MB2_Biodiversitaet_30062011_BAFU

> Biodiversität in Fliessgewässern
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Silke Werth, Maria Alp, Theresa Karpati, Walter Gostner, Christoph Scheidegger, Armin Peter
Vielfältige und dynamische Lebensräume sind eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Erhaltung
der Artenvielfalt in Flusslandschaften. Beide machen einen Teil des Begriffs Biodiversität aus. Dieses
Merkblatt stellt eine Reihe wichtiger Aspekte der Biodiversität vor und leitet einige Empfehlungen für
die Praxis ab, die für die Erhaltung der Biodiversität berücksichtigt werden sollten.
Titelbild
Was ist Biodiversität?
Der Begriff Biodiversität bezeichnet die Vielfalt der Arten mit ihrer genetischen Vielfalt, die Vielfalt der
Lebensräume, sowie die Vielfalt der ökologischen Funktionen einschliesslich der Ökosystemleistungen
(nach Biodiversitäts-Konvention, 2005). Nicht nur die allgemeine Vielfalt der Arten, sondern auch das
Vorhandensein charakteristischer und seltener Arten ist ein wichtiger Bestandteil der Biodiversität.
Beispiele solcher charakteristischer Arten sind in Tabelle 1 und Abbildung 1 ersichtlich. Besonders viele
Arten, für deren Erhaltung die Schweiz eine besondere Verantwortung hat, leben in oder an natürlichen
oder naturnahen Fliessgewässern.
Lebensräume und Lebensraumvielfalt
Eine Reihe Umweltfaktoren bestimmen den Lebensraum für jede Art. Je mehr verschiedene
Lebensraumtypen in einem Flussgebiet vorhanden sind, desto mehr Nischen können durch
verschiedene Organismen besetzt werden, und desto höher ist die lokale Biodiversität. In der Regel
ist Lebensraumvielfalt eine der Grundvoraussetzungen für die Vielfalt der typischen
Artengemeinschaften der Flussgebiete (BOX 1). Einige besonders wertvolle Lebensräume in
Flussgebieten, wie Auen oder Amphibienlaichgebiete, sind vom schweizerischen Bund inventarisiert
und geschützt worden.
2 Biodiversität in Fliessgewässern
Für aquatische Organismen sind Aspekte der Lebensraumvielfalt wie die Variabilität der Wassertiefe,
der Fliessgeschwindigkeit, der Substratkorngrösse und der Temperatur, sowie das Vorhandensein von
Strukturen im Fluss wie Totholz relevant. Viele dieser Faktoren werden durch Flussverbauungen stark
beeinflusst (BOX 1). Für uferbewohnende Organismen sind weitere lebensraumbezogene Faktoren
wie die Uferbeschaffenheit, die Höhe über dem Normalwasserstand, das Vorhandensein und die
Korngrösse der Kiesbänke sowie aufgrund des hohen Raumbedarfs vieler terrestrischer Arten die
räumliche Ausdehnung der verfügbaren Lebensräume wichtig. -> Dynamik: Überflutungshäufigkeit ->
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Verzahnung der Lebensräume
Die Verzahnung der aquatischen und terrestrischen Lebensräume ist wichtig für den Eintrag von
organischem Material in Fliessgewässer. So dient das Falllaub als Nahrungsbasis für viele aquatische
Invertebraten, während ins Wasser fallende terrestrische Invertebraten ein wichtiger Teil der Nahrung von
beispielsweise Bachforellen sind. Die enge Verbindung der aquatischen und terrestrischen
Nahrungsketten gilt auch in der anderen Richtung – viele Vögel, Eidechsen (?), Fledermäuse und
Uferinvertebraten ernähren sich im Sommer von frisch geschlüpften aquatischen Insekten (Abb. 2). Ein
weiteres Beispiel für die gegenseitige Beeinflussung terrestrischer und aquatischer Lebensräume ist die
Rolle der durch Ufervegetation bedingten Beschattung für die Temperaturbedingungen im Fluss. Flüsse
(besonders kleinere), an welchen die natürliche Ufervegetation abgeholzt wurde, weisen eine erhöhte
Wassertemperatur auf, was eine direkte Auswirkung auf Flusslebensräume und auch auf die Verbreitung
bestimmter Krankheitserreger (wie im Fall der Proliferativen Nierenerkrankung bei Salmoniden) haben
kann. Somit ist es wichtig, nicht nur Lebensräume im und am Fluss, sondern auch die sogenannten
Ökotone, die Übergangszonen zwischen Ökosystemen, zu schützen.
