How can we conserve cold stenotherm communities in warming Alpine ponds?

Freshwater biodiversity has shown to be highly vulnerable to climate warming, alpine cold stenotherm populations being especially at risk of getting extinct. This paper aims at identifying the environmental factors favouring cold stenotherm species in alpine ponds. This information is required to provide management recommendations for habitats restoration or creation, needed for the mitigation of the effects of climate warming on alpine freshwater biodiversity. Cold stenotherm species richness as well as total (i.e. stenotherm and eurytherm) richness were analyzed for aquatic plants, Coleoptera and Odonata in 26 subalpine and alpine ponds from Switzerland and were related to environmental factors ecologically relevant for pond biodiversity. Our results confirmed that the set of environmental variables governing pond biodiversity in alpine or subalpine ponds is specific to altitude. Altitude and macrophyte presence were important drivers of cold stenotherm and total species richness, whereas connectivity did not show any significant relation. Therefore, the management of pond biodiversity has to be ‘altitude-specific'. Nevertheless, cold stenotherm species from the investigated alpine ponds do not show some specific requirements if compared to the other species inhabiting these ponds. Therefore, both total and cold stenotherm species richness could be favoured by the same management measures

Heuschreckengemeinschaften im Roßlauer Oberluch an der Mittleren Elbe

Deichrückverlegungsprojekte, wie das im Roßlauer Oberluch an der Mittleren Elbe, stellen für den Naturschutz sowohl Chance als auch Herausforderung dar. Es wird argumentiert, dass solche Maßnahmen einerseits dem Hochwasserschutz, auf der anderen Seite auch dem Arten- und Biotopschutz dienen sollen. Die Auswirkungen von Deichrückbauvorhaben auf Natur und Landschaft sind bisher jedoch nur unzureichend bekannt. Dies ist primär der Tatsache geschuldet, dass für viele Arten die Kenntnisse über die Wechselwirkungen mit ihrer Umwelt noch immer defizitär sind und somit die Auswirkungen von Umweltveränderungen auf Flora und Fauna nicht effektiv quantifiziert werden können. Das gilt auch und gerade für Heuschrecken in Feuchtlebensräumen, wie z. B. in Flussauen. In der vorliegenden Arbeit wurden die Zusammenhänge zwischen wichtigen Umweltvariablen und den Vorkommen von Heuschrecken genauer betrachtet

Mollusken im Auengrünland des Biosphärenreservates Mittelelbe vor und nach dem extremen Sommerhochwasser 2002

Hochwasserereignisse sind von besonderer Bedeutung, da sie die Auenlandschaft räumlich und zeitlich strukturieren und so eine große Vielfalt an Habitaten schaffen. Mollusken sind von großem Artenreichtum, der in den mitteleuropäischen Flussauen am höchsten ist. Sie sind relativ leicht zu determinieren und besitzen zudem eine geringe Mobilität und dementsprechend kleine Minimalareale. Darüber hinaus sind Ökologie und Habitatansprüche der meisten Arten gut bekannt. Dadurch eignen sich Mollusken sehr gut zur ökologischen Charakterisierung (Indikation) und zur naturschutzfachlichen Bewertung von Auenökosystemen. Obwohl in zahlreichen Studien bereits Molluskenzönosen in Auen beschrieben wurden, ist über die Reaktion von Mollusken auf Hochwasser, insbesondere Extremhochwasser, wenig bekannt, zumal kaum Daten vorliegen, die den Zustand vor und nach einem Extremereignis beschreiben. In diesem Beitrag werden die kurz- und mittelfristigen Auswirkungen des Sommerhochwassers 2002 auf Molluskengemeinschaften im Auengrünland der Mittleren Elbe beschrieben

Molluskengemeinschaften im Deichrückverlegungsgebiet Roßlauer Oberluch im Biosphärenreservat Mittelelbe

Mollusken eignen sich aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften sehr gut zur ökologischen Charakterisierung, naturschutzfachlichen Bewertung und Beweissicherung bei bevorstehenden Veränderungen innerhalb ihrer Lebensräume. Durch ihre geringe aktive Mobilität sind sie sehr stark an ihren Lebensraum gebunden. Ihre Biologie, Ökologie und Habitatansprüche sind gut bekannt. Gerade in Flussauen erreichen Mollusken sehr hohe Arten- und je nach standörtlichen Verhältnissen sehr hohe Individuenzahlen. Im Herbst 2006 sowie im Frühjahr und Herbst 2007 wurden Molluskenproben auf den Wiesen im Roßlauer Oberluch und auf zwei Referenzstandorten in der Kliekener Altaue entnommen mit dem Ziel, den Status Quo vor der Deichöffnung festzuhalten und die Entwicklung dieser Artengruppe nach der Deichrückverlegungsmaßnahme zu analysieren. Bislang liegen die Status-Quo-Ergebnisse der Herbst- und Frühjahrsaufsammlungen aus den Jahren 2006 und 2007 vor

Auswirkungen des Elbehochwassers 2002 auf ausgewählte Artengruppen : eine Einführung in das Projekt HABEX

