Bewertung ökologischer ZustandDas Bewertungssystem PHYBIBCO ist als modularer, multimetrischer Index aufgebaut. Esbewertet ausschließlich die Vegetationskomponenten der inneren Küstengewässer derOstsee.

Auf den Fla ̈chenanteil bezogen dominieren dort Weichbo ̈den, weshalb bei PHYBIBCO vorallem die charakteristischen Vegetationselemente des Weichbodens

Submerse höhere Pflanzen (Angiospermen) undArmleuchteralgen (Characeen = Charophyten)

zur Bewertung herangezogen werden. Emerse Vegetation, also Pflanzen, die über dieWasseroberfläche weit hinausragen wie Schilf, epilithische (= Hartbodenvegetation) undepiphytische Großalgen (= Aufwuchsalgen) werden nicht berücksichtigt. Nichtfestgewachsene, morphologisch an das Weichbodenhabitat angepasste Spezialformen derGroßalgen Fucus und Furcellaria, die nur in einigen Boddengewässern vorkommen, werdenzumindest bei einem Bewertungsparameter berücksichtigt.

Es stehen insgesamt zwei Einzelparameter für die Bewertung zur Verfügung, dieAuswirkungen der Eutrophierung auf Makrophyten, wie eine Reduktion der Tiefengrenzenund Veränderungen der Artenvielfalt bei Verlust eutrophierungssensitiver Arten,widerspiegeln.

Für beide Bewertungsparameter wurde eine fu ̈nfstufige Klassifizierung erarbeitet. Dadurchkann jeder Parameter separat und unabhängig voneinander bewertet und ein ökologischerZustand zugewiesen werden. Entsprechend wird die Bewertung nachfolgend erst für jedenEinzelparameter/Teilindex dargestellt und im Anschluss daran die Gesamtbewertungbeschrieben.

Ökologische Wertigkeit/Arteninventar

Die Artenvielfalt ist ein Parameter, der von der WRRL zur Bewertung der BiologischenQualita ̈tskomponente Makrophyten vorgegeben wurde. Das durch den reduzierten Salzgehaltnatürlicherweise geringe Artenspektrum der Ostsee, schränkt die Bewertungsmo ̈glichkeitendieses Parameters in der Regel stark ein. Gerade die submersen, wurzelnden marinenVegetationsformen zeichnen sich durch eine deutliche Artenarmut aus, so dass auch für dieWeichbodenhabitate der inneren Küstengewässer die Artenzahl niedrig ist, obwohlSu ̈ßwasserarten als „Einwanderer“ ins Brackwasser die Artenvielfalt im Vergleich zum reinmarinen Bereich erhöhen.

Für die Artenzahl als Summe der Angiospermen und Armleuchteralgen konnte grundsätzlichein signifikanter Zusammenhang zur Belastung nachgewiesen werden: Je geringer derGesamtstickstoff in einem Gewässer, desto mehr Arten sind vorhanden. Um für dieArtenvielfalt als Einzelparameter zu einer von der WRRL geforderten fu ̈nfstufigen Bewertung

Stand 25.05.2019

zu gelangen, wurde der Bewertungsansatz der WRRL-Makrophytenbewertung in Seen(PHYLIB) auf die inneren Küstengewässer übertragen. Dabei werden den einzelnen Artenökologische Wertigkeiten zugewiesen. Ausgehend von dem fu ̈nfstufigen Wertesystem (sehrgut bis schlecht) der WRRL und unter Beachtung von gewässerspezifischenDegradationsreihen mit der höchsten Wertigkeit für Pflanzengemeinschaften mitArmleuchteralgen und der geringsten Wertigkeit für Pflanzengemeinschaften mit euryökenAngiospermen ergibt sich für die typischen Vegetationsformen der inneren Küstengewässereine Wertematrix. Arten, die in dieser Matrix mit „0“ bedacht werden, sind nichtbewertungsrelevant (keine charakteristische Vegetationskomponente) und haben wederpositiven noch negativen Einfluss auf die Bewertung.

