Abschlussbericht des Forschungsprojektes
Abschlussbericht des Forschungsprojektes
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Zuwendungsempfänger:<br />
Forschungsinstitut Senckenberg<br />
Vorhabensbezeichnung:<br />
<strong>Abschlussbericht</strong> 2. Projektjahr<br />
Förderkennzeichen: O 4.02<br />
Standardisierung der Erfassungs- und Auswertungsmethoden von Makrozoobenthosuntersuchungen<br />
in Fließgewässern<br />
Laufzeit <strong>des</strong> Gesamtvorhabens: 01.04.2002 - 31.01.2004<br />
Berichtszeitraum: 01.04.2002 - 31.01.2004<br />
Bearbeiter:<br />
Peter Haase<br />
Andrea Sundermann<br />
Forschungsinstitut Senckenberg<br />
Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Lochmühle 2<br />
63599 Biebergemünd<br />
In Kooperation mit<br />
Christian Feld, Armin Lorenz, Peter Rolauffs und Daniel Hering<br />
(Universität Duisburg-Essen)<br />
Biebergemünd, Januar 2004
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Inhalt<br />
1 Einleitung und Ziele............................................................................................................. 1<br />
2 Methodenbeschreibungen.................................................................................................... 3<br />
2.1 Protokoll nach AQEM/STAR für Bäche und Flüsse ....................................................... 3<br />
2.1.1 Aufsammlung........................................................................................................... 3<br />
2.1.2 Sortierung der Proben nach AQEM/STAR.............................................................. 5<br />
2.2 Protokoll nach RIVPACS................................................................................................. 7<br />
2.2.1 Aufsammlung........................................................................................................... 7<br />
2.2.2 Sortierung der Proben nach RIVPACS .................................................................. 10<br />
2.3 Lebendverfahren............................................................................................................. 12<br />
2.3.1 Lebend-Sortierung.................................................................................................. 12<br />
3 Entwicklung einer standardisierten Methodik und<br />
Methodenvergleichsuntersuchungen................................................................................ 13<br />
3.1 Ermittlung von Min<strong>des</strong>tindividuenzahlen von Makrozoobenthosproben zur<br />
Fließgewässerbewertung ................................................................................................ 13<br />
3.1.1 Datengrundlage und Methodik der elektronischen Unterprobennahme ................ 13<br />
3.1.2 Ergebnisse der elektronische Unterprobennahme .................................................. 15<br />
3.1.3 Schlussfolgerungen ................................................................................................ 16<br />
3.2 Vergleich verschiedener Gesamtprotokolle ................................................................... 17<br />
3.2.1 Ergebnisse <strong>des</strong> Vergleichs der Gesamtprotokolle.................................................. 17<br />
3.3 Die AQEM/STAR-Methode (Aufwand und Ergebnisse) .............................................. 20<br />
3.3.1 Modifikation der AQEM/STAR-Methode............................................................. 21<br />
3.4 AQEM/STAR-Sortierung im Vergleich mit anderen Sortiertechniken ......................... 25<br />
3.4.1 Methodenvergleich der RIVPACS- und AQEM/STAR-Sortierung .................. 26<br />
3.4.2 Methodenvergleich der Lebend- und AQEM/STAR-Sortierung....................... 30<br />
3.4.3 Zusammenfassung <strong>des</strong> Sortiermethodenvergleiches.............................................. 36<br />
3.5 Fazit der Methodenvergleichsuntersuchungen............................................................... 36<br />
4 Vorschlag einer standardisierten Methodik .................................................................... 41<br />
4.1 Aufsammlungsmethode nach AQEM/STAR für Bäche und Flüsse .............................. 41<br />
4.1.1 Wahl <strong>des</strong> Probennahmezeitpunktes........................................................................ 41<br />
4.1.2 Auswahl der Probestelle......................................................................................... 41<br />
4.1.3 Beschreibung der Probennahme............................................................................. 41<br />
4.1.3.1 Technische Ausstattung für die Probennahme................................................ 42<br />
4.1.3.2 Kartierung der Habitate und Festlegung der Teilproben................................. 43<br />
4.1.3.3 Probennahme................................................................................................... 47<br />
4.1.3.4 Aufarbeitung der Benthosprobe im Gelände (Reduzierung <strong>des</strong><br />
Probenvolumens)............................................................................................. 48<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos I
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
4.1.3.5 Aussuchen der Einzelexemplare ..................................................................... 49<br />
4.1.3.6 Konservierung und Lagerung der Proben ....................................................... 50<br />
4.1.3.7 Weitergehende Reduktion <strong>des</strong> Probenmaterials im Gelände (optional)......... 51<br />
4.1.3.8 Aufsammlung von weiteren Organismen (optional)........................................ 52<br />
4.1.4 Aufarbeitung und Unterprobennahme im Labor.................................................... 52<br />
4.1.4.1 Technische Ausstattung................................................................................... 53<br />
4.1.4.2 Entnahme der Unterprobe ............................................................................... 54<br />
4.1.4.3 Abtrennen der Grobfraktion im Labor ............................................................ 55<br />
4.1.4.4 Modifikation bei vorausgegangener Reduktion <strong>des</strong> Materials im Gelände<br />
(Abschnitt 4.1.3.7) ........................................................................................... 55<br />
4.1.4.5 Sortieren der Unterprobe................................................................................. 56<br />
4.1.4.6 Bestimmung der Organismen.......................................................................... 57<br />
4.1.5 Aufarbeitung der Taxalisten und Auswertung der Daten....................................... 57<br />
4.2 Bestandsaufnahme Makrozoobenthos größerer Flüsse und Ströme .............................. 58<br />
5 Operationelle Taxaliste als Min<strong>des</strong>tanforderung an die Bestimmung von<br />
Makrozoobenthosproben aus Fließgewässern zur Umsetzung der EU-<br />
Wasserrahmenrichtlinie in Deutschland.......................................................................... 59<br />
5.1 Einleitung und Definition............................................................................................... 59<br />
5.2 Bedeutung....................................................................................................................... 60<br />
5.3 Allgemeine Anmerkungen zur Bestimmung.................................................................. 61<br />
5.4 Kriterien und Vorgehensweise für die Entwicklung der Taxaliste ................................ 61<br />
5.5 Aufbau der Taxaliste ...................................................................................................... 62<br />
5.6 Anwendung der Taxaliste............................................................................................... 62<br />
5.7 Anmerkungen zur Taxaliste ........................................................................................... 63<br />
5.8 Abschließende Anmerkungen ........................................................................................ 80<br />
6 Bestimmungsschlüssel........................................................................................................ 81<br />
6.1 Plecoptera....................................................................................................................... 81<br />
6.2 Diptera............................................................................................................................ 81<br />
6.3 Ergänzung Ephemeroptera (Rhithrogena) ..................................................................... 81<br />
6.4 Ergänzung Turbellaria.................................................................................................... 82<br />
7 Zusammenfassung.............................................................................................................. 83<br />
8 Dank..................................................................................................................................... 86<br />
9 Literatur.............................................................................................................................. 87<br />
Anhang + CD-ROM<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos II
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Abbildungsverzeichnis<br />
Abb. 3.1: Schema der computergestützten elektronischen Unterprobennahme. Das Kür-<br />
zel „EQIM“ kennzeichnet den multimetrischen Index. 14<br />
Abb. 3.2: Spannweiten <strong>des</strong> Faunaindex, <strong>des</strong> multimetrischen Index (EQIM) und <strong>des</strong><br />
Saprobienindex (SI) für eine Probestelle <strong>des</strong> Gewässertyps „Silikatische Mittel-<br />
gebirgsflüsse“ (Typ 9) in Abhängigkeit von der Stichprobengröße. 15<br />
Abb. 3.3: Abweichungen der Taxazahl, <strong>des</strong> SI, <strong>des</strong> Faunaindex und <strong>des</strong> multimetrischen<br />
Index (EQIM) von den jeweiligen Bezugswerten der vollständig sortierten Pro-<br />
ben für den Gewässertyp „Silikatische Mittelgebirgsflüsse“ (Typ 9). 16<br />
Abb. 3.4: MMI-Ergebnisse <strong>des</strong> Gesamtprotokollvergleichs von AQEM/STAR-Gesamt<br />
und RIVPACS (jeweils Probennahme und Sortierung). 18<br />
Abb. 3.5: Bewertungsergebnisse der Sortiervarianten <strong>des</strong> AQEM/STAR-Protokolls.<br />
Aufgetragen sind jeweils die MMI-Werte für AQEM/STAR-Gesamt,<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion und AQEM/STAR-Feinfraktion nach Proben für<br />
die jeweiligen Gewässertypen. 23<br />
Abb. 3.6: Mittlere prozentuale Abweichung der „Core Metric“-Ergebnisse der A-<br />
QEM/STAR-Grobfraktion und der RIVPACS-Sortierung von AQEM/STAR-<br />
Gesamt (getrennt nach Gewässertyp). 27-28<br />
Abb. 3.7: Bewertungsergebnisse nach Sortiermethoden. Aufgetragen sind jeweils die<br />
MMI-Werte für AQEM/STAR-Gesamt, AQEM/STAR-Grobfraktion und RIV-<br />
PACS-Sortierung nach Proben für die jeweiligen Gewässertypen. 29<br />
Abb. 3.8: Mittlere prozentuale Abweichung der „Core Metric“-Ergebnisse der A-<br />
QEM/STAR-Grobfraktion und der Lebend-Sortierung von AQEM/STAR-<br />
Gesamt (getrennt nach Gewässertyp 32-33<br />
Abb. 3.9: Bewertungsergebnisse nach Sortiermethoden. Aufgetragen sind jeweils die<br />
MMI-Werte für AQEM/STAR-Gesamt, AQEM/STAR-Grobfraktion und Le-<br />
bend-Sortierung nach Proben für die jeweiligen Gewässertypen. 34<br />
Abb. 4.1: Beispiel vorgedruckter Etiketten zur Beschriftung der Einzelexemplare bzw.<br />
<strong>des</strong> Probenmaterials. 42<br />
Abb. 4.2: Beispiel eines im Rahmen der Habitatkartierung ausgefüllten Feldprotokolls. 43<br />
Abb. 4.3: Beispielhafte Verteilung der Teilproben im Gewässer paritätisch zu den vor-<br />
handenen Substrattypen. 44<br />
Abb. 4.4: Ausleseschale zur Unterprobennahme: Gegittertes Sieb in Weißschale mit<br />
Ausstechrahmen und „Löffel“. 52<br />
Abb. 4.5: Unterprobennahme im Labor. 52<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos III
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Tabellenverzeichnis<br />
Tab. 3.1: Datengrundlage für die computergestützte elektronische Unterprobennahme. 14<br />
Tab. 3.2: Durchschnittlicher Zeitaufwand für die Bearbeitung einer AQEM/STAR-<br />
Unterprobe. 20<br />
Tab. 3.3: Durchschnittliche Individuen- und Taxazahlen für eine AQEM/STAR-<br />
Unterprobe. 20<br />
Tab. 3.4: Arbeitsaufwand sowie Individuen- und Taxazahlen von Grob- und Feinfraktion<br />
einer Unterprobe (AQEM/STAR-Methodik). 21<br />
Tab. 3.5: Zeitaufwand zur Bearbeitung der verschiedenen Fraktionen einer<br />
AQEM/STAR-Unterprobe. 22<br />
Tab. 3.6: Vergleich der Sortiervorschriften nach AQEM/STAR und RIVPACS. 26<br />
Tab. 3.7: Sortiervorschriften nach AQEM/STAR im Vergleich mit der Lebend-<br />
Sortierung. 30<br />
Tab. 3.8: Übersicht wichtiger Eckdaten zum Sortiermethodenvergleich. 35<br />
Tab. 3.9: Aufwand und Kosten verschiedener (Sortier-) Methoden. 37<br />
Tab. 4.1: Übersicht über die zu entnehmenden Anteile <strong>des</strong> Materials vom Unterproben-<br />
Sieb in Abhängigkeit von einer vorausgehenden Reduzierung <strong>des</strong> Materials im<br />
Gelände. 55<br />
Tab. 5.1: Auszug aus der Taxaliste. 61<br />
Tab. 7.1: Übersicht zu dem Sortiermethodenvergleich. 83<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos IV
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
1 Einleitung und Ziele<br />
Die Bewertung von Fließgewässern gemäß den Vorgaben der EU-Wasserrahmenrichtlinie<br />
(EU-WRRL) stützt sich in viel stärkerem Maße als bisher auf biologische Komponenten. Zu<br />
letzteren gehört neben Fischen und der aquatischen Flora auch das Makrozoobenthos.<br />
Im Hinblick auf das Makrozoobenthos haben bisherige Erfahrungen gezeigt, dass Proben-<br />
nahme und -auswertung oftmals eng an die fachlichen Kenntnisse und Vorlieben der Bearbei-<br />
ter gekoppelt sind. So gibt es allein in Deutschland verschiedenste Verfahren zur Entnahme<br />
von Makrozoobenthosproben aus Fließgewässern (z.B. flächenbezogene Verfahren, zeitbezo-<br />
gene Verfahren). Hinzu kommt, dass auch bei der Bestimmung der Organismen sehr unter-<br />
schiedliche Ergebnisse erzeugt werden. So werden Taxagruppen, mit denen ein Bearbeiter<br />
vertraut ist, intensiver und qualitativ hochwertiger bearbeitet als die übrigen Gruppen.<br />
Insgesamt können durch unterschiedliche Erfassungs- und Auswertungsmethoden an ein und<br />
derselben Probestelle sehr unterschiedliche Taxalisten entstehen. Für die biologische Gewäs-<br />
serbewertung sind solch heterogene Taxalisten unbrauchbar, da sie nicht ausschließlich die<br />
Unterschiede der Untersuchungsgewässer, sondern auch die unterschiedliche Herangehens-<br />
weisen der Bearbeiter widerspiegeln. Für die Zwecke der EU-WRRL ist es aber zwingend<br />
erforderlich, gleichartige (standardisierte) Datensätze zu verwenden, da die Anwendbarkeit<br />
und Aussagekraft der neu entwickelten Bewertungsverfahren auf Unterschiede in den Gewäs-<br />
sern und nicht auf Unterschiede der Methoden geeicht ist.<br />
Eine wesentliche Voraussetzung für den Erhalt einheitlicher Makrozoobenthosdaten ist eine<br />
Methodenstandardisierung, die sich auf die folgenden Bereiche erstreckt:<br />
• Standardisierung der Aufsammlungstechnik<br />
• Standardisierung der Probenaufbereitung (Unterprobennahme, Sortierung)<br />
• Standardisierung der Probenauswertung (Bestimmung der Taxa)<br />
Durch eine solche Standardisierung werden die Daten zudem überprüfbar. D.h., ein wesentli-<br />
cher und bisher hoch variabler Schritt bei der Bewertung von Fließgewässern wird hierdurch<br />
transparent, reproduzierbar und damit einer Qualitätssicherung zugänglich. Gerade Fragen der<br />
Qualitätssicherung werden im Zusammenhang mit der Umsetzung der EU-WRRL eine zu-<br />
nehmende Bedeutung erhalten, da im großen Maßstab biologische Daten erzeugt werden, die<br />
wiederum mit dem Einsatz nicht unerheblicher Finanzmittel verbunden sind.<br />
Zentrales Ziel dieses Projektes war die Entwicklung standardisierter Methoden zur Aufsamm-<br />
lung, Aufbreitung und Auswertung von Makrozoobenthosproben aus Fließgewässern vor dem<br />
Hintergrund der EU-WRRL.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 1
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Hierfür wurden eine Reihe verschiedener vergleichender Untersuchungen durchgeführt. Ne-<br />
ben der Aussageschärfe der getesteten Varianten spielte auch ihr (zeitlicher) Aufwand und<br />
damit verbunden ihre Kosten eine wesentliche Rolle.<br />
Zudem wurde für die Zwecke der EU-WRRL eine umfangreiche Operationelle Taxaliste ent-<br />
wickelt sowie einzelne neue Bestimmungsschlüssel erstellt.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 2
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
2 Methodenbeschreibungen<br />
2.1 Protokoll nach AQEM/STAR für Bäche und Flüsse<br />
2.1.1 Aufsammlung<br />
Kartierung <strong>des</strong> Gewässers<br />
Zunächst wurde eine Kartierung der Habitate <strong>des</strong> Gewässers durchgeführt. Die Ergebnisse der<br />
Kartierung wurden im Feldprotokoll (siehe Anhang) festgehalten. Die Anteile der im Feldpro-<br />
tokoll aufgeführten Substrattypen (organische und mineralische Substrate) wurden im Bereich<br />
der Probestelle in 5%-Stufen abgeschätzt und notiert. Die Summe <strong>des</strong> Deckungsgra<strong>des</strong> aller<br />
Substrattypen musste 100% ergeben. Das Vorkommen von Substrattypen mit weniger als 5%<br />
Deckungsgrad wurde notiert, jedoch blieben diese Substrattypen bei der späteren Probennah-<br />
me unberücksichtigt. Basierend auf der Deckungsgrad-Abschätzung wurde die Zahl der Teil-<br />
proben in den einzelnen Substrattypen bestimmt. Auf jeweils 5% Deckungsgrad eines Sub-<br />
strattyps entfiel eine Teilprobe, die Gesamtzahl der Teilproben betrug 20. Die beispielhafte<br />
Verteilung der Teilproben im Gewässer, sowie ein Muster <strong>des</strong> ausgefüllten Feldprotokolls ist<br />
in Abschnitt 4.1.3.2 zu finden. Bei der Verteilung der Teilproben im Gewässer wurden weite-<br />
re Kriterien berücksichtigt, die ebenfalls in Abschnitt 4.1.3.2 aufgeführt sind.<br />
Probennahme<br />
Die Beprobung erfolgte grundsätzlich entgegen der Fließrichtung beginnend am untersten<br />
Ende <strong>des</strong> zu beprobenden Gewässerabschnittes und endete am obersten Abschnitt. Für die<br />
Entnahme einer Teilprobe wurde eine Fläche von 0,25 x 0,25 m bearbeitet. Dabei wurde der<br />
Kescher (Maschenweite 500 µm) senkrecht zum Gewässerboden aufgesetzt und das Substrat<br />
in Fließrichtung vor dem Kescher mit den Fuß aufgewirbelt (Kicksampling). Um driftende<br />
Organismen abzufangen, wurde bei der Bearbeitung <strong>des</strong> Substrates der Kescher dicht genug<br />
an die Probefläche gehalten. In geringer Tiefe wurden große Steine, Totholz u.a. mit der Hand<br />
abgewaschen oder ggf. abgebürstet. Nach jeder etwa 3. bis 5. Teilprobennahme wurde der<br />
Kescher ausgeleert und das Substrat in einen mit ca. 2 bis 3 Litern Wasser gefüllten 10 Liter<br />
Eimer überführt. Zur Beprobung größerer Bestände von Makrophyten wurde wie in Abschnitt<br />
4.1.3.3 beschrieben, vorgegangen.<br />
Reduzierung <strong>des</strong> Probenvolumens<br />
Nachdem sich das gesamte Probenmaterial in einem Eimer befand, konnte der mineralische<br />
Anteil <strong>des</strong> Materials mit einer einfachen Schwemmtechnik abgetrennt werden. Hierzu wurde<br />
der Eimer bis zu ca. ¾ mit Wasser gefüllt und das Probenmaterial mit der Hand vorsichtig<br />
aufgeschwemmt. Das aufgewirbelte (organische) Material wurde wieder zurück in den Ke-<br />
scher gegossen, die mineralischen Substrate verblieben auf dem Grund <strong>des</strong> Eimers. Der Eimer<br />
wurde wiederholt mit Wasser aufgefüllt und der Vorgang <strong>des</strong> Waschens solange fortgeführt,<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 3
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
bis lediglich der mineralische Anteil im Eimer zurück blieb. Dieser wurde in einer Weißscha-<br />
le (Fotoschale) auf verbliebene Organismen (z.B. Trichopteren mit Gehäusen aus Steinchen)<br />
durchgeschaut. Diese Organismen wurde zu der organischen Fraktion in den Kescher gege-<br />
ben. Das nun organismenfreie mineralische Substrat wurde verworfen. Abschließend befand<br />
sich der gesamte organische Anteil aller Teilproben inklusive der Organismen im Kescher.<br />
Aussuchen der Einzelexemplare<br />
Im nächsten Schritt wurde nun das gesamte organische Material aus dem Kescher in eine<br />
Weißschale gegeben. Anheftende Organismen am Kescher wurden mit wenig Wasser in die<br />
Weißschale gespült, das Probenmaterial war annähernd mit Wasser bedeckt.<br />
Anschließend wurde das Material gesichtet und es wurden nach den folgenden Kriterien ein-<br />
zelne Individuen (Einzelexemplare) aus der Probe entnommen:<br />
1. Taxa, die aus artenschutzrechtlichen Gründen nicht getötet werden sollten (z.B. Asta-<br />
cus astacus).<br />
2. Taxa, deren Bestimmbarkeit nach Fixierung in Ethanol nicht mehr möglich war (z.B.<br />
Turbellaria)<br />
3. Empfindliche Taxa, die nach mechanischer Einwirkung nicht mehr hinreichend gut<br />
bestimmbar waren (z.B.: Ephemeroptera).<br />
4. Taxa, die nach erster Sichtung nur 1-2 mal in der Probe enthalten waren.<br />
Die Taxa der ersten Gruppe wurden im Gelände bestimmt und wieder ins Gewässer zurück<br />
gesetzt. Von Taxa der Gruppe 2 wurden jeweils zwei bis drei Individuen im Gelände be-<br />
stimmt und anschließend mit den übrigen Einzelexemplaren in einem separaten Gefäß in<br />
70%igem Ethanol fixiert. Zusätzlich wurden von Taxa der Gruppe 2 deren absolute Anzahl<br />
geschätzt. Diese Ergebnisse (Taxa der Gruppe 1 und 2) wurden auf dem Site-Protokoll no-<br />
tiert. Die entnommenen Tiere aus Gruppe 2 bis 4 durften insgesamt eine Anzahl von 30 nicht<br />
überschreiten.<br />
Konservierung und Lagerung der Proben<br />
Das Probenmaterial wurde über einen Trichter in weithalsige Kautex-Flaschen gefüllt. Restli-<br />
ches Material im Handsieb oder in der Weißschale wurde mit wenig Alkohol in die Kautex-<br />
Flasche gespült. Das gesamte Probenmaterial wurde mit 96% igen Ethanol fixiert.<br />
Um eine hinreichend gute Konservierung der Proben zu gewährleisten, wurden die Kautex-<br />
Flaschen zunächst gekühlt aufbewahrt. Nach 12-24 Stunden wurde die gesamte Flüssigkeit<br />
der Probe vorsichtig durch ein Sieb (500 µm) abgegossen und erneut mit 96% igem Ethanol<br />
aufgefüllt. Im Sieb liegende Organismen wurden zurück in das Probengefäß gegeben. Die<br />
Probe wurde weiterhin gekühlt aufbewahrt. Nach weiteren 1-2 Tagen wurde der 96% ige E-<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 4
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
thanol durch 70% igen Ethanol ersetzt. Die Probe konnte danach längere Zeit bis zur weiteren<br />
Verarbeitung bei Zimmertemperatur gelagert werden.<br />
2.1.2 Sortierung der Proben nach AQEM/STAR<br />
Entnahme einer Unterprobe<br />
Um das zu bearbeitende Probenvolumen zu reduzieren, wurde eine definierte Unterprobe ent-<br />
nommen. Die Unterprobe entsprach min<strong>des</strong>tens 1/6 der Gesamtprobe und min<strong>des</strong>tens 700<br />
Tiere mussten enthalten sein. Wurde die entsprechende Anzahl der Tiere nicht erreicht, wurde<br />
der Anteil der Unterprobe entsprechend erhöht.<br />
Zur Entnahme der Unterprobe wurden zwei Ausleseschalen verwendet, die ineinandergestellt<br />
werden konnten. Die äußere Schale entsprach einer konventionellen Weißschale. Bei der in-<br />
neren Schale handelte es sich um ein modifiziertes Sieb (Unterproben-Sieb) mit einer Innen-<br />
fläche von 30 x 36 cm und einer Maschenweite von 500 µm. Die Gaze <strong>des</strong> Siebes war durch<br />
Linien in ein Raster von 30 Teilflächen á 6 x 6 cm unterteilt. Die Markierung der Linien war<br />
ebenfalls auf der inneren Rahmenseite <strong>des</strong> Siebes zu sehen, wobei die einzelnen Felder am<br />
oberen Rahmen von 1 bis 5 und am seitlichen Rahmen von 1 bis 6 durchnummeriert waren.<br />
Somit bekam je<strong>des</strong> einzelne Feld <strong>des</strong> Unterproben-Siebes eine eindeutige Kennung über die<br />
Zuweisung zweier Ziffern. Diese Apparatur ermöglichte zum einen das Sieben der im Gelän-<br />
de genommenen Probe und zum anderen eine definierte Unterprobennahme.<br />
Die Probe wurde auf dem Unterproben-Sieb ausgebreitet, wobei größere Substratteile<br />
(Ästchen, Steine, etc.) mit Wasser von Hand abgewaschen und aus der Probe entfernt wurden.<br />
Anschließend wurde das Sieb (samt Probe) in die äußere Schale gestellt und mit Wasser be-<br />
füllt. Vorsichtig wurde das Probenmaterial gleichmäßig über das Sieb verteilt. Anschließend<br />
nahm man das Sieb wieder aus der äußeren Schale, damit das Wasser ablaufen konnte. Mit<br />
Hilfe zweier Würfel wurden per Zufall 5 der 30 Teilflächen (entsprechend 1/6 der Gesamt-<br />
probe) ermittelt, aus denen die Unterprobe entnommen werden sollte. Eine detaillierte Be-<br />
schreibung der Vorgehensweise ist in Abschnitt 4.1.4.2 zu finden. Mit Hilfe eines Ausstech-<br />
rahmens (Innenfläche: 6 x 6 cm) und eines Löffels wurde das Material der fünf Teilflächen<br />
entnommen und in eine Weißschale überführt. Pflanzenmaterial, welches über die Ränder <strong>des</strong><br />
zu entnehmenden Bereiches hinausreichte, war am einfachsten zuvor mit einer Schere zu<br />
durchtrennen. Lag ein Tier genau auf der Grenze <strong>des</strong> zu entnehmenden Bereiches, wurde es<br />
derjenigen Teilfläche zugerechnet, in der sich der größte Anteil <strong>des</strong> Tieres befand.<br />
Nach Entnahme der fünf Teilflächen verblieb das restliche Material so lange auf dem Sieb, bis<br />
nach der weiteren Bearbeitung der Unterprobe die Anzahl der darin enthaltenden Organismen<br />
bestimmt war. Der Grund dafür war, dass die Unterprobe die folgenden zwei Kriterien gleich-<br />
zeitig erfüllen musste:<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 5
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
• Das entnommene Material entsprach min<strong>des</strong>tens 1/6 der Gesamtprobe (= 5 von 30<br />
Teilflächen).<br />
• In dem genannten Anteil mussten min<strong>des</strong>tens 700 Tiere enthalten sein.<br />
Wurde diese Anzahl der Tiere nicht erreicht, musste der Inhalt weiterer Teilflächen entnom-<br />
men werden, solange, bis die angegebene Anzahl von Tieren erreicht wurde.<br />
Erst nach abschließender Bearbeitung der Unterprobe (also dem Erreichen von 700 Individu-<br />
en) konnte das restliche Probenmaterial verworfen werden.<br />
Auftrennen <strong>des</strong> Probenmaterials im Labor in Grob- und Feinfraktion<br />
Nach Entnahme der Unterprobe wurde das Material über eine Siebkaskade in eine Grobfrak-<br />
tion (≥ 2 mm) und eine Feinfraktion (500 µm bis 2 mm) getrennt. Der Vorgang <strong>des</strong> Trennens<br />
beider Fraktionen wurde standardisiert durchgeführt und ist im Detail in Abschnitt 4.1.4.3<br />
nachzulesen. Das in den Analysensieben verbliebene Material entsprach der Grobfraktion (≥ 2<br />
mm) bzw. der Feinfraktion (< 2 mm). Das Material beider Fraktionen wurde in getrennte<br />
Schalen mit Wasser überführt und wie unten beschrieben weiter bearbeitet.<br />
Die Sortierung der Grob- und Feinfraktion erfolgte getrennt nach folgendem Schema:<br />
Zunächst wurde die Grobfraktionen portionsweise (z.B. 2 Esslöffel, je nach Größe der Sor-<br />
tierschale) in eine Sortierschale (kleine Weißschale) überführt, mit Wasser überschichtet und<br />
gleichmäßig verteilt. Dabei durfte das Probenmaterial den Boden der Sortierschale maximal<br />
zur Hälfte bedecken, um das Erkennen von kleinen und dunklen Organismen zu unterstützen.<br />