Die Auswirkungen extremer Wetterereignisse auf die Biodiversität sind bisher nur unzureichend bekannt. In den letzten Jahren steigen daher die Bemühungen, Effekte solcher Ereignisse auf Arten und Ökosysteme zu quantifizieren und Schutzstrategien zu entwickeln. Das vom BMBF geförderte Verbundprojekt RIVA – Robustes Indikationssystem für ökologische Veränderungen in Auen (Scholz et al. 2001, 2009, Dziock et al. 2006) stellte eine hervorragende Grundlage für Untersuchungen der ökologischen Auswirkungen nach den extremen Hochwasserereignissen im Sommer 2002 und im Winter 2002/2003 sowie der folgenden extremen Trockenheit im Sommer 2003 dar. Für die Artengruppen Laufkäfer, Mollusken und Pflanzen bestand deshalb im Rahmen des hier vorgestellten HABEX-Projektes (AuenHABitate nach EXtremhochwasserereignissen am Beispiel der Mittleren Elbe) die einmalige Gelegenheit, die Auswirkungen dieses in Zeitpunkt und Intensität ungewöhnlichen Hochwassers auf denselben Probeflächen durch einen Zustandsvergleich der Jahre vor der Flut (1998/99) und danach (2003-2006) zu untersuchen

Mayfly production in a New Zealand glacial stream and the potential effect of climate change

Abstract In contrast to the northern hemisphere where species of Chironomidae are usually the dominant benthic invertebrates in the coldest upper reaches of glacial streams, mayflies (Deleatidium spp.: Leptophlebiidae) predominate in equivalent conditions in New Zealand. We examined the life histories and annual production of Deleatidium spp. at two sites on the Matukituki River (South Island, New Zealand) and at three sites in its glacier-fed tributary, Rob Roy Stream. Mean annual water temperature at the five sites ranged from 2.1 to 7.0°C. Monthly sampling showed that mayfly populations were poorly synchronised at all sites but were probably univoltine. The large Deleatidium cornutum was the dominant mayfly species found at the upper sites (Sites 1 and 2) on Rob Roy Stream, whereas above the confluence with Matukituki River (Site 3) it co-existed with a complex of smaller species we refer to as D. ''angustum''. Deleatidium ''angustum'' also dominated at the Matukituki sites. Deleatidium production calculated for the five sites, assuming an 11-month nymphal life, ranged from 0.48 g dry weight/m 2 /year (Site 1) to 3.07 g dry weight/m 2 /year (Site 3). The values for D. cornutum at Sites 2 and 3 are high for a species of Deleatidium and reflect its large size. This species appears to be strongly adapted for growth at low temperatures. Climate change scenarios for New Zealand predict the gradual and ultimate loss of small South Island glaciers and a consequent warming of streams as runoff from rainfall and snow melt becomes more dominant in spring. As a result, suitable habitats will be lost for cold-water specialists such as D. cornutum, and they are likely to suffer reductions in their distributional range and local extinction. In contrast, species such as those in the D. ''angustum'' complex may extend their ranges into streams formerly dominated by glacial meltwater

Deichrückverlegungen in Sachsen-Anhalt und wissenschaftliche Begleituntersuchungen am Beispiel des Roßlauer Oberluchs

Deichbau und andere flussbautechnische Maßnahmen haben dazu geführt, dass die Mittlere Elbe ihre ursprünglichen Überschwemmungsgebiete verloren hat. Um die Auswirkungen der alljährlich auftretenden Hochwasserereignisse einzudämmen, wurden große Bereiche der Talniederung durch Deiche vom Überflutungsgeschehen abgetrennt. Diese Eingriffe in den Naturhaushalt ermöglichten gleichfalls eine intensive ackerbauliche Nutzung oder eine hochwassersichere Bebauung der Auen. Die natürliche Auendynamik ist heute weitestgehend auf einen schmalen Bereich entlang der Elbe beschränkt. Hinter den Deichen sind die für die Elbeauen typischen Lebensräume von der lebenswichtigen Auendynamik abgeschnitten. Angepasste Auenarten und -lebensgemeinschaften treten zugunsten von Allerweltsarten zurück. Eine Wiederanbindung von Altauenbereichen an das Überflutungsgeschehen ist deshalb eine der vordringlichsten Maßnahmen zur Revitalisierung gefährdeter Auenlebensräume und stellt eine Chance dar, einen nachhaltigen und modernen Hochwasserschutz mit Naturschutzzielen zu verbinden. An der Elbe entspricht das aktuelle Hochwasserschutzsystem nicht den heutigen Anforderungen an den Hochwasserschutz. Um jedoch jederzeit auf mögliche große Hochwasserereignisse reagieren zu können, entstanden Anfang der 1990er Jahre in den Anliegerländern der Elbe zahlreiche Pläne für Deichrückverlegungen

Global variation in the beta diversity of lake macrophytes is driven by environmental heterogeneity rather than latitude

