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Erfahrungen zur Erfolgskontrolle aus NRW

Veronica Dahm, Daniel Hering & Armin Lorenz

Fachtagung:

Neues Wasser auf alten Wegen

Leipzig, 7. und 8. Oktober 2013

Öko

logi

sch

e Q

ual

ität

Degradation

Renaturierung

Foto: C. K. Feld, Renaturierung Lippe

Einflussfaktoren auf ökologische Wirksamkeit

Faktor Zeit

Länge

Stoffliche Belastungen

Landnutzung im Einzugsgebiet

Hydromorphologie im Einzugsgebiet

Wiederbesiedlungsquellen

Durchgängigkeit

Inhalt

• Hierarchie von Einflussfaktoren auf den Renaturierungserfolg

• Wirkung von Renaturierungsmaßnahmen

• Fazit zur Renaturierung von Wasserkörpern

Hierarchie von Einflussfaktoren

Studie:

• 1.600 Probestellen aus 10 Bundesländern

• Realistischer Ausschnitt derzeitiger Belastungssituationen

• Daten zu Makrophyten, Makrozoobenthos und Fischen

• Umweltvariablen zu Landnutzung, Physiko-Chemie (vor Ort)

und Hydromorphologie (vor Ort)

Projekt 2007 -2011: Weiterentwicklung biologischer Untersuchungsverfahren zur kohärenten Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie; Förderung: Umweltbundesamt http://www.bmu.de/fileadmin/bmu-import/files/pdfs/allgemein/application/pdf/3707_28_201_wasserrahmenrichtlinie_bf.pdf

Studie zu Einflussfaktoren


Landnutzung • städt. gepr. Flächen • Industrie/Gewerbe • Ackerflächen • Grünland • LW heterogen • Waldflächen • Strauch-/Krautveg.

Physiko-Chemie • pH-Wert (Min) • pH-Wert (Max) • Temperatur (Min) • Temperatur (Max) • Sauerstoff • Gesamthärte • Chlorid • TP_P • NO3_N • NO2_N • NH4_N • BSB5 • TOC

Vor-Ort Struktur • Strömungsdiversität • Substratdiversität • bes. Sohlstrukturen • bes. Uferstrukturen • Breitenvarianz • Gewässerrandstreifen • bes. Laufstrukturen • Uferbewuchs

Makrozoobenthos: Tiefland

gesamt Bäche Flüsse

Grünland 100 Waldfläche 100 TOC 100

Waldfläche 80 Ackerfläche 86 Grünland 86

TOC 79 GewRdStrei 45 Waldfläche 67

Ackerfläche 56 SubstrDiv 36 Uferbewuchs 44

SubstrDiv 44 städt. Fläche 31 Ackerfläche 35

BreitVarianz 41 Chlorid 22 BreitVarianz 34

Chlorid 29 BreitVarianz 19 Chlorid 30

GewRdStrei 17 NH4_N 15 NH4_N 25

pH_Max 12 NO3_N 7 besUferstruk 13

Makrozoobenthos: Mittelgebirge

gesamt Bäche Flüsse

Ackerfläche 100 TP_P 100 TP_P 100

städt. Fläche 93 städt. Fläche 93 NO3_N 97

TP_P 89 StrömDiv 88 Ackerfläche 87

NO3_N 80 NO3_N 87 Ind./Gewerbe 85

Waldfläche 74 Ackerfläche 83 städt. Fläche 79

NH4_N 67 Waldfläche 69 pH_Min 43

StrömDiv 64 besUferstruk 67 StrömDiv 33

besUferstruk 62 Uferbewuchs 60 besSohlstruk 29

besSohlstruk 61 NH4_N 51 BreitVarianz 20


Landnutzung Physikochemie Struktur

Makrophyten und Phytobenthos

Mittelgebirge Tiefland

Waldfläche 100 LW heterog. 100

städt. Fläche 83 Grünland 98

pH_Min 81 TP_P 92

LW heterog. 78 NO3_N 54

Chlorid 76 pH_Max 49

besUferstruk 69 besSohlstruk 45

NH4_N 59 Waldfläche 41

Uferbewuchs 58 GewRdStrei 19

besSohlstruk 42 SubstrDiv 12

Fische

Mittelgebirge Tiefland

Ackerfläche 100 städt. Fläche 100

Temp_Max 94 Temp_Min 96

Sauerstoff 75 Sauerstoff 91

BreitVarianz 72 Waldfläche 72

pH_Max 69 LW heterog. 69

Grünland 64 StrömDiv 66

LW heterog. 64 NH4_N 58

Uferbewuchs 55 Uferbewuchs 51

besUferstruk 46 SubstrDiv 45


Fazit

• Effekte der Landnutzung > Physikochemie

> lokale Gewässermorphologie

• Landnutzung integriert gewässermorphologische und stoffliche

Faktoren im Einzugsgebiet

• Einflüsse der Hydromorphologie „vor Ort“ in Bächen tendenziell

höher als in Flüssen

Inhalt




Wirkung von Renaturierungsmaßnahmen

Umfangreiche Studie zur Erfolgskontrolle

• 37 Fließgewässerabschnitte

2 Mittelgebirgsbäche (Typen 5 und 5.1) 20 Mittelgebirgsflüsse (Typen 9 und 9.2) 14 Tieflandbäche und –flüsse (Typen 11, 12, 15, 16, 17) 1 großer Strom (Typ 20)

• Renaturierungsmaßnahmen zwischen 1997 und 2007

Januschke et al. (2009): Untersuchung und Auswertung von ausgewählten Renaturierungsbeispielen repräsentativer Fließgewässertypen der Flusseinzugsgebiete Deutschlands. In: Schriftenreihe des Deutschen Rates für Landespflege, Heft 82: Verbesserung der biologischen Vielfalt in Fließgewässern und ihren Auen, 23-39.