Im Material befindliche Organismen wurden vollständig heraussortiert und nach Ordnungen<br />
getrennt in 70% igen Ethanol aufbewahrt. Dabei wurde auch die Anzahl der insgesamt he-<br />
rausgelesenen Organismen ermittelt. Am einfachsten konnte diese während der Auslese mit<br />
einem Handzähler ermittelt werden.<br />
War die Sortierung der Grobfraktion abgeschlossen, wurde die Feinfraktion nach gleichem<br />
Schema bearbeitet. Die aussortierten Organismen der jeweiligen Fraktion wurden jedoch in<br />
getrennten Sortiergefäßen aufbewahrt. Erreichte die Individuenzahl nach Sortierung beider<br />
Fraktionen einen Wert > 700, war die Unterprobennahme abgeschlossen. War die Anzahl der<br />
ausgesuchten Organismen jedoch < 700 Individuen wurde per Zufall eine weitere Teilfläche<br />
ermittelt, in Grob- und Feinfraktion getrennt und die Organismen beider Fraktionen vollstän-<br />
dig ausgelesen. Dieser Vorgang wurde so lange wiederholt, bis eine Anzahl von min<strong>des</strong>tens<br />
700 ausgelesenen Individuen erreicht wurde. Der ausgelesene Anteil (Größe der Unterprobe)<br />
wurde für die spätere Auswertung notiert (z.B. 1/5; entsprechend 6 von 30 Teilflächen).<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 6
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Bestimmung der Organismen<br />
Die Bestimmung der Organismen aus der Unterprobe sowie der Einzelexemplare (siehe oben)<br />
erfolgte weitestgehend nach den festgelegten Kriterien der in diesem Projekt parallel entwi-<br />
ckelten Operationellen Taxaliste (siehe Abschnitt 5). Für die Bestimmung wurden ebenfalls<br />
i.d.R. die in der Operationellen Taxaliste angegebenen Werke verwendet.<br />
Einige Gruppen z.B. Gammaridae oder Simuliidae waren in einigen Proben mit hohen Abun-<br />
danzen vertreten. Gleichzeitig bestehen diese Gruppen (zumeist) aus nur wenigen zu unter-<br />
scheidenden Taxa. Bei der Bestimmung konnte daher folgende Vereinfachung vorgenommen<br />
werden, die den zeitlichen Aufwand der Bearbeitung reduzierte:<br />
Es wurde eine Anzahl von 50 Tieren ausgewählt und bestimmt, wobei die Auswahl zufällig<br />
erfolgte. Die restlichen Tiere wurden gezählt und anteilsmäßig den bestimmten Taxa zuge-<br />
ordnet.<br />
Auch für die Gruppe der Chironomidae konnte eine solche Vereinfachung vorgenommen<br />
werden. Allerdings wurde hier eine Anzahl von 100 Individuen zufällig entnommen und be-<br />
stimmt. Auch hier wurden die restlichen Individuen den Bestimmungsergebnissen anteilsmä-<br />
ßig zugeordnet.<br />
2.2 Protokoll nach RIVPACS<br />
2.2.1 Aufsammlung<br />
Wie die AQEM/STAR-Methode hat auch die Aufsammlungsmethode nach RIVPACS zum<br />
Ziel, direkt miteinander vergleichbare Proben zu erhalten, um die Gewässerqualität aus dem<br />
direkten Vergleich mit der Referenz ablesen zu können. Die Methode wird seit vielen Jahren<br />
erfolgreich von den Behörden in Großbritannien eingesetzt, um die Gewässerqualität anhand<br />
von Makroinvertebraten zu ermitteln. Ein sehr ähnliches Verfahren gibt es auch in Australien<br />
(AUSRIVAS).<br />
Übersicht über die Aufsammlungsmethode<br />
Für die Probennahme wird eine möglichst homogene und für einen längeren Gewässerab-<br />
schnitt repräsentative Probestelle ausgewählt, die in einer Schnelle liegen sollte, da eine Be-<br />
sammlung dort einfacher durchzuführen ist. Ist keine Schnelle vorhanden, wird auf einen an-<br />
deren repräsentativen Bereich ausgewichen.<br />
Die Beprobung sollte wenn möglich über die gesamte Gewässerbreite erfolgen. Die Länge der<br />
Probestrecke richtet sich dabei nach der Gewässerbreite: Je breiter das Gewässer ist, <strong>des</strong>to<br />
kürzer die zu beprobende Strecke. Sie liegt für gewöhnlich zwischen 5 und 20 Metern und<br />
muss zusammenhängend sein.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 7
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
An Material werden ein langstieliger Kescher, eine (Stopp-) Uhr, ein Eimer, ein Probengefäß<br />
und Ethanol zum Konservieren der Probe benötigt. Idealerweise wird die Probennahme von<br />
zwei Personen durchgeführt, wobei eine Person am Ufer steht und die Beprobungszeit stoppt.<br />
Die RIVPACS-Methode gliedert sich in ein 3-minütiges Multi-Habitat-Sampling und eine<br />
insgesamt einminütige gezielte Suche nach (Einzel-) Organismen (letztere erfolgt in zwei<br />
Teilschritten). Dabei werden nur die Zeiten der aktiven Probennahme gestoppt, nicht die Zeit,<br />
die verstreicht, während man zwischen den Beprobungsstellen wechselt oder der Kescher<br />
geleert wird.<br />
Entnahme von Einzelorganismen<br />
Die Entnahme von Einzelorganismen gliedert sich in zwei Teilschritte und dauert insgesamt<br />
eine Minute.<br />
Der erste Teilschritt wird vor dem 3-minütigen Multi-Habitat-Sampling durchgeführt.<br />
Hierzu werden gezielt Einzelorganismen, die sich auf oder an der Wasseroberfläche aufhalten<br />
und mit dem Multi-Habitat-Sampling normalerweise nur selten erfasst werden können, gefan-<br />
gen. Dies sind z.B. Taumelkäfer (Gyrinidae), Wasserläufer (Gerridae) oder Bachläufer (Velii-<br />
dae).<br />
Der zweite Teilschritt erfolgt nach dem 3-minütigen Multi-Habitat-Sampling.<br />
Hierbei werden Einzelorganismen gesammelt, die mit dem Multi-Habitat-Sampling nur ein-<br />
geschränkt erfasst werden können. Hierzu gehören u.a. sessile, nur zeitweise mobile oder sich<br />
festsaugende Organismen bzw. solche, die in Hohlräumen von Steinen oder Totholz sitzen<br />
oder sich in der Vegetation aufhalten (z. B. Gastropoda, Glossosomatidae, Psychomyiidae,<br />
Blephariceridae). Mögliche Habitate werden gezielt aufgesucht und mittels Pinzette, Bürste<br />
oder den Fingern abgesammelt bzw. abgebürstet.<br />
Der Zeitaufwand für die beiden Teilschritte beträgt je ½ Minute. Es besteht aber die Möglich-<br />
keit dieses Verhältnis zu variieren. Dies kann nötig sein, wenn z.B. ein Absuchen der Wasser-<br />
oberfläche in Folge zu starker Strömung nicht sinnvoll erscheint. Wichtig ist allerdings, dass<br />
der Gesamtaufwand (für beide Teilschritte) von 1 Minute stets beibehalten wird, auch dann,<br />
wenn hierdurch keine zusätzlichen Taxa erhalten werden.<br />
Multi-Habitat -Sampling<br />
Die dreiminütige Besammlungszeit bezieht sich auf die Dauer der aktiven Sammeltätigkeit.<br />
Die Zeit, die benötigt wird, um das Netz zu spülen oder auszuleeren oder nach geeigneten<br />
Mikrohabitaten zu suchen, ist davon ausgenommen. Es wird daher empfohlen, die Besamm-<br />
lung in kurzen Intervallen von jeweils etwa 15-20 Sekunden Länge durchzuführen, mit da-<br />
zwischen liegenden Pausen, um nach weiteren Flächen bzw. Substraten Ausschau zu halten.<br />
Die einzelnen Mikrohabitate werden gemäß ihrem Anteil an der Gesamtfläche im Bepro-<br />
bungsabschnitt besammelt, wobei jedoch keine genaue Abschätzung der Flächenanteile im<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 8
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Vorfeld der Beprobung erforderlich ist. Die Probennahme erfolgt entgegen der Fließrichtung<br />
und in diagonaler Richtung. Somit ist gewährleistet, dass einerseits die gesamte Breite <strong>des</strong><br />
Gewässers erfasst wird und andererseits die unterschiedlichen Substrate und Strömungsbe-<br />
dingungen im Querschnitt <strong>des</strong> Gerinnes berücksichtigt werden. Ziel ist es, möglichst viele<br />
Taxa in der vorgegebenen Zeit zu sammeln. Während der Besammlung kann sich unter Um-<br />
ständen soviel Substrat in dem Handnetz ansammeln, dass es notwendig wird, den Netzinhalt<br />
auszuleeren. Es wird empfohlen, diesen Zwischenschritt nach jeweils drei Kescherzügen<br />
durchzuführen.<br />
Das gesamte Probenmaterial wird in ein gut verschließbares Gefäß gegeben und mit 70% i-<br />
gem Ethanol konserviert.<br />
Abschließende Hinweise zur Beprobung verschiedener Substrate<br />
Besammlung gröberer Substrate (z. B. Kies, Steine, Blöcke): Zunächst wird das Handnetz<br />
vertikal unterhalb der zu beprobenden Fläche auf das Substrat gedrückt; anschließend wird<br />
das Material vor dem Handnetz mit Fuß oder Hand kräftig in Bewegung versetzt (bis in etwa<br />
10 cm Tiefe). Schwerere Steine müssen notfalls mit der Hand angehoben werden, um das<br />
feinere Material darunter besammeln zu können. Abschnitte, an denen große Blöcke die Sohle<br />
dominieren, sollten gemieden werden, da es nicht möglich ist, solche Habitate mittels Kick-<br />
Sampling und Zeitsammelmethode effektiv zu besammeln.<br />
Besammlung feinerer Substrate (z. B. Sand, Schlamm): Das Handnetz sollte vorsichtig durch<br />
die obersten Zentimeter <strong>des</strong> Substrats gezogen werden. Ist der Kescher aber bereits nach kur-<br />
zer Zeit mit dem zu beprobenden Substrat gefüllt (z.B. Sand mit >1000 µm Korngröße), emp-<br />
fiehlt sich eine andere Vorgehensweise. Hierbei wird das Substrat vor dem Kescher mit der<br />
Hand aufgewirbelt, so dass darin enthaltene Tiere automatisch in das Netz gespült werden.<br />
Zur Beprobung von Feinsubstraten in strömungsarmen oder strömungsfreien Bereichen (Fein-<br />
sand, Schlamm, FPOM) empfiehlt es sich, das Substrat mit dem Kescher kräftig aufzuwir-<br />
beln. Es entsteht eine dunkle Wolke aus aufgewirbeltem Substrat und Organismen. Das Netz<br />
wird dann mehrfach und schnell mit kräftigen Zügen durch diese Wolke gestreift.<br />
Vegetation: Das Handnetz wird in verschiedenen Richtungen durch die Makrophyten bewegt<br />
(vorwärts, aufwärts und seitlich). Dazu gehört auch, das Sediment im Wurzelbereich der Ve-<br />
getation zu besammeln. Stabilere Wurzeln von Ufergehölzen (z. B. Erlen) werden mit dem<br />
Fuß in Erschütterungen versetzt, um anhaftende Organismen zur Drift zu bewegen. Zusätzlich<br />
sollten fester anhaftende Organismen vorsichtig mit der Hand oder mit einer weichen Bürste<br />
von den Wurzeln gelöst werden.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 9
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
2.2.2 Sortierung der Proben nach RIVPACS<br />
Ziel dieser Sortiermethode ist, die Zeit für die Sortierung der Makrozoobenthosproben auf ein<br />
Minimum zu beschränken, dabei aber möglichst alle in der Probe vorkommenden Taxa zu<br />
erfassen. Dazu wird nur ein festgelegter Anteil der Probe (im Labor) vollständig aussortiert.<br />
Der restliche Teil der Probe wird jedoch durchgesehen, wobei bisher nicht gefundene Taxa<br />
ebenfalls aussortiert werden.<br />
Vorbereitung<br />
Eine ausreichend große (Maße ca. 25 x 30 cm) Sortierschale wird mit einem wasserfesten<br />
Marker in 16 gleichgroße Felder unterteilt.<br />
Die zu sortierende Probe wird über einem Sieb mit 500 µm Maschenweite gesiebt und in ein<br />
wassergefülltes Gefäß überführt. Nun muss entschieden werden, wie groß der Sortieranteil<br />
der Probe sein sollte. Als Vorgaben dafür gelten:<br />
• Die Sortierung sollte möglichst nicht länger als 2 Stunden, auf keinen Fall aber länger<br />
als 4 Stunden dauern.<br />
• Es sollten möglichst viele der enthaltenen Taxa in ausreichender Menge aussortiert<br />
werden.<br />
Die Sortierung erfolgt, möglichst nach Ordnungen getrennt, in mit 70% igem Ethanol gefüllte<br />
Sortiergefäße (z.B. Schraubdeckelgläschen aus Kunststoff) Neben der genauen Probenbe-<br />
zeichnung ist auch der Sortieranteil auf den Sortiergefäßen zu vermerken. Außerdem ist ein<br />
Sortiergefäß für die aus dem Rest der Probe aussortierten „neuen“ Taxa vorzubereiten und als<br />
„Extras“ zu kennzeichnen.<br />
Vorgehensweise bei der Sortierung<br />
Die Probe wird nun portionsweise (z.B. 2 Esslöffel, je nach Größe der Sortierschale) in die<br />
Sortierschale überführt und gleichmäßig verteilt, dabei sollte das Probenmaterial den Boden<br />
der Sortierschale um deutlich weniger als die Hälfte bedecken.<br />
Bei einem zuvor festgelegten Sortieranteil von z.B. ¼ (in diesem Fall wäre 4 der Faktor für<br />
die spätere Multiplikation, s.u.) werden 4 zusammenhängende Felder nach dem unten be-<br />
schriebenen Rotationsverfahren ausgewählt und vollständig aussortiert. Die restlichen Felder<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 10
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
der Schale werden anschließend kurz auf Taxa durchgesehen, welche im aussortierten Anteil<br />
noch nicht enthalten waren. Diese werden dann in das mit „Extras“ markierte Gläschen über-<br />
führt und verbleiben dort, auch wenn dieselben Taxa später in dem zu sortierenden Anteil<br />
ebenfalls auftauchen. Von jedem Taxon sollte aber immer nur ein Individuum in das „Ex-<br />
tras“-Gläschen sortiert werden, es sei denn, das erste war sehr klein oder beschädigt, und ein<br />
größeres kann das Bestimmungsergebnis verbessern. Vor dem Beenden eines Sortierdurch-<br />
ganges ist die Schale leicht zu schwenken, um sicherzustellen, dass auch wirklich alle Taxa<br />
gefunden werden.<br />
Sortieranteil (1/4)<br />
den nach der Sortierung verblei-<br />
benden ¾ der Probe werden die<br />
„Extras“ entnommen<br />
Ist der erste Sortierdurchgang abgeschlossen, wird das aussortierte Material verworfen, die<br />
Schale erneut mit Wasser gefüllt, eine weitere Probenportion in die Schale überführt und die<br />
Sortierung wie oben beschrieben fortgesetzt. Um Randeffekte zu vermeiden, muss die Lage<br />
der aussortierten Fläche geändert werden. Für eine unvoreingenommene Auswahl der Sortier-<br />
fläche bietet sich ein Rotationsverfahren an; hatte man z.B. im letzten Durchgang die 4 Felder<br />
oben links aussortiert, wählte man nun die 4 mittleren oberen Felder aus, im nächsten Durch-<br />
gang dann die 4 Felder oben rechts usw. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die gesamte<br />
Probe aussortiert ist.<br />
„Rotationsverfahren“ zur Auswahl der zu sortierenden Fläche<br />
Vorgehensweise bei der Auswertung<br />
Die aussortierten Organismen werden bestimmt, das Ergebnis gemeinsam mit der Anzahl und<br />
dem Sortieranteil notiert. Anschließend wird das Ergebnis auf die gesamte Probe hochgerech-<br />
net. Dies erfolgt durch Umrechnen <strong>des</strong> Sortieranteil auf die gesamte Probe; bei einem Sortier-<br />
anteil von ¼ wird das Ergebnis mit 4 multipliziert.<br />
Taxa und deren Individuenzahlen aus dem „Extras“-Gefäß werden anschließend hinzugezählt.<br />
Dies aber nur dann, wenn sie im aussortierten Anteil nicht auftauchten.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 11
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Anmerkung: Im Rahmen der RIVPACS-Sortierung können optional weitere Modifikationen<br />
vorgenommen werden. Das ausführliche Protokoll der RIVPACS-Sortierung kann auf der<br />
Seite http://www.eu-star.at nachgelesen werden.<br />
2.3 Lebendverfahren<br />
Für die hier als Lebendverfahren bezeichnete Variante wird seit vielen Jahren in den Bun<strong>des</strong>-<br />
ländern eingesetzt. Allerdings gibt es hierzu eine Vielzahl von Variationen sowohl bezüglich<br />
der Aufsammlung als auch bezüglich der Probensortierung. Sämtlich bun<strong>des</strong>weit zum Einsatz<br />
kommende Varianten zu testen, war im Rahmen dieses Projektes nicht möglich. Daher wurde<br />
lediglich eine etwas verbreitetere Variante der Lebend-Sortierung nach BRAUKMANN (2000)<br />
getestet.<br />
2.3.1 Lebend-Sortierung<br />
Bei der modifizierten Lebend-Sortierung nach BRAUKMANN (2000) wird bereits im Gelände<br />
ein Teil der Tiere aus einer Probe heraussortiert, so weit wie möglich bestimmt und darüber<br />
hinaus die Häufigkeiten der Taxa abgeschätzt. Die Ansprache der Organismen im Gelände<br />
erfordert ausreichend Erfahrung und kann nur von Experten vorgenommen werden. Der Vor-<br />
teil dieser Methode ist, dass im Vergleich zur Gesamtprobe nur wenige Tiere konserviert und<br />
zur Nachbestimmung ins Labor gebracht werden müssen.<br />
Die Probe wird nach der Entnahme in eine separate Weißschale gegeben, mit Wasser aufge-<br />
schwemmt und gesichtet. Zunächst werden alle im Gelände erkennbaren bzw. differenzierba-<br />
ren Taxa notiert. Dann wird die Abundanz je<strong>des</strong> dieser Taxa in Häufigkeitsklassen geschätzt.<br />
Dabei wird folgende Abstufung der Häufigkeitsklassen gewählt: 1 = 1; 2 = 2-20; 3 = 21-40; 4<br />
= 41-80; 5 = 81-160; 6 = 161 –320; 7 ≥ 320 (ALF et al. 1992). Von allen Taxa werden Beleg-<br />
exemplare aussortiert, in 70%igem Ethanol konserviert und zur späteren Nachbestimmung ins<br />
Labor verbracht.<br />
Bei allen im Gelände nicht hinreichend differenzierbaren Taxa (siehe Abschnitt 5; Operatio-<br />
nelle Taxaliste) wird die Schätzung der Häufigkeitsklasse nach der Nachbestimmung der Tie-<br />
re im Labor wie folgt revidiert.<br />
Beispiel:<br />
Im Gelände wird die Gattung Hydropsyche mit einer Häufigkeitsklasse „3“ (entsprechend 21<br />
– 40 Individuen) notiert. Unter den 10 nachbestimmten Tieren befinden sich 3 Exemplare von<br />
Hydropsyche siltalai und 7 Exemplare von Hydropsyche incognita. Auf die mittlere Abun-<br />
danz der Häufigkeitsklasse „3“ (entsprechend 30 Individuen) hochgerechnet, ergibt sich für<br />
Hydropsyche siltalai eine Anzahl von 30/10 x 3 = 9 Individuen und somit die Häufigkeits-<br />
klasse „2“ und entsprechend für Hydropsyche incognita eine Anzahl von 30/10 x 7 = 21 Indi-<br />
viduen und somit die Häufigkeitsklasse „3“.<br />
Als Ergebnis wird final eine Taxaliste mit Angaben zu den Häufigkeiten erstellt.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 12
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
3 Entwicklung einer standardisierten Methodik und Methodenvergleichsuntersuchungen<br />
Die ursprüngliche AQEM-Methode sah keine Unterprobennahme vor (AQEM CONSORTIUM<br />
2002). Da die Auswertung sämtlicher mit dieser Methode erhaltenen Organismen sehr auf-<br />
wändig ist, wurde im Rahmen <strong>des</strong> STAR-Projektes eine Unterprobennahme eingeführt. Eine<br />
Unterprobe entspricht 1/6 der Gesamtprobe und enthält min<strong>des</strong>tens 700 Individuen.<br />
Die Herleitung <strong>des</strong> Kriteriums „min<strong>des</strong>tens 700 Individuen“ stützte sich dabei auf die im Ab-<br />
schnitt 3.1 dargestellten Untersuchungen.<br />
Zudem wurden für die Entwicklung einer standardisierten Methodik zur Entnahme und Auf-<br />
bereitung von Makrozoobenthosproben vergleichende Untersuchungen in den beiden folgen-<br />
den Bereichen durchgeführt:<br />
• Verschiedene Gesamtverfahren (Aufsammlung und Sortierung)<br />
• Verschiedene Sortiermethoden<br />
Hinsichtlich der Gesamtverfahren wurden die Verfahren nach AQEM/STAR sowie nach<br />
RIVPACS getestet. Bei den Sortiermethoden wurden drei Varianten verglichen:<br />
a) AQEM/STAR, b) RIVPACS und c) Lebend-Sortierung.<br />
3.1 Ermittlung von Min<strong>des</strong>tindividuenzahlen von Makrozoobenthosproben<br />
zur Fließgewässerbewertung<br />
Für die wasserwirtschaftliche Anwendung ist es wünschenswert, den zeitlichen und somit<br />
finanziellen Aufwand auf ein erforderliches Min<strong>des</strong>tmaß zu reduzieren, ohne dabei an Aussa-<br />
geschärfe zu verlieren oder einen signifikanten Informationsverlust zu riskieren. Es stellt sich<br />
daher die Frage, welchen Umfang eine Makrozoobenthosprobe haben muss, um hinreichend<br />
genaue und sichere Aussagen zum qualitativen Zustand eines Fließgewässerabschnitts formu-<br />
lieren und vorhandene Degradationserscheinungen möglichst genau identifizieren zu können.<br />
Hierzu wurde eine computergestützte „elektronische“ Unterprobennahme in umfangreichen<br />
Taxalisten durchgeführt, mit dem Ziel, eine Min<strong>des</strong>tgröße (Min<strong>des</strong>tindividuenzahl) für eine<br />
Unterprobe abzuleiten.<br />
3.1.1 Datengrundlage und Methodik der elektronischen Unterprobennahme<br />
Im Rahmen <strong>des</strong> EU-Projekts „AQEM“ wurden für fünf deutsche Fließgewässertypen umfang-<br />
reiche Datensätze mit einer standardisierten Methode erhoben (AQEM CONSORTIUM 2002).<br />
Bei der sogenannten AQEM-Methodik wird im Gegensatz zur ansonsten sehr ähnlichen<br />
AQEM/STAR-Methodik die Grobfraktion der gesamten Probe im Labor aussortiert. Im<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 13
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Durchschnitt wurden dabei mehr als 1100 Individuen (Tieflandflüsse) bzw. mehr als 1500<br />
Individuen (Mittelgebirgsbäche, Mittelgebirgsflüsse) je Probe bestimmt (Tab. 3.1). Daten von<br />
drei Gewässertypen wurden für die elektronische Unterprobennahme ausgewertet. Das Ver-<br />
laufsschema für die elektronische Unterprobennahme ist in Abb. 3.1 dargestellt.<br />
Tab. 3.1: Datengrundlage für die computergestützte elektronische Unterprobennahme.<br />
Typ Proben Ø Ind. Min Ind. Max Ind. Ø Taxa Min Taxa Max Taxa<br />
Sandflüsse im TL 54 1167 31 3452 40 20 59<br />
Bäche im MG 58 1543 218 6275 55 25 88<br />
Flüsse im MG 40 1524 122 5494 56 18 79<br />
TL=Tiefland; MG=Mittelgebirge; Ind.=Individuen<br />
Aus den Taxalisten <strong>des</strong> AQEM-Projekts wurden mit einem Zufallsgenerator jeweils 100<br />
Stichproben mit den Umfängen 100, 200, 300, 500 und 700 Individuen generiert. Für jede<br />
Stichprobe („Unterprobe“) wurden zahlreiche biozönotische Kenngrößen („Metrics“) berech-<br />
net, die schließlich mit den entsprechenden Werten für eine vollständig sortierte (Original-)<br />
Probe (= Bezugswert) verglichen wurden (Abb. 3.1).<br />
100 Zufallsziehungen<br />
Berechnung<br />
152 Proben<br />
(drei Gewässertypen)<br />
76000 Stichproben<br />
Metric - Ergebnisse<br />
zu 76000<br />
Stichproben<br />
aus jeder Probe von je:<br />
100, 200, 300, 500 und<br />
700 Individuen<br />
SI, Taxazahl,<br />
Faunaindex, Faunaindex EQIM, etc.<br />
Metric - Ergebnisse<br />
zu 152 Proben<br />
(Bezugswerte)<br />
Vergleich mit den<br />
Bezugswerten<br />
Abb. 3.1: Schema der computergestützten elektronischen Unterprobennahme. Das Kürzel<br />
„EQIM“ kennzeichnet den multimetrischen Index.<br />
Es wurden ca. 100 verschiedene „Metrics“ (ökologische Kenngrößen) ausgewertet, darunter<br />
der Saprobienindex (SI), die Taxazahl, der Deutsche Faunaindex und der multimetrische In-<br />
dex zur Bewertung der ökologischen Qualität mit Hilfe der benthischen Wirbellosen, der im<br />
Rahmen <strong>des</strong> AQEM Projektes spezifisch für jeden Gewässertyp entwickelt wurde (im Fol-<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 14
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
genden bezeichnet als EQIM – Ecological Quality Index using Macroinvertebrates, LORENZ et<br />
al. 2001).<br />
Die Abweichungen der für die Unterproben ermittelten Werte einzelner Metrics zu den Be-<br />
zugswerten wurden dann statistisch analysiert und grafisch dargestellt. Über den Grad der<br />
Abweichungen vom Bezugswert sind somit Aussagen über die Zuverlässigkeit der einzelnen<br />
Metrics sowie <strong>des</strong> multimetrischen Index bei verminderten Probenumfängen (Stichproben-<br />
größen) zu machen. Hieraus lässt sich die Min<strong>des</strong>tstichprobengröße ableiten.<br />
3.1.2 Ergebnisse der elektronische Unterprobennahme<br />
In Abb. 3.2 sind beispielhaft für eine Probestelle <strong>des</strong> Gewässertyps 9 („Mittelgebirgsflüsse“)<br />
die Spannweiten für die drei Metrics „Faunaindex“, „multimetrischer Index EQIM“ und<br />
„Saprobienindex“ in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Stichprobengrößen (Individu-<br />
enanzahlen) dargestellt.<br />
Faunaindex<br />
SI<br />
1,2<br />
1,0<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0,0<br />
-0,2<br />
-0,4<br />
-0,6<br />
2,1<br />
2,0<br />
1,9<br />
1,8<br />
1,7<br />
1,6<br />
1,5<br />
100 200 300 500 700<br />
Stichprobengröße<br />
Stichprobengröße<br />
Min/Max 25% -75%<br />
Median Ausreißer<br />
Min/Max 25% -75%<br />
Median Ausreißer<br />
100 200 300 500 700<br />
EQI M<br />
4,5<br />
4,0<br />
3,5<br />
3,0<br />
2,5<br />
2,0<br />
100 200 300 500 700<br />
Stichprobengröße<br />
Min/Max 25% -75%<br />
Median Ausreißer Extrema<br />
Abb. 3.2: Spannweiten <strong>des</strong> Faunaindex, <strong>des</strong> multimetrischen Index (EQIM) und <strong>des</strong> Saprobie-<br />
nindex (SI) für eine Probestelle <strong>des</strong> Gewässertyps „Silikatische Mittelgebirgsflüsse“ (Typ 9)<br />
in Abhängigkeit von der Stichprobengröße. Die waagerechte Linie gibt den jeweiligen Be-<br />
zugswert der entsprechenden (vollständig aussortierten) Probe an.<br />
Zu erkennen ist, dass die Spannweite der ermittelten Metricwerte, also der Grad der Abwei-<br />
chungen vom jeweiligen Bezugswert, mit Zunahme der Stichprobengröße abnimmt. Für den<br />
multimetrischen Index ist eine Annäherung <strong>des</strong> Medians an den entsprechenden Bezugswert<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 15
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
erst ab einer Stichprobengröße von 500 Individuen zu erkennen. Er schwankt aber dennoch<br />
bis zu 0,2 Punkte um den Bezugswert (Spannweite <strong>des</strong> Metrics: 4,0 Punkte).<br />
Die Abweichungen ausgewählter Metrics vom jeweiligen Bezugswert in Abhängigkeit von<br />
der Stichprobengröße zeigt Abb. 3.3 für den Gewässertyp „silikatische Mittelgebirgsflüsse“.<br />
Erkennbar ist, dass insbesondere die Taxazahl stark von der Stichprobengröße abhängt. Sie<br />
erweist sich als weniger robust gegenüber einer Unterprobennahme. Die Abweichungen von<br />
Saprobien- und Faunaindex gegenüber dem Bezugswert sind hingegen auch schon bei stark<br />
verringerten Stichprobengrößen eher gering; lediglich der Anteil der Ausreißer (Abweichung<br />
> 2fache Standardabweichung) wird mit zunehmender Stichprobengröße geringer. Für den<br />
multimetrischen Index (EQIM) lagen die Abweichungen von etwa 50% der Werte auch bei<br />
einer Stichprobengröße von 700 Individuen noch über 0,2 Punkte. Bei den beiden weiteren<br />
untersuchten Gewässertypen (Typ 5 „Mittelgebirgsbäche“ und Typ 15 „Tieflandsandflüsse“)<br />
zeigten sich vergleichbare Ergebnisse.<br />
Taxazahl<br />
Faunaindex<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
2,2<br />
2,0<br />
1,8<br />
1,6<br />
1,4<br />
1,2<br />
1,0<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0,0<br />
100 200 300 500 700<br />
Stichprobengröße<br />
Stichprobengröße<br />
Min/Max<br />
25 -75%<br />
Ausreißer<br />
Min/Max<br />
25-75%<br />
Ausreißer<br />
Extrema<br />
100 200 300 500 700<br />
SI<br />
EQI M<br />
0,7<br />
0,6<br />
0,5<br />
0,4<br />
0,3<br />
0,2<br />
0,1<br />
0,0<br />
2,2<br />
2,0<br />
1,8<br />
1,6<br />
1,4<br />
1,2<br />
1,0<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0,0<br />
100 200 300 500 700<br />
Stichprobengröße<br />
Stichprobengröße<br />
Min/Max<br />
25-75%<br />
Ausreißer<br />
Extrema<br />
Min/Max<br />
25-75%<br />
Ausreißer<br />
Extrema<br />
100 200 300 500 700<br />
Abb. 3.3: Abweichungen der Taxazahl, <strong>des</strong> SI, <strong>des</strong> Faunaindex und <strong>des</strong> multimetrischen In-<br />
dex (EQIM) von den jeweiligen Bezugswerten der vollständig sortierten Proben für den Ge-<br />
wässertyp „Silikatische Mittelgebirgsflüsse“ (Typ 9).<br />
3.1.3 Schlussfolgerungen<br />
Die elektronische Unterprobennahme hat gezeigt, dass in Abhängig <strong>des</strong> jeweiligen Metric und<br />
<strong>des</strong> untersuchten Gewässertyps - Stichprobengrößen von etwa 500-700 Individuen zu befrie-<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 16
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
digenden Bewertungsergebnissen führen können. Dies bedeutet eine Verringerung <strong>des</strong> Pro-<br />
benumfangs um bis zu 75%. Daraus ergeben sich erhebliche Zeiteinsparungen und somit eine<br />
Reduktion der Kosten.<br />
3.2 Vergleich verschiedener Gesamtprotokolle<br />
In der Fließgewässerlimnologie existieren verschiedenste Verfahren zur Entnahme und Auf-<br />
