Was ist biologisches Monitoring?
Detektivarbeit…
Die Idee hinter biologischem Monitoring ist, über das Vorkommen bestimmter Pflanzen oder Tiere an einem Standort Rückschlüsse auf ihren Lebensraum zu ziehen.
So kann vieles, was im und ums Wasser kreucht, fleucht, flattert und schwimmt bei der Beurteilung des ökologischen Zustands eines Gewässers helfen.
Es lohnt sich übrigens immer, in einem seichten Gewässer den ein oder anderen Stein umzudrehen, um einen Blick auf diese wundersame Welt zu erhaschen!
Gewässerökologinnen und Gewässerökologen gehen also im Gewässer auf Spurensuche: mit Protokollen, Kameras, speziellen Netzen, Messinstrumenten oder sogar mit Stromaggregaten.
Besonders eindrucksvoll ist das sogenannte Elektrofischen. Mit dieser Methode werden Fischerhebungen gemacht, ohne dass Fische zu Schaden kommen. Sie werden mittels Strom kurzfristig betäubt, vermessen und wieder ins Wasser zurückgesetzt.
Was ist einzigartig am Monitoring in LIFE IRIS?
7 IRIS Indikatoren.
Weil im LIFE IRIS Projekt verschiedene Aspekte wie die Gewässerökologie, Ökosystemleistungen und Hochwasserschutz gemeinsam betrachtet werden, ist es wichtig, diese Themenbereiche auch im Monitoring abzubilden. Auf Basis des Monitoringkonzept (Csar & Gumpinger, 2020) wurde festgelegt, welche sieben Indikatoren in LIFE IRIS zum Einsatz kommen:
Hydromorphologie
Unter Hydromorphologie versteht man die Formen und Strukturen eines Gewässers, wie beispielsweise Kiesbänke und Buchten oder auch Wehranlagen und Begradigungen. So bedingt die Hydromorphologie auch das Abflussverhalten und Geschiebe.
Für Maßnahmen im Sohl- und Uferbereich, zum Geschiebehaushalt und zum Gewässerhaushalt gilt die Hydromorphologie als Hauptindikator. Bei der Betrachtung und Bewertung von Maßnahmen ist dabei eine sehr gute Aussagekraft bei der kleinräumigen Betrachtung gefordert.
Hydromorphologie im IRIS Projekt
Die Hydromorphologie wird in LIFE IRIS mit einer speziellen Methode bewertet, die speziell darauf zugeschnitten ist und eine kleinräumige Evaluierung der Maßnahmen ermöglicht. Weil alle Maßnahmen das Ziel der hydromorphologischen Verbesserung anstreben, ist dieser Indikator auch bei allen Maßnahmen Teil des Monitorings.
Manche aquatische Lebewesen, wie Krebse, Insekten(larven), Muscheln, Schnecken oder Würmer (Makrozoobenthos) stellen bestimmte Anforderungen an ihren Lebensraum. Sie besiedeln Gewässer zum Beispiel nur ab einem gewissen Sauerstoffgehalt oder einem speziellen Temperaturbereich.
Köcherfliegenlarven sind die Schwesterngruppe von Schmetterlingen. Mit ihrer Seide können sie sich sogenannte „Köcher“ bauen, zum Beispiel aus Pflanzenteilen oder Steinchen in verschiedenen Größen. Unterschiedliche Arten bauen unterschiedliche „Häuschen“.
Diese Tiere kommen in einer atemberaubenden Vielfalt vor und jede Art hat ihre eigene Nische und verrät uns etwas über ihren Lebensraum.
Makrozoobenthos im IRIS-Projekt:
Die Zusammensetzung der Makrozoobenthos-Organismen reagiert besonders sensibel auf Belastungen der Wasserqualität (z.B. Sauerstoffgehalt), Veränderungen der Stromsohle oder Stau. Darum war das Makrozoobenthos gemeinsam mit der Hydromorphologie ein „Fixstarter“ und bei allen IRIS-Maßnahmen Gegenstand des Monitorings.
Makrozoobenthos
Fische
Süßwasserfische gehören zu den am stärksten bedrohten Tiere der Erde. Im Laufe ihres Lebens sind sie auf die unterschiedlichsten Lebensräume im Wasser angewiesen. So braucht eine Forelle als Kieslaicher beispielsweise Schotterbänke zur Fortpflanzung, die Jungfische benötigen dann seichte Bereiche mit nicht allzu viel Strömung, bis dann die größeren, älteren Fische in tiefen Kolken (Eintiefungen im Flussgrund oder Uferbereichen mit geringer Strömung) stehen. Um diese unterschiedlichen Habitate finden zu können, müssen Fische wandern. Das Gewässer muss also einerseits gut strukturiert, andererseits aber vor allem durchgängig sein. Leider gibt es in unseren Flüssen insgesamt derzeit rund 28.500 nicht-passierbare Querbauwerke, die diese Laichwanderung oft unmöglich machen.
Fische sind darum der beste Indikator für hydromorphologische Veränderungen wie mangelnde Durchgängigkeit.
Fische im IRIS-Projekt
An der Pielach soll eine 5-Meter hohe Sohlschwelle rückgebaut werden, um den Abschnitt wieder für Fische passierbar zu machen. Das Gebiet ist besonders wichtig, weil der stark gefährdete Huchen, der sogenannte „Donaulachs“, hier eines seiner letzten Vorkommen hat. Huchen können bis 140 cm groß und 50kg schwer werden!
