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Modellierung des organismischen Response in Buhnenfeldern der mittleren Elbe-Determinierende Umweltfaktoren des Makrozoobenthos der Elbe

By Michael Thomas Dirksen

Abstract

Zur Erstellung eines Habitatmodells für Buhnenfelder der Elbe, das die Abhängigkeiten der Taxa von den wichtigsten Umweltparametern beschreibt wurden: - Benthosproben der Elbteilhabitate entnommen und zeitgleich die Umweltparamter gemessen - Korrelationsanalysen zwischen Taxa und Umweltparamtern durchgeführt. - die wichtigsten die Verteilung des Bentos bestimmenden Umweltparameter identifiziert und eine mathematisches, auf der RDA (redundancy analysis) basierendes Modell erstellt, das die Abundanz des Benthos in Abhängigkeit von den Umweltparametern beschreibt - Die Plausibilität des erstellten Modells wurde mit Literaturvergleichen abgesichert. - Defizite der existierenden Buhnen/Buhnenfelder im Vergleich zu einem potentiellen natürlichen Zustand wurden identifiziert und Charakteristika erarbeitet durch die sich aus ökologischer Sicht optimierte Buhnen/Buhnenfelder auszeichnen sollten. - Nach diesen Gesichtspunkten wurden modifizierte Buhnentypen in das digitale Modell eingeführt. Hydro- und Morphodynamik sowie die daraus resultierende Faunenverteilung wurden modelliert und die Ergebnisse graphisch in einem GIS dargestellt. Die Elbe weist in den Untersuchungsabschnitten eine artenarme Benthozönose auf. Das Weichsubstrat ist in hohen Abundanzen bis 600.000 Individuen/m2 mit Oligochaeten (Wenigborster, Gürtelwürmer) und Chironomiden besiedelt. Die Arten- und Individuenzahlen der übrigen Taxa sind dagegen gering. Das Untersuchungsjahr 1999 zeigt allerdings eine deutliche Zunahme der Gesamt-Abundanz im Vergleich zum Vorjahr (1998) sowie eine Zunahme der Artenzahl. Das Hartsubstrat ist wie das Weichsubstrat nur schwach besiedelt, hier sind Chironomiden (Zuckmücken) das dominierende Taxon. Der empirische Ansatz zur Bestimmung der Abhängigkeiten von Fauna und Umwelt erforderte die Aufnahme zahlreicher Umweltparameter, welche auf signifikante Korrelation getestet wurden. Es ergaben sich auf hohem Signifikanzniveau Korrelationen zwischen den Taxa des Weichsubstrats und den modellierten Parameter Strömungsgeschwindigkeit und mittlerer Korndurchmesser und Zeit (Jahreszeit). Das Antwortverhalten einzelner Spezies (u.a. Limnodrilus hoffmeisteri, Propappus volki und Robackia demeijerei) erwies sich als besonders ausgeprägt und konnte auf diese Faktoren zurückgeführt werden. Die Aussagen sind auf hohem Signifikanzniveau abgesichert und werden durch Literaturangaben bestätigt. Für die Biozönose des Hartsubstrats wurden dagegen weniger signifikante Zusammenhänge ermittelt. Keine Zusammenhänge konnten zwischen den physikalischen Parametern, welche durch Absaugen des Interstitialwassers gewonnen wurden und der Weichsubstratbiozönose ermittelt werden. Mögliche Gründe für diesen Befund werden diskutiert. Die Ergebnisse der Modellerstellung sowie die vom Projektteil ?Wasserbau" gestellten abiotischen Daten wurden in die erarbeitete zentrale Projektdatenbank integriert. Die Projektdatenbank. diente als Schnittstelle und Steuerungsinstrument für die Modellierung und Szenarien-Berechnung der Taxa. Die Visualisierung der Modellierungsergebnisse mittels Arcview, welche eine einfache benutzergesteuerte Möglichkeit der Darstellung und Analyse der Daten bietet, wurde erarbeitet. Auf diese Weise wurde ein Werkzeug geschaffen, um Veränderungen der Fauna, als Folge geänderter hydraulischer und morphologischer Randbedingungen der Elbe zu prognostizieren. Ein Forderungskatalog für aus ökologischer Sicht optimierte Buhnenfelder, welche Funktionen übernehmen sollten die früher der Hauptstrom innehatte, wurde erarbeitet. Modifizierte Buhnen die die die Bedingungen im Buhnenfeld nach den gewünschten Kriterien verändern könnten, wurden erarbeitet und in das digitale Modell eingesetzt. Die morpho- und hydrodynamischen Bedingungen wurden vom Projektpartner modelliert und die Auswirkung auf die Biozönose exemplarisch anhand zweier Spezies und drei Buhnenfeldern dargestellt. Es konnten Buhnenvarianten erarbeitet und getestet werden, welche eine größere Habitatdiversität bewirkten, welche sich in einer größeren Fleckenhaftigkeit der Besiedlung durch die getesteten Spezies widerspiegelte. Es zeigte sich aber, dass jeder Flussabschnitt individuell getestet werden muss, da die hydro- und morphodynamischen Bedingungen nur bedingt vergleichbar sind, die für die Buhnenfelder getroffenen Annahmen daher nur bedingt zutrafen. Die vorgestellte Modellierung ermöglicht den Entscheidungsträgern den Test verschiedener Varianten der Umgestaltung des Stroms, die die Belange von Ökologie und Ökonomie in unterschiedlicher Wichtung beinhalten können. Wünschenswert wäre eine Umgestaltung der semiterrestrischen Flächen und damit insbesondere der Buhnenfelder, aber auch von Aue und Strom selbst, in einer dem Strom typischeren Art und Weise. Eine nachhaltige Gestaltung sollte sich weniger dem unmittelbaren wirtschaftlichen Nutzens unterordnen, hätte aber neben dem ästhetischen und ökologischen Nutzen auch handfeste ökonomische Vorteile, da ein Fluss dessen Bett die potentiell natürliche Profilgestalt besitzt, wasserbauliche Maßnahmen kaum benötigt (BOHLE & ENGEL-METHFESSEL 1993). BOHLE & ENGEL-METHFESSEL schrieben schon 1993, dass zu wünschen wäre, ?dass die Funktion der Flüsse im Naturhaushalt stärker berücksichtigt würde, zumal die Folgeschäden einer nur technisch orientierten Bewirtschaftung zu permanenten, auch ökonomischen Belastungen werden?. Dies ist unter dem Eindruck der Flutkatastrophen an Elbe und Oder mit ihren negativen Folgen für Ökonomie und die betroffenen Menschen umso aktueller

Topics: RDA ; Strömung ; river Elbe ; Elbe ; Potamal ; Makrozoobenthos ; Modell ; Robackia demeijerei ; GIS ; substrate ; current ; Buhne ; Life sciences, Biowissenschaften, Biologie -- RDA -- RDA -- Strömung -- river Elbe -- Elbe -- Potamal -- Potamal -- Makrozoobenthos -- Modell -- Robackia demeijerei -- GIS -- substrate -- current -- Buhne, ddc:570
Publisher: Philipps-Universität Marburg, Fachbereich Biologie
Year: 2004
OAI identifier: oai:Archiv.UB.Uni-Marburg.de:04-z2004-0081

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