bereitung von Makrozoobenthosproben. Diese Freiland- und Labormethoden werden im Fol-<br />
genden, in Anlehnung an den englischen Begriff, als „Protokolle“ bezeichnet.<br />
Ein Test sämtlicher Protokolle war weder aus Zeit- noch aus Kostengründen im Rahmen die-<br />
ses Projektes möglich. Zudem sind Vor- und Nachteile vieler Methoden gut bekannt. So eig-<br />
nen sich beispielsweise Zeitsammelmethoden weniger gut für den Vergleich unterschiedli-<br />
chen Gewässertypen; andere Verfahren, wie etwa die DIN-Methode, sind für die Zwecke der<br />
EU-WRRL nicht ausreichend standardisiert.<br />
Demgegenüber handelt es sich bei der relativ neuen AQEM/STAR-Methodik um ein flächen-<br />
bezogenes Multi-Habitat-Sampling-Verfahren, das zudem in hohem Maße standardisiert ist.<br />
Letzteres gilt auch für die RIVPACS-Methode, die vergleichsweise schnell durchführbar ist<br />
(geringerer Kostenaufwand), jedoch auf einer Zeitsammelmethode basiert.<br />
Die wichtigste Fragestellung, die hinter dem Vergleich der beiden Gesamtprotokolle steht,<br />
lautet: Unterscheiden sich verschiedene Protokolle im Hinblick auf das Bewertungsergebnis,<br />
oder ist das Bewertungsverfahren so robust, dass es trotz verschiedener Methoden zu demsel-<br />
ben Bewertungsergebnis kommt?<br />
3.2.1 Ergebnisse <strong>des</strong> Vergleichs der Gesamtprotokolle<br />
Grundlage <strong>des</strong> Vergleichs<br />
Der Vergleich der Gesamtprotokolle nach AQEM/STAR und RIVPACS wurde an zwei Ge-<br />
wässertypen (Typ 5: grobmaterialreiche, silikatische Mittelgebirgsbäche und Typ 15: sand-<br />
und lehmgeprägte Tieflandflüsse) durchgeführt. An beiden Gewässertypen wurden jeweils 14<br />
Proben nach AQEM/STAR und 14 nach RIVPACS entnommen und entsprechend weiterbe-<br />
arbeitet. Insgesamt basiert also der Vergleich auf 56 Datensätzen (2 Typen x 14 Aufsamm-<br />
lungen x 2 Protokolle). Die Daten wurden im Rahmen <strong>des</strong> EU-Projektes STAR vom selben<br />
Probennehmer erhoben. Für alle 56 Datensätze wurden anschließend die jeweils für ihren Typ<br />
relevanten Core-Metrics sowie der entsprechende multimetrische Index (MMI 1 ; Bewertungs-<br />
ergebnis) berechnet.<br />
Ergebnisse <strong>des</strong> Vergleichs<br />
Die Auswahl der Probestellen im STAR-Projekt stand unter der Prämisse, möglichst das<br />
1 entwickelt im Rahmen <strong>des</strong> UBA-Projektes: „Weiterentwicklung <strong>des</strong> nationalen Bewertungssystems mit dem<br />
Makrozoobenthos“<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 17
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
komplette Spektrum potenzieller struktureller Degradation abzudecken. Die beiden zur An-<br />
wendung gekommenen Verfahren zeigen somit ein breites Spektrum an Bewertungsergebnis-<br />
sen. So decken sie im Fall <strong>des</strong> Typs 5 die Klassen 1 bis 4, im Fall <strong>des</strong> Typs 15 die Klassen 2<br />
bis 5 (AQEM/STAR) bzw. 2 bis 4 (RIVPACS) ab (Abb. 3.4).<br />
Werte <strong>des</strong> MMI<br />
Werte <strong>des</strong> MMI<br />
1,00<br />
0,80<br />
0,60<br />
0,40<br />
0,20<br />
0,00<br />
1,00<br />
0,80<br />
0,60<br />
0,40<br />
0,20<br />
0,00<br />
Proben Gewässertyp 5<br />
Proben Gewässertyp 15<br />
ökologische<br />
Zustandsklasse<br />
I - sehr gut<br />
AQEM/STAR-Gesamt<br />
II - gut<br />
III - mäßig<br />
IV - unbefriedigend<br />
V - schlecht<br />
RIVPACS-Gesamtprotokoll<br />
ökologische<br />
Zustandsklasse<br />
I - sehr gut<br />
AQEM/STAR-Gesamt<br />
II - gut<br />
III - mäßig<br />
IV - unbefriedigend<br />
V - schlecht<br />
RIVPACS-Gesamtprotokoll<br />
Abb. 3.4: MMI-Ergebnisse <strong>des</strong> Gesamtprotokollvergleichs von AQEM/STAR-Gesamt und<br />
RIVPACS (jeweils Probennahme und Sortierung). Dargestellt sind die Ergebnisse für beide<br />
Gewässertypen (Typ 5 obere Grafik, Typ 15 untere Grafik). Rechts dargestellt sind jeweils<br />
die ökologischen Zustandsklassen die eine Bewertung nach dem MMI ergibt.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 18
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Ausgehend von den AQEM/STAR- bzw. RIVPACS-Gesamtprotokollen ergeben sich teilwei-<br />
se unterschiedliche ökologische Zustandsklassen; dies betrifft drei Fälle bei Typ 5 sowie acht<br />
Fälle bei Typ 15, von jeweils 14 Proben insgesamt (Abb. 3.4). Die Unterschiede betragen in<br />
allen Fällen eine Zustandsklasse. Somit deutet sich an, dass sich Unterschiede zwischen bei-<br />
den Verfahren im Fall der Tieflandflüsse deutlicher auf das Ergebnis auswirken als im Fall<br />
der Mittelgebirgsbäche. Insgesamt sind die Abweichungen jedoch indifferent, d.h. keines der<br />
beiden Verfahren bewertet die Gewässer grundsätzlich höherwertig als das jeweils andere.<br />
Fazit und weiteres Vorgehen<br />
Der Vergleich der beiden Gesamtprotokolle hat gezeigt, dass in 11 von 28 Fällen (39%) un-<br />
terschiedliche Bewertungsergebnisse erzielt werden. Diese sehr hohe Quote macht deutlich,<br />
dass unterschiedliche Protokolle zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Daraus ergibt sich<br />
die dringende Notwendigkeit, die Untersuchungen zur Bewertung von Fließgewässern gemäß<br />
der EU-WRRL mit einer einheitlichen Methodik durchzuführen.<br />
Bei der Entwicklung einer einheitlichen (standardisierten) Methodik sind drei wesentliche<br />
Bereiche zu unterscheiden:<br />
1. Aufsammlung<br />
2. Sortierung<br />
3. Bestimmung<br />
Zu 1.: Die AQEM/STAR-Aufsammlungsmethodik ist in hohem Maße standardisiert. Dies<br />
trifft für andere Verfahren in weit geringerem Umfang zu (z.B. RIVPACS-<br />
Aufsammlungsmethodik), die, begründet in ihrer Struktur, prinzipiell weniger standardisier-<br />
bar ist. Aus diesem Grund wird für die folgenden Sortiermethodenvergleiche auf die A-<br />
QEM/STAR-Aufsammlungsmethodik zurückgegriffen.<br />
Zu 2.: Ausgehend von der AQEM/STAR-Aufsammlungsmethodik werden verschiedene Sor-<br />
tiervorschriften getestet. Die Ergebnisse dazu werden in den folgenden Abschnitten darge-<br />
stellt.<br />
Zu 3. Für die Bestimmung der Organismen wurde eine „Operationelle Taxaliste“ entwickelt<br />
(Abschnitt 5).<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 19
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
3.3 Die AQEM/STAR-Methode (Aufwand und Ergebnisse)<br />
Zentrales Ziel <strong>des</strong> hier vorliegenden Projektes war es, eine Methodik zur Erfassung und Aus-<br />
wertung <strong>des</strong> Makrozoobenthos aus Fließgewässern zu entwickeln. Diese Methodik sollte zum<br />
einen in hohem Maße standardisiert und zum anderen mit einem vertretbaren Zeit- und damit<br />
auch Kostenaufwand durchführbar sein.<br />
Da es sich bei der AQEM/STAR-Methode um ein standardisiertes Verfahren handelt, stellte<br />
sich die Frage nach ihrem Zeitaufwand. Hierfür wurde in einem ersten Schritt der Zeitauf-<br />
wand dieser Methode für eine größere Zahl von AQEM/STAR-Proben ermittelt. Hierzu wur-<br />
den für die einzelnen Proben jeweils die Zeiten für die Probennahme im Gelände sowie die<br />
Bearbeitungszeiten im Labor (Unterprobennahme, Probensortierung, Bestimmung der Taxa)<br />
erfasst (Tab. 3.2).<br />
Tab. 3.2: Durchschnittlicher Zeitaufwand für die Bearbeitung einer AQEM/STAR-<br />
Unterprobe.<br />
Aufsammlung (im Gelände):<br />
Probennahme (n=123)<br />
Bearbeitung (im Labor):<br />
Unterprobennahme (n=123)<br />
Unterprobe<br />
(gesamt) [h]<br />
0,75<br />
0,5<br />
Sortierung (n=123) 5,7<br />
Bestimmung (n=70) 4,9<br />
Dateneingabe (n=70) 0,75<br />
Gesamtaufwand 12,6<br />
Die mittlere Anzahl der ausgewerteten Felder für eine Unterprobe (siehe Abschnitt 2.1.2) be-<br />
trägt 7,5 (von 30). D.h., im Durchschnitt entsprach eine Unterprobe einem Viertel der Ge-<br />
samtprobe.<br />
Tab. 3.3: Durchschnittliche Individuen- und Taxazahlen für eine AQEM/STAR-Unterprobe.<br />
Unterprobe (gesamt)<br />
Unterprobe auf Gesamtprobe<br />
(1,25 m 2 ) hochgerechnet<br />
Individuenzahl (n=70) 1066 5344<br />
Taxazahl (n=70) 52 -<br />
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass für die Bearbeitung einer AQEM/STAR-(Unter-)<br />
Probe im Mittel 12,6 Stunden nötig sind. Im Schnitt werden dabei 52 Taxa erfasst und über<br />
1000 Individuen sortiert und bestimmt, was hochgerechnet auf die Gesamtprobe im Mittel<br />
über 5300 Tiere bedeutet (Tab. 3.3).<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 20
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
3.3.1 Modifikation der AQEM/STAR-Methode<br />
Der Gesamtaufwand für eine AQEM/STAR-Probe (Grob- und Feinfraktion) beträgt - wie<br />
bereits oben erwähnt - im Mittel 12,6 Stunden. Ein solch hoher Wert ist für ein bun<strong>des</strong>weit<br />
anzuwenden<strong>des</strong> Verfahren im Routinebetrieb als deutlich zu hoch anzusehen. Es war daher<br />
notwendig, das AQEM/STAR-Verfahren zu modifizieren. Hierbei galt es zu beachten, dass<br />
zum einen der hohe Standardisierungsgrad und die Aussagekraft dieses Verfahrens erhalten<br />
bleibt und zum anderen der Zeitaufwand deutlich reduziert wird.<br />
Über 80% der Zeit werden für das Sortieren und Bestimmen einer AQEM/STAR-Probe benö-<br />
tigt (siehe Tab. 3.2). Daher haben sich die Überlegungen für eine Modifikation <strong>des</strong> Verfah-<br />
rens auf diesen Bereich konzentriert.<br />
Ausgangspunkt hierfür war folgende Hypothese:<br />
Für die Aussagekraft der Bewertungsverfahren ist ein möglichst hohes taxonomisches Niveau<br />
(Artniveau) bedeutsam, da dieses die höchste Information enthält. Das Außerachtlassen von<br />
vielfach nur auf Familien- oder maximal Gattungsniveau bestimmbaren Jungstadien <strong>des</strong><br />
Makrozoobenthos sollte daher keine nennenswerte Auswirkung auf die Bewertungsverfahren<br />
haben.<br />
Ausgehend von dieser Hypothese wurde folgende Verfahrensmodifikation eingeführt:<br />
Jede AQEM/STAR-Probe wurde nach der Entnahme einer Unterprobe über einer Siebkaskade<br />
gespült und in eine Grob- (≥ 2 mm) und eine Feinfraktion (< 2 mm) getrennt.<br />
Im Sinne der o.g. Hypothese müsste ein größerer Teil der Jungstadien in die Feinfraktion ge-<br />
spült werden, während die älteren Stadien zu einem größeren Teil in der Grobfraktion<br />
verbleiben. Damit verbunden müsste auch ein größerer Teil der (Art-) Informationen in der<br />
Grobfraktion enthalten sein.<br />
Um diese Hypothese zu prüfen, wurden schon während der Bearbeitung sämtliche Proben aus<br />
Tab. 3.2 in eine Grob- und eine Feinfraktion aufgeteilt (siehe Abschnitt 2.1.2). Die Sortier-<br />
und Bestimmungszeiten der beiden Fraktionen wurden erfasst und sind in Tab. 3.4 wiederge-<br />
geben.<br />
Tab. 3.4: Arbeitsaufwand sowie Individuen- und Taxazahlen von Grob- und Feinfraktion<br />
einer Unterprobe (AQEM/STAR-Methodik).<br />
Feinfraktion<br />
< 2 mm<br />
Grobfraktion<br />
≥ 2 mm*<br />
Unterprobe<br />
(gesamt)<br />
Sortierung [h] (n=123) 3,1 2,6 5,7<br />
Bestimmung [h] (n=70) 2,4 2,5 4,9<br />
Individuenzahl (n=70)** 597 469 1066<br />
Taxazahl (n=70) 40* 42 52<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 21
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Relative Taxazahl [%] (n=70) 77* 81 100<br />
* = Inklusive Einzelexemplare; ** = tatsächlich aussortierte (nicht hochgerechnete) Individuen<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 22
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Aus Tab. 3.4 geht hervor, dass<br />
• der Zeitaufwand für die Bearbeitung (Sortierung und Bestimmung) für jeweils eine<br />
der beiden Fraktionen im Vergleich zur gesamten Unterprobe etwa halb so groß ist.<br />
• die Bearbeitung der Grobfraktion (5,1 h) dabei noch etwas weniger aufwändig als die<br />
der Feinfraktion (5,5 h) ist. Dies korrespondiert mit den etwas unterschiedlichen Indi-<br />
viduenzahlen (Feinfraktion: 597; Grobfraktion: 469).<br />
• im Mittel die Grobfraktion 81% der Taxa der gesamten Unterprobe enthält. Der ent-<br />
sprechende Wert für die Feinfraktion liegt bei 77%.<br />
Die folgende Tabelle enthält eine Zusammenfassung für den Gesamtaufwand der untersuch-<br />
ten Varianten.<br />
Tab. 3.5: Zeitaufwand zur Bearbeitung der verschiedenen Fraktionen einer AQEM/STAR-<br />
Unterprobe.<br />
Feinfraktion<br />
< 2 mm<br />
Grobfraktion<br />
≥ 2 mm<br />
Unterprobe<br />
(gesamt)<br />
Probennahme [h] (n=123) O,75* O,75* O,75*<br />
Unterprobennahme [h] (n=123) 0,5* 0,5* 0,5*<br />
Sortierung [h] (n=123) 3,1 2,6 5,7<br />
Bestimmung [h] (n=70) 2,4 2,5 4,9<br />
Dateneingabe [h] (n=70) 0,5 0,5 0,75<br />
Gesamtaufwand[h] 7,25 6,85 12,6<br />
Taxazahl (n=70) 40 42 52<br />
Relative Taxazahl [%] (n=70) 77 81 100<br />
* = Die Werte für Probennahme und Unterprobennahme sind identisch, da erst in dem darauf-<br />
folgenden Schritt die Trennung in die Fraktionen erfolgt.<br />
Sehr wesentlich ist allerdings die Frage, welche Auswirkungen die Auftrennung in die beiden<br />
Fraktionen auf das Bewertungsergebnis (MMI) hat. Hierzu wurden für 30 Datensätze die<br />
MMI-Werte jeweils für AQEM/STAR-Gesamtprobe, -Grobfraktion und -Feinfraktion be-<br />
rechnet. Die Abb. 3.5 gibt die entsprechenden Ergebnisse wieder.<br />
Gemessen an AQEM/STAR-Gesamt erreicht die AQEM/STAR-Grobfraktion in 26 von 30<br />
Fällen (87%) dieselbe ökologische Zustandsklasse. Die mittlere Abweichung beträgt 6,1%<br />
(Standardabweichung ± 5,85%). Für die Feinfraktion liegen die Werte bei 27 von 30 (90%)<br />
bei einer mittleren Abweichung von 9,6% (Standardabweichung ± 5,63%). Die beiden Ver-<br />
fahren liefern demnach vergleichbare Ergebnisse. Vor dem Hintergrund der schnelleren und<br />
einfacheren Bearbeitung der Grobfraktion im Vergleich zur Feinfraktion (vgl. Tab. 3.5) be-<br />
schränken sich die folgenden Untersuchungen auf die Grobfraktion.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 23
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Werte <strong>des</strong> MMI<br />
1,00<br />
0,80<br />
0,60<br />
0,40<br />
0,20<br />
0,00<br />
Typ 1 Typ 19 Typ 3 Typ 5.1 Typ 9.2<br />
Proben nach Gewässertypen<br />
ökologische<br />
Zustandsklasse<br />
I - sehr gut<br />
II - gut<br />
III - mäßig<br />
IV - unbefriedigend<br />
V - schlecht<br />
AQEM/STAR-Gesamt<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion<br />
AQEM/STAR-Feinfraktion<br />
Abb. 3.5: Bewertungsergebnisse der Sortiervarianten <strong>des</strong> AQEM/STAR-Protokolls. Aufge-<br />
tragen sind jeweils die MMI-Werte für AQEM/STAR-Gesamt, AQEM/STAR-Grobfraktion<br />
und AQEM/STAR-Feinfraktion nach Proben für die jeweiligen Gewässertypen. Die entspre-<br />
chenden ökologischen Zustandsklassen sind rechts eingeblendet.<br />
Fazit:<br />
Durch die Trennung der Unterprobe in eine Grob- und eine Feinfraktion und lediglich der<br />
Weiterbearbeitung der Grobfraktion wird der Arbeitsaufwand annähernd halbiert. Gleichzeitig<br />
verbleiben im Mittel 81% der Taxa in der Grobfraktion. In 87% der Fälle erreicht die Grob-<br />
fraktion dieselbe ökologische Zustandsklasse wie AQEM/STAR-Gesamt. Damit stellt die<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion im Sinne der oben aufgestellten Hypothese ein praktikables und<br />
bewertungsstabiles Verfahren dar.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 24
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
3.4 AQEM/STAR-Sortierung im Vergleich mit anderen Sortiertechniken<br />
Die meisten Aufsammlungsmethoden produzieren sehr hohe Individuenzahlen. Eine vollstän-<br />
dige Aussortierung der Individuen aus der Probe ist daher mit einem hohen Aufwand verbun-<br />
den, der für die Praxis wenig geeignet ist. Um diesen Aufwand zu reduzieren, gibt es grund-<br />
sätzlich zwei verschiedene Herangehensweisen:<br />
• Es wird eine repräsentative Teilmenge entnommen und nur diese vollständig aussor-<br />
tiert oder<br />
• es werden von jedem (mit dem bloßen Auge) unterscheidbaren Taxon nur einige Ex-<br />
emplare aussortiert und die Häufigkeit dieser Taxa in der Probe geschätzt.<br />
Letztere Variante wird bei der biologischen Fließgewässerüberwachung in Deutschland seit<br />
langem angewandt und ist weit verbreitet. Dabei werden die Organismen im lebenden Zu-<br />
stand im Gelände sortiert (sog. Lebend-Sortierung).<br />
Bei der ersten Variante hingegen handelt es sich um ein Laborverfahren, d.h. die Proben wer-<br />
den im Gelände konserviert und im Labor aussortiert. Hierfür wurden die Techniken nach<br />
AQEM/STAR (vollständige Sortierung sowie Grobfraktion) und nach RIVPACS (nur Teil-<br />
sortierung) getestet.<br />
Insgesamt wurden also vier verschiedene Protokolle miteinander verglichen: Lebend-<br />
Sortierung, RIVPACS, AQEM/STAR-Gesamt und AQEM/STAR-Grobfraktion.<br />
Für diesen Sortiermethodenvergleich wurden alle Proben nach der AQEM/STAR-Methode<br />
entnommen.<br />
Anschließend wurden die verschiedenen Sortiertechniken paarweise gegeneinander getestet.<br />
Hierdurch konnten die jeweils miteinander verglichenen Verfahren stets auf dieselbe (Unter-)<br />
Probe zurückgreifen (Details zu den jeweiligen Sortierprotokollen sind in Abschnitt 2.2.2.1-<br />
2.2.2.3 erläutert). Überprüft wurden dabei folgende Aspekte:<br />
• Wie hoch ist der Zeitaufwand der jeweiligen Methode?<br />
• Wie hoch sind die Individuen- und Taxazahlen? und<br />
• Wie unterscheiden sich die Bewertungsergebnisse?<br />
Durch dieses Versuchs<strong>des</strong>ign wurde sichergestellt, dass mögliche Unterschiede in den Ergeb-<br />
nissen ausschließlich auf den Unterschieden der angewandten Sortiertechniken basieren und<br />
nicht auf unterschiedlichen Probennahmetechniken und/oder Proben.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 25
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
3.4.1 Methodenvergleich der RIVPACS- und AQEM/STAR-Sortierung<br />
Ziel dieses Vergleiches war, zu überprüfen, ob sich die aus RIVPACS- bzw. AQEM/STAR-<br />
Sortierung resultierenden Taxalisten und damit insbesondere die späteren Bewertungsergeb-<br />
nisse der Gewässer unterscheiden. Der Vergleich der beiden Sortiermethoden wurde jeweils<br />
an derselben Unterprobe einer nach AQEM/STAR-Aufsammlungsmethodik entnommenen<br />
Probe (siehe Abschnitt 2.1.1) durchgeführt. Insgesamt wurden 20 Unterproben der Gewässer-<br />
typen 1, 3 und 5.1 nach beiden Sortiervorschriften bearbeitet.<br />
Die in Abschnitt 2.1.2 beschriebene Vorschrift der AQEM/STAR-Sortierung fordert eine<br />
Trennung der zu sortierenden Unterprobe in eine Grob- (≥ 2 mm) und eine Feinfraktion (< 2<br />
mm). Die RIVPACS-Sortierung wurde somit nach dem oben beschriebenen Verfahren an<br />
beiden Fraktionen durchgeführt. Es ist davon auszugehen, dass durch die Auftrennung in<br />
Grob- und Feinfraktion das Ergebnis der RIVPACS-Sortierung verbessert wurde, da das Auf-<br />
finden und damit das Aussortieren kleinerer Organismen in einer homogeneren Fraktion i.d.R.<br />
leichter ist. Im Rahmen der RIVPACS-Sortierung (Abschnitt 2.2.2) wurden alle aussortierten<br />
Individuen mittels eines Handzählers gezählt und nach Fraktionen getrennt in verschiedene<br />
Gefäße sortiert. Das verbliebene Material wurde anschließend analog zum Sortierprotokoll<br />
nach<br />
AQEM/STAR (Abschnitt 2.1.2) vollständig ausgelesen und, nach Fraktionen getrennt, in se-<br />
parate Gefäße sortiert. Auch hierbei wurden alle Individuen gezählt. Dieser Vorgang wurde so<br />
lange wiederholt, bis Grob- und Feinfraktion der Unterprobe vollständig aussortiert waren.<br />
Bei Erreichen von insgesamt 700 Individuen (RIVPACS- inklusive AQEM/STAR-<br />
Sortierung) war das Kriterium der Unterprobe erfüllt und der Sortiervorgang abgeschlossen.<br />
War dies nicht der Fall, wurde der Anteil der Unterprobe erhöht (siehe Abschnitt 2.1.2) und<br />
die Sortierung nach beschriebenem Muster fortgesetzt.<br />
Die ausgelesenen Individuen wurden dann jeweils getrennt nach Sortiermethode sowie Grob-<br />
und Feinfraktion bestimmt. Ebenfalls wurden alle Sortier- und Bestimmungszeiten separat<br />
nach Methode und Fraktion notiert.<br />
Im Rahmen der RIVPACS-Sortierung wurden die aus den Bestimmungsergebnissen resultie-<br />
renden Taxalisten beider Fraktionen vereint und anschließend das Ergebnis der teilsortierten<br />
Unterprobe auf die gesamte Unterprobe hochgerechnet (Abschnitt 2.2.2).<br />
Das Ergebnis der AQEM/STAR-Sortierung wurde getrennt nach Fraktionen ermittelt. So<br />
wurde zunächst eine Taxaliste für alle (inklusive der im Rahmen der RIVPACS-Sortierung)<br />
ausgesuchten Individuen aus der Grobfraktion (AQEM/STAR-Grobfraktion) erstellt. In einem<br />
zweiten Schritt wurde die Taxaliste aller Individuen aus der vollständig sortierten Unterprobe<br />
erstellt (AQEM/STAR-Gesamt). Anschließend wurden die Ergebnisse der Unterprobe (beider<br />
Sortiermethoden) auf die Gesamtprobe (Flächenbezug: 1,25 m 2 ) hochgerechnet und die im<br />
Gelände entnommenen und bestimmten Einzelexemplare (Abschnitt 2.1.1) hinzu addiert.<br />
Auch für die Bestimmung der Einzelexemplare wurden die Bearbeitungszeiten notiert. Die<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 26
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
aus den Taxalisten resultierenden Bewertungsergebnisse der Gewässer wurden mit Hilfe der<br />
im UBA-Projekt 2 entwickelten multimetrischen Indizes berechnet.<br />
Tab. 3.6: Vergleich der Sortiervorschriften nach AQEM/STAR und RIVPACS; durchschnittli-<br />
che Bearbeitungszeiten mit Angaben zur Anzahl ausgelesener und bestimmter Individuen so-<br />
wie zu Taxazahlen in Abhängigkeit von der Sortiermethode.<br />
n = 20<br />
Sortierung<br />
[h]<br />
Bestimmung<br />
[h]<br />
Mittlere<br />
Individuenzahl *<br />
Mittlere<br />
Taxazahl<br />
Relative Ta-<br />
xazahl [%]<br />
AQEM/STAR-Gesamt 9,1 4,9 1411 54 100<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion 3,0 2,4 544 42 78<br />
RIVPACS 2,3 2,0 385 39 72<br />
* = tatsächlich aussortierte (nicht hochgerechnete) Individuen<br />
Der bereits weiter oben beschriebene Effekt, dass eine Reduktion auf die Grobfraktion mit<br />
einer deutlichen Zeitersparnis einhergeht, wird auch durch diesen Datensatz bestätigt (Tab.<br />
3.6). Gleiches gilt für relative und absolute Taxazahlen. Die etwas höhere Individuenzahl<br />
(vgl. mit Tab. 3.4) bei AQEM/STAR-Gesamt hängt mit einigen wenigen sehr individuenrei-<br />
chen Proben zusammen, die zudem einen überproportionalen Anteil an Jungstadien enthiel-<br />
ten. Das RIVPACS-Sortierverfahren ist etwas schneller als die AQEM/STAR-Vorschrift. Al-<br />
lerdings sind auch Individuen und Taxazahlen etwas niedriger.<br />
Wie bereits weiter oben festgestellt, ist AQEM/STAR-Gesamt zwar am aufwändigsten, liefert<br />
aber auch die höchsten Individuen- und Taxazahlen. Es ist daher davon auszugehen, dass die-<br />
ses Verfahren der Realität am nächsten kommt. Aus diesem Grunde, und weil es letztlich hier<br />
nur um den Vergleich der beiden deutlich schnelleren Vorschriften AQEM/STAR-<br />
Grobfraktion und RIVPACS geht, wurde AQEM/STAR-Gesamt als Richtwert genutzt, also<br />
als „korrektes“ Bewertungsergebnis angesehen.<br />
Im Folgenden sind die mittleren Abweichungen der einzelnen Metrics <strong>des</strong> MMI der<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion bzw. RIVPACS-Sortierung von den entsprechenden Werten von<br />
AQEM/STAR-Gesamt wiedergegeben (Abb. 3.6).<br />
2 UBA-Projekt: „Weiterentwicklung und Anpassung <strong>des</strong> nationalen Bewertungssystems für Makrozoobenthos an<br />
neue internationale Vorgaben“<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 27
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
% Abweichung<br />
% Abweichung<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
-10<br />
-20<br />
-30<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Abweichung Typ 1<br />
GFI D04 % epirhithral % lithal % gath/coll %-xeno %<br />
crustacea<br />
Core Metrics - N =1<br />
Mittlere Abweichung Typ 3<br />
AQEM/STAR-<br />
Grobfraktion<br />
RIVPACS<br />
GFI_D04 % Plecoptera RTI SW Diversity szo_HK<br />
Core Metrics - N =12<br />
AQEM/STAR-<br />
Grobfraktion<br />
RIVPACS<br />
Abb. 3.6 (Seite 27-28): Mittlere prozentuale Abweichung der „Core Metric“-Ergebnisse der<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion und der RIVPACS-Sortierung von AQEM/STAR-Gesamt (ge-<br />
trennt nach Gewässertyp).<br />
Erläuterung der „Core Metrics“: % crus = prozentualer Anteil Crustacea-Individuen; % epirhithral = prozentua-<br />
ler Anteil Epirhithral präferierender Individuen; % EPT HK = prozentualer Anteil Ephemeroptera-, Plecoptera-,<br />
Trichoptera-Individuen nach Häufigkeitsklassen; % gath/coll = prozentualer Anteil Sammler; % lithal = prozen-<br />
tualer Anteil lithal präferierender Individuen; % metarhithral = prozentualer Anteil Metarhithral präferierender<br />
Individuen; % pelal = prozentualer Anteil Pelal präferierender Individuen; % Plec = prozentualer Anteil Plecop-<br />
tera-Individuen; cupRP_HK = prozentualer Anteil rheophiler Individuen nach Häufigkeitsklassen; GFI D01 =<br />
German Fauna Index D01; GFI D05 = German Fauna Index D05; GFID04 = German Fauna Index D04;<br />
no_pleco = Anzahl Plecoptera-Taxa.; p_shred = prozentualer Anteil Zerkleinerer-Individuen; rheo IZ = Rheoin-<br />
dex nach Banning (Individuenzahl); RTI = Rhithron-Typie-Index; SW Diversity = Shannon-Wiener Diversity;<br />
szo_HK = prozentualer Anteil oligosaprober Individuen nach Häufigkeitsklassen; szx_HK = prozentualer Anteil<br />
xenosaprober Individuen nach Häufigkeitsklassen; xeno % = prozentualer Anteil xenosaprober Individuen<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 28
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
% Abweichung<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
-10<br />
Mittlere Abweichung Typ 5.1<br />
SW Diversity GFI_D04 szx_HK % Plecoptera<br />
Core Metrics - N =7<br />
AQEM/STAR-<br />
Grobfraktion<br />
RIVPACS<br />
Bei einer Abweichung von 20% wird in Bezug auf ein einzelnes Metric in jedem Fall eine<br />
Klassengrenze überschritten. Bei der RIVPACS-Sortierung ist dies bei 5 von 14 Metrics<br />
(36%) der Fall. Bei der AQEM/STAR-Grobfraktion wird dieser Wert in 4 von 14 Fällen<br />
(29%) überschritten.<br />
Aus diesen Metrics wurden für die je 20 Datensätze zu AQEM/STAR-Gesamt,<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion sowie RIVPACS die Bewertungsergebnisse (MMI) berechnet<br />
(Abb. 3.7).<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 29
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Werte <strong>des</strong> MMI<br />
1,0<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0,0<br />
Typ 1 Typ 3 Typ 5.1<br />
Proben nach Gewässertypen<br />
ökologische<br />
Zustandsklasse<br />
AQEM/STAR-Gesamt<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion<br />
RIVPACS<br />
I - sehr gut<br />
II - gut<br />
III - mäßig<br />
IV - unbefriedigend<br />
V - schlecht<br />
Abb. 3.7: Bewertungsergebnisse nach Sortiermethoden. Aufgetragen sind jeweils die MMI-<br />
Werte für AQEM/STAR-Gesamt, AQEM/STAR-Grobfraktion und RIVPACS-Sortierung<br />
nach Proben für die jeweiligen Gewässertypen. Die entsprechenden ökologischen Zustands-<br />
klassen sind rechts eingeblendet.<br />
Das RIVPACS-Verfahren gelangt in 3 von 20, die AQEM/STAR-Grobfraktion in 4 von 20<br />
Fällen zu einem anderen Bewertungsergebnis als AQEM/STAR-Gesamt. Die Abweichungen<br />
betragen jeweils eine Zustandsklasse (in beiden Verfahren Abweichungen sowohl nach oben<br />
wie auch nach unten).<br />
Die mittlere Abweichung <strong>des</strong> RIVPACS-Verfahrens (von AQEM/STAR-Gesamt) beträgt<br />
5,8% (Standardabweichung: ± 10,1%), die der AQEM/STAR-Grobfraktion 6,7% (Standard-<br />
abweichung: ± 5,8%).<br />
3.4.2 Methodenvergleich der Lebend- und AQEM/STAR-Sortierung<br />
Ziel dieses Vergleichs war zu erkennen, welche Unterschiede sich ergeben, wenn<br />
