Vortrag 1 Warum müssen Fließgewässer durchgängig sein?
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<strong>Warum</strong> <strong>müssen</strong> <strong>Fließgewässer</strong><br />
<strong>durchgängig</strong> <strong>sein</strong>?<br />
- Habitatstruktur und Lebensraumansprüche<br />
der heimischen Fischarten<br />
Fotos: Thomas Paulus, Gerhard Burock
Fischtreppe<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 1
Fischtreppe<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 2<br />
Foto:<br />
Thomas<br />
Paulus
Fischtreppe<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 3<br />
Foto:<br />
Thomas<br />
Paulus
Gliederung<br />
• Einleitung<br />
• Fachliche (ökologische) Grundlagen<br />
• Rechtliche Rahmenbedingungen<br />
• Wanderungen von Gewässerorganismen<br />
• Wanderhindernisse des Auf- und Abstiegs<br />
• Lebensraumansprüche heimischer<br />
Fischarten und lineare Durchgängigkeit<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 4
Wanderverhalten der Fische<br />
• •Atlantische Atlantischer Lachs Lachs<br />
• •Aal Aal<br />
• Flunder<br />
• Bachforelle, Äsche, Barbe,<br />
Ellritze, Elritze, Gründling<br />
• Hering, Thunfisch<br />
anadrom<br />
katadrom<br />
ozeanodrom<br />
amphidrom<br />
potamodrom<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 5
Zonierung der <strong>Fließgewässer</strong> in Regionen<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 6<br />
verändert nach<br />
Dick (1990)
Formen und Strukturen von <strong>Fließgewässer</strong> in<br />
Abhängigkeit von der Substratbeschaffenheit<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 8<br />
verändert nach<br />
Bayrisches<br />
Landesamt für<br />
Umwelt (2009)
Wanderverhalten der Fische<br />
(aus Wanderfischprogramm NRW)<br />
Abb.: Frank Hecker<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 9
Dimensionen der Durchgängigkeit<br />
Aus: H. Patt, P. Jürging, W.<br />
Kraus (2009)<br />
Longitudinal – (Fisch)wanderung und Drift<br />
Lateral – Wanderung zw. Gewässer und Aue,<br />
Wasserwechselzone<br />
Vertikal – Lebensraum zw. Lückensystem der<br />
Sohle und Grundwasser; Kompensationsflug<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 10
EU-Wasserrahmenrichtlinie: „Guter<br />
ökologischer Zustand“<br />
• Artenbestand weicht in Zusammensetzung,<br />
Individuenhäufigkeit und Altersstruktur nur<br />
geringfügig von der gewässertyp-spezifischen<br />
Lebensgemeinschaft ab<br />
• Durchgängigkeit der <strong>Fließgewässer</strong> wird soweit<br />
wiederhergestellt, dass der gute Zustand erreicht<br />
werden kann<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 11
Was ist „Durchwanderbarkeit“ der Gewässer?<br />
• Durchwanderbarkeit des Wasserkörpers in<br />
jeder Richtung und zu (fast) jeder Zeit<br />
(Ausnahme: Hochwasser und extreme<br />
Niedrigwassersituationen)<br />
• Erreichbarkeit von Seitengewässern,<br />
Altgewässern und Rückzugsräume<br />
(Refugialräume)<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 12
Gründe für die Wanderungen von Fischen<br />
• biologische Notwendigkeit und meist fester<br />
Bestandteil des Lebenszyklus<br />
• Ressourcen und Lebensräume optimal<br />
ausnutzen<br />
Strukturarme Gewässer:<br />
spezielle Ansprüche vieler Fischarten (z. B. Nase:<br />
Kiesbänke) an den Lebensraum werden jeweils<br />
nur kleinräumig oder auf zu große Entfernungen<br />
erfüllt.<br />
Folge: längere, häufigere Wanderungen<br />
notwendig<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 14
Gründe für die Wanderung von Fischen<br />
• Laichwanderungen<br />
• Wechsel zwischen Teillebensräumen (z. B.<br />
Wanderung der Jungfische zu den Adult-<br />
Habitaten)<br />
• Nahrungssuchverhalten<br />
• Ausgleich der Besiedelungsdichte<br />
• Wiederbesiedelung nach Störungen<br />
• Aufsuchen von Winterquartieren<br />
• Aufsuchen von Ruhezonen bei hohen Abflüssen<br />
• Drift (insb. Eier und Brut), Driftkompensation<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 15
Wanderungen der Kleinlebewesen<br />
(Makrozoobenthos)<br />
• ähnliche Gründe, wie<br />
bei Fischen (Drift,<br />
Driftkompensation,<br />
Katastrophendrift, Neuund<br />
Wiederbesiedlung,<br />
Nahrungssuche, Eiablage,<br />
Aufsuchen<br />
strömungsberuhigter<br />
Bereiche bei HW<br />
• Kleinräumigere Wanderungen<br />
als bei Fischen<br />
• Insekten: teilweise Kompensationsflug<br />