Genetische Vielfalt
Biodiversität ist auf ganz verschiedenen Ebenen wichtig. Auch die genetische Vielfalt, die auf
Unterschieden im Erbgut von Individuen basiert, hat eine hohe Bedeutung für die Erhaltung stabiler
und adaptationsfähiger Populationen. Genetische Vielfalt ist direkt mit der Grösse der einzelnen
Populationen und ihrer Vernetzung mit anderen Populationen verbunden. Kleine und sehr stark
isolierte Populationen sind oft genetisch verarmt und dadurch weniger widerstandsfähig gegenüber
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Störungen - sei es Klimaänderungen, Lebensraumfragmentierung oder natürliche Störungen wie z.B.
starke Hochwasser.
Dynamische Aspekte der Flusslebensräume.
Eine wichtige Eigenschaft der Flusslebensräume ist ihre Dynamik: Saisonale Schwankungen des
Abflusses, des Geschiebetransports, und der Wassertemperatur. Natürliche Flussdynamik ist
entscheidend für die Erhaltung und Förderung verschiedener Lebensräume und deren Vernetzung (im
Raum sowie in der Zeit). So sind z.B. vor der Laichzeit von kieslaichenden Fischen
geschiebeführende Hochwasser von grosser Bedeutung für die Reinigung der Flusssohle.
Die Flussdynamik ist aber auch von herausragender Bedeutung für, flussspezifische Organismen,
wichtige Indikatoren für Biodiversität. So ist zum Beispiel für terrestrische Arten die Wiederkehrzeit der
Hochwasser entscheidend. Die Häufigkeit der grossen Hochwasser bestimmt das
Sukzessionsstadium der Vegetation von Kiesbänken und Auenbereichen. Vor allem
konkurrenzschwache flussbegleitende Pflanzenarten benötigen Pionierstandorte zur Keimung ihrer
Samen und zur erfolgreichen Etablierung von Jungpflanzen. Wenn die Störungen (Hochwasser)
ausbleiben, kann es für solche Arten problematisch werden, da keine neuen Lebensräume geschaffen
werden, und alte Lebensräume mit dem Fortschreiten der Sukzession nicht mehr geeignet sind. Somit
unterbleibt die Etablierung neuer Bestände, und die Arten können sich langfristig nicht am Fluss
halten (Beispiel: Myricaria germanica, BOX 2). Im Gegensatz dazu sind andere Arten, vor allem in
höher gelegenen, seltener überschwemmten Auenbereichen, auf eine langfristige Abfolge von
verschiedenen natürlichen Vegetationsstadien angewiesen, die möglichst nicht durch Störungen,
insbesondere durch Pflegeeingriffe des Menschen, beeinflusst werden sollte (z.B. stehendes Alt- und
Totholz). Auch aus landschaftlicher Sicht sind strukturierende, ältere, reifere Ufergehölze zu fördern.
Dynamische Aspekte der Lebensgemeinschaften
Zu verschiedenen Zeitpunkten sind Organismen auf unterschiedliche Lebensräume angewiesen. Das
kann zum Beispiel mit der spezifischen Lebensphase zu tun haben. So benötigen viele Fische und
aquatische Insekten für die Reproduktion und die Entwicklung von Jugendstadien unterschiedliche
Lebensraumtypen. Viele aquatische Insektenarten müssen zum Beispiel für ihre Eiablage grosse, aus
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dem Wasser ragende Steine suchen. Der Erfolg ihrer Reproduktion hängt von der Verfügbarkeit
solcher Substrate ab. Auch bestimmte Fische, wie die Salmoniden, wandern zu spezifischen
Lebensräumen zum Laichen, etwa an Seitengewässer oder die Oberläufe der Fliessgewässer.