• im Gelände ein Teil der Organismen einer Unterprobe im lebenden Zustand sortiert<br />
werden (modifizierte Lebend-Sortierung nach BRAUKMANN 2000) und<br />
• anschließend dieselbe Unterprobe im Labor nach der AQEM/STAR-Sortiervorschrift<br />
bearbeitet wird.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 30
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Insgesamt wurde dieser Vergleich an 20 Proben verschiedener Gewässertypen (Typen 1, 3,<br />
5.1, 9.2 und 18) durchgeführt. Um die Lebend-Sortierung im Rahmen <strong>des</strong> Methodenver-<br />
gleichs an einer Probe durchzuführen, wurde die nach der AQEM/STAR-<br />
Aufsammlungsmethode genommene Probe zunächst wie folgt behandelt: Nach der Proben-<br />
nahme wurde die Gesamtprobe über dem Unterproben-Sieb ausgebreitet und in die passende<br />
Weißschale gestellt. Unter Zugabe von Wasser wurde die Probe aufgeschwemmt und der An-<br />
teil geschätzt, der den Kriterien einer Unterprobe (1/6 der Gesamtprobe und min<strong>des</strong>tens 700<br />
Individuen) entspricht. Das Substrat auf der entsprechenden Anzahl von Feldern wurde nach<br />
der in Abschnitt 2.1.2 erläuterten Vorgehensweise entnommen und an diesem Material (Un-<br />
terprobe) die Lebend-Sortierung durchgeführt. Das nach der Lebend-Sortierung verbliebene<br />
Material der Unterprobe wurde nicht verworfen, sondern weiter bearbeitet: Es wurden nach<br />
den in Abschnitt 2.1.2 genannten Kriterien Einzelexemplare entnommen und getrennt konser-<br />
viert. Der verbleibende Rest der Unterprobe wurde zur weiteren Bearbeitung ins Labor ge-<br />
bracht.<br />
Die im Rahmen der Lebend-Sortierung entnommenen Belegexemplare wurden im Labor be-<br />
stimmt und anschließend wieder vorsichtig in die Unterprobe gemischt. Daraufhin wurde die-<br />
selbe Unterprobe nach der in Abschnitt 2.1.2 (AQEM/STAR-Sortiervorschrift) erläuterten<br />
Methode aufgearbeitet.<br />
Da das Ergebnis der Lebend-Sortierung auf Häufigkeitsklassen basiert, mussten diese für die<br />
Berechnung der Bewertungsergebnisse in mittlere Individuenzahlen umgerechnet werden<br />
(z.B. Häufigkeitsklasse 3 in 30 Individuen). Die so erhaltenen Individuenzahlen wurden an-<br />
schließend auf die Gesamtprobe (unter Berücksichtigung <strong>des</strong> Anteils der Unterprobe) hochge-<br />
rechnet.<br />
Das Ergebnis der AQEM/STAR-Sortierung wurde wiederum getrennt nach Fraktionen ermit-<br />
telt (siehe Abschnitt 3.4.1). So wurden Taxalisten für die gesamte nach AQEM/STAR sortier-<br />
te Unterprobe (AQEM/STAR-Gesamt) und für die AQEM/STAR-Grobfraktion erstellt. Die<br />
Hochrechnung der Ergebnisse und Berechnung der Bewertungsergebnisse erfolgt analog der<br />
Vorgehensweise in Abschnitt 3.4.1.<br />
Tab. 3.7: Sortiervorschriften nach AQEM/STAR im Vergleich mit der Lebend-Sortierung;<br />
Bearbeitungszeiten mit Angaben zur Anzahl ausgelesener und bestimmter Individuen sowie zu<br />
Taxazahlen in Abhängigkeit von der Sortiermethode.<br />
n = 20<br />
Sortierung<br />
[h]<br />
Bestimmung<br />
[h]<br />
Mittlere<br />
Individuenzahl*<br />
Mittlere<br />
Taxazahl<br />
Relative Taxa-<br />
zahl [%]<br />
AQEM/STAR-Gesamt 7,7 5,7 1891 58 100<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion 3,1 3,7 959 45 78<br />
Lebend-Sortierung 0,7 1,0 225 28 48<br />
* = tatsächlich aussortierte (nicht hochgerechnete) Individuen<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 31
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Auch dieser Datensatz (Tab. 3.7) zeigt für beide Varianten <strong>des</strong> AQEM/STAR-Verfahrens<br />
(Gesamt und Grobfraktion) sehr ähnliche mittlere Taxazahlen, wie jene aus dem großen Da-<br />
tensatz (vgl. Tab. 3.4). Gleiches gilt für die deutliche Reduktion <strong>des</strong> Zeitaufwands für die<br />
Grobfraktion im Vergleich zu AQEM/STAR-Gesamt. Die bei AQEM/STAR-Gesamt und<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion überdurchschnittlich hohen Individuenzahlen hängen damit zu-<br />
sammen, dass der Unterprobenanteil (1/6 und min<strong>des</strong>tens 700 Individuen) im Gelände ge-<br />
schätzt werden musste. Diese Schätzung wurde bewusst etwas großzügig durchgeführt, um<br />
stets die erforderlich Min<strong>des</strong>tindividuenzahl zu erreichen.<br />
Das Lebend-Sortierverfahren ist im Vergleich zur AQEM/STAR-Grobfraktion deutlich<br />
schneller, liefert aber auch nur knapp 50% der Taxa.<br />
Die folgende Abbildung stellt wieder die mittleren Abweichungen der einzelnen Metrics <strong>des</strong><br />
MMI der AQEM/STAR-Grobfraktion bzw. Lebend-Sortierung von den entsprechenden Wer-<br />
ten von AQEM/STAR-Gesamt dar (Abb. 3.8).<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 32
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
% Abweichung<br />
% Abweichung<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
-20<br />
-40<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
-10<br />
Mittlere Abweichung Typ 1<br />
xeno % GFI D04 % lithal % gath/coll % crus % epirhithral<br />
Core metric - N =5<br />
Mittlere Abweichung Typ 3<br />
222<br />
AQEM/STAR-<br />
Grobfraktion<br />
Lebend-Sortierung<br />
RTI GFI D04 % Plec szo_HK SW Diversity<br />
Core metric - N =7<br />
AQEM/STAR-<br />
Grobfraktion<br />
Lebend-Sortierung<br />
Abb. 3.8 (Seite 32-33): Mittlere prozentuale Abweichung der „Core Metric“-Ergebnisse der<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion und der Lebend-Sortierung von AQEM/STAR-Gesamt (getrennt<br />
nach Gewässertyp; zur Erläuterungen der einzelnen Metrics siehe Abb. 3.6).<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 33
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
% Abweichung<br />
% Abweichung<br />
% Abweichung<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
-10<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
-5<br />
-10<br />
-15<br />
-20<br />
-25<br />
-30<br />
-35<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
-10<br />
-20<br />
-30<br />
-40<br />
Mittlere Abweichung Typ 5.1<br />
107<br />
SW Diversity GFI D04 % Plec szx_HK<br />
Core metric - N =4<br />
Abweichung Typ 9.2<br />
rheo IZ % EPT HK SW Diversity % meta<br />
rhithral<br />
SW<br />
Diversity<br />
Core metric - N =1<br />
Mittlere Abweichung Typ 18<br />
190<br />
AQEM/STAR-<br />
Grobfraktion<br />
Lebend-Sortierung<br />
AQEM/STAR-<br />
Grobfraktion<br />
Lebend-Sortierung<br />
GFI D05 % pelal<br />
cupRP_HK p_shred GFI D01 %EPT_HK no_pleco<br />
Core Metric - N =3<br />
AQEM/STAR-<br />
Grobfraktion<br />
Lebend-Sortierung<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 34
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Bei der Lebend-Sortierung tritt in 11 von 27 Fällen (41%) eine Abweichung von min<strong>des</strong>tens<br />
20% auf (bei einer Abweichung von 20% wird in Bezug auf ein einzelnes Metric in jedem<br />
Fall eine Klassengrenze überschritten). Bei der AQEM/STAR-Grobfraktion ist dies bei 7 von<br />
27 Metrics (26%) der Fall. Letzterer Wert liegt in der gleichen Größenordnung wie der<br />
entsprechende Wert aus dem Vergleich mit der RIVPACS-Sortierung (dort für<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion: 29%).<br />
Aus diesen Metrics wurden ebenfalls für die je 20 Datensätze zu AQEM/STAR-Gesamt,<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion sowie Lebend-Sortierung die Bewertungsergebnisse (MMI) be-<br />
rechnet. Die entsprechenden ökologischen Zustandsklassen sind rechts eingeblendet (Abb.<br />
3.9).<br />
Werte <strong>des</strong> MMI<br />
1<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0<br />
Typ 1 Typ 3 Typ 5.1 Typ 9.2 Typ 18<br />
AQEM/STAR-Gesamt<br />
Proben nach Gewässertypen<br />
ökologische<br />
Zustandsklasse<br />
I - sehr gut<br />
II - gut<br />
III - mäßig<br />
IV - unbefriedigend<br />
V - schlecht<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion<br />
Lebend-Sortierung<br />
Abb. 3.9: Bewertungsergebnisse nach Sortiermethoden. Aufgetragen sind jeweils die MMI-<br />
Werte für AQEM/STAR-Gesamt, AQEM/STAR-Grobfraktion und Lebend-Sortierung nach<br />
Proben für die jeweiligen Gewässertypen. Die entsprechenden ökologischen Zustandsklassen<br />
sind rechts eingeblendet.<br />
Beim Lebend-Sortierverfahren kommt es in 8 von 20 Fällen zu einer Fehleinstufung, bei<br />
AQEM/STAR-Grobfraktion lediglich in einem von 20. Die Abweichungen betragen jeweils<br />
eine Zustandsklasse (beim Lebend-Sortierverfahren sowohl nach oben als auch nach unten).<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 35
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Die mittlere Abweichung <strong>des</strong> Lebend-Sortierverfahrens von AQEM/STAR-Gesamt beträgt<br />
13,6% (Standardabweichung: ± 11%), die der AQEM/STAR-Grobfraktion 5,2% (Standard-<br />
abweichung: ± 5,2%).<br />
3.4.3 Zusammenfassung <strong>des</strong> Sortiermethodenvergleiches<br />
Die folgende Tabelle 3.8 enthält komprimiert die Daten der Tabellen 3.4, 3.6 und 3.7 und gibt<br />
eine Übersicht über die wesentlichen Ergebnisse der Methodenvergleichsuntersuchungen.<br />
Tab. 3.8: Übersicht wichtiger Eckdaten zum Sortiermethodenvergleich.<br />
Zeitaufwand [h]<br />
(Sortierung + Bestimmung)<br />
Mittlere Individuenzahl**<br />
Mittlere Taxazahl<br />
Relative Taxazahl [%]<br />
„Richtige“ ökologische Zu-<br />
standsklasse [%]<br />
AQEM/STAR-<br />
Gesamt<br />
10,6<br />
(n=70)<br />
1066<br />
(n=70)<br />
52<br />
(n=70)<br />
100<br />
(n=70)<br />
(Richtwert)<br />
AQEM/STAR-<br />
Grobfraktion ≥ 2 mm<br />
5,1<br />
(n=70)<br />
469<br />
(n=70)<br />
42<br />
(n=70)<br />
81<br />
(n=70)<br />
87<br />
(n=70)*<br />
* = Ergebnis aus beiden Sortiervergleichen sowie den Daten aus Abschnitt 3.3.1<br />
** = tatsächlich aussortierte (nicht hochgerechnete) Individuen<br />
RIVPACS Lebend<br />
4,3<br />
(n=20)<br />
385<br />
(n=20)<br />
39<br />
(n=20)<br />
72<br />
(n=20)<br />
85<br />
(n=20)<br />
1,7<br />
(n=20)<br />
225<br />
(n=20)<br />
28<br />
(n=20)<br />
48<br />
(n=20)<br />
60<br />
(n=20)<br />
Die beiden Laborsortierungsverfahren AQEM/STAR-Grobfraktion und RIVPACS liefern<br />
insgesamt vergleichbare Werte. Das RIVPACS-Verfahren ist etwas weniger zeitaufwändig,<br />
liefert aber auch geringere Individuen- und Taxazahlen. Auch im Hinblick auf die „richtige“<br />
ökologische Zustandsklasse ist der Unterschied gering (AQEM/STAR 87%, RIVPACS 85%).<br />
Ganz anders fallen die Werte für das Lebend-Sortierverfahren aus: Diese Methodik ist im<br />
Vergleich zu den beiden Laborverfahren wesentlich weniger zeitaufwändig. Allerdings ist<br />
hier eine deutliche Abnahme der Individuen- und Taxazahlen festzustellen. Die „richtige“<br />
ökologische Zustandsklasse wird lediglich in 60% der Fälle erreicht.<br />
3.5 Fazit der Methodenvergleichsuntersuchungen<br />
Die Ergebnisse der Methodenvergleichsuntersuchungen für die Gesamtprotokolle (Abschnitt<br />
3.2.1) zeigen deutlich, dass die Anwendung verschiedener Methoden zu unterschiedlichen<br />
Ergebnissen führt. Die Notwendigkeit einer standardisierten Methode ist damit evident.<br />
Es stellt sich nun die Frage: Wie soll diese Methode aussehen?<br />
Hierzu wird zunächst zwischen den beiden Bereichen „Aufsammlungsmethode“ und „Sor-<br />
tiermethode“ unterschieden.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 36
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Aufsammlungsmethode<br />
Wie bereits oben erwähnt, war es nicht möglich, sämtliche Aufsammlungsmethoden in den<br />
Vergleich einzubeziehen. Allerdings lassen sich einige Vor- und Nachteile unterschiedlicher<br />
Aufsammlungsmethoden auch empirisch herleiten.<br />
Eine entscheidende Eigenschaft einer Aufsammlungsmethode ist ein möglichst hoher Grad an<br />
Reproduzierbarkeit. Die Reproduzierbarkeit muss dabei sowohl qualitative wie quantitative<br />
Aspekte berücksichtigen. Für den qualitativen Aspekt ist insbesondere die (paritätische) Be-<br />
rücksichtigung der unterschiedlichen Habitate einer Probestelle bedeutend. Der quantitative<br />
Aspekt beinhaltet ein möglichst konstantes Probenvolumen.<br />
Die AQEM/STAR-Aufsammlungsvorschrift erfüllt diese Anforderungen:<br />
• Das zugrunde liegende Multi-Habitat-Sampling mit den 20 Teilproben berücksichtigt<br />
in standardisierter Form die unterschiedlichen Substrate einer Probestelle (qualitativer<br />
Aspekt).<br />
• Die Größe einer Teilprobe (0,25 x 0,25 m) und damit die Größe der Gesamtprobe sind<br />
ebenfalls festgelegt (quantitativer Aspekt).<br />
Andere Verfahren wie beispielsweise die RIVPACS-Aufsammlungsvorschrift sind wesentlich<br />
variabler. Die hier zugrunde liegende Zeitsammelmethode liefert in Abhängigkeit der<br />
Substrate unterschiedliche Ergebnisse (Probenvolumina). Gleiches gilt für andere, zeitbasierte<br />
Methoden.<br />
In anderen Verfahren ist zwar der Umfang festgelegt, nicht aber, wo genau die Proben (also<br />
aus welchem Habitat) zu entnehmen sind.<br />
Aus diesen Gründen wird die AQEM/STAR-Aufsammlungsmethode als Standardverfahren für<br />
die Erhebung von Makrozoobenthosdaten aus Fließgewässern vor dem Hintergrund der EU-<br />
WRRL vorgeschlagen.<br />
Sortiermethode<br />
Verbleibt die Frage nach einer geeigneten Sortiermethode. Hierfür wurden zusätzlich der zeit-<br />
liche Aufwand für die einzelnen Schritte sowie die damit verbundenen Kosten zusammenge-<br />
stellt (Tab. 3.9). Die Kosten wurden getrennt nach Personengruppen (Hilfskraft für einfache<br />
Arbeiten, TA für mittlere Arbeiten, Wissenschaftler für anspruchsvollere Arbeiten) ermittelt.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 37
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Tab. 3.9: Aufwand und Kosten verschiedener (Sortier-) Methoden.<br />
Aufsammlung und Un-<br />
terprobennahme 2<br />
Lebend RIVPACS AQEM/STAR-<br />
Grobfraktion<br />
Zeit [h] Person 1 Kosten<br />
1,25 2<br />
[€]<br />
Wi 62,50 1,25 2<br />
Zeit [h] Person 1 Kosten<br />
[€]<br />
Wi 62,50 1,25 2<br />
Zeit [h] Person 1 Kosten<br />
[€]<br />
Wi 62,50<br />
Sortierung 0,7 Wi 35 2,3 TA 69 2,6 Hi 39<br />
Bestimmung 1,0 Wi 50 2,0 Wi 100 2,5 Wi 125<br />
Dateneingabe 0,5 TA 15 0,5 TA 15 0,5 TA 15<br />
Gesamtaufwand 3,45 162,50 6,05 246,50 6,85 241,50<br />
1 : Hi (Hilfskraft) =15 €/h; TA=30 €/h; Wi (Wissenschaftler)=50 €/h<br />
2 : Aufsammlung und Unterprobennahme immer nach AQEM/STAR<br />
Die Gesamt(Personal)kosten für eine Makrozoobenthosprobe, die nach der Lebend-<br />
Sortiervorschrift bearbeitet wurde, betragen demnach 162,50 Euro. Die entsprechenden Werte<br />
für RIVPACS und AQEM/STAR-Grobfraktion sind 246,50 Euro, bzw. 241,50 Euro. Damit<br />
ist das Lebend-Sortierverfahren nicht nur das schnellste, sondern auch das preiswerteste. Al-<br />
lerdings wurde bereits weiter oben festgestellt, dass das Lebend-Sortierverfahren eine hohe<br />
Fehleinstufungsquote aufweist (40%).<br />
Es muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass es keine Standard-Lebend-Sortiervorschrift<br />
gibt. So liegen die durchschnittlichen Sortierzeiten im Gelände, z.B. bei der in Bayern ange-<br />
wandten Variante, deutlich über dem o.g. Wert (FISCHER, mündl. Mitteilung 2004). Es ist<br />
davon auszugehen, dass mit einem erhöhten Sortieraufwand auch die Individuen und Taxa-<br />
zahlen steigen und damit letztlich die Fehleinstufungsquote deutlich gesenkt werden kann.<br />
Andererseits ist mit einer Erhöhung <strong>des</strong> Sortieraufwan<strong>des</strong> und damit der Individuen- und Ta-<br />
xazahlen auch eine Erhöhung der Kosten verbunden. Steigt die Sortierzeit auf 1,5h und der<br />
Bestimmungsaufwand auf 2h, erhöht sich (auf der Grundlage der in Tab. 3.9 wiedergegebe-<br />
nen Kosten) der Gesamtaufwand für diese Methode auf 252,50 Euro. Damit wäre das Lebend-<br />
Sortierverfahren das teuerste.<br />
Es gibt aber noch weitere Gründe, die gegen ein solches Verfahren sprechen.<br />
Die Sortierqualität im Gelände ist von zwei Faktoren abhängig:<br />
• Den Kenntnissen <strong>des</strong> Bearbeiters und<br />
• den (Witterungs- und Licht-) Verhältnissen vor Ort.<br />
Bei dem ersten Punkt kommt zum Tragen, dass Bearbeiter mit guten taxonomischen Kennt-<br />
nissen eine größere Zahl unterschiedlicher Taxa in einer Probe erkennen und damit heraus-<br />
nehmen und quantifizieren als weniger versierte Bearbeiter.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 38
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Beim zweiten Punkt gilt es zu beachten, dass für den Sortiererfolg darüber hinaus auch die<br />
Lichtverhältnisse eine entscheidende Rolle spielen. Unterschiedliche Lichtverhältnisse kön-<br />
nen durch unterschiedliche Witterungen (Sonnenschein, Bewölkung, etc.) oder verschiedene<br />
Beschattungsgrade an der Probestelle (starke Beschattung im Wald, fehlende auf Wiese, etc.)<br />
hervorgerufen werden. Nicht zu unterschätzen ist auch der Faktor, dass bei widrigen Witte-<br />
rungsverhältnissen die Motivation eines Bearbeiters und damit sein Sortiererfolg geringer sind<br />
(RAWER-JOST 2001).<br />
Allein die genannten Faktoren führen zu einer nicht unerheblichen Variabilität <strong>des</strong> Lebend-<br />
Sortierverfahrens, was vor dem Hintergrund der hohen Bedeutung der Bewertungsergebnisse<br />
nicht tolerabel erscheint.<br />
Ein weiterer Grund, der gegen dieses Verfahren spricht, ist eine schwerer durchführbare Qua-<br />
litätssicherung. Das im Gelände nach Aussortierung verbleibende Material wird verworfen.<br />
Dadurch lässt sich weder feststellen, ob sämtliche Taxa herausgelesen wurden, noch ob die<br />
richtige Anzahl berücksichtigt wurde. Dieser Faktor ließe sich dann reduzieren, wenn als Auf-<br />
lage die Mitnahme <strong>des</strong> Sortierrückstan<strong>des</strong> vorgeschrieben würde. Diese Auflage verursacht<br />
allerdings zusätzliche Kosten. Zudem müsste der Sortierrückstand konserviert werden, was<br />
wiederum für die Qualitätssicherung problematisch ist, da dann eine lebend sortierte Probe an<br />
einer konservierten Probe überprüft werden müsste.<br />
Verbleiben also noch die beiden Laborsortiervorschriften RIVPACS und AQEM/STAR-<br />
Grobfraktion. Die Unterschiede zwischen den beiden Methoden sind vergleichsweise gering,<br />
wobei die AQEM/STAR-Sortiervorschrift (Grobfraktion) geringfügig kostengünstiger ist. Es<br />
gibt allerdings drei weitere Argumente, die gegen das RIVPACS-Sortierverfahren sprechen:<br />
• Das Verfahren ist im Vergleich zu AQEM/STAR deutlich komplexer. Es ist daher<br />
notwendig, das (Sortier-) Personal für diese Aufgabe zu schulen, was wiederum zu-<br />
sätzlich Kosten verursacht.<br />
• Das Verfahren ist variabler als AQEM/STAR. Der Bearbeiter muss entscheiden, wie<br />
groß der Anteil <strong>des</strong> auszusortierenden Materials ist (1/4, 1/2 ...). Darüber hinaus muss<br />
der Bearbeiter schon bei der Sortierung über gute taxonomische Kenntnisse verfügen,<br />
da er in dem nicht vollständig aussortierten Teil der Probe bisher noch nicht berück-<br />
sichtigte Taxa erkennen muss. Für eine solche Tätigkeit ist daher ein TA notwendig,<br />
während die AQEM/STAR-Sortierung auch von einer Hilfskraft durchgeführt werden<br />
kann.<br />
• Wie bei dem Lebend-Sortierverfahren können auch bei der RIVPACS-<br />
Sortiervorschrift unterschiedliche taxonomische Kenntnisse der Bearbeiter zu ver-<br />
schiednen Ergebnissen führen.<br />
Aus diesen Gründen wird die Sortiervorschrift „AQEM/STAR-Grobfraktion“ als Standardme-<br />
thode vorgeschlagen.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 39
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Gesamtfazit<br />
Für die Umsetzung der EU-WRRL wird für Makrozoobenthosuntersuchungen in Fließ-<br />
gewässern die im Rahmen <strong>des</strong> hier vorliegenden Projektes modifizierte Methode nach<br />
AQEM/STAR empfohlen. Eine ausführliche Methodenbeschreibung für alle relevanten<br />
Bereiche (Aufsammlung, Unterprobennahme, Sortierung, etc.) ist in Abschnitt 4 wie-<br />
dergegeben.<br />
Für 2004 ist im Rahmen <strong>des</strong> neuen LAWA-Projektes O 3.04 3 eine Erprobung der hier entwi-<br />
ckelten Methodik sowie der im Rahmen <strong>des</strong> UBA-Projektes 4 entwickelten Bewertungsverfah-<br />
ren vorgesehen. Hierbei besteht die Möglichkeit, das Bewertungsverfahren im Hinblick auf<br />
die hier vorgeschlagene Methodik feinzujustieren.<br />
Abschließend noch folgende Anmerkung:<br />
Bei den in Tabelle 3.9 wiedergegebenen Kosten handelt es sich um reine Personalkosten. Für<br />
die Ermittlung der Gesamtkosten einer Probe müssen eine Reihe weiter Kostenfaktoren be-<br />
rücksichtigt werden. Hierzu gehören u.a. Fahrtkosten, Verbrauchsmaterialen, ggf. Begleitper-<br />
son für Probennahmen in größeren Gewässern, Mehrwertsteuer, etc.<br />
Für den Methodenvergleich ist eine Berücksichtigung dieser Kosten nicht notwendig, da sie<br />
in allen getesteten Verfahren gleich hoch sind.<br />
3 LAWA-Projekt O 3.04: „Bun<strong>des</strong>weite Anwendung und Erprobung der neu entwickelten Verfahren zur Fließ-<br />
gewässerbewertung mit dem Makrozoobenthos gemäß EU-WRRL (bun<strong>des</strong>weiter Praxistest)“<br />
4 UBA-Projekt: : „Weiterentwicklung und Anpassung <strong>des</strong> nationalen Bewertungssystems für Makrozoobenthos<br />
an neue internationale Vorgaben“<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 40
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
4 Vorschlag einer standardisierten Methodik<br />
4.1 Aufsammlungsmethode nach AQEM/STAR für Bäche und Flüsse<br />
Die im Folgenden vorgestellte Aufsammlungsmethode ist im Wesentlichen gleichermaßen für<br />
durchwatbare sowie nicht durchwatbare Bäche und Flüsse anzuwenden. Die geringen Modifi-<br />
kationen, die sich für die Beprobung der nicht durchwatbaren Gewässer ergeben, werden am<br />
Ende <strong>des</strong> Abschnitts 4.1.3.2 erläutert.<br />
4.1.1 Wahl <strong>des</strong> Probennahmezeitpunktes<br />
Der Probennahmezeitpunkt orientiert sich an der Einzugsgebietsgröße <strong>des</strong> Gewässers. Als<br />
günstigster Probennahmezeitpunkt für größere Fließgewässer mit einem Einzugsgebiet ><br />
1000 km 2 wird der Frühsommer (Juni, ggf. Juli) angesehen. Für kleinere Fließgewässer mit<br />
einem EZG < 1000 km 2 liegt der günstigste Probennahmezeitpunkt im März/April, unter Um-<br />
ständen kann eine Beprobung auch schon ab Mitte Februar durchgeführt werden. Grundsätz-<br />
lich sollte eine Probennahme nicht bei oder unmittelbar nach Trockenfallen <strong>des</strong> Gewässers<br />
durchgeführt werden. Das gleiche gilt für Hochwassersituationen – die Beprobung sollte idea-<br />
ler weise bei einem Abfluss, der geringer ist als der Mittelwasserabfluss, durchgeführt wer-<br />
den.<br />
4.1.2 Auswahl der Probestelle<br />
Als Probestelle wird ein Bereich <strong>des</strong> Gewässers ausgewählt, der typisch für einen längeren<br />
Gewässerabschnitt ist. Der betrachtete Gewässerabschnitt sollte dabei mehrere hundert Meter<br />
lang sein. Wechseln in diesem z.B. mehrfach Schnellen (riffle-) und Stillen (pool- Sequenzen)<br />
einander ab, so sollten diese Strukturen auch in der späteren Probestelle vorhanden sein. Die<br />
Länge der Probestelle sollte 20-50 Meter in Bächen (10-100 km 2 Einzugsgebietsgröße) und<br />
50-100 Meter in kleinen und großen Flüssen (100-10000 km 2 ) betragen.<br />
4.1.3 Beschreibung der Probennahme<br />
Im Folgenden wird zunächst in einer kurzen Übersicht die Methode vorgestellt, nach der die<br />
Proben genommen und ausgewertet werden. Nähere Erläuterungen zu den einzelnen Bearbei-<br />
tungsschritten werden in den folgenden Kapiteln dargestellt. Zum besseren Verständnis ist<br />
jedoch die Kenntnis über den groben Ablauf von Vorteil.<br />
Die Methode sieht vor, die Habitate proportional zu ihrem Vorkommen an der Probestelle zu<br />
beproben (Multi-Habitat-Sampling). Hierzu wurden zunächst alle Habitate in 5%-Stufen kar-<br />
tiert. Je<strong>des</strong> 5%-Habitat entspricht einer Teilprobe; insgesamt besteht die Gesamtprobe aus 20<br />
Teilproben, die gemeinsam ausgewertet werden. Die Größe einer Teilprobe umfasst eine Flä-<br />
che von 0,25 x 0,25 m, insgesamt wird demnach eine Fläche von 1,25 m 2 beprobt. Die Pro-<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 41
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
bennahme wird im Wesentlichen nach der Methode <strong>des</strong> Kicksampling (BARBOUR et al. 1999)<br />
entnommen. Mit Hilfe einer Schwemmtechnik wird die mineralische Fraktion abgetrennt und<br />
noch im Gelände verworfen. Aus der organischen Fraktion (inkl. der Organismen) wird im<br />
Labor eine Unterprobe entnommen, die in eine Grob- (≥ 2 mm) und eine Feinfraktion (< 2<br />
mm) getrennt wird. Aus der Grobfraktion (min<strong>des</strong>tens 1/6 der Gesamtprobe und min<strong>des</strong>tens<br />
350 Individuen) werden sämtliche Organismen nach Ordnungen getrennt ausgelesen und nach<br />
den Kriterien der operationellen Taxaliste bestimmt.<br />
Aufgrund der Tatsache, dass in vielen Fällen nur ein vergleichsweise kleiner Anteil der Ge-<br />
samtprobe für die Auswertung benötigt wird und daher nicht selten viele Tiere unnötig getötet<br />
werden, wird zudem ein Alternativverfahren beschrieben. Hierbei erfolgt bereits im Gelände<br />
die Auftrennung in Grob- und Feinfraktion sowie ggf. eine weitere Reduktion <strong>des</strong> Probenma-<br />
terials.<br />
4.1.3.1 Technische Ausstattung für die Probennahme<br />
Für die Probennahme wird ein langstieliger Kescher mit einem rechteckigen Rahmen von 25<br />
x 25 cm verwendet. Das sackförmige Netz <strong>des</strong> Keschers, in dem die Organismen gefangen<br />
werden, besteht aus einer Gaze mit einer Maschenweite von 500 µm und hat eine Tiefe von<br />
ca. 70 cm. Für die weiteren Schritte der Probennahme sowie der Aufarbeitung der Probe im<br />
Gelände werden weitere Materialien benötigt.<br />
Die folgende Liste enthält eine Zusammenstellung aller benötigten Materialien für die Arbeit<br />
im Gelände:<br />
• langstieliger Kescher (Rahmen 25 x 25 cm; Maschenweite 500 µm)<br />
• Feldprotokoll<br />
• zwei bis drei 10-Liter Eimer<br />
• zwei große Weißschalen (Maße: ca. 30 x 50 cm)<br />
• mehrere Probengefäße, möglichst weithalsig (Volumen 1-2 Liter)<br />
• Handsieb (Maschenweite 500 µm)<br />
• Trichter zum Aufsetzen auf die Probengefäße<br />
• 2-3 Sortiergefäße für die Aussortierung einzelner Organismen im Gelände (Volumen:<br />
ca. 25 ml)<br />
• vorgedruckte Etiketten zum Beschriften der Probengefäße (siehe Abb. 5.1)<br />
• Pinzette<br />
• weiche Bürste zum Ablösen von Organismen von Glatten Oberflächen (große Steine,<br />
Totholz, etc.)<br />
• langärmlige Handschuhe<br />
• Ethanol (96%ig, ca. 2 Liter pro Probe)<br />
• Kühltasche mit Kühlakkus<br />
• ggf. (Hand-) Desinfektionsmittel<br />
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• ggf. Schwimmweste<br />
• ggf. Sicherungsseil<br />
• Gelän<strong>des</strong>ieb (Maße 25 x 45 cm; Maschenweite: 2 mm)<br />
Das Gelän<strong>des</strong>ieb wird jedoch nur in folgendem Fall benötigt:<br />
In Abschnitt 4.1.3.8 wird ein alternatives Verfahren zur Auftrennung <strong>des</strong> Probenmaterials in<br />
zwei Fraktionen im Gelände beschrieben. Dieser Bearbeitungsschritt ist jedoch optional und<br />
kann auch zu einem späteren Zeitpunkt im Labor durchgeführt werden. Wird er im Gelände<br />
ausgeführt, wird ein Analysensieb (Gelän<strong>des</strong>ieb, siehe oben) benötigt. In dem Sieb sollte eine<br />
Markierung angebracht sein, die das Sieb in vier gleich große Felder gliedert. Die Markierung<br />
sollte auch an den Innenseiten der Ränder zu sehen sein, so dass eine Unterteilung in die Fel-<br />
der auch bei gefülltem Sieb möglich ist. Ein solches Sieb kann in eine der oben aufgeführten<br />
