MB2_Biodiv

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> Biodiversität der Fliessgewässer
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Wörter: ca. 18’400 Zeichen (inkl. Leerschläge); Unterstrichen: Glossarbegriffe
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Silke Werth, Maria Alp, Theresa Karpati, Walter Gostner, Christoph Scheidegger, Armin Peter
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Vielfältige, naturnahe und dynamische Lebensräume sind eine wichtige Voraussetzung für die
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Erhaltung der Biodiversität von Fliessgewässern. Dieses Merkblatt stellt eine Reihe wichtiger Faktoren
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für die Lebensraum- und Artenvielfalt vor und leitet Empfehlungen für die Praxis ab, die aufzeigen, wie
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die Biodiversität an Fliessgewässern erhalten und gefördert werden kann.
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Was ist Biodiversität?
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Der Begriff Biodiversität bezeichnet die Vielfalt der Arten mit ihrer genetischen Vielfalt, die Vielfalt der
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Lebensräume, sowie die Vielfalt der ökologischen Funktionen einschliesslich der Ökosystemleistungen
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(Biodiversitäts-Konvention, 2005). Nicht nur die Vielfalt der Arten alleine, sondern auch das
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Vorhandensein charakteristischer und seltener Arten ist ein wichtiger Bestandteil der Biodiversität.
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Artenvielfalt der Fliessgewässer
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Fliessgewässer und Auenbereiche sind wichtige Zentren der Biodiversität und weisen eine enorme Vielfalt
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der Pflanzen- und Tierwelt auf. Schweizer Auen beherbergen Schätzungen zufolge 1500 Pflanzenarten
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(BAFU 2005), was etwa etwa ein Drittel der Schweizer Flora entspricht, obwohl sie nur 0.55 % der
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Landesfläche bedecken. Viele Tier- und Pflanzenarten, die in und an Fliessgewässern leben (Abb.1), sind
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an die Bedingungen in natürlichen, dynamischen Fliessgewässern angepasst. Der Mensch hat durch
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flussbauliche Massnahmen und Wassersverschmutzung die Ökologie vieler Fliessgewässer stark
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beeinflusst, so dass heute eine Reihe der typischen Arten der Fliessgewässer gefährdet ist (Tab. 1). Für
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zahlreiche dieser Arten trägt die Schweiz eine besondere Verantwortung, weil ein Grossteil ihres
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Verbreitungsgebiets in der Schweiz gelegen ist. Um die natürliche Artenvielfalt der Fliessgewässer zu
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schützen, müssen die Vernetzung sowie eine naturnahe Dynamik wiederhergestellt werden (MB
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Dynamik, MB Vernetzung).
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2 Biodiversität in Fliessgewässern
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Genetische Vielfalt
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Bei der Artenvielfalt gilt es nicht nur die Anzahl Arten zu berücksichtigen, sondern auch ihre
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genetische Vielfalt. Die genetische Vielfalt beruht auf Unterschieden im Erbgut von Individuen und ist
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Voraussetzung für die Erhaltung stabiler und adaptationsfähiger Populationen. Die genetische Vielfalt
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ist abhängig von der Grösse der Populationen und ihrer Vernetzung mit anderen Populationen. Arten,
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die natürlicherweise oder wegen menschlicher Eingriffe im Fliessgewässer selten vorkommen, bilden
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meist kleine und isolierte Populationen. Diese sind oft genetisch verarmt und dadurch weniger
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widerstandsfähig gegenüber Umweltveränderungen, wie z.B. neuen Krankheitserregern oder
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massiven Hochwassern. Bei genetisch verarmten Populationen können sich Inzuchteffekte negativ
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auf die Vitalität und den Fortpflanzungserfolg von Individuen auswirken. Populationen mit hoher
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genetischer Vielfalt können sich an veränderte Umweltbedingungen anpassen und sind daher für den
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Naturschutz besonders wertvoll (Werth et al. 2011: WEL-Artikel Vernetzung, Biodiversität).
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Eine charakteristische flussbegleitende Pflanzenart, die in der Schweiz oft in kleinen Populationen
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vorkommt, ist die Deutsche Tamariske (Abb. 2). Dieser Strauch wächst auf Kiesbänken naturnaher
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Flüsse, wie z.B. der Sense. Genetische Untersuchungen eines Grossteils der Schweizer Populationen
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haben gezeigt, dass sich diese hinsichtlich ihrer genetischen Vielfalt stark voneinander unterscheiden.