Foto: U. Zimmermann<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 16
Wanderungen der Kleinlebewesen<br />
(Makrozoobenthos): Eintagsfliege<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 17
Vertikale Durchgängigkeit<br />
Schematischer Querschnitt durch ein <strong>Fließgewässer</strong> mit den Bachsedimenten.<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 18
Aufbau einer kiesigen Gewässersohle<br />
Verändert nach<br />
Bayrisches<br />
Staatsministerium<br />
Landesentwicklung und<br />
Umweltfragen (1997)<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 19
Beobachtete Wanderdistanzen heimischer<br />
Fischarten<br />
• Barben bis 300 km auf- und<br />
abwärts<br />
• Nasen 140 km auf- und bis<br />
zu 440 km abwärts<br />
• Döbel und Aland 105 km aufund<br />
170 km abwärts<br />
• Quappe bis > 200 km<br />
• Äsche bis 100 km<br />
• Bachforelle bis 120 km<br />
Abb.: Holzner<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 20
Erwachsenen Barbe<br />
Foto: Frank Hecker<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 21
Erwachsenen Nase<br />
Foto: Frank Hecker<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 22
Wanderhindernisse (nach DIN 16661)<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 24
Längsverbau: Halbschalen entfernen<br />
Schrupfbach, Hatzenport, Rheinland-Pfalz<br />
Fotos:<br />
Thomas Paulus<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 35
Wanderhindernisse aufwärts/abwärts:<br />
Wehre<br />
Behindert wird die<br />
Aufwärts-<br />
Wanderung<br />
ab ∆h > ca. 10 m<br />
Fischschäden<br />
auch bei Abstieg<br />
Fotos: Thomas Paulus<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 36
Wanderhindernisse abwärts:<br />
Rechenanlagen<br />
v > 0,5 m/s<br />
Für Aal: Abstieg mit<br />
Bypass ermöglichen<br />
alle Abb.: ATV-DVWK<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 37
Wanderhindernisse: Rückstaubereiche<br />
Schädigung insbesondere:<br />
• Makrozoobenthos<br />
• Fischlarven<br />
• große Stauräume: abwandernde Jungfische<br />
durch Prädatoren (z. B. Raubfische, etc.)<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 38
Wanderhindernisse: Rückstaubereiche<br />
Fotos: Thomas Paulus<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 39
Auswirkungen von Stauhaltungen auf den<br />
Gewässerboden (Sohlsubstrat)<br />
Angestaute Gewässerstrecke<br />
Freifließende Gewässerstrecke<br />
Fotos: Annett Schnaufer<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 40
Kleinfische: Grenzwerte<br />
Empfehlungen für f r Migrationsraten ≥ 70 %<br />
Versuche mit Bachschmerlen, Elritzen und Mühlkoppen:<br />
• Fließgeschwindigkeit<br />
Flie geschwindigkeit ≤ 0,5 m/s<br />
• Mindestwassertiefe zwischen 10 - 20 cm<br />
im gesamten Wanderkorridor<br />
(allgemein h eff=2,5 eff=2,5<br />
• Körperh rperhöhe he der größ größten<br />
ten Fischart)<br />
• Höhe he überstr berströmter mter Bodenschwellen: max. 10 - 15 cm<br />
• �� H bei glatten Schwellen ≤ 5cm<br />
nach Vordermeier et al., Bayrisches Landesamt für Wasserwirtschaft, 1999<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 41
Spitzen-Schwimmleistungen der Fische<br />
Dauer: wenige Sekunden<br />
Fischart Vmax (cm/s)<br />
Lachs 600<br />
Bachforelle 380<br />
Hasel 240<br />
Barsch 145<br />
Schleie 138<br />
Brachsen 96<br />
Rotfeder 94<br />
Auch Sohlenpflasterungen oder Durchlässe mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten<br />
können für manche Fischarten Hindernisse<br />
darstellen.<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 42
Ahr, Rheinland-Pfalz<br />
Foto: Thomas Paulus<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 43
Ahr, Wehr am Casino<br />
Bad Neueahr-Ahrweiler<br />
Fotos: Thomas Paulus<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 44
Heimbach, LK Baumholder, Sprengung alter<br />
Betonschwelle, 5. September 1998<br />
Foto: Thomas Paulus<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 45
Heimbach, LK Baumholder, Sprengung alter<br />
Betonschwelle, 5. September 1998<br />
Foto: Thomas Paulus<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 46
Steinriegel als Wanderweg<br />
Foto: Thomas Paulus<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 47
Mühlkoppe oder Groppe<br />
Foto: Frank Hecker<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 48
Lebensraum der Elritze<br />