Aim: We studied global variation in beta diversity patterns of lake macrophytes using regional data from across the world. Specifically, we examined 1) how beta diversity of aquatic macrophytes is partitioned between species turnover and nestedness within each study region, and 2) which environmental characteristics structure variation in these beta diversity components.  Location: Global  Methods: We used presence-absence data for aquatic macrophytes from 21 regions distributed around the world. We calculated pairwise-site and multiple-site beta diversity among lakes within each region using Sørensen dissimilarity index and partitioned it into turnover and nestedness coefficients. Beta regression was used to correlate the diversity coefficients with regional environmental characteristics. Results: Aquatic macrophytes showed different levels of beta diversity within each of the 21 study regions, with species turnover typically accounting for the majority of beta diversity, especially in high-diversity regions. However, nestedness contributed 30-50% of total variation in macrophyte beta diversity in low-diversity regions. The most important environmental factor explaining the three beta diversity coefficients (total, species turnover and nestedness) was altitudinal range, followed by relative areal extent of freshwater, latitude and water alkalinity range. Main conclusions: Our findings show that global patterns in beta diversity of lake macrophytes are caused by species turnover rather than by nestedness. These patterns in beta diversity were driven by natural environmental heterogeneity, notably variability in altitudinal range (also related to temperature variation) among regions. In addition, a greater range in alkalinity within a region, likely amplified by human activities, was also correlated with increased macrophyte beta diversity. These findings suggest that efforts to conserve aquatic macrophyte diversity should primarily focus on regions with large numbers of lakes that exhibit broad environmental gradients.

Effectiveness of amphibians as biodiversity surrogates in pond conservation

Amphibian decline has led to worldwide conservation efforts, including the identification and designation of sites for their protection. These sites could also play an important role in the conservation of other freshwater taxa. In 89 ponds in Switzerland, we assessed the effectiveness of amphibians as a surrogate for 4 taxonomic groups that occur in the same freshwater ecosystems as amphibians: dragonflies, aquatic beetles, aquatic gastropods, and aquatic plants. The ponds were all of high value for amphibian conservation. Cross‐taxon correlations were tested for species richness and conservation value, and Mantel tests were used to investigate community congruence. Species richness, conservation value, and community composition of amphibians were weakly congruent with these measures for the other taxonomic groups. Paired comparisons for the 5 groups considered showed that for each metric, amphibians had the lowest degree of congruence. Our results imply that site designation for amphibian conservation will not necessarily provide protection for freshwater biodiversity as a whole. To provide adequate protection for freshwater species, we recommend other taxonomic groups be considered in addition to amphibians in the prioritization and site designation process.La declinacion de anfibios ha resultado en esfuerzos de conservaci on a nivel mundial, incluyendo a la identificacion y designaci on de sitios para su protecci on. Estos sitios podrıan desempenar un papel importante en la conservacion de otros taxones de agua dulce. Valoramos la efectividad de los anfibios como sustitutos de cuatro grupos taxonomicos que se encuentran en los mismos ecosistemas de agua dulce que los anfibios en 89 estanques en Suiza: libelulas, escarabajos acuaticos, gasteropodos acuaticos y plantas acuaticas. Todos los estanques tenıan un valor alto de conservacion. Las correlaciones entre taxones fueron evaluadas en riqueza de especies y valor de conservacion. Tambien se usaron pruebas de Mantel para investigar la congruencia de la comunidad. La riqueza de especies, el valor de conservacion y la composicion de la comunidad de anfibios fue congruente de forma d´ebil con estas medidas para los otros grupos taxonomicos. Las comparaciones emparejadas para estos cinco grupos considerados mostraron que, por cada medida los anfibios tenıan el grado mas bajo de congruencia. Nuestros resultados implican que la designacion de sitios para la conservacion de anfibios no proporcionara necesariamente proteccion para la biodiversidad de agua dulce en total. Para proporcionar la proteccion adecuada para las especies de agua dulce, recomendamos que otros grupos taxonomicos sean considerados ademas de los anfibios en la priorizacion y el proceso de designacion de sitio

Patterns of macroinvertebrate traits along three glacial stream continuums

1. Glacier-fed streams are characterised by low spatial but high temporal heterogeneity, manifested in seasonal and diurnal discharge and suspended sediment peaks induced by glacial runoff. These streams shelter macroinvertebrate communities adapted to such harsh environmental conditions. Studies relating macroinvertebrate traits to environmental conditions in glacial streams could provide important insights into the structure and function of glacial stream communities. 2. From data collected in three glacial streams from the central Swiss and southern French Alps, we analysed the relationships among six biological traits to define five groups of macroinvertebrate taxa with similar suites of traits. 3. The longitudinal distribution of the five groups and of individual traits was analysed, as well as their variation according to a glaciality index combining water temperature, conductivity, suspended solids and substrate stability. 4. The trait diversity along the three streams showed a strong upstream-downstream gradient. The upper reaches were dominated by a single group of taxa characterised by small, crawling, deposit feeders. The other trait-based groups appeared progressively downstream. 5. Changes in the relative frequency of trait-based groups along the glaciality gradient highlighted the dominance of all-rounder resistant/resilient traits in the three streams and confirmed that environmental conditions in the glacial streams are too harsh or uniform to allow macroinvertebrate communities to develop alternative suites of traits. The findings are discussed in relation to the question of trait coding in the available literature