Tabakforschung und Züchtung in Deutschland Annette Lengersdorf, EZG Baden-Württemberg Tabak w.V.
Die Wupper Vom Bakterien- zum Lachsfluß Rückblick & Ausblick · Anzahl EPT Taxa km 16 21 25 31 36...
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Die Wupper
Vom Bakterien- zum Lachsfluß
Rückblick & Ausblick
Dr. W. Scharf, Wupperverband
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km
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
Längsgradient Untere Wupper
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1. Stufe: „Belebung“ & C - Abbau
CSBC
SB
[m
g/L
]
Jahr
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
0
100
200
300
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WWTP stream segment
NH
4N
[m
g/l]
1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2016
0
5
10
15
20
25
Jahr
NO
2N
[m
g/l]
Jahr
WWTP stream segment
1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2016
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
2. Stufe:
Nitrifikation
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DO Response:
Ökotox!
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Saprobien-Index & Allgemeine Degradation
Plot of Fitted Model
Score_AD_NWB = 2,45042 - 1,08371*SI
1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5
SI
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Sco
re_
AD
_N
WB
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Wasserqualität Untere Wupper seit 2000
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
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20
10
20
11
20
12
20
13
20
14
20
15
20
16
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
NH
4N
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Trends im Temperaturregime seit 2000
Kluser Brücke
Year
2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016
Te
mp
[°C
]
20
22
24
26
28
nu
mb
er
of
da
ys >
20
°C
0
20
40
60
80
100
120
T max
days
Rutenbeck
Year
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016
Tem
p.
[°C
]
22
23
24
25
26
27
28
29
n d
ays >
20
°C a
-1
0
20
40
60
80
100
120
140
160
T max
days
Te
mp
[°C
]
CL=19,79
Sommerliche Mittelwerte Temperatur Rutenbeck
Tagesmaxima
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
20
11
20
12
20
13
20
14
20
15
20
16
J
17
19
21
23
25
CL=18,02
Sommerliche Mittelwerte Temperatur Kluser B
Tagesmaxima
Tem
p [°C
]
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
J
16
18
20
22
24
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Response: Allgemeine Degradation
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Salmoniden & Heptageniden
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Ergebnis
• Gammariden & Heptageniden treiben die AD ab 2011 in den „guten ÖZ“
• Die Raum-Zeit-Muster der Gammariden / Heptageniden verhalten sich invers zu den Raum-Zeit-Mustern der benthivoren Fische
Benthivore Fische strukturieren die MZB-Zönose („top-down“)
Biotische Interaktionen verzögern die Reaktion des Gewässers auf Maßnahmen um mehrere Jahre (Sukzession)
Die Erholung der Salmoniden-Bestände gliedert sich nahtlos in die Sukzession der aquatische Biozönose ein
Die isolierte Betrachtung der Einzelelemente ist wenig zielführend: die biolog. QK kommunizieren über das Nahrungsnetz
• Welche Faktoren steuern aktuell die Struktur der MZB-Zönose?
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Thermischer Längsgradient 2013-15
Me
an
Te
mp
[°C
]
CL=12,72
Mittel der Tages-Temp-Maxima
2013-15
km_6 km_42 km_50 km_57
11
11,5
12
12,5
13
13,5
14
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Das Temperaturregime steuert den SI
Saprobien-Index (2012-16)
0,5 6
11
16
21
25
31
36
42
44
,4 47
51
54
57
,5
60
,5 64
1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
SI
_km
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„Thermische Potamalisierung“wird von den Indices SI, AD negativ wahrgenommen!
Baetis lutheri
Ind / m
²
15,6 25 31 42 47 51 54 57 60,2 64,2
0
20
40
60
80
km
Baetis fuscatus
ind / m
²
15.6
21.4 25
31
36
42
44
47
51
54
57
60,2
64,2
0
100
200
300
400
km
ind / m
²
Heptagenia sulfurea
15,6
21,4 25
31
36
42
44
47
51
54
57
60,2
0
20
40
60
80
km
ind m
²
Ecdyonurus torrentis
15,6
21,4 25
31
36
42
44
47
51
54
57
60,2
64,2
0
20
40
60
80
km
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Stadtgebiet
Niederschlagsereignisse & Trübung / AFSfein
Niederschlagsereignis Stadtgebiet
Feb 2012
Sa 18 So 19 Mo 20 Di 21
Nie
ders
ch
lag
[m
m]
/ D
urc
hfl
us
s R
ute
nb
[m
³/s]
0
2
4
6
8
AF
S [
mg
l-1
] via
Trü
bun
g
0
20
40
60
80
100
Durchfluss
TE Rutenbeck
TE Laaken
Niederschlag
TE Opladen
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Die Sohlpermeabilität spiegelt nicht die
Raum-Zeit-Muster der AFS-Einträge
Ve
rt.A
usta
usch
ge
sch
w. [m
/h]
Vertikale Austauschgeschwindigkeit Interstitial 25 cm
Laaken _Zoo Kohlfurth Eifgenb
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
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Gewässersohle & Sohlpermeabilität
Kohlfurth / WinterWinter
SommerVertikale Austauschgeschwindigkeit Zoo
Au
sta
usch
ge
sch
w. [m
/h]
Monat (2012)
3 4 5 6 7 8 9 10 11
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
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CL=28,90
Mean P
rop [%
]Shredder
Anteil [%]
0,5 3 6
11
16
21
25
31
36
42
44,4 47
51
54
57,5
60,5 64
_km
0
10
20
30
40
50
PO
C / T
N
POC / TN FPM<0,06 mm
35,9 44,5 46,3 52,2 57,1
6
8
10
12
14
16
18
20
Km
„Energetische & Funktionale Rhithralisierung“
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Das Einzugsgebiet verändert das
Nahrungsangebot!
