Restaurierung aquatischer Ökosysteme
Wissenschaftliche Bewertung als SchlüsselelementAnthropogene Einflüsse auf Flussökosysteme und die Notwendigkeit von Restaurierungsmaßnahmen
Eine der Hauptaufgaben der Wasserrahmenrichtlinie der Europäischen Union ist die Bewertung aquatischer Ökosysteme und die Beurteilung ihres ökologischen Zustands. Bei einem Zustand unterhalb von „sehr gut“ und „gut“ müssen Restaurierungsmaßnahmen ergriffen werden, um die Gesundheit des Ökosystems zu verbessern. Leider erfüllten bei der letzten Bewertung des ökologischen Zustands der Flüsse in Deutschland im Jahr 2021 nur 8 % die Zielvorgaben für einen sehr guten oder guten Zustand. Tatsächlich wurde mehr als die Hälfte der bewerteten Fließgewässer als schlecht oder sogar sehr schlecht eingestuft. Es sind also umfangreiche Maßnahmen erforderlich, um die Flussökosysteme zu erhalten und ihre Funktionen wiederherzustellen, damit sie zu gesunden Ökosystemen werden.
Zu den Hauptursachen für anthropogene Einflüsse auf aquatische Ökosysteme zählen die Kanalisierung und Entwässerung von Überschwemmungsgebieten, übermäßige Nährstoffeinträge, Wasserentnahme und Staudammbau. Bei Flüssen wurden Phosphoreinträge sehr gut bekämpft und auch die Wasserentnahme wurde reduziert. Was den Dammbau betrifft, so sind Renaturierungsmaßnahmen oft schwierig, da Dämme für die Versorgung mit Ressourcen (z. B. Trinkwasser) oder für die Wasserkraftnutzung genutzt werden, zwei für den Menschen wichtige Ökosystemleistungen. Ebenso sind viele der ehemaligen Auen heute Ackerland, und viele Entwässerungssysteme und Flussläufe sind erhalten geblieben. Es gibt jedoch Renaturierungsprojekte, um Auengebiete wieder dem Fluss zurückzugeben und die Möglichkeit von Überschwemmungen zu erhöhen, um Auenwälder und ihre Organismengemeinschaften zu erhalten. Ein solches Projekt wurde in der Dahme bei Staakmühle (Gemeinde Briesen, Brandenburg, Deutschland) durchgeführt, wo der durch die Kanalisierung verursachten Erosion des Flussbettes durch Aufschüttung von Kies entgegengewirkt wurde und ein ehemals abgeschnittener und ausgetrockneter Mäander ausgehoben und wieder angeschlossen wurde, um die Fließlänge um etwa 130 m zu verlängern und so das Gefälle und die Erosion des Flusses zu verringern. Anschließend wurde der Mäander seine Ufer erodieren lassen, in der Hoffnung, dass die nahe gelegenen Waldgebiete überflutet werden.
(https://www.feuchtwaelder.de/projekttagebuch/auenwaelder-brauchen-wasser.html)
Um Renaturierungsprojekte bewerten zu können, bedarf es einer klaren Aussage zu den erwarteten Renaturierungsergebnissen. Leider sind die Ziele der Renaturierung von Ökosystemen oft nicht klar definiert, und Projekte werden selten über die Umsetzung der Renaturierungsmaßnahme hinaus bewertet (hauptsächlich aufgrund finanzieller Zwänge), was die Bewertung des Renaturierungserfolgs erschwert. In anderen Fällen sind die Renaturierungsziele zwar definiert, wie beispielsweise im Dahme-Projekt für die Auwälder, aber zusätzliche Auswirkungen werden nicht berücksichtigt oder überwacht.
Benthische Makroinvertebraten als Indikatoren für die Gesundheit von Flussökosystemen
Die Bewertung der Gesundheit von Flussökosystemen wird in der EU-Wasserrahmenrichtlinie anhand physikalischer, chemischer, morphologischer und biologischer Parameter definiert. Unser Fokus lag und liegt auf benthischen Makroinvertebraten. Benthisch bedeutet alles, was mit Sedimenten in Verbindung steht, also Makroinvertebraten, die auf der Sedimentoberfläche leben. Makroinvertebraten sind Organismen, die größer als 0,5 cm sind (Definition von „Makro“) und wirbellose Tiere (also ohne Wirbeltiere wie Fische). In Gewässerökosystemen lassen sich Makroinvertebraten in verschiedene systematische Gruppen einteilen, von Schnecken und Muscheln bis hin zu Krebstieren und Insektenlarven (und einigen erwachsenen Insekten wie Käfern). Makroinvertebraten wurden als einer der biologischen Parameter ausgewählt, da sie als Bioindikatoren dienen können. Ein Bioindikator ist ein Organismus, der bestimmte Umweltbedingungen anzeigt und, falls er nicht vorhanden ist, darauf hinweist, dass diese Bedingungen nicht mehr gegeben sind. Jede Art repräsentiert einen oder mehrere Substrattypen, auf denen sie lebt, wie z. B. eine bestimmte Größe von Kies oder Sand, den Bereich der Umweltbedingungen, die ihre ökologische Nische definieren, wie Strömungsgeschwindigkeiten, Wassertemperaturen und gelöste Sauerstoffkonzentrationen, sowie ihre Nahrungsressourcen wie Organismen, die Algen und Biofilm von untergetauchten Oberflächen abkratzen, Blätter zerkleinern, feine organische Partikel sammeln oder filtern oder andere lebende Organismen jagen. Veränderungen hinsichtlich des Vorkommens oder Nichtvorkommens bestimmter Arten sowie Veränderungen in der Zusammensetzung von Lebensgemeinschaften weisen somit auf veränderte Umweltbedingungen, mögliche Veränderungen in der Zusammensetzung des Substrats sowie unterschiedliche Mengen und Qualitäten von Nahrungsressourcen hin. Darüber hinaus hat jede Art unterschiedliche Lebenszyklen und Bewegungsfähigkeiten. Schnecken und Muscheln beispielsweise leben ausschließlich in aquatischen Lebensräumen und ihre Bewegungsfähigkeiten sind begrenzt. Insektenlarven hingegen gelten als semi-aquatisch, was bedeutet, dass sie nur einen Teil ihres Lebenszyklus im aquatischen Lebensraum verbringen, in der Regel das Larvenstadium, während sie den Rest ihres Lebens im terrestrischen Lebensraum verbringen, in der Regel als geflügelte adulte Tiere. Dies ermöglicht eine Ausbreitung, die Organismen wie Schnecken nicht möglich ist. Durch die Untersuchung der Zusammensetzung der Makroinvertebratengemeinschaft können wir also den Gesundheitszustand eines Flussökosystems bestimmen, bezogen auf die Bedingungen, die wir in diesem spezifischen Flusstyp erwarten.