Durch Verknüpfung dieser Wertematrix mit Referenzartenlisten, die aus historischenUntersuchungen und aktuellen Bestandsdaten aufgestellt wurden, wird ein Referenzwert derökologischen Wertigkeit ermittelt. Entsprechend der vom Salzgehalt abhängigen Verbreitungder Arten, gibt es insgesamt vier (gewa ̈sser- = salzgehaltsspezifische) Referenzartenlistenund dadurch gewa ̈sserspezifische Referenzwerte der ökologischen Wertigkeit (Tab. 1). Dabeiwar die Menge an historischen und aktuellen Bestandsdaten für Gewässer des oligohalinenBereiches sehr gering, so dass diese Referenzartenliste und damit der Referenzwert dort amschlechtesten validiert sind.

Tab. 1: Referenzartenlisten für die vier Subtypen der Salzgehaltsklassen mit denökologischen Wertigkeiten der verschiedenen Arten und den daraus ableitbarentypspezifischen Referenzwertes dieses Bewertungsfaktors.

Diese gewa ̈ssertypischen Referenzwerte bilden die Basis für das fu ̈nfstufigeBewertungsschema. Bewertet wird das Vorkommen gewa ̈ssertypischer Pflanzenarten, die

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entsprechend ihrer ökologischen Wertigkeit unterschiedlich gewichtet werden (Tab. 2).

Tab.2: Fünfstufiges Bewertungsschema des Bewertungsfaktors ökologischerWertigkeit/Arteninventar.

Für die eigentliche Bewertung werden, ausgehend von den Arten-Abundanz-Tabellen, dieökologische Wertigkeit für jedes Transekt separat bestimmt, indem jede bewertungsrelevanteArt mit ihrer zugehörenden Wertigkeit versehen wird und durch Bildung der Summe dieserWertigkeiten die ökologische Wertigkeit des Transektes berechnet wird. Für die Bewertungdes Wasserkörpers werden alle Werte der untersuchten Transekte berücksichtigt. Dainnerhalb einzelner Wasserko ̈rper die Transekte aber unterschiedlichenSalzgehaltsbereichen und damit Referenzartenlisten zugeordnet sein können, dürfen KEINEMittelwertberechnungen mit den Werten der ökologischen Wertigkeit selbst durchgeführtwerden. Es müssen zuerst EQR-Werte separat für jeden Transekt berechnet und normiertwerden. Die Normierung ist erforderlich, da je nach Referenzliste unterschiedlicheKlassengrenzen und Wertebereiche abgedeckt werden und eine Verrechnung derEinzelwerte unter diesen Umständen nur nach Normierung der Werte möglich ist. DieNormierung erfolgt einheitlich auf einen Score von 0 – 1, wobei die Klassengrenzen und dieberechneten Bewertungsergebnisse auf feste, vordefinierte Intervalle (= EQR-Werte)transformiert werden (Tab. 3), die nach Vorgabe der Landesa ̈mter auf drei Stellen nach demKomma anzugeben sind:

Tab. 3: Bewertungsklassen der Ecological Quality Ratio (EQR) nach WRRL.