Tab.2. Longitudinal patterns of seston concentrations and compositions during a smaller (17.8.2010)
and larger storm event (16.11.2010)
km Date SS Ash POC POC/TN DOC Discharge
[mg/l] [%] [mg/l] atomic [mg/l] [m³/sec]
41.6
53.0
57.3
17.8.2010
17.8.2010
17.8.2010
55.5 73.5 6.900 14.6 2.2 34.0
37.6 69.9 5.528 9.7 2.7 17.8
4.2 57.1 722 9.3 2.3 4.0
31.8
41.6
53.0
57.3
16.11.2010
16.11.2010
16.11.2010
16.11.2010
38.8 84.0 2.475 13.4 2.1
49.8 78.9 6.440 17.7 1.9 52.0
14.3 74.8 1.432 9.3 2.0 50.0
13.9 72.7 1.464 7.1 2.0 37.0
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Treibt die AFS-Kontamination
(Nahrungsqualität) die n-EPT-Taxa ! ?
Zn [m
g / k
g d
w]
Zink im FPM<0,06 mm
35,9 44,5 46,3 52,2 57,1
0
500
1000
1500
2000
Km
Anzahl EPT Taxa
km
16
21
25
31
36
42
44
,4 47
51
54
57
,5
60
,5 64
12
16
20
24
28
32
36
40
n E
PT
_T
axa
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Veränderungen im Charakter des EZG (Nahrungsangebot!)
strukturieren die biologischen QK
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Fazit
Erholung der Gammariden mit der Zufuhr von TOM via Trennkanalisation: „Energetische Rhithralisierung“ treibt die AD in Richtung guter ÖZ
„Thermische Potamalisierung“ der MZB-Zönose treibt AD & SI in den „mäßigen“ ÖZ unterhalb des HKW Elberfeld!
• Einbruch der EPT-Taxa korreliert mit dem Anstieg der AFS-gebundenen Zn/Cu-Konzentrationen via Trennkanalisation !
aber: keine Reaktion der AD & SI
• „Maskierung“ der Abwassereinflüsse durch eine bereits deutlich veränderte stress-tolerante MZB-Zönose (4. Reinigungsstufe???)
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Funktionsfähigkeit:
ÖkosystemstoffwechselEutrophierung & guter ökologischer Zustand?
Wupper Rutenbeck
14.Apr.2010 15.Apr.2010 16.Apr.2010 17.Apr.2010 18.Apr.2010
Sa
ue
rst.
/ p
H
6
8
10
12
14
16
18Sauerstoff
pH
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Saisonalität Ökosystemstoffwechsel
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Month
Analysis of Means Plot for Day GPPK _mg m_2d_1_
0
1
2
3
4
5
6
Me
an
CL=2,17
CL=-4,81
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Month
Analysis of Means Plot for Day ERK _mg m_2d_1_
-7
-6
-5
-4
-3
-2
Me
an
Partial Correlations
Temp BPP
R 0,9027 0,9178
(12) (12)
0,0001 0,0001
Jahresgang DIP (2011-16)
Stadt
DIP
[µ
g l-1
]
CL=23.32
Month
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
10
15
20
25
30
35
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Trend: Ökosystemstoffwechsel D
O [m
g l-1
]
Sommerliche DO-Tagesminima
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
20
11
20
12
20
13
20
14
20
15
20
16
0
1
2
3
4
5
6
J
CL=2.91
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
20
11
20
12
20
13
20
14
20
15
20
16
Year
GPP (Stadt)
Sommer
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Me
an
Ab
un
d [in
d m
²]
Heptageniden (Stadt)
19
99
20
02
20
06
20
08
20
09
20
10
20
11
20
12
20
13
20
14
20
15
20
16
0
20
40
60
_Jahr
CL=9,37
Mean E
F [m
g D
O m
² *d]
Sommer
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
Year
Analysis of Means Plot for EF
7
8
9
10
11
12
13
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Salmoniden : DO / Temp / Nahrungsangebot
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Fazit
„Top down“ Effekte verzögern die zeitliche Reaktion des
Systems Untere Wupper
Veränderungen im natürlichen Energiegradienten
(Ressourcenqualität &Temperatur) bestimmen die lokale
Artenstruktur in den Streckenabschnitten
Struktur & Funktion reagieren synchron und nichtlinear
(„Regime Shift“)
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DO
pH
Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit
