in den letzten Jahren vorwiegend auf der Energieeffizienz. So verbraucht die öffentliche Beleuchtung in der Tat deutlich weniger Strom als früher - bei einer typischen Strassenleuchte ist es noch die Hälfte des Stroms. Und weisses LED-Licht mit 4000 Kelvin braucht nochmals weniger Strom als warmweisses (3000 Kelvin) bis amberfarbenes Licht (1750 Kevin). Bloss: Insekten werden von kaltem bis neutralem Licht viel stärker angezogen als von amberfarbenem. Das hat die Studie in Weiningen deutlich gezeigt. Noch verstärkt wird die signifikant erhöhte Anlockwirkung von weissem Licht durch die Form der Leuchte: Pilzleuchten, die das Licht stark streuen, ziehen deutlich mehr Insekten an als Leuchten mit geringerer Lichtverteilung, also sehr punktueller Beleuchtung. Bei den Fledermäusen waren die Auswirkungen dieselben, bloss in geringerem Ausmass als bei den nachtaktiven Insekten. Janine Bolliger, wissenschaftliche Versuchsleiterin bei der WSL, ist es wichtig zu betonen: «Darüber hinaus bestätigte sich in allen Fällen, dass künstliches Licht, unabhängig von Farbe und Lichtverteilung, einen signifikanten Einfluss auf Fledermäuse und Insekten hat.» Will heissen: Am besten für diese Lebewesen wäre wohl gar keine Beleuchtung.

Standorte mit kaum Kunstlicht

Um die bisherigen Erkenntnisse zu vertiefen, lancierten EKZ und die WSL nun also einen dritten Feldversuch an drei Standorten, die sonst kaum Kunstlicht kennen: auf der Lägeren oberhalb Wettingens, im Schwyzer Alpthal und im eingangs erwähnten Wald bei Birmensdorf. Die Forschungspartner erhoffen sich hier fundierte Erkenntnisse über die ideale Beleuchtung in Bezug auf die Umwelt. Die Versuchsanlage umfasst pro Standort zwölf Leuchten, die eigens für den Versuch aufgestellt und im teilweise unwegsamen Gelände verkabelt wurden. Manche Leuchten haben auch hier eine Pilzform, die zu mehr Streulicht nach oben führt als die flachen Vergleichs-Testlampen. Zudem werden die Lichtfarben von kalt- oder normalweiss bis hin zu amberfarben variiert. Stets gibt es als Vergleichsgruppe eine Anlage ohne künstliches Licht. Zur Ergänzung zu den beiden früheren Studien kommen im neusten Versuch auch Bodenfallen zum Einsatz, die das Aufkommen von Lebewesen auf dem Waldboden, also Spinnen, Tausendfüssler oder Käfer, erfassen.

Ziel: Stromsparend, sicher und umweltverträglich

Auch bei diesem Versuch werden Fragen zur Energieeffizienz bewusst ausser Acht gelassen, es geht allein um die Umweltverträglichkeit. «Die Erkenntnisse helfen uns grundsätzlich für die Planung der öffentlichen Beleuchtung, denn diese soll nicht nur sicher und energieeffizient, sondern eben gleichzeitig auch möglichst umweltschonend sein», sagt Jörg Haller, Leiter öffentliche Beleuchtung bei EKZ. Themen wie die Reduktion der Lichtverschmutzung und der gleichzeitig sicherheitsfördernde Einsatz von Beleuchtung sind dem Beleuchtungsspezialisten ein grosses Anliegen. Doch steht das in gewissem Mass im Widerspruch zueinander: «Unsere und andere wissenschaftliche Studien zeigen, dass oranges Licht die Insekten weniger anlockt als weisses. Weisses ist hingegen besser für die Sichtbarkeit und hat einen geringeren Stromverbrauch», gibt Haller zu bedenken. Das gelte es in Einklang zu bringen bei der Beratung der Gemeinden, wenn es um die Planung der Beleuchtung im öffentlichen Raum geht.

Die Forschungsprojekte von WSL und EKZ im Überblick

Versuch 2017: Insekten mögens schummrig

In Urdorf und Regensdorf testeten die WSL und EKZ 2017 an mehreren Leuchten, welchen Einfluss Volllicht im Unterschied zu gedimmtem Licht auf nachtaktive Insekten und Fledermäuse hat. Eine Woche lang brannte Volllicht, eine Woche lang bedarfsorientierte Strassenbeleuchtung mit bis zu einem Drittel weniger Helligkeit. Das Fazit war: Für die beiden häufigsten Gruppen, die Käfer und Zweiflüger wie zum Beispiel Fliegen, Mücken und Schnaken, macht die Dimmung im Vergleich zum Volllicht keinen signifikanten Unterschied. Die Insekten scheinen wenig sensitiv auf Licht zu sein. Besonders empfindlich hingegen reagieren Hautflügler, wie zum Beispiel Ameisen, Bienen und Wespen, sowie Wanzen. Diese beiden Gruppen fliegen richtiggehend auf das Licht. Grundsätzlich konnte man also resümieren, dass dimmen nützt, nur bräuchte es wahrscheinlich für gewisse Gruppen noch mehr Dimmung – respektive weniger Licht.

