Ist die Renaturierung erfolgreich und welche Rolle spielt der Sauerstoff dabei?

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In der Praxis der Fließgewässerrenaturierung wird meist durch eine Wiederherstellung der strukturellen Habitatvielfalt eine Erhöhung der Biodiversität angestrebt, jedoch bleibt dieser Effekt oft aus. Um eine deutliche Verbesserung der Besiedlung mit Wirbellosen und Fischen zu erreichen, ist neben einer hohen Habitatdiversität auch eine gute Habitatqualität nötig. Die Habitatqualität umfasst dabei nicht nur strukturelle Aspekte, sondern alle abiotischen Umweltfaktoren müssen zu den ökologischen Toleranzen bzw. Präferenzen der besiedelnden Organismen passen. In Flüssen ist einer der wichtigsten Umweltfaktoren die Sauerstoffversorgung der Gewässersedimente, die in der Nister durch verschiedene anthropogene Stressoren beeinträchtigt wird. Die wichtigsten Stressoren sind dort zu einem ein massiven Algenbewuchs infolge hoher Nährstoffeinträge, der nicht mehr ausreichend „abgeweidet“ werden kann, da algenfressende Fische wie z.B. die Nase viel seltener vorkommen als früher, und zum anderen ein Mangel an beweglichem Kies (v.a. Feinkies von 2-6 cm). Im Sinne einer Erfolgskontrolle bewerten wir in diesem Teilprojekt die Effekte der durchgeführten Renaturierungsmaßnahmen durch Vorher-Nachher-Vergleich der relevanten Umweltfaktoren und biologischen Kenngrößen von mehreren Referenz- und Renaturierungsstellen.

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Zusätzlich führen wir ein kleinräumiges Experiment durch, in welchem wir die Maßnahmen Sediment-Mobilisierung (durch Einbringung von Feinkies) und Beschattung in unterschiedlich behandelten Plots (1×1 m große Experimentalflächen im Gewässer) simulieren. Um dem integrativen Ökosystem-Ansatz gerecht zu werden, beziehen wir Fische als biotischen Einflussfaktor ein und führen das Experiment jeweils in einem Bereich mit und ohne großwüchsige Fische (Nase, Döbel, Barbe, > 15 cm) durch. Zur Steuerung des Fischbestandes werden zwei ca. 200 m lange Strecken mit tauchbaren Fischwehren abgesperrt. Die Ergebnisse des Experiments ermöglichen es uns, die Auswirkungen der Veränderungen der Habitateigenschaften durch die Renaturierung (insbesondere Verbesserung der Sauerstoffversorgung) auf die Lebensgemeinschaft der Wirbellosen zu quantifizieren.

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Die Voraussage von Renaturierungseffekten ist ein wichtiges Planungswerkzeug, aber auch hier bestehen noch Wissenslücken. Wir werden daher mittels eines ökologischen Habitateignungsmodells die großflächigen Effekte der Renaturierung im Untersuchungsgewässer prognostizieren. Habitateignungsmodellierung basiert auf dem flächenbezogenen (2-D) Vergleich wichtiger physikalischer Habitateigenschaften wie Wassertiefe, Strömungsgeschwindigkeit und Sediment-Korngröße mit den diesbezüglichen Präferenzen der Organismen (Fische oder Wirbellose).  Dabei wird für die Nister zusätzlich die Sauerstoffversorgung im Sediment als bestimmender Faktor der Habitatqualität neu in das Modell integriert.