Verschiedene Lebensräume können ausserdem auch im Tageszyklus oder im Jahreslauf benötigt
werden. Ein bekanntes Beispiel sind viele Fischarten, die am Tag und in der Nacht oder im Sommer
und Winter unterschiedliche Lebensräume bewohnen. Dies bedeutet, dass, wenn nur ein Teil dieser in
unterschiedlichen Momenten benötigten Lebensräume vorhanden ist, bzw. die Lebensräume nicht
miteinander vernetzt sind, die Erhaltung der Populationen gegebenenfalls nicht gewährleistet ist.
Zusammenhang zwischen Lebensraum- und Artenvielfalt
In der Regel geht man davon aus, dass mit erhöhter Lebensraumvielfalt auch die Artenvielfalt zunimmt
und somit wird eine Erhöhung der Biodiversität als Ergebnis der Flussrevitalisierungen, die neue
Habitate schaffen, erwartet. In der Tat zeigen gewisse Studien, sowie unsere Untersuchungen an der
Bünz und der Sense, dass Lebensraum- und Artenvielfalt bei Fliessgewässerrevitalisierungen ? nicht
immer korreliert sind. Es gibt mehrere Faktoren, die die Ursache solcher Diskrepanz darstellen
könnten. Einerseits können Lebensraumaspekte wie schlechte Wasserqualität bestimmend sein und
viele empfindliche Arten ausschliessen. Anderseits sind Besiedlungsprozesse für die lokale
Biodiversität von einer hohen Bedeutung. Dabei spielen die Ausbreitungsfähigkeit von Arten, das
Vorhandensein von Quellpopulationen, sowie die Lage des spezifischen Standortes innerhalb des
Flussnetzwerkes eine sehr wichtige Rolle. Auch Barrieren – künstliche sowie natürliche – können die
Zuwanderung von Arten behindern, und somit können die positiven Effekte einer z.B. durch
Flussrevitalisierungen erhöhten Lebensraumvielfalt auf die Artenvielfalt auf sich warten lassen oder
gar ausbleiben (siehe MB Vernetzung). In Abhängigkeit von der Durchlässigkeit eines Flusssystems
können die Einwanderungsprozesse Jahre oder Jahrzehnte benötigen, bis sich stabile Populationen
etablieren können.
Zusammenfassung der wichtigsten Schlussfolgerungen für die Praxis:
1) Biodiversität wiederherzustellen ist viel schwieriger, als sie zu erhalten. Somit ist der Erhaltung von
vorhandenen Populationen und Lebensräumen höchste Priorität beizumessen.
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2) Um den ökologischen Erfolg von Revitalisierungen zu gewährleisten, muss die Gesamtheit der
den Lebensraum bestimmenden Faktoren berücksichtigt werden. Für die Priorisierung der zu
revitalisierenden Strecken müssen ausser morphologischer Lebensraumdiversität Faktoren wie
das hydrologische Regime, die Wasserqualität, die Vernetzung im Flussnetz sowie das
Vorhandensein von nahe liegenden Quellpopulationen mitbetrachtet werden. Starke Defizite in
einem dieser Faktoren können die Besiedlung für viele Arten unmöglich machen, auch wenn ein Teil
der Lebensraumansprüche dank der Revitalisierungsmassnahmen erfüllt werden. Die Lage im
Flussnetz kann den Erfolg stark mitbestimmen: Revitalisierungen von Strecken unterhalb der
natürlichen und artenreichen Flussabschnitte bringen für die Erhaltung und Förderung der
Biodiversität viel mehr als solche an stark isolierten Standorten ohne Verbindung zu
Quellpopulationen.
3) Als Begleitmassnahmen im Rahmen von Revitalisierungen können spezifische
Artenförderungsmassnahmen sinnvoll sein. Beispiele von Artenförderungsmassnahmen sind, die
Schaffung von Steilufern als Brutwände für den Eisvogel (Alcedo atthis) oder die Schaffung von
Laichmöglichkeiten für Amphibien im Rahmen von Gewässerrevitalisierungen (Hausammann, A.