Lahn: nicht renaturiert

Some typical pictures of restored streams

Lahn: renaturiert

Gartroper Mühlenbach: nicht renaturiert

Gartroper Mühlenbach: renaturiert

Vergleich


Fische

Makrozoobenthos

Aquatische Makrophyten

Auenvegetation

Laufkäfer


Meso-Habitate

a

q

u

a

t

Hauptarm

Nebenarm

Altarm (verbunden)

Altarm (nicht verbunden)

Temporäres stehendes Gewässer

Perman. stehendes Gewässer

s

e

m

i

Bank

Uferbank

Mittelbank

t

e

r

r

Insel (bewachsen)

Uferbefestigung

Aue Länge ~ 200 m

10 Transekte

. . . . . .

Habitat-Kartierung

Fische

Makrozoobenthos

20 Teilproben gemäß der Substratverteilung


Kartierung aller submersen Arten

Laufkäfer

Handbesammlung und Barberfallen

Auenvegetation

Kartierung der Pflanzengesellschaften

Artenbestand

Ergebnisse der Erfolgskontrolle

Mesohabitate in der Aue

Median

25%-75%

Min-Max nicht revitalisiert revitalisiert

0

20

40

60

80

100

12012

10

8

6

4

2

0

Anzahl H

abitate

n = 31, p < 0,01


Mikrohabitate im Gewässer

Median

25%-75%


0

2

4

6

8

10

12

14

Anzahl S

ubstr

ate

n = 24, p < 0,05

Foto: Bernd Stemmer

Fische


Fische

Median

25%-75%


0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

n = 31, p < 0,01 n = 30, p < 0,01

Bewertung (FiBS) Taxazahl

Median

25%-75%


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Makrozoobenthos


Makrozoobenthos

Median

25%-75%


0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

n = 36, n.s. n = 36, n.s.

Bewertung (Perlodes) Taxazahl

Median

25%-75%


0

20

40

60

80

100

120

Foto: K. van de Weyer



Aquatische Makrophyten (Taxazahl)

n = 32, p < 0,01

Median

25%-75%


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

Foto: R. Manderbach

Laufkäfer


Laufkäfer (Taxazahl)

n = 13, p < 0,01

Median

25%-75%


0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Some typical pictures of restored streams

Auenvegetation

Median

25%-75%


0

20

40

60

80

100

120

140


Auenvegetation

n = 26, p < 0,01


Übersicht Wirkung der lokalen

Renaturierung

Veränderungen auf der Sohle

Median

25%-75%


0

20

40

60

80

100

120

Median

25%-75%


0

2

4

6

8

10

12

14

Auenhabitate

Mikrohabitate im Gewässer

Veränderungen auf der Sohle

Erforderlich Problematisch

Wirkung des Einzugsgebiets auf Renaturierungen

Wassertemperatur

Eintrag von Feinsediment

Geschiebedefizit

Wiederbesiedlungspotenzial

Inhalt




Wirkung des Einzugsgebiets auf Renaturierungen

Gewässer sind vernetzt

Sie transportieren:

• Nährstoffe

• Schadstoffe

• Wärme

• Invasive Arten

• (…)

Sie transportieren auch:

• Sauberes Wasser

• Kühles Wasser

• Anspruchsvolle Arten

• (…)

Degradierte Strecken beeinträchtigen naturnahe Strecken

Naturnahe Strecken beeinflussen degradierte Strecken positiv

Fazit

Erfolgreiche Renaturierungen von Wasserkörpern...

• ...verhindern soweit möglich schädlicher Einflüsse aus dem Einzugsgebiet auf eine Renaturierung (z.B. durch Gewässerrandstreifen)

• ...schaffen eine Mindestqualität eines Großteils der Abschnitte im Wasserkörper durch Gewässerrandstreifen und Modifizierung der Gewässerunterhaltung zur Reduzierung von Nährstoffeintrag, Feinsedimenteintrag und Wärmelast.

• ...entwickeln Gewässersysteme ausgehend von naturnahen

Abschnitten. • ...schaffen einige weitere hochwertige Abschnitte wo immer

möglich.

Fazit

Erfolgreiche Renaturierungen von Wasserkörpern...

• ...unterstützen eine Erfolgskontrolle zur Entwicklung und

Zielerreichung: ermöglicht Ursachenforschung und ggf. Nachbesserung. ermöglicht die Feststellung einer Entwicklung in die

richtige Richtung! • ...akzeptieren, dass die Entwicklung einer naturnahen

Morphodynamik und Lebensgemeinschaft Zeit braucht.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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