Klasse EQR-Wert

sehr gut > 0,8 – 1

gut > 0,6 – 0,8

mäßig > 0,4 – 0,6

unbefriedigend > 0,2 – 0,4

schlecht 0 – 0,2

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Korrekturfaktor

Obwohl das Monitoringkonzept darauf ausgelegt ist, die Wasserko ̈rper bestmöglichflächendeckend zu beproben, ist gerade in Wasserko ̈rpern mit einem starkenZusammenbruch der submersen wurzelnden Pflanzen zu beobachten, dass Transektebevorzugt in Bereichen mit Vegetationsrestbesta ̈nden untersucht werden. Dies vermittelt fürdiese Wasserko ̈rper oftmals den Eindruck dass die historisch verzeichneten Arten aktuell fastvollständig vorliegen. Handelt es sich dabei um zahlreiche Arten der Armleuchteralgen miteiner hohen ökologischen Wertigkeit, ergibt sich eine Bewertung, die bei der vorliegendenBelastung eigentlich zu gut ausfällt. Dass es sich mengenmäßig nur um Restbestände anVegetation handelt, wird durch die ökologische Wertigkeit nicht direkt bewertet. DieWasserko ̈rper mit submersen Vegetationsrestbesta ̈nden sind davon gekennzeichnet, dassSchilfbesta ̈nde die Uferzone dominieren. Diese Schilfbesta ̈nde bedecken das Gewässermindestens bis in Tiefen, in denen aktuell die Tiefengrenze der submersen Vegetation liegt(0,7 – 1,0 m). Submerse Vegetation kommt dadurch nur dort vor, wo die Schilfbesta ̈nde fehlenbzw. so geringe Deckung haben, dass die Beschattung durch das Schilf submersen Bewuchszulässt.

Um die Degradation der submersen Vegetation in das Bewertungsschema einzubinden, wirdein Korrekturfaktor für den Bewertungsparameter ökologische Wertigkeit verwendet:Übersteigt die Dominanz der emersen, wurzelnden Vegetation die der submersen,wurzelnden (Armleuchteralgen + submerse Angiospermen), ist also dasBedeckungsverha ̈ltnis dieser beiden Vegetationsgruppen > 1, wird die Bewertung derökologischen Wertigkeit um 0,1 nach unten korrigiert (Tab. 4).

Tab. 4: Beispielhafte Berechnung der ökologischen Wertigkeit mehrerer Transekte einesWasserkörpers inklusive EQR-Berechnung und Anwendung des Korrekturfaktors.

Tiefengrenze wurzelnder Pflanzen

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Angiospermen und Armleuchteralgen besitzen im Vergleich zu mehrjährigen Rotalgen hoheLichtanspru ̈che, so dass die vertikale Verbreitung natürlicherweise auf das obere Sublitoral (<10 m) beschränkt ist. Durch die Eutrophierung verschlechterte sich das Lichtklima. Dies hatwiederum eine Verschiebung der unteren Tiefengrenze von Pflanzen mit hohenLichtanspru ̈chen zur Folge, da die Lichtmenge an ihrer ursprünglichen Tiefengrenze nichtmehr ausreicht, um genügend Biomasse für dauerhafte (dichte) Bestände aufzubauen. DieTiefengrenzen wurzelnder Pflanzen sind deshalb für das Weichbodenhabitat ein zentralerBewertungsparameter. Bewertet wird die Tiefe des Bestandes mit mindestens 10 %Bedeckung, da Einzelsprosse zum einen nicht für eine dauerhafte Ansiedlung sprechen undzum anderen methodisch nur unter großem Aufwand erfassbar sind.

Da nur aus wenigen inneren Ku ̈stengewa ̈ssern historische Angaben zur Tiefengrenzevorliegen, wurde im Rahmen eines Forschungsprojektes ein Lichtmodell entwickelt, das ausder maximalen Lichteindringtiefe den pristinen Lichtkoeffizienten der verschiedenenGewässer bestimmt und mittels Oberfla ̈chentageslichtdosen eines Referenzjahres sowieartspezifischen Lichtanspru ̈chen die historische Verbreitungsgrenze der Makrophyten fürjedes Gewässer rekonstruierte (= gewa ̈sserspezifischer Tiefenreferenzwert). Ausgehend vonden modellierten Referenztiefen für spezifischeGebietseinheiten/Wasserko ̈rper/Gewa ̈sserabschnitte werden die Klassengrenzen alsfeststehende prozentuale Abweichungen von der jeweiligen Referenztiefe berechnet (Tab. 5).

Tab. 5: Fünfstufiges Bewertungsschema des Bewertungsfaktors Tiefengrenze wurzelnderPflanzen.