2008). Die Analyse, wie bedeutsam und dringlich diese Massnahmen sind, kann sich auf die Liste der
National Prioritären Arten abstützen, welche neben der Gefährdung der Arten die Verantwortung der
Schweiz in die Prioritätsklassierung einbezieht (BAFU 2011).
4) Die Massnahmen zum Schutz und Management der Gewässer und der Uferzonen müssen
unbedingt zusammen geplant werden. Lokale Erhaltung und Wiederherstellung der natürlichen
Ufervegetation kann im ganzen Einzugsgebiet positive Auswirkungen auf Lebensraumverfügbarkeit
haben. … Konkret … Was heisst das für die Praxis??
Literatur
BAFU (2011): Liste der National Prioritären Arten. Arten mit nationaler
Priorität für die Erhaltung und Förderung, Stand 2010. Bundesamt für
Umwelt, Bern. Umwelt-Vollzug Nr. 1103.
Baxter, C.V., Fausch, K.D., Saunders, C.W. (2005) Tangled webs: reciprocal flows of invertebrate prey
link streams and riparian zones. Freshwater Biology 50, 201-220.
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2 Biodiversität in Fliessgewässern
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vegetation dynamics: a systematic review using causal criteria analysis. Freshwater Biology 56, 12311247.
Hausammann, A. (2008) Fauna und Flora in Auen. Faktenblatt Nr. 13, Auendossier, Bundesamt für
Umwelt.
Herzog, C. (2010) Is morphological diversity reflected in biodiversity? Semesterarbeit, ETH Zürich.
Jaehnig, S.C., Brabec. K., Buffagni, A., Erba, S., Lorenz, A.W., Ofenböck, T., Verdonschot, P.F.M.,
Hering, D. (2010) A comparative analysis of restoration measures and their effects on
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Applied Ecology 47, 671-680.
Meili, M., Scheurer, K., Schipper, O., Holm, P. (2004) Dem Fischrückgang auf der Spur. Fischnetz
Schlussbericht. Fischnetz.
Schönborn, W. (1992) Fliessgewässerbiologie. Gustav Fischer Verlag Jena, Stuttgart.
Secretariat of the Convention on Biological Diversity (2005) Handbook of the convention on biological
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http://www.cbd.int/handbook/
Staeheli, T. (2008) Revitalisierungen an der Bünz: Zusammenhänge zwischen Hydromorphologie und
Makrozoobenthos. Diplomarbeit, ETH, Zürich.
http://www.rivermanagement.ch/rivermanagement/publ-de.ehtml#dipl
Weitere nützliche Internetseiten
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2 Biodiversität in Fliessgewässern
http://www.bafu.admin.ch/schutzgebiete-inventare/index.html?lang=de
http://www.bafu.admin.ch/umwelt/status/03991/index.html?lang=de
Biodiversität belebt (2010). Umwelt, 2. Bundesamt für Umwelt, BAFU.
http://www.bafu.admin.ch/dokumentation/umwelt/10342/index.html?lang=de
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#TEXTE FÜR BOXEN/TABELLEN#
BOX 1 Lebensraumvielfalt
Eine natürliche Aue bietet den aquatischen und terrestrischen Organismen eine Vielfalt
unterschiedlicher Lebensräume an, diese werden von verschiedenen Organismen zu verschiedenen
Zeiten Ihres Lebenzyklus und für verschiedene Aktivitäten (z.B. Reproduktion, Ausruhen, Ernährung)
benutzt. Verschiedene Temperaturbedingungen tragen auch zur Lebensraumdiversität bei. So haben
Studien gezeigt, dass sich Fischlebensgemeinschaften in Lebensräumen mit unterschiedlichen
saisonalen und täglichen Mustern bezüglich Temperaturbedingungen deutlich unterscheiden. Auch
die Variabilität der Breiten- und Tiefenverhältnisse spielt eine bedeutende Rolle, wobei sie die
Variabilität in Fliessgeschwindigkeiten und Korngrössen, wichtige Parameter des aquatischen
Lebensraums, bestimmt. Monotone Flussprofile bieten sehr wenige und eher harsche (im Sinne der
Fliessgeschwindigkeit) Lebensräume, die nur für wenige Generalisten-Arten geeignet sind.