Weißschalen gesetzt werden und ist gleichzeitig groß genug, um das gesamte Probenmaterial<br />
zu sieben.<br />
Gewässer:<br />
Windach (I) bei Hirschberg (By)<br />
Gewässertyp: Typ 3 Datum: 19.03.2003<br />
Gewässer:<br />
Windach (I) bei Hirschberg (By)<br />
Gewässertyp: Typ 3<br />
Probenehmer: Sundermann Datum: 19.03.2003<br />
Probengefäß: 1 von Probenehmer: Sundermann<br />
Grob- und Feinfraktion bereits getrennt: JA NEIN Einzelexemplare<br />
Anteil der Gesamtprobe: 1 /1 ½ ¼<br />
Abb. 4.1: Beispiel vorgedruckter Etiketten zur Beschriftung der Einzelexemplare (rechts)<br />
bzw. <strong>des</strong> Probenmaterials (links). Letzteres Etikett ist im Gelände zu vervollständigen (fett<br />
gedruckte Bereiche); u.a. ist die Angabe bezüglich Anzahl der zur Probe gehörigen Proben-<br />
flaschen z.B. „Probengefäß: 1 von 2“ zu ergänzen. Weitere notwendige Angaben werden<br />
durch ankreuzen der vorgegebenen Möglichkeiten in den letzten zwei Zeilen gemacht.<br />
4.1.3.2 Kartierung der Habitate und Festlegung der Teilproben<br />
Zunächst wird eine Kartierung aller vorkommenden Habitate im Bereich der Probestelle<br />
durchgeführt. Um die Fließgewässersohle möglichst ungestört zu lassen, sollte diese nach<br />
Möglichkeit vom Ufer aus vorgenommen werden. Die Ergebnisse der Kartierung sind im<br />
Feldprotokoll (Abb. 4.2, vollständiges Feldprotokoll im Anhang) festzuhalten. Die Anteile der<br />
im Feldprotokoll aufgeführten Substrattypen (organische und mineralische Substrate) werden<br />
im Bereich der Probestelle in 5%-Stufen abgeschätzt und in die Spalte „Deckungsgrad (5%<br />
Stufen)“ notiert. Im beispielhaft ausgefüllten Feldprotokoll in Abb. 4.2 betragen diese 55%<br />
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Mesolithal, 25% Psammal, 15% CPOM und 5% Akal. Die Summe <strong>des</strong> Deckungsgra<strong>des</strong> aller<br />
Substrattypen muss 100% ergeben.<br />
Abb. 4.2: Beispiel eines im Rahmen der Habitatkartierung ausgefüllten Feldprotokolls, abge-<br />
stimmt auf die Verteilung der Teilproben in Abb. 4.3.<br />
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Ist mineralisches Substrat von organischen Substraten (z.B. CPOM oder Makrophyten) be-<br />
deckt, ist das bedeckende organische Substrat als Substrattyp zu notieren. Das Vorkommen<br />
von Substraten mit weniger als 5% Deckungsgrad wird durch ein Kreuz gekennzeichnet und<br />
ebenfalls in der Spalte „Deckungsgrad (5% Stufen)“ vermerkt. In der Spalte „Bemerkungen“<br />
<strong>des</strong> Feldprotokolls können Besonderheiten der Teilproben, z.B. ein besonders hoher Anteil<br />
von organischem Material in sandigen Substraten oder ein hoher Sandanteil im Mesolithal,<br />
notiert werden. Ist das Substrat in Teilbereichen <strong>des</strong> Gewässers sehr heterogen, z.B. eine<br />
kleinräumige Durchmischung von Mesolithal, Akal und Psammal, ist das Substrat mit dem<br />
größten Anteil auf dieser Teilfläche <strong>des</strong> Gewässers zu notieren.<br />
Basierend auf der Abschätzung <strong>des</strong> Deckungsgra<strong>des</strong> (Feldprotokoll) wird die Zahl der Teil-<br />
proben für die einzelnen Substrattypen bestimmt. Auf jeweils 5% Deckungsgrad eines Sub-<br />
strattyps entfällt eine Teilprobe, die Gesamtzahl der Teilproben beträgt 20. Ergibt die Sub-<br />
stratabschätzung z.B. einen Anteil von 55% Mesolithal, 25% Psammal, 15% CPOM und 5%<br />
Akal (s.o.), ist die Zahl der Teilproben demnach: 11 x Mesolithal, 5 x Psammal, 3 x CPOM<br />
und 1 x Akal. Die Zahl der Teilproben ist im Feldprotokoll in der Spalte „Anzahl der Teilpro-<br />
ben“ zu vermerken.<br />
Mesolithal (55% = 11 Teilproben)<br />
Akal ( 5% = 1 Teilproben)<br />
Psammal (25% = 5 Teilproben)<br />
Teilprobe<br />
CPOM (15% = 3 Teilproben)<br />
Xylal (
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Bei der Verteilung der Teilproben in Abhängigkeit der Substrattypen im Bachbett sind die<br />
folgenden Grundsätze zu berücksichtigen:<br />
• Die Teilproben in Substraten mit einem sehr hohen Deckungsgrad sollten sowohl die<br />
Uferbereiche als auch die zentralen Bereiche <strong>des</strong> Gewässers berücksichtigen, z.B. in<br />
Form eines Transektes.<br />
• Zwei bis drei Teilproben sollten den unmittelbaren Uferbereich abdecken.<br />
• Ist ein häufiger Substrattyp sowohl in Schnellen („riffles“) als auch in Stillen („pools“)<br />
verbreitet, sollten die Teilproben Schnellen und Stillen berücksichtigen, in etwa ge-<br />
mäß der Häufigkeit <strong>des</strong> Substrattyps in diesen beiden Bereichen.<br />
• Habitate bzw. Substrattypen mit einem Flächenanteil < 5% werden für die Beprobung<br />
<strong>des</strong> Gewässers nicht berücksichtigt.<br />
• Ist die Verteilung der Substrattypen vom Ufer nicht einsehbar, kann das Gewässer an<br />
einzelnen Punkten betreten werden. Die späteren Teilprobestellen sollten hiervon un-<br />
beeinflusst bleiben.<br />
Zur Verteilung der Teilproben in größeren Makrophytenbeständen (z.B. in Tieflandgewäs-<br />
sern) sollten die folgenden Punkte beachtet werden:<br />
• Grundsätzlich sollte in größeren Beständen von Makrophyten (z.B. Callitriche sp., E-<br />
lodea sp., Myriophyllum sp. oder Potamogeton sp.) die Teilprobe vorzugsweise im<br />
Anheftungsbereich <strong>des</strong> Bestan<strong>des</strong> liegen.<br />
• Handelt es sich um einen einzelnen schmalen, aber langen (flutenden) Bestand (z.B.<br />
Callitriche sp. oder Ranunculus sp.), <strong>des</strong>sen Anheftungsbereich im Vergleich zur Pro-<br />
jektionsfläche <strong>des</strong> übrigen Bestan<strong>des</strong> weniger als 20% beträgt, so kann eine Teilprobe<br />
auch außerhalb <strong>des</strong> Anheftungsbereiches <strong>des</strong> Bestan<strong>des</strong> genommen werden.<br />
• Wird nur eine Teilprobe genommen, so ist unter Beachtung der unterschiedlichen<br />
Wuchsformtypen verschiedener Arten der „typische“ (dominierende) Aspekt <strong>des</strong><br />
Makrophytenbestan<strong>des</strong> zu erfassen.<br />
• Werden mehrere Teilproben in einem Makrophytenbestand entnommen, so sind die<br />
Teilproben so zu legen, dass wiederum die unterschiedlichen Aspekte inklusive ver-<br />
schiedener Wuchsformtypen <strong>des</strong> Bestan<strong>des</strong> bei der Beprobung erfasst werden.<br />
Modifikation bei der Kartierung und Verteilung der Teilproben in nicht durchwatbaren<br />
Bächen und Flüssen<br />
Gewässerabschnitte (siehe Abschnitt 4.1.2) gelten dann als nicht durchwatbar, wenn sie in<br />
wesentlichen Teilen und damit auch im Bereich der Probestelle nicht zu durchwaten sind. In<br />
diesen Fällen erfolgt die Substratabschätzung nur für den durchwatbaren (Ufer-) Bereich, da<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 46
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die daraus resultierende Verteilung der Teilproben und somit die spätere Probennahme nur in<br />
diesem Bereich möglich ist.<br />
Sollten in solchen Gewässern lediglich vereinzelte Bereiche durchwatbar sein (z.B. Schnel-<br />
len), wird aus Gründen einer besseren Vergleichbarkeit zu den nicht durchwatbaren Gewäs-<br />
sern, die Anzahl der Teilproben aus der Mitte <strong>des</strong> Gewässers beschränkt. Somit sind in diesen<br />
Gewässern maximal 5 Teilproben aus der Gewässermitte zu entnehmen, 15 Teilproben sind<br />
für die ufernahen Bereiche vorgesehen.<br />
4.1.3.3 Probennahme<br />
Die Beprobung erfolgt grundsätzlich entgegen der Fließrichtung beginnend am untersten En-<br />
de der Probestelle. Für die Entnahme einer Teilprobe wird eine Fläche von 0,25 x 0,25 m<br />
(Rahmenmaße <strong>des</strong> Keschers) bearbeitet. Dabei wird der Kescher senkrecht zum Gewässerbo-<br />
den aufgesetzt und das Substrat in Fließrichtung vor dem Kescher mit dem Fuß aufgewirbelt.<br />
Bei dieser Methode <strong>des</strong> Kicksampling wird feineres Substrat inklusive Meso- und Makrolithal<br />
bis zu einer Tiefe von ca. 2 bis 5 cm aufgewirbelt. Um driftende Organismen abzufangen,<br />
wird bei der Bearbeitung <strong>des</strong> Substrates der Kescher dicht genug an die Probefläche gehalten.<br />
In geringer Tiefe werden große Steine oder Totholz mit der Hand abgewaschen oder ggf. ab-<br />
gebürstet. Nach jeder etwa 3. bis 5. Teilprobennahme sollte der Kescher ausgeleert und das<br />
Substrat in einen mit ca. 2 bis 3 Litern Wasser gefüllten 10 Liter Eimer überführt werden. Das<br />
Probenmaterial (ohne Wasser) sollte die Hälfte <strong>des</strong> Eimervolumens nicht überschreiten, an-<br />
dernfalls wird das Material auf entsprechend mehrere Eimer verteilt. Rollen einzelne große<br />
Steine aufgrund starker Strömung in den Kescher, können diese schon zwischen der Entnah-<br />
me von zwei Teilproben aus dem Kescher genommen werden, nachdem die anheftenden Or-<br />
ganismen gelöst und in den Kescher überführt wurden.<br />
Vorgehensweise bei der Beprobung von Makrophyten<br />
Grundsätzlich sind zwei Situationen bei der Beprobung größerer Bestände von Makrophyten<br />
zu unterscheiden:<br />
1. Beprobung flutender (längerer) Bestände (z.B. Bestände von Callitriche sp., Elodea<br />
sp., Myriophyllum sp. oder Potamogeton sp.) und<br />
2. Beprobung von Makrophyten in tieferen (lenitischen) Gewässerabschnitten (z.B. Be-<br />
stände von Sparganium emersum, Sagittaria sagittifolia oder Nuphar lutea).<br />
Beprobung flutender Bestände:<br />
Die Lage der Teilprobestelle im Bereich der Anheftungspunkte der Makrophyten beinhaltet<br />
die Beprobung der Makrophyten selbst sowie die Beprobung <strong>des</strong> Sohlensubstrats im Wurzel-<br />
bereich unter den Makrophyten. Die Beprobung wird wie oben beschrieben durchgeführt.<br />
Auch hier wird eine Fläche von 0,25 x 0,25 m zugrunde gelegt, der Kescher senkrecht zur<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 47
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Strömung aufgestellt und Makrophyten und darunter liegen<strong>des</strong> Substrat mit dem Fuß aufge-<br />
wirbelt. Wird die Teilprobe außerhalb <strong>des</strong> Anheftungsbereiches <strong>des</strong> Bestan<strong>des</strong> genommen<br />
(siehe Abschnitt 4.1.3.2), werden auch in diesem Fall Makrophyten wie auch das darunter<br />
liegende Sohlsubstrat beprobt.<br />
Beprobung von Beständen in tieferen Bereichen:<br />
In tieferen (meist lenitischen) Probennahmeabschnitten können sich die Bestände über mehr<br />
als einen Meter senkrecht in die Wassersäule erstrecken.<br />
Für jede Teilprobe wird die Projektionsfläche von ca. 0,25 x 0,25 m auf der Gewässersohle<br />
festgelegt. Beprobt wird die darüber stehende Wassersäule, die von der Gewässersohle bis zur<br />
Wasseroberfläche reicht und auf der Projektionsfläche steht. Ausgehend von der Wasserober-<br />
fläche wird der Kescher über die zu beprobende Wassersäule gestülpt und mit den Makrophy-<br />
ten zur Gewässersohle bewegt, als wolle man die Wassersäule mit dem Kescher umfassen.<br />
Der Kescher bleibt dabei nach Möglichkeit immer in Strömungsrichtung hinter der zu bepro-<br />
benden Fläche positioniert, so dass losgelöste Organismen mit der Strömung in den Kescher<br />
gelangen. Auf der Gewässersohle angekommen werden die Makrophyten von der Gewässer-<br />
sohle losgelöst und vollständig in den Netzbeutel überführt. Zur gleichen Teilprobe gehört<br />
ferner die Beprobung der entsprechenden Projektionsfläche der Sohle, die nach der Stan-<br />
dardmethodik durchgeführt wird.<br />
Größere Makrophytenmengen werden dem Kescher portionsweise entnommen in einen sepa-<br />
raten Eimer mit Wasser überführt.<br />
Sonderfälle bei der Probennahme<br />
• Ist die Strömung zu gering, um Organismen samt Substrat in den Kescher zu spülen,<br />
werden die obersten 2-5 cm <strong>des</strong> Substrates mit dem Kescher abgenommen.<br />
• In Gewässern mit hoher Geschiebefracht (insbesondere Gewässertyp 1) werden wie<br />
oben beschrieben die Teilproben anteilmäßig auf die vorhandenen Substrattypen ver-<br />
teilt, jedoch sollten die Teilproben innerhalb der entsprechenden Substrattypen vor-<br />
zugsweise in lagestabileren Bereichen liegen. Unter Umständen ist die Besiedlung<br />
durch Makrozoobenthos in den instabilen Bereichen der Sohle so gering, dass bei ei-<br />
ner stärkeren Beprobung dieser Bereiche keine ausreichend hohe Anzahl an Organis-<br />
men erreicht wird. Analog kann auch für sandgeprägte Gewässer verfahren werden.<br />
4.1.3.4 Aufarbeitung der Benthosprobe im Gelände (Reduzierung <strong>des</strong> Probenvolumens)<br />
Nach der 20. Teilprobe befindet sich das gesamte Probenmaterial in einem Gefäß (10 Liter<br />
Eimer), es sei denn, es wurde aufgrund <strong>des</strong> umfangreichen Volumens auf mehrere Gefäße<br />
aufgeteilt (siehe Abschnitt 4.1.3.6). Ist letzteres der Fall, wird mit dem Material eines jeden<br />
10-Liter Eimers wie folgt verfahren (Ausnahme: Eimer, die lediglich größere Mengen an<br />
Makrophyten enthalten):<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 48
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Zunächst werden einzelne große Steine oder große Äste herausgelesen, anheftenden Organis-<br />
men von diesen mit einer Pinzette oder mit der Hand abgesucht und die Organismen wieder<br />
zurück in den Kescher gegeben. Das abgesuchte Material kann verworfen werden. Anschlie-<br />
ßend ist in vielen Proben noch ein erheblicher Anteil an mineralischen Substraten enthalten.<br />
Mit Hilfe einer einfachen Schlämmtechnik kann dieser Anteil abgetrennt werden, um somit<br />
die Sortierung der Probe zu vereinfachen. Hierzu ist wie folgt zu verfahren:<br />
Der Eimer mit dem Probenmaterial wird bis zu ca. ¾ mit Wasser aufgefüllt und das Proben-<br />
material mit der Hand vorsichtig aufgeschwemmt. Das aufgewirbelte (organische) Material<br />
wird wieder zurück in den Kescher gegossen, der mit dem Ende <strong>des</strong> Netzbeutels im Gewässer<br />
liegt. Die mineralischen Substrate verbleiben auf dem Grund <strong>des</strong> Eimers. Der Eimer wird<br />
wiederholt mit Wasser aufgefüllt und der Vorgang <strong>des</strong> Waschens solange fortgeführt, bis le-<br />
diglich der mineralische Anteil im Eimer verbleibt. Dieser wird in einer Weißschale (Foto-<br />
schale) auf verbliebene Organismen (z.B. Trichoptera mit Gehäusen aus Steinchen oder Mol-<br />
lusca) durchgeschaut. Diese Organismen werden zu der organischen Fraktion in den Kescher<br />
gegeben. Das nun organismenfreie mineralische Substrat wird verworfen. Wurde zu Beginn<br />
das Material auf mehrere 10-Liter Eimer verteilt, wird mit diesen ebenfalls wie oben be-<br />
schrieben verfahren.<br />
Wurden in einem separaten Eimer größere Mengen von Makrophyten separiert, werden die<br />
Makrophyten im Eimer abgewaschen und anschließend nach anheftenden Organismen abge-<br />
sucht. Anheftende Organismen im Puppenstadium (z.B. Simuliidae) brauchen nicht abgesucht<br />
werden, sie spielen für die weitere Bearbeitung der Proben keine Rolle. Die abgewaschenen<br />
bzw. von Pflanzen abgesuchten Organismen werden wiederum zu der restlichen organischen<br />
Fraktion in den Kescher gegeben. Das abgesuchte Pflanzenmaterial kann verworfen werden.<br />
Abschließend befindet sich der gesamte organische Anteil aller Teilproben inklusive der Or-<br />
ganismen im Kescher.<br />
4.1.3.5 Aussuchen der Einzelexemplare<br />
Im nächsten Schritt wird nun das gesamte organische Material aus dem Kescher in eine Weiß-<br />
schale gegeben. Anheftende Organismen am Kescher können mit wenig Wasser in die Weiß-<br />
schale gespült werden, das Probenmaterial sollte annähernd mit Wasser bedeckt sein.<br />
Anschließend wird das Material gesichtet und es werden nach den folgenden Kriterien einzel-<br />
ne Individuen (Einzelexemplare) aus der Probe entnommen:<br />
1. Taxa, die aus artenschutzrechtlichen Gründen nicht getötet werden sollten (z.B. Asta-<br />
cus astacus, Margaritifera margaritifera, Unio crassus).<br />
2. Taxa, deren Bestimmbarkeit nach Fixierung in Ethanol nicht mehr möglich ist (z.B.<br />
Turbellaria)<br />
3. Empfindliche Taxa, die nach mechanischer Einwirkung nicht mehr hinreichend gut<br />
bestimmbar sind (z.B. Ephemeroptera).<br />
4. Taxa, die nach erster Sichtung nur 1-2 mal in der Probe enthalten sind.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 49
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Die Taxa der ersten Gruppe werden mit den in der operationellen Taxaliste genannten Be-<br />
stimmungsschlüssel im Gelände bestimmt und wieder ins Gewässer zurück gesetzt. Von Taxa<br />
der Gruppe 2 werden jeweils zwei bis drei Individuen im Gelände bestimmt und anschließend<br />
mit den übrigen Einzelexemplaren in einem separaten Gefäß in 70%igem Ethanol fixiert. Zu-<br />
sätzlich wird von Taxa der Gruppe 2 deren absolute Anzahl geschätzt. Diese Ergebnisse (Ta-<br />
xa der Gruppe 1 und 2) werden auf dem Feldprotokoll unter „Notizen“ notiert.<br />
Die entnommenen Tiere aus Gruppe 2 bis 4 dürfen insgesamt eine Anzahl von 30 nicht über-<br />
schreiten. Diese maximale Anzahl von 30 Einzelexemplaren erscheint gering, erweist sich in<br />
der Praxis jedoch in den allermeisten Fällen als völlig ausreichend. Für die Aussortierung der<br />
Einzelexemplare sollte ein zeitlicher Aufwand von 10 Minuten nicht überschritten werden.<br />
Es ist darauf zu achten, dass nach Beendigung der Probennahme der Kescher gründlich ge-<br />
spült wird, um zu vermeiden, dass eventuell übersehene Tiere mit dem Kescher in die nächste<br />
Probe gelangen bzw. an der nächsten Probestelle freigesetzt werden.<br />
4.1.3.6 Konservierung und Lagerung der Proben<br />
Das Probenmaterial wird über einen Trichter in möglichst weithalsige Kautex-Flaschen (Vo-<br />
lumen 1-2 Liter) gefüllt. Das restliche Material im Handsieb oder in der Weißschale kann mit<br />
wenig Alkohol in die Kautex-Flasche gespült werden. Das gesamte Probenmaterial wird mit<br />
96%igem Ethanol fixiert. Bei einem Volumen der Probenflasche von einem Liter, soll min-<br />
<strong>des</strong>tens eine Menge von 500 ml Alkohol aufgefüllt werden. In der Regel kann das Probenma-<br />
terial in 1-2 Kautex-Flaschen untergebracht werden, nur in Ausnahmefällen werden mehrere<br />
Gefäße benötigt.<br />
Die Beschriftung der Probe sollte folgende Angaben enthalten:<br />
• Gewässername<br />
• Name der Probestelle<br />
• Datum<br />
• Name <strong>des</strong> Probenehmers<br />
• Kodierung der Probestelle (optional)<br />
Um eine hinreichend gute Konservierung der Probe zu gewährleisten, werden die Kautex-<br />
Flaschen zunächst gekühlt aufbewahrt. Im Gelände sollte die Probe daher in einer Kühltasche<br />
transportiert werden. Nach 12-24 Stunden wird die gesamte Flüssigkeit der Probe vorsichtig<br />
durch ein Sieb (500 µm) abgegossen und erneut mit 96%igem Ethanol aufgefüllt. Im Sieb<br />
liegende Organismen werden zurück in das Probengefäß verbracht. Die Probe wird weiterhin<br />
gekühlt aufbewahrt. Nach weiteren 1-2 Tagen wird der 96%ige Ethanol durch 70%igen Etha-<br />
nol ersetzt. Die Probe kann danach längere Zeit bis zur weiteren Verarbeitung bei Zimmer-<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 50
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temperatur gelagert werden. Wichtig ist allerdings, dass bei jeder Alkoholzugabe, also auch<br />
schon im Gelände, mehrfach vorsichtig hin und her geschwenkt wird, damit sich der Alkohol<br />
gleichmäßig in der Flasche verteilen kann.<br />
4.1.3.7 Weitergehende Reduktion <strong>des</strong> Probenmaterials im Gelände (optional)<br />
Für die eigentliche Auswertung wird in den meisten Fällen lediglich eine vergleichsweise<br />
kleine Teilprobe benötigt. Entsprechend wird ein Großteil der Organismen unnötig getötet.<br />
Im Folgenden wird daher auch auf Anregung <strong>des</strong> LAWA-UA ein alternatives Verfahren zur<br />
weitergehenden Reduktion <strong>des</strong> Probenmaterials im Gelände beschrieben. Es wird jedoch<br />
ausdrücklich darauf hingewiesen, dass diese Variante zum derzeitigen Zeitpunkt zwar im We-<br />
sentlichen, aber noch nicht in allen Details getestet werden konnte. Die Praktikabilität dieses<br />
Vorgehens wird jedoch im Rahmen <strong>des</strong> Praxistests abschließend geprüft.<br />
Im Rahmen<strong>des</strong> alternativen Verfahrens werden zwei Schritte durchgeführt:<br />
• Aufteilung <strong>des</strong> Probenmaterials in eine Grob- (≥ 2 mm) und eine Feinfraktion (< 2<br />
mm) und<br />
• Abtrennung einer Teilmenge der Grobfraktion.<br />
Die Durchführung dieser Schritte im Gelände ist im Feldprotokoll unter „Notizen“ zu ver-<br />
merken!<br />
Dieses alternative Verfahren setzt unmittelbar im Anschluss an Abschnitt 4.1.3.4 ein.<br />
Das gesamte im Kescher befindliche organische Material wird in das Gelän<strong>des</strong>ieb (siehe Ab-<br />
schnitt 4.1.4.1) gegeben. Anheftende Organismen am Kescher können mit wenig Wasser in<br />
das Sieb gespült werden. Anschließend wird das Sieb in die Weißschale gesetzt und die Weiß-<br />
schale mit Wasser gefüllt. Erst jetzt werden nach den in Abschnitt 4.1.3.5 genannten Kriterien<br />
die Einzelexemplare entnommen.<br />
Im Anschluss wird die Trennung in Grob- und Feinfraktion vorgenommen. Hierzu wird das<br />
aufgeschwemmte Material im Sieb vorsichtig umgerührt, das Sieb wird aus der Weißschale<br />
genommen und das Wasser kann ablaufen. Die in der Weißschale zurück bleibende Feinfrak-<br />
tion <strong>des</strong> Materials kann verworfen werden. Anschließend wird das Sieb wieder in die Schale<br />
gesetzt und das Material unter Zugabe von Wasser aufgeschwemmt. Dieser Vorgang <strong>des</strong> Spü-<br />
lens wird insgesamt fünf Mal durchgeführt, wobei beim letzten Durchgang darauf geachtet<br />
wird, dass das Material gleichmäßig auf dem Sieb verteilt wird. Erst dann wird das Sieb aus<br />
der Weißschale gehoben und das Wasser aus der Schale abgegossen. Das Sieb wird anschlie-<br />
ßend in die ansonsten leere Weißschale zurückgesetzt. Das im Sieb zurückbleibende Proben-<br />
material entspricht der Grobfraktion und wird wie folgt weiter bearbeitet:<br />
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Das im Sieb liegende Material wird gesichtet und es wird abgeschätzt, wie viele Organismen<br />
sich darin befinden. Ziel ist eine definierte Teilmenge von min<strong>des</strong>tens 350 Tieren mitzuneh-<br />
men. Unsicherheiten bei der Schätzung sollten dadurch ausgeglichen werden, dass großzügig<br />
geschätzt wird. Für das Erreichen der min<strong>des</strong>tens 350 Individuen sind nur drei alternative<br />
Möglichkeiten zulässig:<br />
• Das gesamte Probenmaterial oder<br />
• ½ <strong>des</strong> Probenmaterials oder<br />
• lediglich ¼ <strong>des</strong> Probenmaterials.<br />
wird zur weiteren Bearbeitung mit ins Labor genommen.<br />
Wird nach der Sichtung <strong>des</strong> Materials entschieden, dass in der Hälfte (bzw. einem Viertel) <strong>des</strong><br />
Materials ausreichend Tiere (>> 350) enthalten sind, kann wie folgt vorgegangen werden:<br />
Die Markierungen in dem Sieb werden zur Orientierung verwendet, um möglichst exakt die<br />
Hälfte (bzw. ein Viertel) <strong>des</strong> Materials zu entnehmen. Der Anteil <strong>des</strong> entnommenen Materials<br />
ist unbedingt im Feldprotokoll unter „Notizen“ zu vermerken.<br />
Das entnommene Material wird anschließend wie in Abschnitt 4.1.3.6 beschrieben, über ei-<br />
nen Trichter in weithalsige Kautex-Flaschen gefüllt und mit Alkohol konserviert. Das restli-<br />
che (im Sieb zurück bleibende) Material kann verworfen werden.<br />
4.1.3.8 Aufsammlung von weiteren Organismen (optional)<br />
Mit Abarbeitung der oben geschilderten Bearbeitungsschritte, ist die eigentliche Probennah-<br />
me abgeschlossen. Darüber hinaus besteht jedoch die Möglichkeit im Anschluss an die ei-<br />
gentliche Probennahme weitere Benthos-Organismen (Zusatzexemplare) aufzusammeln. In<br />
diesem Rahmen können sowohl Habitate mit einem Flächenanteil < 5% beprobt werden als<br />
auch Imagines gesammelt werden. Diese zusätzlichen Taxa gehören jedoch nicht zur eigentli-<br />
chen Probe und werden daher in separaten Gefäßen aufbewahrt! Sie können als Zusatzinfor-<br />
mation betrachtet werden und eventuell eine weiterführende Dokumentation <strong>des</strong> ökologischen<br />
Potenzials <strong>des</strong> Gewässers darstellen, sie finden jedoch keine Berücksichtigung bei der späte-<br />
ren Berechnung der Bewertungsergebnisse. Daher sind diese Taxa auch auf separaten Taxa-<br />
listen für das jeweilige Gewässer zu führen. Insgesamt sollte der zeitliche Aufwand für die<br />
Sammlung, Sortierung und Bestimmung der Zusatzexemplare 15 Minuten nicht überschreiten.<br />
Der zeitliche Rahmen dient hier lediglich als Orientierungshilfe für die Kostenkalkulation.<br />
4.1.4 Aufarbeitung und Unterprobennahme im Labor<br />
Um das zu bearbeitende Probenvolumen (weiter) zu reduzieren, wird eine definierte Unter-<br />
probe entnommen.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 52
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4.1.4.1 Technische Ausstattung<br />
Zur Entnahme der Unterprobe werden zwei Ausleseschalen verwendet, die ineinander gestellt<br />
werden können. Die äußere Schale ist eine konventionelle Weißschale. Bei der inneren Schale<br />
handelt es sich um ein modifiziertes Sieb (Unterproben-Sieb) mit einer Innenfläche von 30 x<br />
36 cm und einer Maschenweite von 500 µm. Die Gaze <strong>des</strong> Siebes ist durch Linien in ein Ras-<br />
ter von 30 Teilflächen á 6 x 6 cm unterteilt (siehe Abb.4.4). Die Markierung der Linien ist<br />
ebenfalls auf der inneren Rahmenseite <strong>des</strong> Siebes zu sehen, wobei die einzelnen Felder am<br />
oberen Rahmen von 1 bis 5 und am seitlichen Rahmen von 1 bis 6 durchnummeriert sind.<br />
Somit bekommt je<strong>des</strong> einzelne Feld <strong>des</strong> Unterproben-Siebes eine eindeutige Kennung über<br />
die Zuweisung zweier Ziffern. Diese Apparatur ermöglicht eine definierte Unterprobennahme.<br />
Abb. 4.4: Ausleseschale zur Unterprobennahme:<br />
Gegittertes Sieb in Weißschale mit Ausstechrah-<br />
men und „Löffel“.<br />
Abb. 4.5: Unterprobennahme im Labor.<br />
Folgende Geräte werden für die weitere Aufarbeitung der Proben im Labor benötigt:<br />
• Unterproben-Sieb (Innenfläche: 30 cm x 36 cm; Maschenweite: 500 µm) mit passen-<br />
der Außenschale (größere Weißschale)<br />
• ca. 15 Sortiergefäße (Volumen: ca. 25 ml)<br />
• Zwei bis drei kleine Weißschalen (Maße: 12 x 20 cm)<br />
• Pinzetten<br />
• Ethanol (70%ig, ca. ¾ Liter)<br />
• Handzähler<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 53
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• 2 Würfel<br />
• vorgedruckte Etiketten<br />
• Analysensieb (Maschenweite: 2 mm) mit entsprechender Auffangschale (wenn nicht<br />
bereits im Gelände gesiebt wurde)<br />
4.1.4.2 Entnahme der Unterprobe<br />
Wurde die Probe in mehreren Gefäßen aufbewahrt, werden diese zusammen auf dem Unter-<br />
proben-Sieb ausgebreitet und mit Wasser gespült. Befinden sich jetzt noch größere Substrat-<br />
teile wie Ästchen oder große Blätter auf dem Sieb, können diese mit der Hand abgewaschen<br />
und aus der Probe entfernt werden. Dieser Arbeitsschritt sollte jedoch nur wenige Minuten in<br />
Anspruch nehmen.<br />
Anschließend wird das Unterproben-Sieb (samt Probe) in die äußere Schale gestellt und mit<br />
Wasser befüllt.<br />
Das Probenmaterial wird vorsichtig und gleichmäßig über das Sieb verteilt. Dabei ist darauf<br />
zu achten, dass auch die Ecken <strong>des</strong> Siebes mit Material gefüllt sind. Anschließend wird das<br />
Unterproben-Sieb wieder aus der äußeren Schale genommen, damit das Wasser ablaufen<br />