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An der Sense war die Tamariske bis vor 100 Jahren auf einer Strecke von etwa 30 Flusskilometern
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verbreitet. Gegenwärtig existiert an der Sense nur mehr ein einziges Vorkommen, welches ein
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Beispiel extremer genetischer Verarmung darstellt – bei 50 untersuchten Pflanzen wurde nur eine
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einzige genetische Variante (Genotyp) nachgewiesen. Ursache für die genetische Verarmung ist nicht
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nur die kleine Populationsgrösse, sondern auch die fehlende Vernetzung mit anderen Populationen
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(MB Vernetzung). Die Tamarisken-Populationen am Alpenrhein stellen ein erfreuliches Gegenbeispiel
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dar: in diesem Einzugsgebiet wurden zahlreiche grosse Populationen gefunden, die eine hohe
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genetische Vielfalt aufwiesen und gut vernetzt sind.
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Vielfältige Lebensräume
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Der Lebensraum einer Art wird von vielen Umweltfaktoren bestimmt. Je mehr Lebensraumtypen in
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einem Fliessgewässer vorhanden sind, umso mehr Nischen können durch verschiedene Organismen
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besetzt werden, und desto höher ist die lokale Biodiversität.
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2 Biodiversität in Fliessgewässern
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Ein natürliches Fliessgewässer bietet aquatischen und terrestrischen Organismen eine Vielfalt
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unterschiedlicher Lebensräume (Abb. 3). Hauptarm und Seitenarme, Tümpel und Kiesbänke
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unterscheiden sich in wichtigen Umweltfaktoren. Eine hohe Artenvielfalt wird an Flussabschnitten
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erreicht, die durch eine grosse Variabilität der Umweltbedingungen gekennzeichnet sind. Wichtige
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Umweltfaktoren für alle Arten sind Temperatur, Lichteinstrahlung, Nährstoffgehalt, Flussmorphologie
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und Abflussregime. Wassertiefe und Fliessgeschwindigkeit sind für aquatische Flussarten von
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Bedeutung. Für flussbegleitende terrestrische Arten sind Faktoren wie die Uferbeschaffenheit, die
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Höhe des Ufers über dem Normalwasserstand, das Vorhandensein und die Substrateigenschaften
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von Kiesbänken wichtig. Aufgrund des hohen Raumbedarfs vieler terrestrischer Arten ist auch die
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räumliche Ausdehnung der verfügbaren Lebensräume wichtig. Natürliche und naturnahe
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Fliessgewässer weisen oft ein breites Spektrum an Umweltfaktoren im selben Flussabschnitt auf, und
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somit eine hohe Biodiversität. Kanalisierte Flussabschnitte sind hingegen monoton in Bezug auf
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wichtige Faktoren, wie etwa Wassertiefe, Fliessgeschwindigkeit und Uferbeschaffenheit (Abb. 4).
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Viele aquatische und terrestrische Arten sind an Totholz als Habitatstruktur gebunden. Direkt
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angrenzend an grosse Totholzstämme bilden sich im Fliessgewässer oft Tiefwasserbereiche aus, die
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besonders wichtig für die Fischfauna sind, weil sie gute Versteckmöglichkeiten bieten und durch
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Grundwasserbeeinflussung zumeist relativ kühle Temperaturen aufweisen.
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Wenn ein grosser Totholzstamm bei einem Hochwasser auf einer Kiesbank angeschwemmt wird,
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lagert sich anschliessend Substrat unterschiedlicher Grössenklassen ab, einschliesslich
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Feinsedimenten wie Sand, auf denen sich Pflanzen gut etablieren können. Die kleinräumig sehr
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vielfältigen Bereiche bei grossen Totholzstämmen bilden für den gefährdeten Kiesbankgrashüpfer
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(Abb. 1) einen optimalen Lebensraum. Der Kiesbankgrashüpfer ernährt sich von den Pflanzen, findet
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im Totholz Unterschlupf und hat in einer Distanz von wenigen Metern kleinere, vegetationsfreie
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Sandflächen für die Eiablage zur Verfügung.
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Vernetzte Lebensräume
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Ausserdem sind die natürliche Dynamik und die funktionelle Vernetzung der Lebensräume für die
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Aufrechterhaltung der Populationen vieler spezialisierter Organismen unentbehrlich (MB Dynamik).
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Die longitudinale Vernetzung fördert die Ausbreitung von Organismen entlang von Fliessgewässern .