© DWS
Libellen entwickeln sich als Larven zum Teil mehrere Jahre lang im Wasser, bevor sie sich in die Lüfte schwingen. Manche Arten brauchen für ihre Entwicklung zum Beispiel sandigen Untergrund im Fluss, der vorwiegend in gut strukturierten Flüssen mittlerer Lage – also mit einer gewissen Breite, Tiefe und Strömungsgeschwindigkeit – auftritt. Wenn also ein entsprechendes Tier frisch geschlüpft am Ufer sitzt, hat man viel über den Fluss gelernt.
Libellen im IRIS-Projekt:
Libellen bieten eine zusätzliche Besonderheit fürs biologische Monitoring: Sie reagieren durch ihre Flugkunst und hohe Mobilität besonders schnell auf veränderte Bedingungen! Weil man mit der Libellenfauna sehr schnell Änderungen und hoffentlich Erfolge dokumentieren kann, eignen sie sich perfekt zur Evaluierung von Maßnahmen auch im zeitlich begrenzten Rahmen.
Für mehr Infos zu den schillernden Flugkünstlern haben wir hier einige kuriose Libellen – Fakten gesammelt.
Libellen
Hochwasserschutz
Hochwasserschutz ist natürlich immer ein zentrales Thema im Flussmanagement. Die meisten von uns denken an Dämme und Mauern für den Hochwasserschutz. Bei derartigen harten Verbauungen wird das Wasser allerdings nur nach unten weitergeleitet und gewinnt dabei an Fließgeschwindigkeit. Es wird also zwar lokal die Situation verbessert, regional erhöht sich das Hochwasserrisiko aber manchmal sogar.
Bekommt der Fluss hingegen genügend Platz, so können auch Laufverlängerungen und geplante Überschwemmungsbereiche dem Hochwasserschutz zuträglich sein. In diesen Bereichen kann das Wasser gezielt zurückgehalten werden. Dadurch werden Problembereiche entlastet. Dämme und Mauern können immer brechen, diese sogenannte Versagenswahrscheinlichkeit ist bei gezieltem Wasserrückhalt in der Fläche viel geringer.
© Bernhard Schubert
Hochwasserschutz im IRIS-Projekt
Im LIFE IRIS Monitoring wird der Hochwasserschutz auch als Indikator bewertet. Für die diesbezüglichen Auswertungen sind einerseits Daten zur Hochwassergefährdung notwendig und andererseits Daten über potenziell betroffene Schutzgüter.
Es werden folgende Szenarien für den Status quo, sowie für die umgesetzte Maßnahme berechnet und verglichen: (1) Hochwasser mit einer hohen Wahrscheinlichkeit (HQ30), (2) Hochwasser mit einer mittleren Wahrscheinlichkeit (HQ100) sowie Hochwasser mit einer geringen Wahrscheinlichkeit/Extremszenario (HQ300). In diesem Vergleich können die positiven Wirkungen der Maßnahmen sichtbar gemacht werden.
In der Abbildung sieht man beispielsweise das aktuell bestehende Überflutungsbild der Lafnitz in Rudersdorf. Wertet man die betroffenen Schutzgüter vor und nach Maßnahmenumsetzung aus, bekommt man einen guten Überblick über die Wirkung für den Hochwasserschutz.
Natürliche Fluss- und Aulandschaften sind sehr dynamische Ökosysteme in Raum und Zeit. Durch Hochwasser, saisonale Änderungen im Abfluss und trockene Phasen kommt es zu einem ständigen Um- und Neubau von Lebensräumen in der Flusslandschaft.
Pionierpflanzen machen ihrem Namen alle Ehre und sind die ersten Pflanzen, die neue Sand- und Schotterbänke bewachsen. Weiden haben beispielsweise ein recht weiches Holz, das ihnen bei Hochwasser erlaubt, sich eher zu biegen als zu brechen.
Viele Lebensräume und die darin vorkommenden Tier- und Pflanzenarten sind gefährdet (Rote Listen), da durch die Regulierung unserer Flüsse kaum noch Platz für diese natürliche Dynamik bleibt.
Ergebnis ist eine Degradierung oder sogar der Verlust dieser wichtigen Auensysteme. Dabei sind Aulandschaften sowohl für die Biodiversität wichtig, da sie so vielen Arten einen Lebensraum bieten, als auch für das lokale Klima. Insbesondere in Zeiten der Klimakrise wird ihre Kühlfunktion immer wichtiger.
Terrestrische Ökologie
Ökosystemleistungen
Die Natur erweist uns viele Dienste, die wir oft als selbstverständlich erachten – die sogenannten Ökosystemleistungen. Trinkwasserverfügbarkeit, Schutz vor Naturgefahren und attraktive Erholungsräume sind nur einige Beispiele und zeigen die enorme Bedeutung, die Ökosystemleistungen auf unser Leben und unsere Lebensqualität haben.
Eine Auswertung der Ökosystemleistungen hilft, zu beurteilen, welche zusätzlichen Nutzen ökologische Verbesserungen bringen können.
Ökosystemleistungen im IRIS-Projekt
Im IRIS-Projekt wurden Ökosystemleistungen als Indikatoren ausgewählt, die besonders aussagekräftig für kleinere Sanierungsprojekte sind und für die genügend Daten vorhanden sind.
Im Rahmen des Monitorings wird zum Beispiel beurteilt, ob die Maßnahmen im IRIS-Projekt sich positiv auf den Hochwasserschutz, den Schutz vor Niedrigwasser, oder die Sedimentregulierung auswirken. Im Fall der Wiederanbindung von Mooren wird außerdem geschaut, welchen Effekt die Maßnahmen auf den Rückhalt von Treibhausgasen haben.
