[Aus der Biologischen Station in Lunz am See.]

Ober die Auswirkungen des Schneedruckes auf die Schwing- rasen und die biochemische Schichtung des Lunzer Obersees.

(2. Mitt ei 1 u n g.)

Von

Hans Miiller.

Mit 1 Tabelle und 2 Karten

Vor kurzeni habe ich uber Reobachtungen berichtet, welche in den Wintern 1933/34 und 1934/35 auf dem GroBen Schwingrasen des Lunzer Obersees gemacht worden sind (3). Dank dem freundlichen Entqegenkommen des Leiters der Biologischen Station Lunzy Herrn Professor Dr. F r a n z R u t t n e r , hatte ich die Moglichkeit im Fehruar 1937 wiederum einige Untersuchungen am Obersee auszufuhren.

Der Winter 1936/37 ist besonders niederschlagsreich gewesen (durch- schnittliche Schneehohe am Obersee 2-2,5 m) und dementsprechend erreichten auch die Schneepressungen auf dem Schwingrasen Wcrte, welche jene aus den friiheren Beobachtungswintern ubertrafen. Der Hohenunterschied zwischen der Schneeoberflache der friiher auf Grund geratenen Teile des GroBen Schwingrasens und der uber- fluteten betrug Ende Februar bei Pegel 6 und ,,Diirrling" (P/6 und Dlg der Karte 1) 2,5 Meter, bei Pegel 4 (P/4) gegenuber der Schnee- decke auf dem Moorloch rund 2 Meter und an einer Stelle, die 5 In schwingrasenwarts vom Beobachtungsstand (Bp) lag, qegenuber der Schneedecke in der Gegend von Pegel 3 (P/3) rund 1,s m.

Abgelesen wurden diesmal nur die Pegel 1, 2 und 4. Pegel 5 war wiihrend eines Hochwassers im Herbst 1936 aus seinem Verband mit der Schwingrasendecke losqeliist und fortgeschwemmt worden.

Es wurderi zwei Messungen durchgefuhrt :

Auswirkungen des Schneedruckes auf die Schwingrasen 363

Abstand Mellebene-Seespiegel in cm . . Abstand MeSebene-Schwingrasenober-

flache in crn . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Der Unterschied ergibt die Hohe der Uberflutung der Ychwingrasenober- flache in cm. (Bisher festgestellte Hochstwerte in Klamrner.) . . . . . .

Die bisher festgestellten Hochstwerte der Uberflutung werden also uber- troffen urn cm . . . . . . . . . . . . . . . . .

Bei Pegel

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67,O (34,O)

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i. 3. 37, 10h

135,5

248,O 257,O 208,O

112,5 121,5 72,5

50,5 69,5 39,5

Eine direkte Messunq des Schneedruckes durch Bestinimung der Schneewassermenge, wie dies auf Seite 662 der ersten 3litteilung ( Int. Revue Bd. 35) erwahnt worden ist, war nur a n einer nicht uherfluteten Stelle moglich, und zwar in der Gegend von Pegel 6. Sie ergab einen Druck von 660 kg auf den Quadratmeter Sch\vingrasenoberfIlche, also rund das Doppelte der am 28. 12. 193.3 festyestellten Werte.

Nach den friiheren Beobachtungen war anzunehmen, daB die Menge der Abbauprodiikte aus dem Schwingrasen, die mit dem PreBwasser in das vberflutungswasser gelangt sind, diesmal besonders groB sein wiirden. Andererseits mul3te aber die rund doppelt so groBe Uber- flutungshohe auch eine rund doppelt so starke Verdunnung des PreB- wassers mit C0,-armen See- und Schmelzwasser herbeifuhren. Nun fand ich diesmal bei Pegel 4 einen C0,-Gehalt von 146 mg/l gegenuber 83,9 mg/l vom 28.12. 1933 (Punkt 12), und bei Pegel 2 einen solchen von 84,6 mg/l gegeniiber 59,O mg/l (Punkt 9). Dies besagt, daB trotz der rund doppelten Verdunnung des Prenwassers der Litergehalt an CO, bedeutend hiiher ist als im Winter 1933/34. Die Verdunnung macht sich um so starker bemerkbar, je niiher dem Schwingrasenrand die Beobachtungsstelle liegt. Also bei P /2 starker als bei P/4, a m starksten bei Pegel 1, wo mit 7,8 mg CO,/l nur ein Drittel des Wertes von 1933 (23,8 mg) erreicht wird. Den fallenden C0,-Werten ent- sprechend nehmen die pH-Werte von P/4 nach P/1 hin zu: P / 4 : 3,8; P/2: 5,O; P/1: 7,5.