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Eine charakteristische Eigenschaft der Fliessgewässer ist, dass sich die Flussabschnitte gegenseitig
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beeinflussen. Flussabwärts gelegene Bereiche sind auf den Eintrag von Biomasse (z.B. Laubstreu,
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2 Biodiversität in Fliessgewässern
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Totholz) von flussaufwärts gelegenen Standorten angewiesen. Ist ein Fliessgewässer durch Barrieren
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wie Einstauungen fragmentiert, können Nährstoffkreisläufe und Nahrungsnetze unterbrochen werden,
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was negative Auswirkungen auf die Biodiversität haben kann. Sehr wichtig für die Biodiversität ist
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auch die laterale Vernetzung zwischen aquatischen und terrestrischen Lebensräumen, die an
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natürlichen und naturnahen Fliessgewässern zu einem hohen Austausch führt (MB Vernetzung). Ein
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Beispiel dafür ist die Beschattung durch die Ufervegetation, welche sich deutlich auf die
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Temperaturbedingungen in kleineren Fliessgewässern auswirkt. Bäche, an denen die natürliche
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Ufervegetation abgeholzt wurde, weisen eine erhöhte Wassertemperatur auf. Dies beeinflusst nicht
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nur die Organismen direkt wie etwa durch die geringere Verfügbarkeit von Sauerstoff, sondern führt
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auch zu einer erhöhten Verbreitung bestimmter Krankheitserreger (z. B. die proliferative
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Nierenerkrankung PKD bei Forellen).
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Die Untersuchungen an der Sense haben gezeigt, dass für die Artenvielfalt des Makrozoobenthos die
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Lage eines Standorts im Einzugsgebiet wichtig sein kann (WEL Artikel Biodiversität). Kanalisierte
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Flussabschnitte am Unterlauf der Sense wiesen eine Vielfalt an Arten des Makrozoobenthos auf, die
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vergleichbar hoch war wie diejenige der natürlichen Standorte am Oberlauf. Eine gute Vernetzung
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zwischen den Standorten an der Sense und die Lage im Einzugsgebiet haben dafür gesorgt, dass die
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verbauten Strecken von der passiven Ausbreitung der Organismen aus den flussaufwärts gelegenen,
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natürlichen Strecken profitieren konnten. Ausserdem waren am Unterlauf der Sense trotz der
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Verbauungen viele wichtige Lebensraumfaktoren ähnlich beschaffen wie an den naturbelassenen
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Standorten. Ein natürliches Abflussregime, gute Wasserqualität und eine naturnahe Beschaffenheit
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der Flusssohle haben vermutlich stark zur hohen Vielfalt des Makrozoobenthos der verbauten
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Strecken beigetragen. Interessanterweise fanden wir ein gegensätzliches Muster bei den
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terrestrischen, flussbegleitenden Arten an der Sense. Weder Tamariske noch Kiesbankgrashüpfer
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wurden an den kanalisierten Flussabschnitten gefunden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass an
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diesen Abschnitten keine Kiesbänke mit ausreichender Vielfalt der Umweltfaktoren vorhanden sind, so
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dass der Lebensraum für beide Arten fehlt.
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Anspruchsvolle Organismen
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Im Verlaufe ihres Lebenszyklus sind Organismen auf unterschiedliche Lebensräume angewiesen. So
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benötigen viele Fische und aquatische Insekten unterschiedliche Lebensraumtypen für die
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2 Biodiversität in Fliessgewässern
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Reproduktion und die Entwicklung der Juvenilstadien. Viele aquatische Insektenarten brauchen für
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ihre Eiablage grosse, aus dem Wasser ragende Steine. Der Erfolg der Reproduktion hängt stark von
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der Verfügbarkeit solcher Substrate ab (WEL Artikel Biodiversität). Die lachsartigen Fische wandern
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zu spezifischen Lebensräumen zum Laichen, etwa an Seitengewässer oder zu den Oberläufen der
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Fliessgewässer. Auch im Tageszyklus oder im Jahresverlauf können verschiedene Lebensräume
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benötigt werden. Ein bekanntes Beispiel sind viele Fischarten, die am Tag und in der Nacht
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unterschiedliche Lebensräume aufsuchen. Wenn wichtige Lebensräume für bestimmte Lebensphasen
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der Organismen an einem Fliessgewässer fehlen, fällt meist ein Teil der charakteristischen und
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spezialisierten Arten aus. Dies kann ebenso der Fall sein, wenn die Vernetzung zwischen Standorten
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im Einzugsgebiet nicht gewährleistet ist.