im Sommer und im Winter<br />
Abb.: Rüdiger Bless, 1992<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 49
Juvenile Elritzen im Flachwasser<br />
Foto: Jörg Schneider<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 50
Laischgebiet der Elritzen: Rauschen<br />
Foto: Jörg Schneider<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 51
Männliche Elritze im Laichkleid<br />
Foto: Jörg Schneider<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 52
Lebenszyklus der Brachsen<br />
Abb.: Rolf Bostelmann, 2004<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 53
Laichgebiet für Wildkarpfen:<br />
überschwemmte Auewiesen<br />
Foto: Egbert Korth<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 55
Lebenszyklus der Äsche<br />
Abb.: Jungwirth et. al., 2003<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 56
Äsche<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur?<br />
Foto: Bernd Stemmer<br />
57
Lebenszyklus des Atlantischen Lachses<br />
Abb.: Bundesanstalt für<br />
Gewässerkunde (BfG)<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 58
Lachseier<br />
Foto: Gerhard Burock<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 59
Lachsbrütling<br />
Foto: Gerhard Burock<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 60
Wisper (Rheinsystem) bei Lorch:<br />
Laichgruben der Lachse<br />
Foto: Thomas Paulus<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 61
Lebenszyklus der<br />
Bachforelle<br />
Abb.: Rolf Bostelmann, 2004<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 62
Bachforelle<br />
Foto: Thomas Paulus<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 63
Vielfalt der Struktur und Strömungsmuster<br />
der <strong>Fließgewässer</strong><br />
Strukturreichtum führt zur<br />
Ausprägung unterschiedlichster<br />
Teillebensräume mit<br />
verschiedenen<br />
Strömungsverhältnissen,<br />
die von verschiedenen<br />
Fischarten und<br />
unterschiedlichen Lebensstadien<br />
besiedelt werden können.<br />
Strukturreicher Bachabschnitt<br />
mit hoher Strömungsdiversität<br />
(m/s) und Tiefenvarianz (cm)<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 64
Bachneunauge<br />
Foto: Jörg Schneider<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 65
Bachneunauge<br />
Foto: Jörg Schneider<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 66
Lebenszyklus und Wanderungen des<br />
Europäischen Aals<br />
Abb.: Bundesanstalt für<br />
Gewässerkunde (BfG)<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 67
Europäischer Aal: Weidenblattlarve<br />
Foto: Volker Neumann<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 68
Europäischer Aal: Glasaal und Sandaal<br />
Foto:<br />
Thomas Paulus<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 69
Lebenszyklus und Wanderungen des<br />
Maifisch (Alosa alosa)<br />
Meer<br />
4+<br />
2+<br />
1+<br />
0+<br />
3+<br />
4+ und älter<br />
Fluss<br />
Ästuar<br />
Abb.: Stiftung Wasserlauf,<br />
Löbbecke Museum<br />
Düsseldorf,<br />
nach Peter Beeck und<br />
Andreas Schabert, 2012<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 70<br />
0+<br />
0+
Maifisch (Alosa alosa), Clupeidae<br />
Foto: Stefan Paulus<br />
Fotos: Andreas Schabert<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 71
Lebenszyklus und Wanderungen des<br />
Europäischen Störs<br />
Abb.: Nationaler<br />
Aktionsplan zum<br />
Schutz und<br />
Erhaltung des<br />
Europäischen Störs<br />
(2009), BfN Bonn,<br />
nach A. Grubig, 2007<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 72
Historische und aktuelle Verbreitung des<br />
Europäischen Störs<br />
Abb.: Nationaler Aktionsplan zum Schutz und Erhaltung des Europäischen Störs (2009), BfN Bonn, verändert nach Holicik et. al. 1989, Ellie et. al. 1997,<br />
Ludwig et. al. 2002<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 73
Stör<br />
Foto: Stefan Paulus<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 74
Wiederherstellung der linearen Durchgängigkeit<br />
Aula in Niederaula, Hessen, 28. 8. 2012<br />
Fotos:<br />
Sven Ruscher &<br />
Thomas Paulus<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 83
Bedeutung der linearen Durchgängigkeit<br />
Zeichnung: Harry Lütkenhaus-Kopp<br />
11. September 2012 | <strong>Warum</strong> lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 84
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