364 Hans Miiller

Das PreBwasser, das sich auf dem Grund eines in der Schneedecke bei P/6 ausgehobenen Schachtes von 2,5m Tiefe in einer kunstlich gemachten seichten Vertiefung der Sphagnumdecke ansammelte,

Karte 1 .

wies einen C0,-Gehalt von 112,O mg/l. auf. - Am 20. 2. 1937 wurde beim Ausheben eines Beobachtungsloches bei Pegel 4 schon nach den ersten Schaufelstichen starker Geruch nach Schwefelwasserstoff wahr- genommen, der dann auch im fjberflutungswasser mit Bleiazetat-

Auswirkungen des Schneedruckes auf die Schwingrasen 365

papier nachgewiesen werden konnte. Deutlicher H,S-Geruch w r d e auch in den Tiefenproben des Haiiptbeckens (12 und 13 m) und Moor- loches ( 5 m) und im Wasser des Oberseeausrinns festgestellt. Eine quantitative Bestimmung des Schwefelwasserstoffes mit dem Phos- phorwolframsaure-Reagens nach L a p i n und H e i n e (1) ergab t ru- gerische Werte, denn das Reagens gibt - entgegen den Angaben der Verfasser - auch rnit Ferroionen eine Blauf6rbung und uberdies auch mit anderen, vermu tlich organiechen Verbindungen, deren Natur mir vorlaufig unbekannt ist.

Um die Reduktionsfahigkeit der PreBwasw wenigstens einiger- marjen zu kennzeichnen, wurde der Kaliumpcrmanganatverbrauch einiger Proben festgestellt (,,lO-Minutenprob~~" n: ch LVinkler, Mau - c h a [2] S. I38ff.). Das Mischwasser bei Pegel 4 wies einm Kalium- perniangatverbrauch (ausgedruckt in mg KhInO,/l) von 76,8 auf, was einem moglichen Sauerstoffverbrauch vori rund 19 mg O,/I ent- spricht. Ein Vergleich mit den weiter unten angefiihrten Werten fur das Reduktionsvermiigen an anderen Stellen des Obcrsees zeigt die starke Anreicherung des PreBwassers aus dem Schwingrasen mit oxydierbaren Stoffen.

Xhnlich den der ersten Arbeit zugrundeliegendcn Beobachtungen wurden auch diesmal solche bei zwei Bacheintrittan, im Moorloch (ICI), am Schwingrasenrand (bei P/1) und im Hauptbrcken (HB) angestellt, um Anhaltspunkte uber die Verfrachtung des reduktionsfahigen Prerjwossers in den freien See hinaus zu gewinnen.

Die umstehenden Ortsangaben beziehen sich auf die Karten 1 und 2 (K/1 und K/2).

Die Werte fur die Alkalinitat bedeuten cc n/10 HCl auf 1OOcc Probenwasser. Die Werte fur CO, bedeuten mg CO,/I. Mit ,,gef." ist das durch Titration bzw. durch Farbvergleich qefundene CO, bzw. pH gemeint, mit ,,err." die nach S c h a p e r c l a u s auf Grund der Alkalinitat errcchneten Gleichgewichtswerte.

Der Kaliumpermanganatverbrauch wupde in mg KSIn0,/1 und als moglicher Sauerstoffverbrauch in mg 0,/1 angegeben.

Der Kesselfallbach hat in seinem Mittellauf die Zusammensetzung reinen Quellwassers (Nr. 1). Offensichtlich nahm er weiter abwarts beim Betreten des Seegebietes (zwischen den Triang. Punkten 8 und 9) unter den Schneemassen seinen Weg im gewohnten Bett, floB sodann etwa 25 m unter der Rasendecke, um schlierjlich a m Rande des Moor- loches, 10 m ostlich von Punkt u desselben, wieder ans Tageslicht zu

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367 Auswirkungen des Schneedruckes auf die Schwingrasen

kommen (siehe 0/1 auf Karte 2). Diese Stelle liegt bereits uber den seichteren Siidteilen des Moorloches. Das Vorhandensein eines ei- formigen Loches von 1,5 x 2 m laf.3t darauf schlieflen, da13 der Bach diese Eintrittsstelle schon wahrend eines langeren Abschnittes der diesjahrigeri Schneebedeckung inne hatte. Das Wasser im Schneeloch

Karte 2.

wies eine sehr deiitliche Stromung seewarts auf. Sein gegenuber Nr. 1 hoherer C0,-Gehalt (Nr. 2; 66 mg/l aggressive Kohlensaure2)) und sein hoherer KMn0,-Verbrauch (5,O gegenuber 1,6 von Nr. 1) deuten auf eine teilweise Vermischung mit Wasser aus dem hloorloch bzw. aus dem Schwingrasen hin.

*) Zur Berechnung der aggressiven Kohlensaure siehe M a u c h a (2), S. 7 8 f .

