Flussökologie

Fließgewässer als Ökosysteme

Flüsse sind lineare Ökosysteme mit ausgeprägtem Längsgradient (Quelle → Mündung) und komplexer Vernetzung (lateral, vertikal).

Besonderheiten:

Fließbewegung: Drift, Stromrichtung
Längszonierung: Verschiedene Lebensgemeinschaften
Hohe Dynamik: Hochwasser, Trockenheit
Vernetzung: Einzugsgebiet, Aue, Grundwasser

River Continuum Concept (RCC)

Vannote et al. (1980): Klassisches Konzept der Flussökologie.

Grundidee: Fließgewässer als Kontinuum von der Quelle bis zur Mündung mit kontinuierlichen Veränderungen der:

Energiequellen
Nahrungsnetze
Lebensgemeinschaften

Längszonen

Krenal (Quellregion):

Kalt, konstante Temperatur
Hoher O₂-Gehalt
Geringe Nährstoffe
Spezialisten (Quellschnecken)

Rhithral (Oberläufe, Bergbäche):

Schnelle Strömung, steinig
Sauerstoffreich, kalt
Hauptenergiequelle: Laub von außen (allochthon)
Shredder (Laubzerkleinerer), Sammler

Potamal (Unterläufe, Tieflandflüsse):

Langsame Strömung, sandig/schlammig
Wärmer, variablerer O₂
Hauptenergiequelle: Algen, Phytoplankton (autochthon)
Filtrierer, Weidegänger

P/R-Verhältnis:

Rhithral: P < R (Heterotroph, Abbau organischer Substanz aus Umgebung)
Potamal: P > R (Autotroph, Primärproduktion durch Algen)

Flood Pulse Concept

Junk et al. (1989): Ergänzung zum RCC für große Flüsse.

Hauptidee: Die Überflutungsdynamik (Flood Pulse) ist der Hauptfaktor für Produktivität großer Flüsse.

Auen:

Werden periodisch überflutet (jährlich in natürlichen Systemen)
“Moving Littoral”: Wandernde Uferzone
Hohe Produktivität (Nährstoffe, Licht, Wärme)
Laichen, Kinderstube für Fische

Bedrohung:

Flussregulierung → kaum noch Überflutungen
Auenverl

ust: 90% in Europa

Makrozoobenthos (MZB)

Definition: Wirbellose Tiere >500 µm, die auf/im Gewässergrund leben.

Gruppen:

Insektenlarven: Eintagsfliegen, Köcherfliegen, Steinfliegen
Krebstiere: Flohkrebse, Asseln
Schnecken, Muscheln
Würmer: Oligochaeten, Egel

Funktionale Gilden

Nach Nahrungsaufnahme:

Shredder (Zerkleinerer): Grobe org. Partikel (Laub)
Sammler (Gatherers): Feinpartikel
Weidegänger (Grazers): Algen auf Steinen
Filtrierer: Suspendierte Partikel
Räuber (Predators): Andere Tiere

Bioindikation

MZB als Bioindikatoren für Gewässerqualität:

Saprobie (organische Belastung):

Oligosaprob (sauber): Steinfliegen, Eintagsfliegen
β-mesosaprob (leicht belastet): Köcherfliegen
α-mesosaprob (belastet): Egel
Polysaprob (stark belastet): Tubifex-Würmer

Saprobienindex:

Rechnerischer Wert (1-4)
<2: Gut
3: Schlecht

EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL)

2000 in Kraft, Ziel: Guter ökologischer Zustand bis 2015 (verlängert bis 2027).

Bewertung

5 Qualitätskomponenten:

Phytoplankton
Makrophyten (Wasserpflanzen)
Makrozoobenthos
Fischfauna
Hydromorphologie

Ökologischer Zustand:

Sehr gut (naturnah)
Gut (leicht anthropogen verändert)
Mäßig
Unbefriedigend
Schlecht

Status Deutschland

2021:

Nur 8% der Fließgewässer in gutem/sehr gutem Zustand
Hauptprobleme:
- Hydromorphologische Veränderungen (Begradigung, Querbauwerke)
- Nährstoffbelastung (Nitrat, Phosphat aus Landwirtschaft)
- Schadstoffe (Pestizide, Mikroverunreinigungen)

Maßnahmen:

Renaturierung (Mäander, Auen)
Durchgängigkeit (Fischaufstiegsanlagen)
Reduzierte Nährstoffeinträge

Neobiota (invasive Arten)

Beispiele:

Körbchenmuscheln (Corbicula): Asien → Europa
Signalkrebs (Pacifastacus): Nordamerika → Europa (verdrängt heimischen Edelkrebs, überträgt Krebspest)
Kamberkrebs (Faxonius limosus)

Folgen:

Verdrängung heimischer Arten
Nahrungsnetz-Veränderungen

Klimawandel

Erwartete Effekte:

Temperaturanstieg: Verschiebung Lebensgemeinschaften (Kaltstenotherme Arten verschwinden)
Niedrigwasser: Häufiger, länger
Hochwasser: Intensiver
Sauerstoff: Weniger (warmes Wasser löst weniger O₂)

Literatur

Vannote, R. L. et al. (1980): River Continuum Concept. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 37, 130-137
Junk, W. J. et al. (1989): Flood Pulse Concept. Canadian Special Publication of Fisheries
EEA (2021): European Waters Assessment 2021

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