kann. Mit Hilfe zweier Würfel werden per Zufall 5 der 30 Teilflächen (entsprechend 1/6 der<br />
Gesamtprobe) ermittelt, aus denen die Unterprobe entnommen werden soll. Wurden z.B. eine<br />
„2“ und eine „4“ gewürfelt, wird als erstes das Substrat aus dem Feld mit den Koordinaten 2<br />
(kurze Seite) und 4 (lange Seite) entnommen. Die restlichen vier Felder werden analog ermit-<br />
telt.<br />
Mit Hilfe eines Ausstechrahmens (Innenfläche: 6 x 6 cm) und eines Löffels wird das Material<br />
der fünf Teilflächen entnommen (siehe Abb. 4.5) und in eine Weißschale überführt. Pflan-<br />
zenmaterial, welches über die Ränder <strong>des</strong> zu entnehmenden Bereiches hinausreicht, ist am<br />
einfachsten zuvor mit einer Schere zu durchtrennen. Liegt ein Tier genau auf der Grenze <strong>des</strong><br />
zu entnehmenden Bereiches, wird es derjenigen Teilfläche zugerechnet, in der sich der größte<br />
Anteil <strong>des</strong> Tieres befindet.<br />
Nach Entnahme der fünf Teilflächen verbleibt das restliche Material so lange auf dem Sieb,<br />
bis nach der weiteren Bearbeitung der Unterprobe die Anzahl der darin enthaltenden Orga-<br />
nismen bestimmt ist. Der Grund dafür ist, dass die Unterprobe die folgenden zwei Kriterien<br />
gleichzeitig erfüllen muss:<br />
• Das entnommene Material entspricht min<strong>des</strong>tens 1/6 der Gesamtprobe (= 5 von 30<br />
Teilflächen).<br />
• In dem genannten Anteil müssen min<strong>des</strong>tens 350 Tiere enthalten sein.<br />
Wird diese Anzahl der Tiere nicht erreicht, muss der Inhalt weiterer Teilflächen entnommen<br />
werden, solange, bis die angegebene Anzahl von Tieren erreicht wird.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 54
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Während der weiteren Bearbeitung der Unterprobe ist darauf zu achten, dass das restliche<br />
Material im Sieb nicht austrocknet. Durch Abdecken (z. B. mit Alufolie) oder durch vorsich-<br />
tiges Befeuchten mit Wasser aus einer Spritzflasche kann dieses verhindert werden. Erst nach<br />
abschließender Bearbeitung der Unterprobe (also dem Erreichen von 350 Individuen) kann<br />
das restliche Probenmaterial verworfen werden.<br />
4.1.4.3 Abtrennen der Grobfraktion im Labor<br />
Dieser Schritt entfällt, wenn bereits im Gelände gesiebt wurde (siehe Abschnitt 4.1.3.7)<br />
Nach Entnahme der Unterprobe wird das Material auf ein Analysensieb mit einer Maschen-<br />
weite von 2 mm gegeben. Das Analysensieb selbst wird auf ein passen<strong>des</strong> Auffanggefäß mit<br />
Auslauf gesteckt (siehe Abschnitt 4.1.4.1).<br />
Bei Zugabe von Wasser, unter vorherigem Verschließen <strong>des</strong> Auslaufes, steigt der Wasserpe-<br />
gel an und das Substrat wird aufgeschwemmt und vorsichtig umgerührt. Anschließend wird<br />
der Auslauf geöffnet und gewartet, bis das Wasser abgelaufen ist. Das durchgesiebte Material,<br />
welches noch im Auffanggefäß liegt, kann verworfen werden. Dieser Vorgang <strong>des</strong> Spülens<br />
wird noch vier weitere Male wiederholt. Das im Analysensieb verbleibende Material ent-<br />
spricht der Grobfraktion der Unterprobe, wird in eine Schale mit Wasser überführt und wie<br />
unten beschrieben weiter bearbeitet.<br />
4.1.4.4 Modifikation bei vorausgegangener Reduktion <strong>des</strong> Materials im Gelände (Abschnitt<br />
4.1.3.7)<br />
Wurde im Gelände lediglich ein bestimmter Anteil (½ oder ¼) der Gesamtprobe mit ins Labor<br />
genommen, wird eine Entnahme der Unterprobe wie oben beschrieben durchgeführt, jedoch<br />
ändert sich der Anteil das Materials, welcher vom Unterproben-Sieb entnommen wird. Ein<br />
Kriterium für die Unterprobe ist, dass min<strong>des</strong>tens 1/6 der Gesamtprobe bearbeitet wird. Um<br />
auf 1/6 der Gesamtprobe zu kommen, wird bei vorausgehender Reduktion <strong>des</strong> Materials im<br />
Gelände um die Hälfte, auf einen zu entnehmenden Anteil von 2/6 (= 10 von 30 Teilflächen)<br />
erhöht. Analog wird, wenn lediglich ¼ <strong>des</strong> Materials mit ins Labor genommen wurde, der zu<br />
entnehmende Anteil auf 4/6 (= 20 von 30 Teilflächen) erhöht. In Bezug auf die Gesamtprobe<br />
bleibt damit der bearbeitete Anteil stets gleich hoch (1/6). Der Bearbeitungsschritt unter Ab-<br />
schnitt 4.1.4.3 entfällt, da die Trennung in Grob- und Feinfraktion bereits im Gelände durch-<br />
geführt wurde.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 55
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Tab. 4.1: Übersicht über die zu entnehmenden Anteile <strong>des</strong> Materials vom Unterproben-Sieb<br />
in Abhängigkeit von einer vorausgehenden Reduzierung <strong>des</strong> Materials im Gelände (optio-<br />
nal).<br />
Anteil der Gesamtprobe, die mit ins<br />
Labor genommen wurde:<br />
4.1.4.5 Sortieren der Unterprobe<br />
Min<strong>des</strong>tgröße <strong>des</strong> Anteils, welcher für die Bearbei-<br />
tung vom Unterproben-Sieb entnommen wird:<br />
1/1 1/6 (= 5 von 30 Teilflächen)<br />
1/2 2/6 (= 10 von 30 Teilflächen)<br />
1/4 4/6 (= 20 von 30 Teilflächen)<br />
Die Unterprobe wird nun portionsweise (z.B. 2 Esslöffel, je nach Größe der Sortierschale) in<br />
eine Sortierschale (kleine Weißschale) überführt, mit Wasser überschichtet und gleichmäßig<br />
verteilt. Dabei darf das Probenmaterial den Boden der Sortierschale max. zur Hälfte bede-<br />
cken, um das Erkennen von kleinen und dunklen Organismen zu unterstützen. Die gilt insbe-<br />
sondere für feinmaterialreiche Proben sowie Proben mit einem hohen Anteil organischen Ma-<br />
terials (CPOM, FPOM).<br />
Im Material befindliche Organismen werden vollständig heraussortiert und nach Ordnungen<br />
getrennt in 70 % igem Ethanol aufbewahrt. Dabei wird auch die Anzahl der insgesamt he-<br />
rausgelesenen Organismen ermittelt. Am einfachsten kann dies während der Auslese mit ei-<br />
nem Handzähler ermittelt werden. Folgen<strong>des</strong> Material wir hierbei jedoch nicht mitgezählt:<br />
Imagines, Exuvien, leere Muscheln und Schneckengehäuse oder Individuen, die durch starke<br />
mechanische Beschädigung nicht mehr bestimmbar sind. Köcher der Köcherfliegenlarven<br />
werden nur dann gezählt, wenn die Larven in den Köchern erkennbar vorhanden sind. Tiere<br />
im Puppenstadium werden ebenfalls nicht mitgezählt. Einzige Ausnahme bilden hier die Pup-<br />
pen der Blephariceridae (Diptera).<br />
Liegt die Anzahl der Organismen der ausgelesenen Unterprobe über 350, ist die Unterproben-<br />
nahme abgeschlossen. Ist die Anzahl der ausgelesenen Organismen jedoch kleiner als 350,<br />
wird per Zufall (siehe Abschnitt 4.1.4.2) eine weitere Teilfläche ermittelt, in Grob- und Fein-<br />
fraktion getrennt und die Organismen aus der Grobfraktion vollständig ausgelesen (s.o.).<br />
Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis eine Anzahl von min<strong>des</strong>tens 350 ausgelesenen<br />
Individuen erreicht wird. Es ist aber zu beachten, dass jede angefangene Teilfläche komplett<br />
sortiert wird, auch dann, wenn schon zu Beginn der Bearbeitung die Zahl 350 erreicht wird!<br />
Die Erhöhung <strong>des</strong> Anteils <strong>des</strong> Probenmaterials, das unterbeprobt wird, geschieht unabhängig<br />
davon, ob bereits im Gelände eine Reduktion <strong>des</strong> Materials durchgeführt wurde. Lediglich der<br />
Schritt bezüglich der Trennung in Grob- und Feinfraktion unterbleibt, da dieser in Kombina-<br />
tion mit der Reduktion <strong>des</strong> Materials bereits im Gelände durchgeführt wurde.<br />
Der letztlich ausgelesene Anteil der Unterprobe (z.B. 8 von 30 Teilflächen) wird für die späte-<br />
re Auswertung der Daten notiert.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 56
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4.1.4.6 Bestimmung der Organismen<br />
Die Bestimmung der Organismen aus der Unterprobe sowie der Einzelexemplare (vgl. Ab-<br />
schnitt 4.1.3.5) erfolgt nach den festgelegten Kriterien der operationellen Taxaliste (siehe Ab-<br />
schnitt 5). Für die Bestimmung sollen die in der operationellen Taxaliste angegebenen Werke<br />
verwendet werden.<br />
Einige Gruppen z.B. Gammaridae oder Simuliidae können mit hohen Abundanzen in der Pro-<br />
be vertreten sein. Gleichzeitig bestehen diese Gruppen (zumeist) aus nur wenigen zu unter-<br />
scheidenden Taxa. Bei der Bestimmung kann daher folgende Vereinfachung vorgenommen<br />
werden, die den zeitlichen Aufwand der Bearbeitung reduziert:<br />
Es wird eine Anzahl von 50 Tieren ausgewählt und bestimmt, wobei die Auswahl zufällig<br />
erfolgt. Die restlichen Tiere werden gezählt und anteilsmäßig den bestimmten Taxa zugeord-<br />
net.<br />
Auch für die Gruppe der Chironomidae kann eine solche Vereinfachung vorgenommen wer-<br />
den. Allerdings wird hier eine Anzahl von 100 Individuen zufällig entnommen und bestimmt.<br />
Auch hier werden die restlichen Individuen den Bestimmungsergebnissen anteilsmäßig zuge-<br />
ordnet.<br />
4.1.5 Aufarbeitung der Taxalisten und Auswertung der Daten<br />
Zur weiteren Auswertung werden die Individuenzahlen der ausgelesenen und bestimmten<br />
Taxa der Unterprobe auf die Gesamtprobe hochgerechnet. Betrug der Anteil der ausgelesenen<br />
Unterprobe z.B. 1/6 der Gesamtprobe (entsprechend fünf entnommene Teilflächen <strong>des</strong> Unter-<br />
probensiebs (vgl. Abschnitt 4.1.4.2), so werden die Individuenzahlen je<strong>des</strong> Taxons entspre-<br />
chend mit sechs multipliziert. Erst jetzt werden die Bestimmungsergebnisse der separat ent-<br />
nommenen Einzelexemplare aufaddiert. Anschließend kann der vollständige Datensatz für die<br />
Berechnung der Bewertungsergebnisse in dem Auswertungsprogramm vorbereitet werden.<br />
Wurde das Probenmaterial bereits im Gelände reduziert (Abschnitt 4.1.3.7) erfolgt die Hoch-<br />
rechnung analog zum unten stehenden Beispiel:<br />
a) Anteil, der nach der Reduktion im Gelände ins Labor verbracht wurde: ¼ (Abschnitt<br />
4.1.3.7)<br />
b) Daraus resultierender, zu bearbeitender Anteil für die Unterprobe: 4/6 (= 20 von 30<br />
Teilflächen) (Abschnitt 4.1.4.4)<br />
c) Anzahl zusätzlich entnommener Teilflächen (bei Nicht-Erreichen von 350 Organis-<br />
men): 4 von 30 Teilflächen (Abschnitt 4.1.4.5)<br />
Gemäß obigem Beispiel würde sich die folgende Berechnung anschließen:<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 57
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Insgesamt entnommener Anteil vom Unterproben-Sieb 20/30 + 4/30 = 24/30; dieser Anteil<br />
wird mit dem Faktor unter a) multipliziert. Hier: 24/30 * 1/4 = 1/5. Um auf die Individuen-<br />
zahl der Gesamtprobe zu schließen, werden anschließend die ausgelesenen und bestimmten<br />
Tiere mit dem reziproken Wert <strong>des</strong> berechneten Faktors (in diesem Beispiel „5“) multipli-<br />
ziert. Auch hier werden erst final die Einzelexemplare hinzugezählt.<br />
4.2 Bestandsaufnahme Makrozoobenthos größerer Flüsse und Ströme<br />
Derzeit kommen im Rahmen der Erfassung von Makrozoobenthos an größeren Flüssen und<br />
Strömen verschiedene Methoden zum Einsatz. Einsatzmöglichkeiten, Vor- und Nachteile ei-<br />
niger gängiger Verfahren wurden von SCHÖLL et al. (Bun<strong>des</strong>anstalt für Gewässerkunde) zu-<br />
sammengestellt (siehe Anhang). Als eine mögliche Aufsammlungsmethode wird die Bepro-<br />
bung vom Ufer aus diskutiert. Es ist daher zu prüfen, ob die vorgeschlagene Standardmethode<br />
zur Beprobung von Bächen und Flüssen in ihren wesentlichen Zügen auch an größeren Flüs-<br />
sen und Strömen zum Einsatz kommen kann. Makrozoobenthosbeprobungen, die im Rahmen<br />
<strong>des</strong> LAWA-Projektes O 3.04 5 für 2004 geplant sind, werden erste Ergebnisse hierzu liefern.<br />
5 LAWA-Projekt O 3.04: Bun<strong>des</strong>weite Anwendung und Erprobung der neu entwickelten Verfahren zur Fließge-<br />
wässerbewertung mit dem Makrozoobenthos gemäß EU-WRRL (bun<strong>des</strong>weiter Praxistest)<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 58
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
5 Operationelle Taxaliste als Min<strong>des</strong>tanforderung an die Bestimmung<br />
von Makrozoobenthosproben aus Fließgewässern zur Umsetzung<br />
der EU-Wasserrahmenrichtlinie in Deutschland<br />
5.1 Einleitung und Definition<br />
Neben der Erfassung <strong>des</strong> Makrozoobenthos (Aufsammlungsmethodik) ist die Auswertung<br />
(Bestimmung) der Benthosproben ein bedeuten<strong>des</strong> Element biologischer Fließgewässerunter-<br />
suchungen. Die Ergebnisse von Probenauswertungen fallen aber selbst bei einheitlicher Auf-<br />
sammlungsmethodik oft sehr unterschiedlich aus. Dies hängt in erster Linie von den Kennt-<br />
nissen <strong>des</strong> Bearbeiters ab. So werden Taxagruppen, mit denen der Bearbeiter vertraut ist, in-<br />
tensiver und qualitativ hochwertiger bearbeitet, als die übrigen Gruppen. Je nach persönlicher<br />
Vorliebe entstehen hierdurch zum Teil sehr unterschiedliche Taxalisten.<br />
Für die biologische Fließgewässerbewertung im Sinne der EU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-<br />
WRRL) sind heterogene Taxalisten jedoch unbrauchbar, da sie nicht die Unterschiede der<br />
Zönosen der Untersuchungsgewässer widerspiegeln, sondern die unterschiedlichen Bestim-<br />
mungsintensitäten bei der Bearbeitung. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit, eine einheitli-<br />
che (standardisierte) Min<strong>des</strong>tanforderung an die Bestimmung von Makrozoobenthosproben zu<br />
formulieren, was mit der hier vorliegenden Taxaliste umgesetzt wurde.<br />
Diese Taxaliste dient als wichtige Arbeitsgrundlage für Fließgewässeruntersuchungen in der<br />
Praxis und soll sicherstellen, dass das durch sie definierte Min<strong>des</strong>tbestimmungsniveau von<br />
allen Bearbeitern eingehalten wird. Bereits in Deutschland vorhandene Taxalisten, wie etwa<br />
die von MAUCH et al. (2003), eignen sich für diese Zwecke nicht, da sie Gesamtartenver-<br />
zeichnisse darstellen und somit für eine Min<strong>des</strong>tanforderung zu umfangreich sind. Die dort<br />
wiedergegebene Zusammenstellung der Bestimmungsschlüssel und nomenklatorischen Refe-<br />
renzen ist aber eine hilfreiche Ergänzung.<br />
Die Operationelle Taxaliste ist die standardisierte Min<strong>des</strong>tanforderung an die Bestimmung<br />
von Makrozoobenthosproben aus Fließgewässern zum Zwecke der Umsetzung der EU-<br />
Wasserrahmenrichtlinie in Deutschland.<br />
Die Standardisierung einer Taxaliste wurde notwendig, um zu gewährleisten, dass die erfasste<br />
Gewässerqualität wirklich den Zustand <strong>des</strong> Gewässers widerspiegelt und nicht auf unter-<br />
schiedlichen Bestimmungsniveaus beruht.<br />
Die Min<strong>des</strong>tanforderung, also die Festlegung eines Min<strong>des</strong>tbestimmungsniveaus, orientiert<br />
sich im Wesentlichen an folgenden Fragen:<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 59
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
• Was ist taxonomisch möglich?<br />
• Was ist vor dem Hintergrund der biologischen Bewertung von Fließgewässern zur<br />
Umsetzung der EU-WRRL in Deutschland notwendig?<br />
• Was ist praktikabel (z.B. angemessenes Preis-/Leistungsverhältnis)?<br />
Die Festlegung eines Min<strong>des</strong>tbestimmungsniveaus impliziert auch, dass eine weitergehende<br />
Bestimmung nicht nur möglich, sondern ausdrücklich erwünscht ist! Sie ist aber für die Um-<br />
setzung der EU-WRRL derzeit nicht notwendig.<br />
Die hier vorgelegte Taxaliste (siehe Anhang) beinhaltet zudem ein Verzeichnis der notwendi-<br />
gen Bestimmungsliteratur, darüber hinaus sind die Taxa mit ökologischen Indexinformationen<br />
hinterlegt (siehe digitale Version auf CD-ROM im Anhang). Die Liste ist offen, dass heißt,<br />
sie ist mit zunehmendem Kenntnisstand fortzuschreiben.<br />
5.2 Bedeutung<br />
Die Standardisierung und Festlegung einer Min<strong>des</strong>tanforderung an die Bestimmung von<br />
Makrozoobenthosproben bei Fließgewässeruntersuchungen ist in mehrerlei Hinsicht bedeu-<br />
tend:<br />
• Die Anforderungen der EU-Wasserrahmenrichtlinie gehen weit über die Ermittlung<br />
der Gewässergüte (Saprobiensystem) hinaus. Für derartige Untersuchungen fehlt bis<br />
heute eine einheitliche Richtlinie, zumin<strong>des</strong>t aber ein allgemein anerkanntes Anfor-<br />
derungsprofil.<br />
• Durch ein einheitliches (Min<strong>des</strong>t-) Bestimmungsniveau von Makrozoobenthosproben<br />
bei gewässerökologischen Untersuchungen entstehen vergleichbare Datensätze, die<br />
eine Vielzahl verschiedener (u.a. auch statistischer) Auswertungsvarianten ermögli-<br />
chen (wie etwa bei der britischen Erfassungs- und Bewertungsmethode RIVPACS).<br />
Auch das derzeit für die Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie in Deutschland<br />
entwickelte Bewertungsverfahren 6 ist auf standardisierte Datensätze angewiesen.<br />
• Eine allgemein akzeptierte Taxaliste ist eine wesentliche Vorraussetzung für die Qua-<br />
litätssicherung biologischer Daten.<br />
• Die Untersuchungen werden reproduzierbar und direkt vergleichbar (z.B. vor und<br />
nach einer Renaturierung).<br />
• Die Taxaliste dient letztlich auch der Vereinheitlichung von Nomenklatur und Taxo-<br />
nomie und damit der eindeutigen Kennzeichnung von Taxa.<br />
• Zudem ermöglicht eine klar definierte Min<strong>des</strong>tanforderung bei der Bestimmung Kal-<br />
kulationssicherheit für den Auftragnehmer (z.B. Planungsbüros) und Datensicher-<br />
heit für den Auftraggeber.<br />
6 UBA-Projekt: „Weiterentwicklung und Anpassung <strong>des</strong> nationalen Bewertungssystems für Makrozoobenthos an<br />
neue internationale Vorgaben“<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 60
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
5.3 Allgemeine Anmerkungen zur Bestimmung<br />
Die Bestimmung aquatischer Makroinvertebraten ist grundsätzlich eine anspruchsvolle Auf-<br />
gabe, die differenzierte Kenntnisse und vor allem ein ausreichen<strong>des</strong> Maß an Erfahrung vor-<br />
aussetzt. Unter anderem gilt nämlich zu berücksichtigen, dass die Variabilität der in den Be-<br />
stimmungsschlüsseln aufgeführten Merkmale nicht selten größer ist als dort angegeben. Diese<br />
Problematik wird durch dichotome Bestimmungswerke verstärkt. Es gibt aber eine Reihe von<br />
Arbeiten, die mehrere Merkmale zur Trennung angeben und zusätzlich eine Beschreibung der<br />
Arten liefern, so dass die Richtigkeit der Determination am Ende überprüft werden kann.<br />
Oft ist es daher nicht ausreichend, lediglich die vorhandene Bestimmungsliteratur zusammen-<br />
zustellen, vielmehr muss diese einer kritischen Prüfung unterzogen werden, was hier für die<br />
meisten Ordnungen erfolgte. Die entsprechenden Erläuterungen sind direkt der Taxaliste zu<br />
entnehmen.<br />
Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich aus dem Fehlen zusammenfassender Schlüssel, beson-<br />
ders aber aus dem Fehlen von im Untersuchungsgebiet vorkommenden Taxa in einem Schlüs-<br />
sel. Liegt ein solcher Fall unbemerkt vor, kommt man (fast) zwangsläufig zu einer Fehlbe-<br />
stimmung. Das Hinzuziehen von regionalen Faunenlisten ist daher ein wichtiges Hilfsmittel,<br />
wobei zu beachten ist, dass das Fehlen einer Art in der Faunenliste nicht zwangsläufig gleich-<br />
zusetzen ist mit dem Fehlen der Art in der Region (Stichwort: Neufunde).<br />
5.4 Kriterien und Vorgehensweise für die Entwicklung der Taxaliste<br />
Da das Artniveau die höchste ökologische Information beinhaltet, diente als Grundlage der<br />
Taxaliste jeweils die aktuellste Gesamtartenliste einer Ordnung für Deutschland. Ausgehend<br />
hiervon wurden in mehreren aufeinander folgenden Schritten die nachstehenden Kriterien<br />
überprüft. Bei Nichterfüllung eines dieser Kriterien wurde auf ein höheres taxonomisches<br />
Niveau zurückgegriffen.<br />
• Die Bestimmung der Taxa einer Ordnung kann im Wesentlichen mit Hilfe eines zusam-<br />
menfassenden Bestimmungsschlüssels erfolgen (praxisorientierter Ansatz), der gegebe-<br />
nenfalls durch wenige weitere Schlüssel zu ergänzen ist.<br />
• Die Bestimmung <strong>des</strong> Taxons ist i.d.R. ohne größeren präparatorischen Aufwand durch-<br />
führbar (aus diesem Grunde sind die Min<strong>des</strong>tbestimmungsanforderungen bei z.B. Chiro-<br />
nomidae und Oligochaeta sehr gering).<br />
• Das Taxon ist für das derzeit in Deutschland entwickelte Bewertungsverfahren für Fließ-<br />
gewässer im Sinne der EU-Wasserrahmenrichtlinie relevant; bei besonderer Relevanz<br />
wird in Einzelfällen auch ein gewisser präparatorischer Aufwand in Kauf genommen.<br />
• Das Taxon ist mit der derzeit angewandten Erfassungsmethodik erfassbar.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 61
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
• Das Taxon ist mit der derzeit angewandten Sortiervorschrift bestimmbar (insbesondere<br />
Turbellaria, Oligochaeta und z.T. Hirudinea sind nach 70%iger Alkoholkonservierung<br />
und Laborsortierung nur noch schwer zu bestimmen).<br />
• Die Konzeption der Taxaliste basiert auf dem faunistischen Kenntnisstand Ende 2003.<br />
Durch Neufunde kann theoretisch die Bestimmbarkeit eines oder mehrerer Taxa einge-<br />
schränkt werden. Da solche Neufunde nicht vorhersagbar sind, wird diese Einschränkung<br />
in Kauf genommen und erst bei Fortschreibung der Taxaliste berücksichtigt.<br />
5.5 Aufbau der Taxaliste<br />
Tab. 5.1: Auszug aus der Taxaliste.<br />
EDV<br />
-Nr.<br />
Systematische<br />
Einheit<br />
Taxon Autor /<br />
Jahr<br />
Bestimmungsliteratur Anmerkungen<br />
384 Dytiscidae Dytiscidae Gen. sp. FHL (1971), Amann et al.<br />
165 Agabus sp. Leach, 1817<br />
41 Agabus biguttatus (Olivier, 1795)<br />
Erläuterungen:<br />
(1994); Larven: Klausnit-<br />
zer (1991, 1997), Tachet et<br />
al. (2000)<br />
nur Junglarven<br />
• 1. Spalte: Derzeit gültige EDV-Nr. zur eindeutigen Kennzeichnung <strong>des</strong> Taxons nach<br />
MAUCH et al. (2003)<br />
• 2. Spalte: Systematische Einheit zur schnelleren Orientierung<br />
• 3. Spalte: Zu bestimmen<strong>des</strong> Taxon: Nur die hier aufgeführten Taxa sind zu verwenden!<br />
• 4. Spalte: Autor <strong>des</strong> Taxons und Jahr der Beschreibung<br />
• 5. Spalte: Zu verwendende Bestimmungsliteratur*)<br />
• 6. Spalte: Hinweise zur Bestimmung <strong>des</strong> Taxons sowie weitere Angaben (Verbreitung,<br />
Ökologie, etc.)<br />
*) Weitere Bestimmungsliteratur in MAUCH et al. (2003)<br />
Ein Ausdruck der Taxaliste befindet sich im Anhang. Darüber hinaus enthält die digitale Ver-<br />
sion (siehe CD-ROM im Anhang) ökologische Indexinformationen wie z.B. Ernährungstyp,<br />
Längszone, etc.<br />
5.6 Anwendung der Taxaliste<br />
Folgende Aspekte sind bei der Anwendung der Taxaliste zu berücksichtigen:<br />
• Sind mehrere Taxa einer systematischen Reihe angegeben (z.B. Familie, Gattung, Art) ist<br />
das jeweils höchste Niveau (hier: Artniveau) zu bestimmen. Die gegebenenfalls mit an-<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 62
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gegebenen höheren systematischen Einheiten sind nur dann zu berücksichtigen, wenn ei-<br />
ne Artbestimmung nicht möglich ist (z.B. weil es sich um ein unvollständiges Tier han-<br />
delt).<br />
• Ist ein Tier so unvollständig, dass selbst die Zugehörigkeit zur höchsten in der Taxaliste<br />
enthaltenen taxonomischen Einheit nicht sicher bestimmbar ist, wird es nicht berücksich-<br />
tigt.<br />
• Fundgewässer und Funddatum ermöglichen die Erschließung zusätzlicher Informationen<br />
aus Verbreitung, Ökologie und Phänologie, die bei der Determination hilfreich sein kön-<br />
nen.<br />
• Imagines (außer hololimnische Arten), leere Gehäuse (z.B. bei Trichoptera, Mollusca)<br />
und Exuvien werden nicht berücksichtigt.<br />
• Gleiches gilt für Puppen, es sei denn, sie können anhand von Larvalmerkmalen bestimmt<br />
werden (z.B. Sklerite in Puppenhülle bei Trichoptera). Ausgenommen hiervon sind ledig-<br />
lich die vergleichsweise leicht zu bestimmenden Puppen der zudem kleinen Familie der<br />
Blephariceridae.<br />
• Wird bei einem Taxon auf einen anderen Bestimmungsschlüssel hingewiesen oder sind<br />
mehrere Werke angegeben, sollte diese auch verwendet werden. „Ergänzende“ Bestim-<br />
mungsschlüssel sind für die Bestimmung der Taxa nicht zwingend notwendig, wohl aber<br />
ein wichtige Hilfe.<br />
• Für höhere systematische Einheiten als das Familienniveau wird keine Bestimmungslite-<br />
ratur angegeben. Es wird davon ausgegangen, dass der/die Bearbeiter/in solche überge-<br />
ordneten Taxa ohne Bestimmungsliteratur erkennt.<br />
• Wird über das festgelegte Bestimmungsniveau hinaus bestimmt, sind diese zusätzlichen<br />
Taxa separat zu führen. Für die in der Auswertung zu verwendende Taxaliste müssen<br />
diese zusätzlichen Taxa in das nächst höhere Taxon, das in der Taxaliste aufgeführt ist,<br />
umgewandelt werden (Beispiel: Bestimmungsergebnis: Sericostoma personatum; in der<br />
Taxaliste wird Sericostoma sp. eingetragen, in einer separaten Liste wird S. personatum<br />
angegeben).<br />
• Für die Eingabe eines Taxons in die Taxaliste wird zwischen den verschiedenen Entwick-<br />
lungsstadien (Larve, Imago, etc.) nicht differenziert.<br />
5.7 Anmerkungen zur Taxaliste<br />
Im Allgemeinen wird das Benthos unserer Fließgewässer sowohl hinsichtlich der Artenzahlen<br />
als auch in Bezug auf die Individuenzahlen von den aquatischen Insecta deutlich dominiert.<br />
Viele Wasserinsekten haben aber eine merolimnische Lebensweise, so dass oftmals „nur“<br />
Larven im Gewässer angetroffen werden. Eine Ausnahme bilden lediglich die Wasserkäfer<br />
und -wanzen (letztere aber überwiegend nicht benthisch), von denen viele hololimnisch sind.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 63
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Entsprechend beziehen sich die Angaben in der Taxaliste generell auf Larven, es sei denn, es<br />
wird explizit auf andere Stadien hingewiesen.<br />
Bei der Bestimmung der Insektenlarven ist zu beachten, dass sich die in den meisten Bestim-<br />
mungsschlüsseln angegebenen Merkmale auf Larven im letzten Larvenstadium beziehen.<br />
Junglarven sind daher oftmals nicht bis auf Artniveau zu bestimmen. Um sie dennoch berück-<br />
sichtigen zu können, werden auch höhere taxonomische Einheiten angeführt (z.B. Familien).<br />
Unter bestimmten Umständen (Seeausflüsse, Bun<strong>des</strong>wasserstraßen, etc.) können aber auch<br />
Mollusken und/oder Crustaceen einen erheblichen Anteil an der Gesamtindividuenzahl aus-<br />
machen. Entsprechend sind die Min<strong>des</strong>tanforderungen in der Taxaliste auch für diese Grup-<br />
pen hoch. Andere Gruppen wiederum werden kurz abgehandelt.<br />
Im Folgenden wird zu jeder Gruppe die nomenklatorische Referenz sowie die notwendige<br />
Bestimmungsliteratur zusammengestellt. Für einige Gruppen werden zusätzlich spezielle<br />
Hinweise zur Bestimmung gegeben. Ausgenommen hiervon sind lediglich solche Gruppen,<br />
die ausschließlich als höhere systematische Einheiten (> Familienniveau) in der Taxaliste<br />
enthalten sind. Hierzu gehören:<br />
Spongillidae<br />
Hydrozoa<br />
Polychaeta<br />
Mysidacea<br />
Lepidoptera<br />
Bryozoa<br />
Turbellaria<br />
Nomenklatur: PATTEE & GOURBAULT 1981<br />
Turbellarien sind in allen Fließgewässertypen verbreitet. Ihre Bestimmung kann nur in leben-<br />
dem Zustand erfolgen, da sich ihre Körperform durch die meisten Konservierungsverfahren<br />
bis zur Unkenntlichkeit verändert. Es wird daher empfohlen, die Tiere lebend im Gelände zu<br />
bestimmen. Dabei ist zu beachten, dass möglichst alle in der Probe vorkommenden Taxa im<br />