368 Hans Muller

Der weitere Verlauf laBt sich aus den Temperatur- und C0,-Werten dieser Entnahmestelle und der T- und C0,-Reihe aus dem Moorloch (Nr. 3) erschlieaen. Demnach hat sich das Bachwasser unter die Eis- decke etwa in einer Tiefe urn 1,5 m herum eingeschichtet. An dem uberflutungswasser, welches uber der Eisdecke des Moorloches steht, hat es keinen Anteil, denn die Alkalinitaten und C0,-Werte des letzteren unterscheiden sich ganz wesentlich von seinen eigenen. Die Verbindung des Moorloches mit den freiem See mag im Sommer unter der Rasendecke, etwa entlang der Linie b/hIoorloch, 1, L, Z er- folgen. Im Winter ist das gewiB unmoglich, da die Schneepressiing diesen Weg versperrt hat. Ebenfalls zum ersten Male w r d e in diesem Winter nun 20 m sudostlich vom Beobachtungspunkt am Westufer (s. 012 auf Iiarte 2) eine offene Stelle vom AusmaB 2 x 3 m anqetroffen, welche einer dauernden, wenn auch mit freiem Auge nicht sichtbaren Stromuiig ihre Entstehung verdanken mul3. Vermutlich lie@ hier eine der Austrittsstellen der sudlichen Zufliisse aus dem Schwingrasen. Miiglicherweise ist sie in schneereichen Wintern auch die einzige. Das Wasser an dieser Stelle (Nr. 6) wies einen C0,-Gehalt von 13,8mg/l und einen Kaliumpermangatverbrauch von 20,O mg KMnO,/l auf. Die Temperatur betrug 1,OO. Die Beladung mit den .\bbaiiprodii h e n atis dem Schwingrasen ist wohl zu merken, aber doch geringer als nach den hohen Werten im Uberllutungswasser zu erwsrten gewcsen ware. (Ziinahme an aggressiver Kohlensaure gegenuher der Eintritts- stelle bei u/M, Nr. 2: 1,0, Zunahme des KhIn0,-Verbrauches 5 mg/l). Seiner Temperatur nach mu0 sich dieses Wasser unter die Eisdecke des Sees bis zu 1,5 m Tiefe einschichten. Tatsachlich weisen die Ober- flachenschichten iiber dem Hauptbecken einen ahnlichen UberschuB an aggressiver Koblensaure auf, wie ihn die in der ersten Arbeit (S.675) mitgeteilten C0,-Reihen zeigen. Eine gleichzeitige Probenentnahme am Schwingrasenrand (Nr. 5) ergab in 2 und 2,5 m gleiche Werte fur COz, pH und KMn0,-Verbrauch. Das Vorhandensein von Abbau- produkten laBt sich deutlich erkennen. (Zunahme gegenubcr der Eintrittsstelle bei u/M: 5,l mg aggr. CO, und 5,4 mg IihlnO, mg/l). Hinzuweisen ist ferner auf zwei Beobachtungen im ostlichen Einrinn bei Triangulierungspunkt 11 (Nr. 4). Hier wurden bei Punkt 11 (K/1) 7,l mg C0,/1 und 55 m abwtirts, etwa bei Punkt 39 (K/1) 6,9 mg CO,! gefunden. Wiiren auf dieser Strecke Abbaustoffe aus dein Schwing- rasen ausgetreten, dann hatte die Probe von 39 eine Zunahme an C02 erkennen lassen mussen. Da dies nicht der Fall gewesen ist, komnit

Auswirkungen des Schneedruckes auf die Schwingrasen 369

dieser Teil des Schwingrasenrandes als Austrittsort fur die PreS- wisser wahrend des Winters nicht in Frage. tibrig bleibt also nur der Lappen zwischen Triangulierungspunkt Z und dem Beobach tungs- punkt 11 (K/1) in dei Bucht bei Bp. Dan an seinem Rand tatsachlich eine Anreicherung des Seewassers mit CO, stattfindet, zeigen die oben angefiihrten Werte (Nr. 5) sowie jene aus der ersten Arbeit (S. 675).