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Gefährdung der Biodiversität durch menschliche Eingriffe
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Menschliche Eingriffe stellen eine Bedrohung für die Biodiversität der Fliessgewässer dar.
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Flussverbauungen haben die Lebensraumvielfalt dramatisch reduziert. Kanalisierte Fliessgewässer
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mit monotonen Profilen bieten nur wenigen Generalisten einen geeigneten Lebensraum. Die
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Veränderung des Geschiebehaushalts (durch Kiesabbau oder die Errichtung von Dämmen) und
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Änderungen des hydrologischen Regimes und der Temperatur (beispielsweise durch
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Wasserkraftnutzung) beeinflussen die Lebensbedingungen am und im Fluss so stark, dass heute viele
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spezialisierte Arten der Fliessgewässer gefährdet sind. Hinzu kommt die chemische Beeinträchtigung
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durch Einträge aus Landwirtschaft, Industrie und Siedlungen. Die chemische Beeinträchtigung hat zu
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einem lokalen Rückgang von Arten geführt, die an hohe Wasserqualität gebunden sind. Obwohl die
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chemischen Belastungen der Fliessgewässer in der Schweiz seit den 80er Jahren abgenommen
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haben, ist die Rückkehr der verschwundenen Arten nicht gleichermassen erfolgt. Einer der Gründe
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dafür ist die mangelnde Vernetzung der Schweizer Gewässer, die durch zahlreiche künstliche
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Barrieren unterbrochen sind. Die Barrieren verhindern die Wiederbesiedelung von Flussabschnitten,
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was besonders auf Arten mit geringem Ausbreitungspotential zutrifft. Der Klimawandel wird in der
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nahen Zukunft eine weitere Herausforderung für die Erhaltung der Biodiversität der Fliessgewässer.
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Als besonders gravierend einzustufen sind dabei die saisonalen Änderungen der
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Niederschlagsmenge, die zu Änderungen des Abflussregimes führen werden.
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Die Anzahl an Faktoren, die einen Einfluss auf die Biodiversität der Fliessgewässer haben, ist gross,
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so dass Flussrevitalisierungen mit dem Ziel, die Biodiversität in und an Fliessgewässern zu fördern,
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2 Biodiversität in Fliessgewässern
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umfassende Ansätze benötigen. Dazu müssen Fliessgewässer in ihrer Gesamtheit betrachtet werden.
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Die Verbesserung einzelner Aspekte wie etwa der Flussmorphologie ist für eine erfolgreiche
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Wiederherstellung der Artenvielfalt in vielen Fällen nicht ausreichend – eine Schlussfolgerung, die von
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den Ergebnissen mehrerer Untersuchungen unterstützt wird. So wurden viele Flussrevitalisierungen
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unter der Annahme durchgeführt, dass eine lokale Wiederherstellung der morphologischen Vielfalt
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eine Verbesserung der Biodiversität nach sich zieht. In der Tat können die Auswirkungen anderer
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Lebensraumfaktoren (beispielsweise chemische Belastung oder Schwall-Sunk-Betrieb) die positiven
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Effekte der morphologischen Verbesserungen überlagern (WEL Artikel Biodiversität) und den
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Revitalisierungserfolg begrenzen oder gar verhindern.
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Empfehlungen für die Praxis

Die Wiederherstellung der Biodiversität ist wesentlich schwieriger als ihre Erhaltung. Somit
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kommt der Erhaltung von Populationen und qualitativ guten Lebensräumen höchste Priorität
166
zu.
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
Es ist wichtig, dass in einem Fliessgewässer ausreichend vernetzte Lebensräume für alle
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Lebensphasen der aquatischen und terrestrischen Arten vorhanden sind. Eine vielfältige
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Flussmorphologie sowie die Vielfalt der Uferzonen und Auenbereiche sind die Voraussetzung
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für die Wiederherstellung der Biodiversität (Merkblatt Flussbau und Lebensraumvielfalt).