Illustrationen für BOX 1 siehe Dokument Abbildungen
BOX 2: Dynamik der Flusssysteme
Simulationsstudie ,über den Überschwemmungsgrad der Kiesbänke bei verschiedenen Abflüssen an
der Sense bei Plaffeien wurden durchgeführt, um die von der Deutschen Tamariske besiedelten
Habitate hydrologisch zu charakterisieren. Die Studie haben gezeigt, dass diese Pflanzenart sich nur
auf Kiesbänken etablieren kann, die mit einer bestimmten Häufigkeit (alle 5 Jahre) überschwemmt
werden. Bei den häufiger überschwemmten Kiesbänken schaffen es junge Tamariskenpflanzen nicht,
genügend starke Wurzeln zu entwickeln, um Hochwasser zu überstehen. Werden Kiesbänke viel
seltener überschwemmt, wird die Tamariske im Lauf von wenigen Jahrzehnten von anderen,
konkurrenzstärkeren Gehölzarten verdrängt.
Illustrationen für BOX 2 siehe Dokument Abbildungen
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2 Biodiversität in Fliessgewässern
Tabelle 1 Charakteristische Arten der naturnahen Wildflusslandschaften.
-> entweder A. überall Angabe CH: …, DE: …. Oder B: nur auf CH bezogene Angaben bei allen Taxa.
Variante B ist klar vorzuziehen!! -> Abstimmen mit Prioritäten BAFU
Deutscher Name
Lateinischer Name
Rote Liste Status
Artengruppe
Laufkäfer
Bembidion eques
Vom Aussterben bedroht (CR)
Arthropoden
Laufkäfer
Bembidion foraminosum
Vom Aussterben bedroht (CR)
Arthropoden
CH: ausgestorben (RE)
Arthropoden
Gefleckte Schnarrschrecke Bryodemella tuberculata
Kiesbankgrashüpfer
Chorthippus pullus
Vom Aussterben bedroht (CR)
Arthropoden
Fluss-Strandschrecke
Epacromius tergestinus
Vom Aussterben bedroht (CR)
Arthropoden
Dornschrecke
Tetrix tuerki
Vom Aussterben bedroht (CR)
Arthropoden
Zierliche Moosjungfer
Leucorrhinia caudalis
Vom Aussterben bedroht (CR)
Arthropoden
Flussuferwolfspinne
Arctosa cinerea
DE: Vom Aussterben bedroht (CR)
Arthropoden
Springspinne
Heliophanus patagiatus
DE: Vom Aussterben bedroht (CR)
Arthropoden
Springspinne
Sitticus distinguendus
DE: Vom Aussterben bedroht (CR)
Arthropoden
Flussuferläufer
Actitis hypoleucos
Stark gefährdet (EN)
Wirbeltiere
Kreuzkröte
Bufo calamitas
Stark gefährdet (EN)
Wirbeltiere
Flussregenpfeifer
Charadrius dubius
Verletzlich (VU)
Wirbeltiere
Laubfrosch
Hyla arborea
Stark gefährdet (EN)
Wirbeltiere
Buntes Birnmoos
Bryum versicolor
Vom Aussterben bedroht (CR)
Pflanzen
Alpen-Knorpelsalat
Chondrilla chondrilloides
Stark gefährdet (EN)
Pflanzen
Deutsche Tamariske
Myricaria germanica
Potentiell gefährdet (NT)
Pflanzen
Sanddorn
Hippophäe rhamnoides
Nicht gefährdet (LC)
Pflanzen
Reifweide
Salix daphnoides
Nicht gefährdet (LC)
Pflanzen
Einfacher Igelkolben
Sparganium emersum
Verletzlich (VU)
Pflanzen
Verzweigter Igelkolben
Sparganium erectum
Stark gefährdet (EN)
Pflanzen
Kleiner Rohrkolben
Typha minima
Stark gefährdet (EN)
Pflanzen
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