Wie schon erwahnt wurde, roch das Wasser des Oberseeausrinnes zur Zeit der Beobachtung nach Schwefelwasserstoff. Der Geruch war auf eine Entfernung von 20 m deutlich wahrzunehmen. E h e Prufung mit Bleiazetatpapier ergab eine schwache, aber unverkennbare Braun- farbiinq. Auch das Wasser in der ersten Doline (siehe Gatzinger 1912, S. 65), in welcher der OberseeabfluR nach etwa 50 m unterirdischen Laufes auf wenige Meter Wegstrecke wieder ans Tageslicht tritt, hatte den H,S-Geruch noch nicht verloren. In der zweiten Doline, welche weitere 50 m talabwarts lieqt, war das Wasser bereits geruchlos ge- worden. Es kann demnach angenommen worden, daR ein Teil der Abbauprodukte, welche teils durch Vermittlung der Zuflusse, teils unmittelhar aus den verschiedenen Schwingrasen in den See ein- treten, den Ausrinn erreicht. Dabei mogen auch die Xbbauprodukte dcr Gegend zwischen Punkt 20, 14 und 15 (Karte 2) diirch Sog- wirkunq mit einbezogen werden (Linie - . - auf Karte 2).

Der Ausgleich von Zustrom und AbfluB wird sich nach meinen letzten Beobachtungen VOI' allem in den obersten Schichten iiber dem H a u p t b e c k e n (HB) vollziehen miissen (Linie - - - auf Karte 2). Die zweite Verbindungsmoglichkeit vom Einrinnbecken (EB auf Karte2) uher das Inselbecken (IB auf K/2) nach dem -4usrinnbecken (48auf K/2) scheint zur Zeit der gro13ten Schneepressung weitgehend unterbrochen zu sein. Die Aufwolbung der Schneedecke iiber der Insel und ihrem ver- moorten Auslaufer (Punkte 0, M, N auf Karte 2) lie13 sich weit iiber bl--N hinaus bis zur 2-m-Isobathe verfolgen. Bei Punkt I wurde ein Schnecloch ausgehoben. Die Aufwolbung uber der Oberflache des freien Sees betrug hier 1,5 m. Die Uberflutungshohe war bloR 12 cm qegenuber 34cm iiber dem freien See, ein Zeichen, daB an dieser Stelle die Eisdecke bereits auf Grund qeraten sein muBte. Damit ist es aber sehr wahrscheinlich gemacht, daR die Verbindung zu-ischen E- und 1-Becken auf der Linie hI- Q ebenfalls unterbrochen oder doch sehr stark verengt worden ist. Andererseits lie13 sich auf der Linie Punkt I-T (nordlicher Lappen des Gr. Schwingrasens) weder eine Auf- wolbung der Schneedecke erkennen, noch wurde die uberflutungs- Int. Revue d. ges. Hydrob. u. Hydrogr. 36. 24

370 Hans Muller / Auswirkungen des Schneedruckes

h6he von 34 cm llings dieser Linie unterschritten. Alle in das E-Becken miindenden Zufliisse werden also in das Hauptbecken gelangen mussen. Damit werden aber auch die mit Abbauprodukten beladenen PreBwasser des Moargebietes am Siidostufer, nvischen den Punkten 11, 12, 13, Q, R, S dem E-Becken und damit dem Hauptbecken zu- gefiihrt. Der im Sinne des Uhrzeigers gerichtete Strdmungszug: vom Einrinn- uber das Haupt- zum Ausrinnbecken wird den Anstol3 zu einem System horizontal gerichteter Gegenstrdme gehen, welche die reduzierenden Stoffe den tieferen Schichten des Hauptbeckens zii - fiihren und die dort von der herbstlichen Volldurchmischung hervor- handenen Sauerstoffmengen verbrauchen werden. Nr. 7 der Tabelle zeigt nun auch jene starke Verarmung an 0, in allen Schichten. wie sie aus den Beobachtungen friiherer Jahre her bekannt ist. Die Werte fiir den Kaliumpermanganatverbrauch bzw. den mdglichen Saucr- stoffverbrauch zeigen eine Abnahme mit der Tiefe und geberi solcher- art einen Hinweis auf die Richtung, in welcher die Reduktionsvnr- gange im Hauptbecken zu verlaufen scheinen : von den Oberflacheri- schich ten gegen die Tiefe herab. Die wichtige Rolle, welche die Schwing- rasen des Obersees fiir seinen Sauerstoffliaushalt spielen, ist mit den R ngefii hrten Beo bach tunqen au fgezeigt .

Schriftenverzeichriis. 1 . Lupin, L. X uiid W. 0. Hein, Eine kolorimetrisclic Bestirtimurig tles dctiwefel-

wasserstoffs in1 Wasser mittels der Pl~~spliorwolframsaure. %. f . Hygieiie und Infektioriskrankheiten, 1933, Bd. 114. S. 605-609.

2. Mauebs, R., Hydrochemische Methoden in der Limnologie. Brl. S I I , d w ,,BinnengewSsser", Stuttgart 1932.

3. Mliller, H., Uber die Auswirkungen des Bchneedruckes auf die Sclwingraseii und die biochemische Schichturig des Lunzer Obersees (1. Mitteilung.) Internat. Rev. d. Hytlrobiol. 1937, Bd. 35, S. 654-678.