Gelände anhand von ein bis zwei Exemplaren bestimmt werden. Diese Exemplare werden den<br />
Einzelexemplaren zugeordnet.<br />
Die Operationelle Taxaliste berücksichtigt keine Mikroturbellarien. Die Bestimmung erfolgt<br />
anhand REYNOLDSON & YOUNG (2000) zuzüglich einer Ergänzung für die Bestimmung der<br />
dort nicht enthaltenen Arten Dugesia gonocephala und Dendrocoelum romanodanubiale<br />
(PAULS 2004).<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 64
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Bestimmungsliteratur<br />
REYNOLDSON, T.B & J.O. YOUNG (2000): A Key to the Freshwater Triclads of Britain and Ireland with Notes on<br />
Their Ecology. Freshwater Biological Association Scientific Publication 58: 1-72.<br />
PAULS, S. (2004): Ergänzungen zu Reynoldson & Young (2000).- In: Haase, P. & A. Sundermann (2004): Stan-<br />
dardisierung der Erfassungs- und Auswertungsmethoden von Makrozoobenthosuntersuchungen in Fließgewäs-<br />
sern.- Unveröffentlichtes Gutachten im Auftrag der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser.<br />
Ergänzende Werke:<br />
PATTEE, E. & N. GOURBAULT (1981): Introduction pratique à la systématique <strong>des</strong> organismes <strong>des</strong> eaux continen-<br />
tales françaises. 1. Turbellariés Tricla<strong>des</strong> Paludicoles (Planaries d'eau douce). Bulletin mensuel de la Société<br />
Linnéenne de Lyon 50: 279-304. (Zudem auch nomenklatorische Referenz).<br />
SCHMEDTJE, U. & F. KOHMANN (1992): Turbellaria. In: Bayerisches Lan<strong>des</strong>amt für Wasserwirtschaft (Hrsg.):<br />
Bestimmungsschlüssel für die Saprobier-DIN-Arten (Makroorganismen). Informationsberichte <strong>des</strong> Bayer. Lan-<br />
<strong>des</strong>amtes für Wasserwirtschaft 2/88. 2. Auflage, gebunden. München: 39-48.<br />
TACHET, H., P. RICHOUX, M. BOURNAUD & P. USSEGLIO-POLATERA (2000): Invertébrés d’eau douce, systéma-<br />
tique, biologie, écologie. CNRS Éditions, Paris: 1-588.<br />
WEINZIERL, A. & G. SEITZ (1994): Dendrocoelum romanodanubiale (Codreanu 1949) in der oberen Donau<br />
(Turbellaria, Tricladida). Lauterbornia 15: 23-24.<br />
Gastropoda<br />
Nomenklatur: GLÖER (2002)<br />
Gastropoda sind in allen Fließgewässertypen verbreitet, jedoch in Tieflandgewässern meist<br />
deutlich artenreicher und abundanter als in Mittelgebirgsgewässern. Die meisten einheimi-<br />
schen Süßwasserschnecken sind anhand conchologischer Merkmale (Gehäuse-Merkmale)<br />
eindeutig bestimmbar, die Berücksichtigung anatomischer Merkmale (Merkmale <strong>des</strong> Weich-<br />
körpers) ist allenfalls zur Absicherung der Bestimmungsergebnisse notwendig sowie zur De-<br />
termination schwieriger, in der Operationellen Taxaliste nicht weiter aufgetrennter Gattungen<br />
(z.B. Stagnicola).<br />
In Makrozoobenthos-Proben sind häufig leere Schneckenschalen vorhanden; diese werden bei<br />
der Erstellung einer Taxaliste für Bewertungszwecke nicht mit berücksichtigt. Jedoch können<br />
leere Schneckenschalen oftmals ergänzende Informationen liefern, zum Beispiel zur Absiche-<br />
rung eines Bestimmungsergebnisses, falls nur sehr kleine oder beschädigte Tiere mit Weich-<br />
körper, aber große unbeschädigte leere Schalen eines Taxon enthalten sind.<br />
Viele Schneckenarten lassen sich im Jugendstadium nicht sicher bestimmen. Die Entschei-<br />
dung, ob es sich um ein Jugendstadium oder um ausgewachsene Exemplare handelt, ist nicht<br />
immer eindeutig zu treffen und erfordert eine gewisse Erfahrung.<br />
Die Taxaliste schlüsselt einige schwierig zu bestimmende Gruppen, zu deren sicherer Deter-<br />
mination die Präparation <strong>des</strong> Weichkörpers notwendig ist, nicht weiter auf. Hierzu gehören<br />
die Gattungen Stagnicola, Hydrobia und Bythinella. Sämtliche einheimischen Taxa lassen<br />
sich mit GLÖER (2002) auf das angegebene Niveau bestimmen.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 65
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Bestimmungsliteratur<br />
GLÖER, P. (2002): Die Süßwassergastropoden Nord- und Mitteleuropas. Bestimmungsschlüssel, Lebensweise, Verbreitung. -<br />
In: Die Tierwelt Deutschlands und der angrenzenden Meeresteile 73: 326S. (Zudem auch nomenklatorische Referenz).<br />
Bivalvia<br />
Nomenklatur: GLÖER & MEIER-BROOK (2003)<br />
Neben den häufigen Neozoen Corbicula sp. und Dreissena polymorpha kommen in den<br />
Fließgewässern Deutschlands verschiedene Großmuscheln (Familien Margaritiferidae und<br />
Unionidae) sowie Vertreter der artenreichen Familie Sphaeriidae vor. Die Gattung Corbicula<br />
wird in der Taxaliste nicht weiter aufgeschlüsselt, da beide eingeführte Arten in alle Bewer-<br />
tungsverfahren in gleicher Weise eingehen; eine Auftrennung ist daher für Bewertungszwecke<br />
nicht notwendig. Vertreter der Familien Dreissenidae, Margaritiferidae und Unionidae sind<br />
mit GLÖER & MEIER-BROOK (2003) auf Artniveau bestimmbar und sind in der Taxaliste ent-<br />
sprechend aufgeschlüsselt. Gleiches gilt für die Sphaeriidae-Gattungen Sphaerium und Mus-<br />
culium. Für die große und schwierig zu bestimmende Gattung Pisidium ist hingegen nur in<br />
einigen Fällen eine Bestimmung auf Artniveau erforderlich; Arten, die nur unter Zuhilfenah-<br />
me weiterer Literatur eindeutig bestimmbar sind, werden als Pisidium sp. angegeben. Wie<br />
bereits für die Gastropoda angegeben, werden leere Muschelschalen bei der Erstellung einer<br />
Taxaliste nicht berücksichtigt; sie können jedoch zur Absicherung von Bestimmungsergebnis-<br />
sen verwendet werden.<br />
Bestimmungsliteratur<br />
GLÖER, P. & C. MEIER-BROOK (2003): Süßwassermollusken.- 13. Aufl., Deutscher Jugendbund für Naturbeo-<br />
bachtung, Hamburg. (Zudem auch nomenklatorische Referenz).<br />
Oligochaeta<br />
Nomenklatur: MOOG (1995)<br />
Nur wenige Spezialisten sind mit der detaillierten Bestimmung von Oligochaeta vertraut. Die<br />
Mehrzahl der in Deutschland existierenden Arten ist nur durch geübte Untersucher und mit<br />
hohem Präparationsaufwand zu determinieren. Hinzu kommt, dass nur sehr lückenhafte Er-<br />
kenntnisse über die Ökologie der einzelnen Arten vorliegen. Es werden daher für die Gruppe<br />
nur geringe Min<strong>des</strong>tbestimmungsanforderungen angelegt.<br />
Fünf Arten der Taxaliste, beispielweise Eiseniella tetraedra, sind bereits mit einem guten<br />
Binokular oder bei geringer Vergrößerung mit dem Mikroskop erkennbar. Bei den Übrigen<br />
wird wie folgt verfahren: Lumbriculidae, Haplotaxidae und Enchytraeidae werden bis zur<br />
Familie bestimmt. Naididae und Tubificidae sind zu einer Gruppe zusammengefasst, da die<br />
Unterscheidung der beiden Familien im Einzelfall fast so aufwändig ist wie die Bestimmung<br />
bis zur Art und sich dadurch keine detailliertere ökologische Aussage ableiten lässt. Zudem<br />
existieren berechtigte Zweifel an der Einordnung der Naididae als monophyletische Gruppe<br />
(ERSÉUS et al. 2002). Die übrigen vier der neun Wenigborster-Familien (Moog 1995) werden<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 66
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
aufgrund fehlender Bestimmungsliteratur, extremer Seltenheit oder unklarem Status lediglich<br />
der Gruppe Oligochaeta Gen. sp. zugeordnet.<br />
Sämtliche Taxa der Operationellen Taxaliste lassen sich mit BRINKHURST (1971) bestimmen.<br />
Darüber hinaus eignet sich auch das Werk von SCHMEDTJE & KOHMANN (1992), das zwar<br />
keine genaue Gruppendiagnose ermöglicht, aber bis auf Stylaria lacustris alle einfach zu er-<br />
kennenden Taxa abdeckt. Als ergänzen<strong>des</strong> Werk ist TACHET et al. (2000) zu empfehlen, der<br />
neben den Abbildungen ausführlichere Informationen zu den Familiendiagnosen enthält.<br />
Zur Vorgehensweise bei der Bestimmung ist Folgen<strong>des</strong> zu sagen: Die derzeit angewandte<br />
Erfassungsmethodik bringt es mit sich, dass viele Oligochaeta nur in Bruchstücken vorliegen.<br />
Aus diesem Grund werden zunächst die eindeutig bestimmbaren Vorderenden der Probe be-<br />
stimmt. Bestimmbare Hinterenden und Fragmente aus der Wurmmitte werden den Vorderen-<br />
den zugeordnet. In der Regel entspricht die Anzahl der bestimmten Vorderenden der Gesamt-<br />
zahl der in der Probe gefundenen bestimmbaren Tiere. Hinterenden werden nur dann als Indi-<br />
viduen gezählt wenn sie bei der Zuordnung überzählig sind oder auf eine neues Taxon ver-<br />
weisen, Mittelstücke nur in letzterem Fall. Ein Beispiel: Fragmente aus der Wurmmitte, die<br />
eindeutig auf die Lumbriculidae verweisen, werden unter der Familie eingeordnet, wenn bis-<br />
her weder Stylodrilus sp. noch Lumbriculus sp. in der Probe gefunden wurden. Alle Fragmen-<br />
te, die nicht eindeutig bestimmbar sind, werden nicht gezählt.<br />
Bestimmungsliteratur<br />
BRINKHURST, R.O. (1971): British Aquatic Oligochaeta: Freshwater Biological Association, Scientific Publica-<br />
tion No. 22: 1-55.<br />
SCHMEDTJE, U. & F. KOHMANN (1992): Bestimmungsschlüssel für die Saprobier-DIN-Arten (Makroorganis-<br />
men).- Informationsberichte Bayer. Lan<strong>des</strong>amt für Wasserwirtschaft 2/88 Loseblattsammlung; München.<br />
Ergänzende Werke:<br />
SAUTER, G. (1995): Bestimmungsschlüssel für die in Deutschland verbreiteten Arten der Familie Tubificidae mit<br />
besonderer Berücksichtigung von nicht geschlechtsreifen Tieren: Lauterbornia 23: 1-52.<br />
TACHET, H., P. RICHOUX, M. BOURNAUD & P. USSEGLIO-POLATERA (2000): Invertébrés d'eau douce systémati-<br />
que, biologie, écologie, 1-588, CNRS Editions, Paris.<br />
TIMM, T. & H.H. VELDHUIJZEN VAN ZANTEN (2003): Freshwater Oligochaeta of North-West Europe, Bestim-<br />
mungs-Programm auf CD-ROM (http://www.eti.uva.nl http://www.eti.uva.nl/Products/New.html ).<br />
WACHS, B. (1967): Die häufigsten hämoglobinführenden Oligochaeten der mitteleuropäischen Binnengewässer:<br />
Hydrobiologia 30: 225-247.<br />
Nomenklatorische Referenz:<br />
MOOG, O. (1995) (Hrsg.): Fauna aquatica Austriaca, - Wasserwirtschaftskataster, Bun<strong>des</strong>ministerium für Land-<br />
und Forstwirtschaft (Wien).<br />
Sonstige, im Text zitierte Literatur:<br />
ERSÉUS , C., M. KÄLLERSJÖ, M. EKMAN & R. HOVMÖLLER (2002): 18S rDNA Phylogeny of the Tubificidae<br />
(Clitellata) and its Constituent Taxa: Dismissal of the Naididae.- Molecular Phylogenetics and Evolution 22 (3):<br />
414-422.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 67
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Hirudinea<br />
Nomenklatur: NESEMANN & NEUBERT 1999<br />
Egel werden zwar in allen Artenlisten zur Gewässergütebestimmung aufgeführt, jedoch war<br />
eine sichere Bestimmung wegen ungeeigneter bzw. unvollständiger Schlüssel bis vor wenigen<br />
Jahren nicht möglich (NESEMANN 1997). Aufgrund der daher drastisch unterschätzten Arten-<br />
vielfalt der Hirudinea spielten sie auch bei bisherigen Bewertungen und typologischen Arbei-<br />
ten nur eine untergeordnete Rolle. Dabei haben diverse Arbeiten auf den Nutzen dieser Tiere<br />
für die Bioindikation hingewiesen (z.B. GROSSER et al. 2001). Insgesamt sind derzeit 45 Arten<br />
aus Deutschland bekannt (MAUCH et al. 2003).<br />
Folgende zusätzliche Kriterien wurden zur Erstellung der Liste der Hirudinea herangezogen:<br />
• Es werden nur Arten aufgeführt, die auch freilebend, unabhängig vom Wirt erfasst<br />
werden können.<br />
• Arten, die auch bei guter Konservierung nur schwer trennbar sind (z.B. durch Farbän-<br />
derung), werden zu einer künstlichen taxonomischen Einheit zusammengefasst, z.B.<br />
Glossiphonia nebulosa/verrucata.<br />
Die Färbung am lebenden Tier wird häufig als diagnostisches Merkmal in den Bestimmungs-<br />
schlüsseln genannt. Jedoch ist diese bei manchen Arten individuell und je nach Population<br />
überaus variabel (NESEMANN 1997), so dass die Färbungsmerkmale alleine nicht für eine si-<br />
chere Artdiagnose geeignet sind bzw. umfangreiche Erfahrung verlangen. Äußere morpholo-<br />
gische Merkmale, insbesondere Annulierung und Position der Genitalporen, sind geeignetere<br />
Merkmale. Zur sicheren Artdiagnose sollte bei der Konservierung ein "günstiger" Kontrakti-<br />
onszustand erreicht werden. Bei einer zu großen Streckung sind die Annuli nicht gut zu er-<br />
kennen, dasselbe gilt bei zu starker Kontraktion, wobei hier dann zusätzlich die Genitalporen<br />
nicht mehr sicher zu sehen sind. Daher wird nach NESEMANN (1997) eine Betäubung in 10-<br />
15% Ethanol und eine spätere Aufbewahrung in 70 % Ethanol - getrennt von hartschaligen<br />
Tieren und Arthropoden - empfohlen. Um gute Belegexemplare zu erhalten, sollten die Tiere<br />
vor der Fixierung in 70% Ethanol sorgfältig präpariert werden.<br />
Eine solche Präparation und Fixierung ist im Rahmen von Routineuntersuchungen allerdings<br />
zu aufwändig und bringt vor dem Hintergrund der bis heute entwickelten Bewertungsverfah-<br />
ren nur wenig zusätzliche Information.<br />
In der Taxaliste enthalten sind eine Reihe von höheren Taxa. Diese Taxa sind notwendig, da<br />
die Bestimmung der Egel sehr von der Fixierung <strong>des</strong> einzelnen Individuums abhängig ist.<br />
Während einige Individuen aus der Probe gut zu bestimmen sind, sind andere bis zur Un-<br />
kenntlichkeit verzogen oder dehydriert. Um nicht alle Tiere auf ein übergeordnetes Taxon<br />
zusammenzuführen, werden sowohl höhere als auch niedrigere Taxa angeboten. Eine Be-<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 68
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
stimmung auf das bestmögliche Niveau führt demnach zwangsläufig bei den Egeln zu einer<br />
künstlichen Erhöhung der Taxazahl. Sind z.B. in einem Gewässer 12 Erpobdella octoculata<br />
sicher bestimmbar, während zwei Tiere aufgrund der Konservierung sicher nur als Erpobdel-<br />
lidae Gen. sp. bestimmt werden können, wenngleich sie vermutlich auch E. octoculata sind.<br />
Dabei sei erwähnt, dass die Taxazahl der Hirudinea zwar durch die übergeordneten Taxa z.T.<br />
künstlich erhöht wird, diese aber trotzdem meist gering ist (selten über 4 Taxa) und somit bei<br />
einer Gesamttaxazahl der Proben von durchschnittlich über 50 Taxa nur geringen Einfluss<br />
hat.<br />
Bestimmungsliteratur<br />
GROSSER, C. (2000): Beschreibung von Trocheta haskonis n. sp. (Hirudinea, Erpobdellidae) aus Sachsen-Anhalt.<br />
Lauterbornia 38: 29-36.<br />
GROSSER, C. (2003): Erstnachweis von Dina apathyi (Hirudinea: Erpobdellidae) in Deutschland. Lauterbornia<br />
47: 59-63.<br />
NESEMANN, H. & E. NEUBERT (1999): Annelida, Clitellata: Branchiobdellida, Acanthobdellea, Hirudinea. In:<br />
Schwoerbel, J. & P. Zwick (Hrsg.): Süßwasserfauna von Mitteleuropa. Begründet von A. Brauer. Band 6/2.<br />
Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin: I-IX, 1-178. (Zudem auch nomenklatorische Referenz).<br />
Ergänzende Werke:<br />
GROSSER, C. , D. HEIDECKE & G. MORITZ (2001): Untersuchungen zur Eignung heimischer Hirudineen als Bio-<br />
indikatoren für Fließgewässer. Hercynia N. F. 34: 101-127.<br />
NESEMANN, H. (1997): Egel und Krebsegel Österreichs. - Sonderheft der Ersten Vorarlberger Malakologischen<br />
Gesellschaft, 104 S., Rankweil.<br />
Decapoda<br />
Nomenklatur: PÖCKL & EDER (1998) sowie HOLTHUIS & HEEREBOUT (1976)<br />
Alle einheimischen Decapoda-Arten sind besonders geschützt. Von einer Mitnahme oder gar<br />
Konservierung ist daher abzusehen. Die Bestimmung erfolgt am lebenden Tier im Gelände.<br />
Die in Deutschland vorkommenden Arten der Brachyura und Caridea kommen meist nur in<br />
Bun<strong>des</strong>wasserstraßen oder Unterläufen von Flüssen der Küstenregion vor.<br />
Bestimmungsliteratur<br />
EDER, E. & W. HÖDL (1998): Flusskrebse Österreichs.- Stapfia 58: 289 S. und Kataloge <strong>des</strong> oö. Lan<strong>des</strong>muse-<br />
ums, Neue Folge 137. 289 S., Linz.<br />
HANNEMANN, H.-J., B. KLAUSNITZER & K. SENGLAUB (1992): Exkursionsfauna von Deutschland, Band 1 Wir-<br />
bellose (ohne Insekten): 1-637.<br />
Ergänzende Werke:<br />
GLEDHILL, T., D.W. SUTCLIFFE & W.D. WILLIAMS (1993): British Freshwater Crustacea Malacostraca: A Key<br />
with ecological Notes. - Freshw. Biol. Ass. Sci. Publ. 52: 1-173.<br />
HOLTHUIS, L.B. & G.R. HEEREBOUT (1976): De Nederlandse Decapoda (Garnalen, Kreeften en Krabben). -<br />
Wetenschappelijke Mededelingen van de Koninklijke Nederlandse Natuurhistorische Vereniging 111: 1-55.<br />
(Zudem auch nomenklatorische Referenz).<br />
KÖHN, J. & F. GOSSELCK (1989): Bestimmungsschlüssel der Malakostraken der Ostsee. – Mitt. Zool. Mus. Ber-<br />
lin 65 (1): 3-114.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 69
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
PÖCKL, M. & E. EDER (1998): Bestimmungsschlüssel der in Österreich vorkommenden Flußkrebse. In EDER, E.<br />
& M. PÖCKL: Flusskrebse Österreichs.- Stapfia 58: 9-28. (Zudem auch nomenklatorische Referenz).<br />
SCHAEFER, M. (2000): Brohmer, Fauna von Deutschland.- 791 S., Quelle & Meyer, Wiebelsheim.<br />
Amphipoda<br />
Nomenklatur: EGGERS & MARTENS (2001)<br />
In kaum einer anderen Gruppe ist die Zahl der Neozoen so hoch. Bei den Amphipoden der<br />
Taxaliste liegt ihr Anteil bei über 60%. Die Ausbreitung zumin<strong>des</strong>t einiger Neozoen ist sicher<br />
noch nicht beendet, so dass Angaben zur Verbreitung mit Vorsicht zu betrachten sind. Auch<br />
mit dem Auftreten neuer Arten ist zu rechnen, die innerhalb kurzer Zeit hohe Abundanzen<br />
erreichen können. Diese Neozoen treten allerdings fast ausschließlich in den Bun<strong>des</strong>wasser-<br />
straßen auf.<br />
Für die Bestimmung der Taxa wird lediglich der Schlüssel von EGGERS & MARTENS (2001)<br />
benötigt. Das kürzlich neu für Deutschland gemeldete Corophium (Chelicorophium) ro-<br />
bustum (BERNERTH & STEIN 2003, dort auch noch weitere Bestimmungshinweise) ist zwar in<br />
EGGERS & MARTENS (2001) nicht enthalten, für die Taxaliste ist aber nur die Art C. curvispi-<br />
num relevant.<br />
Bestimmungsliteratur<br />
EGGERS, T.O. & A. MARTENS (2001): Bestimmungsschlüssel der Süßwasser-Amphipoda (Crustacea) Deutsch-<br />
lands. - Lauterbornia 42: 1-68. (Zudem auch nomenklatorische Referenz).<br />
Ergänzende Werke:<br />
BERNERTH, H. & S. STEIN (2003): Crangonyx pseudogracilis und Corophium robutum (Amphipoda), zwei neue<br />
Einwanderer im hessischen Main sowie Erstnachweis von C. robustum für Deutschland. - Lauterbornia 48: 57-<br />
60.<br />
Isopoda<br />
Nomenklatur: HENRY & MAGNIEZ (1983) sowie VEUILLE (1979)<br />
Relevant sind nur die Arten der Gattungen Asellus, Proasellus und Jaera, wobei letztere als<br />
Neozoe in den Bun<strong>des</strong>wasserstraßen weit verbreitet ist.<br />
Bestimmungsliteratur<br />
GRUNER, H.E. (1965): Krebstiere oder Crustacea. V. Isopoda.- In: Dahl, M. & F. Peus (Hrsg.): Die Tierwelt<br />
Deutschlands und der angrenzenden Meeresteile 51: I-VIII, 1-149.<br />
HENRY, J.P. & G. MAGNIEZ (1983): Introduction pratique à la systématique <strong>des</strong> organismes <strong>des</strong> eaux continenta-<br />
les francaises. 4. Crustacés Isopo<strong>des</strong> (Principalement Asellotes). - Bulletin de la Société Linnéenne de Lyon 52<br />
(10): 319-357. (Zudem auch nomenklatorische Referenz).<br />
Veuille, M. (1979): Lévolution du genre Jaera Leach (Isopoda ; Asellotes) et ses rapports avec l´histoire de la<br />
méditerranée.- Bijdragen tot de Dierkunde 49: 195-217. (Zudem auch nomenklatorische Referenz).<br />
Ergänzende Werke:<br />
GLEDHILL, T., D.W. SUTCLIFFE & W.D. WILLIAMS (1993): British Freshwater Crustacea Malacostraca: A Key<br />
with ecological Notes. - Freshw. Biol. Ass. Sci. Publ. 52: 1-173.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 70
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Ephemeroptera<br />
Nomenklatur: HAYBACH & MALZACHER (2002 und 2003)<br />
Systematik und Nomenklatur sind bei den Eintagsfliegen in einigen Fällen bis heute umstrit-<br />
ten. Unterschiedliche Auffassungen manifestieren sich u.a. in den Arbeiten von BAUERNFEIND<br />
& HUMPESCH (2001) sowie HAYBACH & MALZACHER (2002 und 2003). Da sich Systematik<br />
und Nomenklatur der hier vorliegenden Taxaliste nach HAYBACH & MALZACHER (2002 und<br />
2003) richten, die Bestimmungen aber überwiegend anhand <strong>des</strong> Schlüssels von BAUERNFEIND<br />
& HUMPESCH (2001) erfolgen, ist es notwendig auf die Unterschiede einzugehen. Dies erfolgt<br />
u.a. in der Rubrik „Anmerkungen“.<br />
Der Schlüssel von BAUERNFEIND & HUMPESCH (2001) enthält sämtliche Familien Mitteleuro-<br />
pas und, bis auf eine Ausnahme, auch alle derzeit aus Deutschland bekannten Arten. Es fehlt<br />
lediglich Baetis (Acentrella) inexpectata (TSHERNOVA, 1928), die aus Brandenburg und Polen<br />
bekannt ist (BRAASCH 2001). Da die nahverwandte Art Baetis (Acentrella) sinaica in BAU-<br />
ERNFEIND & HUMPESCH (2001) enthalten ist, beide Arten aber völlig unterschiedliche Regio-<br />
nen besiedeln (B. sinaica nur die Alpen und Mittelgebirge, B. inexpectata nur das Tiefland),<br />
ist schon allein aus dem Fundort zu erkennen, um welche Art es sich handelt.<br />
Schwierigkeiten bereitet die Bestimmung der Heptageniidae. Obwohl hierzu zahlreiche Be-<br />
stimmungswerke existieren, ist ihre Anwendung in aller Regel äußerst problematisch. Es wird<br />
daher auf eine Artbestimmung bei Rhithrogena verzichtet. Ähnliches gilt für die Gattung Ec-<br />
dyonurus, wobei zu erwähnen ist, dass für die Arten der Ecdyonurus venosus-Gruppe ein neu-<br />
erer Schlüssel von HAYBACH (1999) vorgelegt wurde. Trotz der klaren und ausführlichen<br />
Merkmalsbeschreibungen ist ein hohes Maß an Erfahrung notwendig, weshalb nur wenige<br />
Arten in die Min<strong>des</strong>tanforderung aufgenommen werden. Um auf die indikatorischen Eigen-<br />
schaften der Rhithrogena- und Ecdyonurus-Arten nicht völlig verzichten zu müssen, wird als<br />
Min<strong>des</strong>tanforderung das subgenerische Gruppenniveau festgesetzt. Die in BAUERNFEIND &<br />
HUMPESCH (2001) enthaltenen Gruppen sind leider taxonomische Kunstgebilde und keine<br />
systematischen Einheiten. Die Bestimmung der subgenerischen Gruppen bei Rhithrogena<br />
erfolgt daher nach LOHSE (2004, in Anlehnung an TOMKA & RASCH 1993).<br />
Bestimmungsliteratur<br />
BAUERNFEIND, E. & U. H. HUMPESCH (2001): Die Eintagsfliegen Zentraleuropas (Insecta: Ephemeroptera):<br />
Bestimmung und Ökologie.- Verlag <strong>des</strong> Naturhistorischen Museums Wien, 239 S., Wien.<br />
LOHSE, S. (2004): Bestimmungsschlüssel der für Deutschland relevanten Untergruppen der Gattung Rhithrogena<br />
(Ephemeroptera, Heptageniidae) in Anlehnung an die Operationelle Taxaliste für Fließgewässer in Deutschland.-<br />
In: Haase, P. & A. Sundermann (2004): Standardisierung der Erfassungs- und Auswertungsmethoden von<br />
Makrozoobenthosuntersuchungen in Fließgewässern.- Unveröffentlichtes Gutachten im Auftrag der Länderar-<br />
beitsgemeinschaft Wasser.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 71
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Ergänzende Werke:<br />
HAYBACH, A. (1999): Beitrag zur Larvaltaxonomie der Ecdyonurus venosus-Gruppe in Deutschland.- Lauter-<br />
bornia 37: 113-150, Dinkelscherben.<br />
HAYBACH, A. & C. BELFIORE (2003): Bestimmungsschlüssel für die Larven der Gattung Electrogena Zurwerra<br />
& Tomka 1985 in Deutschland (Insecta: Ephemeroptera: Heptageniidae).- Lauterbornia 46: 83-87, Dinkelscher-<br />
ben.<br />
MALZACHER, P. (1984): Die europäischen Arten der Gattung Caenis Stephens (Insecta: Ephemeroptera).- Stutt-<br />
garter Beiträge zur Naturkunde, Serie A 373: 1-48.<br />
MALZACHER, P. (1986): Diagnostik, Verbreitung und Biologie der europäischen Caenis-Arten (Ephemeroptera:<br />
Caenidae).- Stuttgarter Beiträge zur Naturkunde, Serie A 387: 1-41.<br />
MÜLLER-LIEBENAU, I. (1969): Revision der europäischen Arten der Gattung Baetis LEACH, 1815 (Insecta:<br />
Ephemeroptera).- Gewässer und Abwässer 48/49: 1-214.<br />
STUDEMANN, D., P. LANDOLT, M. SATORI, D. HEFTI & I. TOMKA (1992): Ephemeroptera.- Insecta Helvetica 9.<br />
TOMKA, I. & P. RASCH (1993): Beitrag zur Kenntnis der europäischen Rhithrogena-Arten (Ephemeroptera,<br />
Heprtageniidae): R. intermedia METZLER, TOMKA & ZURWERRA, 1987 eine Art der alpestris-Gruppe sowie<br />
ergänzende Beschreibungen zu fünf weiteren Rhithrogena-Arten.- Mitteilungen der schweizerischen Entomolo-<br />
gischen Gesellschaft 66: 255-281.<br />
Nomenklatorische Referenz:<br />
HAYBACH, A. & P. MALZACHER (2002): Verzeichnis der Eintagsfliegen Deutschlands (Insecta: Ephemeropte-<br />
ra).- Entomol. Z. 112: 34-45.<br />
HAYBACH, A. & P. MALZACHER (2003): Verzeichnis der Eintagsfliegen Deutschlands (Insecta: Ephemeroptera)<br />
(2. aktualisierte Fassung: Stand November 2003).- Entomofauna Germanica 6.<br />
Sonstige, im Text zitierte Literatur:<br />
BRAASCH, D. (2001): Acentrella inexpectata (Tshernova, 1928) – eine neue Eintagsfliege (Ephemeroptera) in<br />
Deutschland.- Ent. Nachr. Ber. (Dresden) 45: 129-130.<br />
Odonata<br />
Die Gruppe der Odonaten besteht zu einem großen Teil aus Arten, die bevorzugt Stillgewäs-<br />
ser besiedeln. Daher wurde in der vorliegenden Taxaliste der Schwerpunkt auf die Aufschlüs-<br />
selung der Familien gelegt, deren Arten bei Fließgewässeruntersuchungen vorwiegend zu<br />
erwarten sind. Die einzelnen, in Fließgewässern vorkommenden Arten der Coenagrionidae,<br />
Aeshnidae und einige Arten der Libellulidae werden vernachlässigt, da deren Bestimmung<br />
mitunter nicht ganz unproblematisch ist.<br />
Die Bestimmung der Gruppe erfolgt anhand <strong>des</strong> Schlüssels von GERKEN & STERNBERG<br />
(1999). Er umfasst alle europäischen Libellenarten und kann unter Berücksichtigung der<br />
Verbreitungsangaben zur Bestimmung aller in der Taxaliste enthaltenen Taxa verwendet wer-<br />
den.<br />
Dieser Schlüssel ermöglicht jedoch nicht in allen Fällen (Coenagrionidae, einige Libellulidae)<br />
eine klare Aufschlüsselung der einzelnen Gattungen, weshalb die in der Taxaliste nicht aufge-<br />
führten Arten auf Familienniveau belassen werden. Bei den Aeshnidae werden (aufgrund ab-<br />
weichender Nomenklatur) die Gattungen Aeshna und Anax nicht eindeutig getrennt, daher<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 72
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wird in der Taxaliste im Feld „Anmerkung“ auf die Seitenzahl verwiesen, auf der die Gattung<br />
erreicht ist (praxisorientierter Ansatz).<br />
Ergänzend kann in einigen Fällen der Schlüssel von HEIDEMANN & SEIDENBUSCH (2002) hin-<br />
zugezogen werden, welcher nur die Libellenlarven Deutschlands (Stand 2002) beinhaltet.<br />
Dieser enthält mitunter sehr übersichtliche Artbeschreibungen, die bei Zweifelsfällen Klarheit<br />
bringen können. Für die Bestimmung der Familie der Gomphidae ist der Schlüssel von SUH-<br />
LING & MÜLLER (1996) heranzuziehen.<br />
Es ist zu beachten, dass es sich mit Ausnahme <strong>des</strong> Schlüssels von SUHLING & MÜLLER (1996)<br />
um Exuvienschlüssel handelt, mit denen aber ebenfalls eine Bestimmung von Tieren im letz-<br />
ten Larvenstadium möglich ist. Tiere jüngerer Stadien sollten dem in der Liste angegebenen<br />
nächsthöheren taxonomischen Niveau zugeordnet werden, da die trennenden Merkmale für<br />
eine weiterführende Bestimmung mitunter noch nicht deutlich ausgeprägt sind.<br />
Anmerkung: In den letzten Jahren sind in Deutschland einige Libellenneufunde zu verzeich-<br />
nen. So wurde z.B. die ursprünglich westmediterrane Fließwasserart Boyeria irene kürzlich in<br />
Bayern nachgewiesen (SUHLING, mündliche Mitteilung); auch Crocothemis<br />
erythraea ist in Deutschland seit einiger Zeit bodenständig. Dieser Sachverhalt führte zur Be-<br />