In Urdorf und Regensdorf testeten die WSL und EKZ 2017 an mehreren Leuchten, welchen Einfluss Volllicht im Unterschied zu gedimmtem Licht auf nachtaktive Insekten und Fledermäuse hat. Eine Woche lang brannte Volllicht, eine Woche lang bedarfsorientierte Strassenbeleuchtung mit bis zu einem Drittel weniger Helligkeit. Das Fazit war: Für die beiden häufigsten Gruppen, die Käfer und Zweiflüger wie zum Beispiel Fliegen, Mücken und Schnaken, macht die Dimmung im Vergleich zum Volllicht keinen signifikanten Unterschied. Die Insekten scheinen wenig sensitiv auf Licht zu sein. Besonders empfindlich hingegen reagieren Hautflügler, wie zum Beispiel Ameisen, Bienen und Wespen, sowie Wanzen. Diese beiden Gruppen fliegen richtiggehend auf das Licht. Grundsätzlich konnte man also resümieren, dass dimmen nützt, nur bräuchte es wahrscheinlich für gewisse Gruppen noch mehr Dimmung – respektive weniger Licht.

Versuch 2019: Warmes Licht zieht weniger Insekten an

In einer zweiten Studie von EKZ und der WSL in Weiningen wurden entlang einer Quartierstrasse am Dorfrand 29 Leuchten mit drei verschiedenen Lichtfarben (1750, 3000 und 4000 Kelvin) bestückt. Ausserdem kamen zwei verschiedene Leuchtenformen (LED-Strahler und Pilzleuchten) zum Einsatz. Mit 18 Insektenfallen und mithilfe von sechs Fledermaussensoren wurde das Aufkommen dieser nachtaktiven Tiere gemessen. Als Referenz dienten zwei Fallen an Dunkelstandorten. Der Untersuchungszeitraum dauerte von Mitte Mai bis Ende August 2019. Für eine tagesscharfe Auswertung kamen von der WSL eigens für diesen Versuch entwickelte, automatisierte Insektenfallen zum Einsatz. Diese sind mit einem Schrittmotor und 7 Messbechern ausgestattet, sodass jeden Tag eine individuelle Auswertung der gefangenen Individuen möglich ist.

Die Auswertung zeigte, dass amberfarbenes Licht signifikant weniger Insekten anzieht als solches mit 3000 bis 4000 Kelvin. Auch die Leuchtenform mit Diffusor hat eine starke Anlockwirkung. Bei den Fledermäusen zeigte sich dasselbe Bild, einfach in geringerer Ausprägung.

In einer zweiten Studie von EKZ und der WSL in Weiningen wurden entlang einer Quartierstrasse am Dorfrand 29 Leuchten mit drei verschiedenen Lichtfarben (1750, 3000 und 4000 Kelvin) bestückt. Ausserdem kamen zwei verschiedene Leuchtenformen (LED-Strahler und Pilzleuchten) zum Einsatz. Mit 18 Insektenfallen und mithilfe von sechs Fledermaussensoren wurde das Aufkommen dieser nachtaktiven Tiere gemessen. Als Referenz dienten zwei Fallen an Dunkelstandorten. Der Untersuchungszeitraum dauerte von Mitte Mai bis Ende August 2019. Für eine tagesscharfe Auswertung kamen von der WSL eigens für diesen Versuch entwickelte, automatisierte Insektenfallen zum Einsatz. Diese sind mit einem Schrittmotor und 7 Messbechern ausgestattet, sodass jeden Tag eine individuelle Auswertung der gefangenen Individuen möglich ist.

Die Auswertung zeigte, dass amberfarbenes Licht signifikant weniger Insekten anzieht als solches mit 3000 bis 4000 Kelvin. Auch die Leuchtenform mit Diffusor hat eine starke Anlockwirkung. Bei den Fledermäusen zeigte sich dasselbe Bild, einfach in geringerer Ausprägung.

Versuch 2021: Einfluss von Lichtfarbe und Leuchtenform an dunklen Standorten
  • Dritte Studie von EKZ und WSL
  • 12 verschiedene Leuchten in Birmensdorf, Alpthal und Lägeren
  • 3 verschiedene Lichtfarben (1750, 3000 und 4000 Kelvin)
  • 2 verschiedene Leuchtenformen (LED-Strahler und Pilzleuchten)
  • Insektenfallen, Fledermaussensoren, Bodenfallen
  • Fallen an Dunkelstandorten als Referenz
  • Untersuchungszeitraum: Mitte Juni 2021 bis Ende August 2024, jeweils im Sommer
  • Dritte Studie von EKZ und WSL
  • 12 verschiedene Leuchten in Birmensdorf, Alpthal und Lägeren
  • 3 verschiedene Lichtfarben (1750, 3000 und 4000 Kelvin)
  • 2 verschiedene Leuchtenformen (LED-Strahler und Pilzleuchten)
  • Insektenfallen, Fledermaussensoren, Bodenfallen
  • Fallen an Dunkelstandorten als Referenz
  • Untersuchungszeitraum: Mitte Juni 2021 bis Ende August 2024, jeweils im Sommer