Für die Bewertung werden die pegelkorrigierten Tiefengrenzen jedes Transektes einesWasserko ̈rpers herangezogen. Transekte an denen die Tiefengrenze nicht erreicht wurde, diealso vollständig bewachsen waren, werden nicht in die Bewertung einbezogen. Da innerhalbeinzelner Wasserko ̈rper die Transekte unterschiedlichen Referenztiefen zugeordnet seinkönnen, dürfen auch für diesen Parameter KEINE Mittelwertberechnungen mit den Werten derkorrigierten Tiefengrenzen selbst durchgeführt werden. Es müssen zuerst EQR-Werte separatfür jeden Transekt berechnet und normiert werden. Die Normierung ist erforderlich, da je nachReferenzliste unterschiedliche Klassengrenzen und Wertebereiche abgedeckt werden undeine Verrechnung der Einzelwerte unter diesen Umständen nur nach Normierung der Wertemöglich ist. Die Normierung erfolgt identisch zum Bewertungsfaktor ökologischeWertigkeit/Arteninventar.

Am Beispiel des Wasserko ̈rper Salzhaff reicht die Bewertung der Tiefengrenze von sehr gut

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(0,800) bis ma ̈ßig (0,454). Am Transekt SH-2 wird die Tiefengrenze nicht erreicht. ImAnschluss wird der Mittelwert der EQR-Werte gebildet. Dieser stellt den abschließenden Wertdes Parameters Tiefengrenze für den Wasserko ̈rper dar und kann durch Anwendung des 5-stufigen Bewertungssystems einer ökologischen Zustandsklasse zugeordnet werden (Tab. 6).

Tab. 6: Beispielhafte Berechnung der Tiefengrenze mehrerer Transekte eines Wasserkörpersinklusive EQR-Berechnung.

Gesamtbewertung

Zur Bildung des Endwertes des PHYBIBCO-Systems müssen die zwei Einzelparametermiteinander verrechnet werden. Da die Parameter unterschiedliche Messgrößen bewerten(ökologische Wertigkeit, Tiefengrenzen) und unterschiedliche Klassengrenzen undWertebereiche abdecken, können nur die normierten EQR-Werte miteinander verrechnetwerden, die bereits bei der Bewertung der Einzelparameter gebildet wurden.

Da für die Bewertung der Tiefengrenze wurzelnder Pflanzen eine bessere wissenschaftlicheDatenlage vorliegt, geht diese mit einer zweifachen Gewichtung in das Endergebnis ein. DieGesamtbewertung ergibt sich durch Bildung des Mittelwerts aus den gewichteten undnormierten Einzelwerten (maximal drei Werte). Dieser Wert stellt gleichzeitig den EQR(Ecological Quality Ratio) des Wasserko ̈rpers dar. Sollte die Tiefengrenze im gesamtenWasserko ̈rper nicht erfassbar sein (weil das Tiefenspektrum natürlicherweise nicht ausreicht),so wird die abschließende Bewertung nur aus einem Wert, der Bewertung der ökologischenWertigkeit, gebildet.

Da die Monitoringstrategie auf eine jährliche Beprobung aller Wasserko ̈rper und Biotopeausgerichtet ist, ist eine Bewertung der Makrophyten für jeden Wasserko ̈rper allein auf einerja ̈hrlichen Beprobung durchführbar. Diese Bewertungsroutine ist in Abbildung 14schematisch dargestellt. Im linken Abschnitt sind die gemessenen Werte der Parameter sowiedie daraus normierten Werte für jeden Bewertungsparameter angegeben. Aus dem Verhältnisder emersen zur submersen Vegetation ergibt sich gegebenenfalls eine Korrektur für denEQR-Wert der ökologischen Wertigkeit. Im rechten Abschnitt wird der Mittelwert derkorrigierten und normierten EQR-Werte pro Parameter gebildet und der Wert der Tiefengrenzedoppelt gewichtet. Der Gesamtwert/EQR für den Wasserko ̈rper entsteht durchMittelwertbildung aus diesen drei Einzelwerten. Dieser Endwert ist nach der Vorgabe derLandesa ̈mter mit drei Stellen nach dem Komma anzugeben.

Tab. 7: Darstellung der Bewertungsroutine zur ja ̈hrlichen Wasserko ̈rperbewertung.

Stand 25.05.2019

Stand 25.05.2019