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
Um den ökologischen Erfolg von Revitalisierungen zu gewährleisten, muss die Gesamtheit
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der wichtigsten Lebensraumfaktoren berücksichtigt werden. Für die Priorisierung der zu
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revitalisierenden Strecken müssen ausser morphologischen und strukturellen Faktoren das
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hydrologische Regime, die Wasserqualität und die Vernetzung der Lebensräume im
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Einzugsgebiet gewährleistet sein (MB Vernetzung). Deutliche Defizite in einem dieser
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Faktoren können die Besiedlung revitalisierter Standorte für viele Arten stark verzögern oder
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verhindern. Eine Vielfalt an morphologischen Strukturen im Fliessgewässer garantiert nicht
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notwendigerweise den Erfolg von Revitalisierungsmassnahmen für die Biodiversität. Eventuell
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müssen zunächst Faktoren wie die Wasserqualität oder die Vernetzung verbessert werden,
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bevor sich ein Erfolg der Revitalisierungsmassnahmen einstellen kann.
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
Die Lage im Einzugsgebiet bestimmt den Erfolg der Massnahmen stark mit: Revitalisierungen
von Strecken nahe bei natürlichen oder naturnahen, artenreichen Fliessgewässerabschnitten
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2 Biodiversität in Fliessgewässern
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sind für die Erhaltung und Förderung der Biodiversität wesentlich aussichtsreicher als solche
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an stark isolierten Standorten ohne Verbindungen zu Quellpopulationen.
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
Als Begleitmassnahmen im Rahmen von Revitalisierungen können spezifische
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Artenförderungsmassnahmen sinnvoll sein. Beispiele sind das Anlegen von Steilufern als
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Brutwände für den Eisvogel (Alcedo atthis) oder von Laichmöglichkeiten für Amphibien. Die
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Analyse, wie bedeutsam und dringlich diese Massnahmen sind, stützt sich auf die Liste der
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National Prioritären Arten ab. Diese beziehen neben der Gefährdung der Arten auch die
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Verantwortung der Schweiz und die Prioritäten ein.
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Literatur
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Tabelle 1. Charakteristische Arten der naturnahen Flusslandschaften (BAFU 2011). Schutzpriorität: 1 sehr hoch; 2 hoch; 3 mittel; 4 mässig. Die Spalte
«Verantwortung» beschreibt die europäische bzw. globale Bedeutung des schweizerischen Bestandes einer Art und gibt die internationale
Verantwortung der Schweiz für die Erhaltung der betreffenden Art an. Verantwortung: 4 sehr hoch, 3 hoch, 2 mittel, 1 gering, 0 keine Verantwortung.
Deutscher Name
Lateinischer Name
Organismenklasse
Gefährdung (Schweiz)
Priorität
Verantwortung
Laufkäfer
Bembidion eques
Insekten
Vom Aussterben bedroht
1
2
Laufkäfer
Bembidion foraminosum
Insekten
Vom Aussterben bedroht
2
1
Gefleckte Schnarrschrecke
Bryodemella tuberculata
Insekten
Ausgestorben
1
2
Kiesbank-Grashüpfer
Chorthippus pullus
Insekten
Vom Aussterben bedroht
1
2
Fluss-Strandschrecke
Epacromius tergestinus
Insekten
Vom Aussterben bedroht
1
2
Türks Dornschrecke
Tetrix tuerki
Insekten
Vom Aussterben bedroht
1
2
Zierliche Moosjungfer
Leucorrhinia caudalis
Insekten
Vom Aussterben bedroht
1
2
Kreuzkröte
Bufo calamita
Amphibien
Stark gefährdet
3
1
Laubfrosch
Hyla arborea
Amphibien
Stark gefährdet
3
1
Flussuferläufer
Actitis hypoleucos
Vögel
Stark gefährdet
1
1
Flussregenpfeifer
Charadrius dubius
Vögel
Verletzlich
1
1
Buntes Birnmoos
Bryum versicolor
Moose
Vom Aussterben bedroht
1
2
Alpen-Knorpelsalat
Chondrilla chondrilloides
Blütenpflanzen
Stark gefährdet
3
0
Deutsche Tamariske
Myricaria germanica
Blütenpflanzen
Potentiell gefährdet
-
-
Sanddorn
Hippophäe rhamnoides
Blütenpflanzen
Nicht gefährdet
-
-
2 Biodiversität in Fliessgewässern
Reifweide
Salix daphnoides
Blütenpflanzen
Nicht gefährdet
-
-
Einfacher Igelkolben
Sparganium emersum
Blütenpflanzen
Verletzlich
4
0
Kleiner Rohrkolben
Typha minima
Blütenpflanzen
Stark gefährdet
3
0
10