vorzugung eines die Gesamtheit der europäischen Libellenarten umfassenden Bestimmungs-<br />
werkes, um möglichen Fehlbestimmungen oder Bestimmungs-„Sackgassen“ vorzubeugen.<br />
Die unter ergänzende Werke aufgeführte Literatur kann in bestimmten Fällen hilfreich sein.<br />
Allerdings sind dort nicht alle der derzeit in Deutschland zu erwartenden Arten enthalten.<br />
Bestimmungsliteratur:<br />
GERKEN, B. & K. STERNBERG (1999): Die Exuvien Europäischer Libellen (Insecta, Odonata). 355 S, Vlg. Arni-<br />
ka und Eisvogel, Höxter.<br />
SUHLING, F. & O. MÜLLER (1996): Die Flussjungfern Europas (Gomphidae). Die neue Brehm-Bücherei 628,<br />
237 S., Westarp (Magdeburg) & Spektrum (Heidelberg).<br />
Ergänzende Werke:<br />
BELLMANN, H. (1993): Libellen beobachten und bestimmen. 274 S., Naturbuch-Vlg., Augsburg.<br />
HEIDEMANN, H. & R. SEIDENBUSCH (2002): Die Libellenlarven Deutschlands. Handbuch für Exuviensammler.<br />
In: Dahl: Die Tierwelt Deutschlands 72, 328 S., Vlg. Goecke & Evers, Keltern.<br />
MÜLLER, O. (1990): Mitteleuropäische Anisopterenlarven (Exuvien) – einige Probleme ihrer Determination<br />
(Odonata, Anisoptera). Deutsche entomologische Zeitschrift N. F. 37: 145-187, Berlin.<br />
NORLING, U. & G. SAHLÉN (1997): Odonata, Dragonflies and Damselflies. In: Nilsson, A. (Hrsg.): Aquatic In-<br />
sects of North Europe. A Taxonomic Handbook 2: 13-65, Apollo Books, Stenstrup.<br />
Nomenklatorische Referenz:<br />
MÜLLER, J. & M. SCHORR (2001): Verzeichnis der Libellen (Odonata) Deutschlands.- In: Klausnitzer, B. (Hrsg.)<br />
2001: Entomofauna Germanica Band 5.- Entomologische Nachrichten und Berichte, Beiheft 6: 9-44.<br />
D´AGUILAR, J. & J.-L. DOMMANGET (1998): Guide de libellules d´Europe et d´Afrique du Nord.- Delachaux &<br />
Niestle, Lausanne.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 73
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Plecoptera<br />
Nomenklatur: REUSCH & WEINZIERL (1999)<br />
Mit dem im Rahmen <strong>des</strong> hier vorliegenden Projektes neu erstellten Bestimmungswerkes von<br />
ZWICK (2004) liegt erstmals ein zusammenfassender Schlüssel für die Larven sämtlicher eu-<br />
ropäischer Gattungen vor. Eine weitergehende Bestimmung bis auf Artniveau ist in diesem<br />
Schlüssel in einigen wenigen Fällen wiedergegeben.<br />
Bei den Plecoptera besteht damit die optimale Situation, dass mit Hilfe eines Schlüssels sämt-<br />
liche Taxa der Min<strong>des</strong>tbestimmbarkeitsliste bestimmt werden können.<br />
Bestimmungsliteratur<br />
ZWICK, P. (2004): A key to the west palaearctic genera of stoneflies (Plecoptera) in the larval stage.- In: Haase,<br />
P. & A. Sundermann (2004): Standardisierung der Erfassungs- und Auswertungsmethoden von Makrozoo-<br />
benthosuntersuchungen in Fließgewässern.- Unveröffentlichtes Gutachten im Auftrag der Länderarbeitsgemein-<br />
schaft Wasser.<br />
Ergänzende Werke:<br />
SCHMEDTJE, U. & F. KOHMANN (1992): Bestimmungsschlüssel für die Saprobier-DIN-Arten (Makroorganis-<br />
men).- München.<br />
Nomenklatorische Referenz:<br />
REUSCH, H.& A. WEINZIERL (1999): Regionalisierte Checkliste der aus Deutschland bekannten Steinfliegen<br />
(Plecoptera).- Lauterbornia 37: 87-96.<br />
Heteroptera<br />
Nomenklatur: GÜNTHER & SCHUSTER (2001)<br />
Die allermeisten Arten der Wasserwanzen leben nicht benthisch und tauchen daher eher zufäl-<br />
lig und nur selten in den Proben auf. Lediglich die Grundwanze Aphelocheirus aestivalis bil-<br />
det hier eine Ausnahme.<br />
Bestimmungsliteratur<br />
SCHAEFER, M. (2000): Brohmer. Fauna von Deutschland.- 791 S., Quelle & Meyer, Wiebelsheim.<br />
Ergänzende Werke:<br />
SAVAGE, A. A. (1989): Adults of Britshs aquatic Hemiptera: A key with ecological notes.- Freshwater Biological<br />
Assoziation, Scientific Publication 50: 1-173, Ambleside.<br />
Nomenklatorische Referenz:<br />
GÜNTHER, H. & G. SCHUSTER (2000): Verzeichnis der Wanzen Mitteleuropas (Insecta: Heteroptera).- Mitteilun-<br />
gen <strong>des</strong> Internationalen Entomologischen Vereins e.V. Supplement 7: 1-69, Frankfurt a.M.<br />
Megaloptera<br />
Nomenklatur: HÖLZEL (2000)<br />
Die Arten der Gattung Sialis leben bevorzugt in schlammigen Ablagerungen.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 74
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Bestimmungsliteratur<br />
ELLIOT, J. M. (1996): Britsh freshwater Megaloptera and Neuroptera: A key with ecological notes.- Freshwater<br />
Biological Association, Scientific Publication 54: 1-68, Ambleside.<br />
HÖLZEL, H. (2002): Insecta: Megaloptera.- In: Schwörbel, J. & P. Zwick: Süßwasserfauna von Mitteleuropa,-<br />
15-16-17: 1-30, Heidelberg. (Zudem auch nomenklatorische Referenz)<br />
Neuroptera/Planipennia<br />
Nomenklatur: HÖLZEL & WEIßMAIR (2000)<br />
In der Taxaliste werden lediglich Osmylus fulvicephalus und Sisyra sp. geführt. Obwohl beide<br />
Taxa in Fließgewässern verbreitet vorkommen, treten sie nur selten in den Proben auf.<br />
Bestimmungsliteratur<br />
ELLIOT, J. M. (1996): Britsh freshwater Megaloptera and Neuroptera: A key with ecological notes.- Freshwater<br />
Biological Assoziation, Scientific Publication 54: 1-68, Ambleside.<br />
HÖLZEL, H. & W. WEIßMAIR (2002): Insecta: Neuroptera.- In: Schwörbel, J. & P. Zwick: Süßwasserfauna von<br />
Mitteleuropa,- 15-16-17: 31-86, Heidelberg. (Zudem auch nomenklatorische Referenz)<br />
Coleoptera<br />
Nomenklatur: HESS et al. (1999)<br />
Durch die hololimnische Lebensweise vieler Wasserkäfer hat man bei dieser Gruppe den gro-<br />
ßen Vorteil, vielfach auf Imagines zurückgreifen zu können. Die Bestimmung der Imagines<br />
ist zumin<strong>des</strong>t bei männlichen Tieren ausnahmslos bis auf Artniveau möglich und in der Lite-<br />
ratur gut dokumentiert. Auch sind in jüngerer Zeit umfangreiche Werke zur Larvaltaxonomie<br />
erschienen. Dennoch gibt es hier noch eine Reihe offener Fragen. Daher werden für die Min-<br />
<strong>des</strong>tanforderung unterschiedliche Bestimmungsniveaus festgelegt: Zum einen für die Imagi-<br />
nes und zum anderen für die Larven. Letztere müssen zumeist bis zur Gattung bestimmt wer-<br />
den.<br />
Die Wasserkäfer sind die einzige aquatische Insektengruppe, bei der Larven und Imagines in<br />
größerem Umfange bearbeitet werden müssen. Die hierfür notwendige Literatur ist daher<br />
auch umfangreicher, als bei jeder anderen Gruppe.<br />
Eine recht übersichtliche Bestimmung der Imagines bis auf Familien bzw. Gattungsniveau<br />
gelingt i.d.R. mit den Werken von AMANN et al. (1994) sowie TACHET et al. (2000). Die Ab-<br />
sicherung dieser und alle weitergehenden Bestimmungen erfolgen mit den Werken von<br />
FREUDE, HARDE & LOHSE (Bände 3 und 6). Allerdings haben sich im Laufe der Jahre zahlrei-<br />
che Änderungen ergeben, die in den Supplementbänden derselben Reihe dokumentiert sind.<br />
Diese Supplementbände sind daher stets mit zu berücksichtigen. Als Ergänzungen sind weite-<br />
re Bestimmungswerke angegeben, die ebenfalls der Absicherung <strong>des</strong> Determinationsergebnis-<br />
ses dienen.<br />
Die Larven sind bis auf das geforderte Gattungsniveau sämtlichst mit den Werken von<br />
KLAUSNITZER (1991,1994, 1996, 1997) sowie TACHET et al. (2000) zu bestimmen.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 75
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Bestimmungsliteratur<br />
A) Imagines<br />
AMANN, E., C. M. BRANDSTETTER & A. KAPP (1994): Käfer am Wasser.- 38 S., Bürs/Österreich.<br />
FERY, H. (1991): Revision der "minutissimus-Gruppe" der Gattung Bi<strong>des</strong>sus Sharp (Coleoptera: Dytiscidae). -<br />
Entomologica Basiliensia 14: 57-91.<br />
FREUDE, H., K. W. HARDE & G. A. LOHSE (1971): Die Käfer Mitteleuropas.- Band 3: 365 S., Krefeld.<br />
FREUDE, H., K. W. HARDE & G. A. LOHSE (1979): Die Käfer Mitteleuropas.- Band 6: 367 S., Krefeld.<br />
LOHSE, G. A. & W. H. LUCHT (1989): Die Käfer Mitteleuropas.- Band 12 (1. Supplementband): 346 S., Krefeld.<br />
LOHSE, G. A. & W. H. LUCHT (1992): Die Käfer Mitteleuropas.- Band 13 (2. Supplementband): 375 S., Krefeld.<br />
LUCHT, W. H. & B. KLAUSNITZER (1998): Die Käfer Mitteleuropas.- Band 15 (4. Supplementband): 398 S.,<br />
Krefeld.<br />
Ergänzende Werke:<br />
ANGUS, R. B. (1992): Insecta: Coleoptera: Hydrophilidae: Helophorinae.- In: Schwörbel, J. & P. Zwick: Süß-<br />
wasserfauna von Mitteleuropa,- 20/10-2: 1-144, Stuttgart.<br />
DROST, M. B. P., H. P. J. J. CUPPEN, E. J. V. NIEUKERKEN & M. SCHREIJER (1992): De waterkevers van Neder-<br />
land.- 280 S., Utrecht.<br />
HANSEN, M. (1987): The Hydrophiloidea (Coleoptera) of Fennoscandia and Denmark.- Fauna Entomologica<br />
Scandinavica 18: 1-254, Leiden.<br />
HEBAUER, F. & B. KLAUSNITZER (1998): Insecta: Coleoptera: Hydrophiloidea: Georissidae, Spercheidae,<br />
Hydrochidae, Hydrophilidae (exkl. Helophorus).- In: Schwörbel, J. & P. Zwick: Süßwasserfauna von Mitteleu-<br />
ropa,- 20/7,8,9,10-1: 1-134, Jena.<br />
HOLMEN, M. (1987): The Aquatic Adephaga (Coleoptera) of Fennoscandia and Denmark. I. Gyrinidae, Halipli-<br />
dae, Hygrobiidae and Noteridae. - Fauna Entomologica Scandinavica 20: 1- 168, Leiden.<br />
JÄCH, M. A. (1991): Revision of the Palearctic species of the genus Ochthebius Leach. VII. The subgenus Eni-<br />
cocerus Stephens (Hydraenidae, Coleoptera). - Elytron 5: 139-158, Barcelona.<br />
JÄCH, M. A. (1993): Taxonomic revision of the Palaearctic species of the genus Limnebius Leach, 1815<br />
(Coleoptera: Hydraenidae). - Koleopterologische Rundschau 63: 99-187, Wien.<br />
KLAUSNITZER, B. (1996): Käfer im und am Wasser. 2.- Die Neue Brehm Bücherei 567: 1-200, Magdeburg.<br />
NILSON, A. N. & M. HOLMEN (1995): The aquatic adephaga of Fennoscandia and Denmark. 2. Dytiscidae.-<br />
Fauna Entomologica Scandinavica 32: 1-188, Leiden.<br />
VONDEL, B. van (1997): Insecta: Coleoptera: Haliplidae. Süßwasserfauna von Mitteleuropa,- In: Schwörbel, J. &<br />
P. Zwick: Süßwasserfauna von Mitteleuropa,- 20/2,3,4: 1-96, Stuttgart.<br />
B) Larven<br />
KLAUSNITZER, B. (1991): Die Larven der Käfer Mitteleuropas.- Band L1: 273 S., Krefeld.<br />
KLAUSNITZER, B. (1994): Die Larven der Käfer Mitteleuropas.- Band L2: 325 S., Krefeld.<br />
KLAUSNITZER, B. (1996): Die Larven der Käfer Mitteleuropas.- Band L3: 336 S., Krefeld.<br />
KLAUSNITZER, B. (1997): Die Larven der Käfer Mitteleuropas.- Band L4: 370 S., Krefeld.<br />
TACHET, H, P. RICHOUX, M. BOURNAUD & P. USSEGLIO-POLATERA (2000): Invertébrés d´eau douce. Systéma-<br />
tique, biologie, écologie. Chapitre 17: Coléoptères. - CNRS Editions: 311-402., Paris.<br />
Nomenklatorische Referenz:<br />
HESS, M., D. SPITZENBERG, R. BELLSTEDT, U. HECKES, L. HENDRICH & W. SONDERMANN (1999): Artenbestand<br />
und Gefährdungssituation der Wasserkäfer Deutschlands.- Naturschutz und Landschaftsplanung 31: 197-211.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 76
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Trichoptera<br />
Nomenklatur: ROBERT (2001)<br />
Die Bestimmung der Köcherfliegenlarven erfolgt mit Hilfe der Arbeit von WARINGER &<br />
GRAF (1997 und Ergänzungen 2000). Dieser sehr gut illustrierte Schlüssel hat aber aufgrund<br />
seines rein dichotomen Aufbaues einige Nachteile. Diese Nachteile treten insbesondere bei<br />
Gruppen mit Merkmalsvariationen auf. In einigen Fällen ist daher eine Absicherung der Be-<br />
stimmungen mit Hilfe anderer Schlüssel notwendig (z.B. PITSCH 1993, WALLACE et al. 1990)<br />
und wurde entsprechend in der Taxaliste vermerkt.<br />
Einige Arten (-paare) sind nach heutigem Wissensstand larval nicht sicher trennbar. Aufgrund<br />
ihrer unterschiedlichen Verbreitung kann man aber, unter Berücksichtigung <strong>des</strong> Fundpunktes,<br />
in einigen Fällen eines der möglichen Taxa ausschließen. In besonderer Weise gilt dies vor<br />
dem Hintergrund der naturbedingten Zunahme der Artenvielfalt von Nord- nach Süddeutsch-<br />
land, so dass in Norddeutschland in einigen Fällen auf Art- hingegen in Süddeutschland nur<br />
auf Gattungsniveau bestimmt werden kann. Auf diese Fälle wird in der Taxaliste hingewie-<br />
sen.<br />
Besondere Schwierigkeiten treten bei der Bestimmung der Limnephilinae auf. Aufgrund ihres<br />
Artenreichtums sind Merkmalsunterschiede oftmals nur graduell und nicht selten einer nicht<br />
unerheblichen Variabilität unterworfen. In Zweifelsfällen sollte daher stets das nächst höhere<br />
Taxon angegeben werden. Dieser Problematik wurde auch insofern Rechnung getragen, dass<br />
nur solche Limnephilinae-Taxa Berücksichtigung fanden, die in dem Bestimmungswerk von<br />
WARINGER & GRAF (1997 und 2000) bis Seite 184 aufgetrennt werden. Diese Abgrenzung ist<br />
rein pragmatisch, da es sich bei den auf den folgenden Seiten aufgeschlüsselten Taxa auch um<br />
besonders schwierig zu bestimmende handelt.<br />
In diesem Zusammenhang sei auch noch auf ein spezielles Problem hingewiesen, dass gele-<br />
gentlich bei den Alternativen 26 und 27 (S. 156 in WARINGER & GRAF 1997) auftreten kann.<br />
Die dort abgefragten Merkmale (Vorhandensein, Fehlen bzw. Ausprägung von Skleriten im<br />
hinteren Abschnitt der lateralen Protuberanzen) sind nur dann zielführend, wenn sie völlig<br />
eindeutig erkennbar sind. In nicht wenigen Fällen sind Sklerite nur undeutlich erkennbar, was<br />
eine Bestimmung erschwert. In solchen Fällen sollte von einer weitergehenden Bestimmung<br />
abgesehen werden und auf das übergeordnete Taxon Chaetopterygini/Stenophylacini zurück-<br />
gegriffen werden.<br />
Generell problematisch ist die Artbestimmung, wenn für eine Art der Gattung eine Larvenbe-<br />
schreibung fehlt. In der Regel handelt es sich aber um sehr seltene oder verschollene Arten.<br />
Liegt dennoch eine solche Art vor, folgt (fast) zwangsläufig eine Fehlbestimmung. Vor dem<br />
Hintergrund <strong>des</strong> allgemeinen Rahmens (Fließgewässerbewertung) und der wenigen Fälle, die<br />
es hier betrifft, wird dieses Problem aber hingenommen.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 77
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Bestimmungsliteratur<br />
PITSCH, T. (1993): Zur Larventaxonomie, Faunistik und Ökologie mitteleuropäischer Fließwasser-Köcherfliegen<br />
(Insecta: Trichoptera).- Schriftenreihe <strong>des</strong> Fachbereichs Landschaftsentwicklung Sonderheft S8: 316 S., Berlin.<br />
WARINGER, J. & W. GRAF (1997, inkl. der Ergänzungen 2000): Atlas der österreichischen Köcherfliegenlarven<br />
unter Einschluß der angrenzenden Gebiete.- 286 S., Wien.<br />
Ergänzende Werke:<br />
DECAMPS, H. (1970): Les larves de Brachycentridae (Trichoptera) de la faune de France. Taxonomie et ecolo-<br />
gie.- Annales de Limnologie 6: 51-73, Toulouse.<br />
EDINGTON, J. M. & A. G. HILDREW (1995): A revised key to the caseless caddis larvae of the British Isles with<br />
notes on their ecology.- Freshwater Biological Association, Scientific Publication 43: 1-134, Ambleside.<br />
GRENIER, S., H. DECAMPS & J. GIUDICELLI (1969): Les larvae de Goeridae (Trichoptera) de la Faune de France.<br />
Taxonomie et ecologie.- Annales de Limnologie 5: 129-161, Toulouse.<br />
HIGLER, L. W. (1970): The larvae of Cyrnus crenaticornis (KOLENATI, 1859) (Trichoptera, Polycentropodidae).-<br />
Entomologische Berichte 30: 58-60.<br />
HIGLER, L. W. & J. O. SOLEM (1986): Key to the larvae of North-West European Potamophylax species<br />
(Trichoptera, Limnephilidae) with notes on their biology.- Aquatic Insects 8: 159-169, Lisse.<br />
STROOT, P., H. TACHET & S. DOLEDEC (1988): Les larves d´Ecnomus tenellus et d´Ecnomus deceptor (Trichop-<br />
tera, Ecnomidae): Identification, distribution, biologie et ecologie.- Bijdragen tot de Dierkunde 58: 259-269,<br />
Amsterdam.<br />
SZCZESNY, B. (1978): Larvae of the genus Philopotamus STEPHENS, 1829 (Insecta: Trichoptera) in Poland.- Acta<br />
Hydrobiol. 20: 55-61.<br />
WALLACE, I. D., B. WALLACE & G. N. PHILIPSON (1990): A key to the case-bearing caddis-larvae of Britain and<br />
Ireland.- Freshwater Biological Association, Scientific Publication 51: 1-237, Ambleside.<br />
WEINZIERL, A. (1999): Neues über Molanna nigra und einige seltenere Leptoceridae aus Bayern (Insecta:<br />
Trichoptera).- Lauterbornia 36: 9-12, Dinkelscherben.<br />
Nomenklatorische Referenz:<br />
ROBERT, B. (2001): Verzeichnis der Köcherfliegen (Trichoptera) Deutschlands.- Entomol. Nachr. Ber. Beiheft 6:<br />
107-151.<br />
Diptera<br />
Nomenklatur: SCHUMANN et al. (1999)<br />
Die große Gruppe der Diptera besteht im Wesentlichen aus Vertreten terrestrischer Habitate.<br />
In die Operationelle Taxaliste wurden nur solche Familien bzw. Gruppen einzelner Familien<br />
aufgenommen, die einen Bezug zu (semi-) aquatischen Lebensräumen aufweisen.<br />
Als zusammenfassen<strong>des</strong> Bestimmungswerk wird der an die Operationelle Taxaliste angepass-<br />
te und im Rahmen <strong>des</strong> hier vorliegenden Projektes neu erstellte Bestimmungsschlüssel von<br />
SUNDERMANN & LOHSE (2004) empfohlen. Zur Bestimmung der Blephariceridae soll der<br />
Schlüssel von FRUTIGER & JOLIDON (2000) verwendet werden. In der Regel werden Tiere im<br />
Puppenstadium bei der Bearbeitung der Makrozoobenthos-Proben nicht berücksichtigt. Eine<br />
Ausnahme bilden hier jedoch die Blephariceridae. Bei dieser überschaubaren Gruppe kann bei<br />
Anwendung <strong>des</strong> Bestimmungsschlüssels von FRUTIGER & JOLIDON (2000), anders als bei ei-<br />
nigen Larven, direkt das Artniveau angesprochen werden.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 78
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Anmerkungen zu einigen Familien<br />
Der Grad der Bestimmung der Chironomidae richtet sich nach dem zeitlichen Aufwand für<br />
die Determination. Da weder eine Präparation der Tiere, noch eine mikroskopische Untersu-<br />
chung vorgesehen ist, unterbleibt die Unterteilung in sämtliche Unterfamilien. Unter Chiro-<br />
nomidae Gen. sp. werden alle nicht als separates Taxon geführten Gruppen zusammengefasst.<br />
In der Regel soll die Unterteilung in die Tribi Chironomini und Tanytarsini vorgenommen<br />
werden, bei unzureichender Erkennbarkeit <strong>des</strong> Merkmals kann auf die Unterfamilie Chirono-<br />
minae zurück gegriffen werden. Halbe Tiere werden nur dann berücksichtigt, wenn sie die im<br />
Bestimmungsschlüssel abgefragten Merkmale aufweisen. Die Auftrennung der Empididae<br />
erfolgt nach den aufgeführten Taxa. Überwiegend terrestrische Gruppen wie z.B. die Gattung<br />
Empis oder Phyllodromia wurden nicht in die Taxaliste und somit auch nicht in den Bestim-<br />
mungsschlüssel von SUNDERMANN & LOHSE (2004) aufgenommen. In äußerst seltenen Fällen<br />
kann es daher zu einer Fehlbestimmung terrestrischer Taxa kommen, die aber bei der Bearbei-<br />
tung von Proben im Rahmen der Fließgewässerbewertung hingenommen wird. Gleiches gilt<br />
für terrestrische Taxa der Muscidae. Für die in Deutschland vorkommenden aquatischen Li-<br />
moniidae ist derzeit kein vollständiger Bestimmungsschlüssel vorhanden. Es wurden daher<br />
wenige, gut erkennbare und abundante Taxa in die Taxaliste und somit auch in den Bestim-<br />
mungsschlüssel von SUNDERMANN & LOHSE (2004) aufgenommen. Alle weiteren Limoniidae<br />
werden unter Limoniidae Gen. sp. zusammengefasst. Bei den Stratiomyidae wird die relativ<br />
einfache Unterteilung in die Arten Beris clavipes und B. vallata und die Gattung Nemotelus<br />
vorgenommen. Die Differenzierung der weiteren Taxa ist unter dem Binokular schwierig, so<br />
dass diese unter dem Taxon Stratiomyidae Gen. sp. zusammengefasst werden. Auch bei den<br />
Stratiomyidae können in seltenen Fällen terrestrische Taxa in den Proben enthalten sein. Bei<br />
der Bestimmung wird der Bearbeiter jedoch in diesen Fällen zum Taxon Stratiomyidae Gen.<br />
sp. kommen, so dass keine gravierende Fehlbestimmung auftritt.<br />
Innerhalb der Tipulidae wird lediglich die Unterteilung in die Gattungen Dolichopeza und<br />
Tipula vorgenommen. Eine weitere Differenzierung wäre auch hier mit erheblichen zeitlichen<br />
Aufwand verbunden. Äußerst seltene Taxa wie Nigrotipula oder Prionocera wurden für die<br />
Taxaliste nicht berücksichtigt. Bei Auftreten dieser Gattungen würde mit Tipula sp. auch hier<br />
eine Fehlbestimmung erfolgen.<br />
Bestimmungsliteratur<br />
FRUTIGER, A.& C. JOLIDON (2000): Bestimmungsschlüssel für die Larven und Puppen der in der Schweiz, in<br />
Österreich und in Deutschland vorkommenden Netzflügelmücken (Diptera: Blephariceridae), mit Hinweisen zu<br />
ihrer Verbreitung und Phänologie.- Mitteilungen der schweizerischen entomologischen Gesellschaft 73: 93-108,<br />
Neuchâtel.<br />
SUNDERMANN, A. & S. LOHSE (2004): Bestimmungsschlüssel für die aquatischen Zweiflügler (Diptera) in An-<br />
lehnung an die Operationelle Taxaliste für Fließgewässer in Deutschland. In: Haase, P. & A. Sundermann<br />
(2004): Standardisierung der Erfassungs- und Auswertungsmethoden von Makrozoobenthosuntersuchungen in<br />
Fließgewässern.- Unveröffentlichtes Gutachten im Auftrag der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 79
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Ergänzende Werke:<br />
MCALPIN, J.F., B.V. PETERSON,G.E. SHEWELL, H.J. TESKY, J.R. VOCKEROTH & D.M. WOOD. (1981): Manual<br />
of Nearctic Diptera. Volume 1 & 2, 1344 S. – Res. Brch Agriculture Can. Monogr. No. 27 & 28, Ottawa.<br />
NILSSON, A. N. (Hrsg. 1997): Aquatic Insects of North Europe. A taxonomic handbook. Volume 2: Odonata,<br />
Diptera. – 2099 Abb., 440 S., (Apollo Books) Stenstrup.<br />
PAPP, L. & B. DAVAS (Hrsg., 1997): Contribution to a manual of Palearctic Diptera (with special reference to<br />
flies of economic importance). Volume 2: Nematocera and lower Brachycera. 1861 Abb. – 592 S., (Science<br />
Herald) Budapest.<br />
PAPP, L. & B. DAVAS (Hrsg., 1998): Contribution to a manual of Palearctic Diptera (with special reference to<br />
flies of economic importance). Volume 3: Higher Brachycera. 1174 Abb. – 880 S., (Science Herald) Budapest.<br />
PAPP, L. & B. DAVAS (Hrsg., 2000): Contribution to a manual of Palearctic Diptera (with special reference to<br />
flies of economic importance) (Appendix). 2139 Abb. – 604 S., (Science Herald) Budapest.<br />
RIVOSECCI, L. (1984): Ditteri (Diptera). 70 Abb. – Guide per il riconoscimento delle specie animali delle acque<br />
interne italiane 28, 177 S., (Consiglio nazionale delle ricerche) Roma.<br />
TACHET, H., P. RICHOUX, M. BOURNAUD & P. USSEGLIO-POLATERA (2000): Invertébrés d’eau douce, systéma-<br />
tique, biologie, écologie. CNRS Éditions, Paris: 1-588.<br />
TOMKA, I & P. RASCH (1993): Beitrag zur Kenntnis der europäischen Rhithrogena-Arten (Ephemeroptera, Hep-<br />
tageniidae): R. intermedia METZLER, TOMKA & ZURWERRA, 1987 eine Art der alpestris-Gruppe sowie<br />
ergänzende Beschreibungen zu fünf weiteren Rhithrogena-Arten.- Mitteilungen der Schweizerischen Entomolo-<br />
gischen Gesellschaft 66: 255-281.<br />
Nomenklatorische Referenz:<br />
SCHUMANN, H., R. BÄHRMANN & A. STARK (1999): Checkliste der Dipteren Deutschlands. Entomofauna Ger-<br />
manica 2., Studia dipterologica Supplement 2: 1-354, Halle (Saale).<br />
5.8 Abschließende Anmerkungen<br />
Trotz zum Teil klar formulierter Kriterien für die Aufnahme von Taxa in diese Liste ist die<br />
Konsistenz nicht immer auf Anhieb ersichtlich. In einer Reihe von Fällen flossen weitere Ü-<br />
berlegungen mit ein, deren Darstellung im Einzelnen den hier vorgegebenen Rahmen ge-<br />
sprengt hätte. Darüber hinaus gibt es in Einzelfällen unterschiedliche (wissenschaftliche) Auf-<br />
fassung, was die Aufnahme bzw. den Ausschluss einzelner Taxa anbelangt. In solchen Fällen<br />
musste durch die Autoren eine abschließende Entscheidung getroffen werden.<br />
Ein ganz anderes Problem ist bei der hier vorliegenden Zusammenstellung ebenfalls sehr<br />
deutlich geworden: In nicht wenigen Fällen mangelt es an geeigneten Bestimmungsschlüs-<br />
seln, obwohl vielfach das notwendige „know how“ vorhanden ist. Diese Lücken sollten so-<br />
bald wie möglich geschlossen werden. Dabei muss es bei Bestimmungsschlüsseln nicht im-<br />
mer darum gehen, sämtliche Arten voneinander zu trennen, zumal dieses in manchen Fällen<br />
(noch) nicht möglich ist. Die taxonomischen Kenntnisse sind aber viel weitreichender, als in<br />
der Literatur derzeit publiziert, oder aber diese Kenntnisse sind über zahlreiche Einzelpublika-<br />
tionen verstreut, so dass nur wenige Spezialisten den notwendigen Überblick behalten. An<br />
dieser Situation sollte unbedingt was geändert werden.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 80
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
6 Bestimmungsschlüssel<br />
Ein wesentliches Kriterium der Operationellen Taxaliste ist die Möglichkeit der Bestimmung<br />
einer Ordnung (Gruppe) mit (im Idealfall nur) einem zusammenfassenden Bestimmungs-<br />
schlüssel. Für viele Ordnungen (Gruppen) liegen solche Werke vor. Anders allerdings bei den<br />
Diptera und Plecoptera, bei denen bis heute geeignete zusammenfassende Werke fehlen. Da-<br />
her wurden im Rahmen dieses Projektes für diese beiden Ordnungen neue Bestimmungs-<br />
schlüssel erstellt.<br />
Bei den Ephemeroptera und Turbellaria liegen gute und aktuelle Bestimmungsschlüssel vor.<br />
Allerdings fehlten in beiden Schlüsseln einzelne wichtige Taxa. Durch ebenfalls im Rahmen<br />
dieses Projektes erstelle Ergänzungen können nun auch diese Taxa berücksichtigt werden.<br />
Die neu erstellten Bestimmungsschlüssel sowie die Ergänzungen sind im Anhang aufge-<br />
führt.<br />
6.1 Plecoptera<br />
Für die Gruppe der Plecoptera fehlte bislang ein zusammenfassen<strong>des</strong> Werk, welches sämtli-<br />
che in Deutschland vorkommenden Gattungen berücksichtigt. Aus diesen Gründen wurde<br />
Prof. ZWICK (Schlitz) mit der Erstellung eines entsprechenden Bestimmungsschlüssels beauf-<br />
tragt.<br />
Da dieser Schlüssel nicht nur die in Deutschland, sondern sämtliche West Palearktischen Gat-<br />
tungen behandelt, ist er von überregionaler Bedeutung und wurde daher in englischer Sprache<br />
verfasst (ZWICK 2004).<br />
6.2 Diptera<br />
Auch für die Bearbeitung der Diptera lag bislang kein zusammenfassen<strong>des</strong> Bestimmungswerk<br />
vor, mit welchem die in der Operationellen Taxaliste aufgeführten Taxa effektiv hätten be-<br />
stimmt werden können. Der ebenfalls im Rahmen dieses Projektes neu erstellte Bestim-<br />
mungsschlüssel „Bestimmungsschlüssel für die aquatischen Zweiflügler (Diptera) in Anleh-<br />
nung an die Operationelle Taxaliste für Fließgewässer in Deutschland“ von SUNDERMANN &<br />
LOHSE (2004) wird diese Lücke schließen.<br />
6.3 Ergänzung Ephemeroptera (Rhithrogena)<br />
Die Bestimmung der Ephemeroptera der Operationellen Taxaliste erfolgt mit dem Werk von<br />
BAUERNFEIND & HUMPESCH (2001). Allerdings wird dort die Gattung Rhithrogena in künstli-<br />
che (nicht systematische) Gruppen unterteilt. Mittels der im Anhang wiedergegebenen Ergän-<br />
zung können nun die verschiedenen (Unter-) Gruppen der Gattung Rhithrogena getrennt wer-<br />
den (LOHSE 2004).<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 81
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
6.4 Ergänzung Turbellaria<br />
Für die Bestimmung der Turbellaria wird das Werk von REYNOLDSON & YOUNG (2000) emp-<br />
fohlen. Dieses enthält sowohl einen Schlüssel für die Bestimmung lebender Tiere im Gelände<br />
als auch eine Anleitung, die genutzt werden kann, um möglicherweise im Gelände übersehene<br />
Tiere im Labor zu bestimmen. Der Schlüssel deckt mit Ausnahme von zwei Arten (Dugesia<br />
gonocephala und Dendrocoelum romanodanubiale) alle Taxa der Operationellen Taxaliste<br />
ab. Um auch diese beiden Taxa im Gelände mit REYNOLDSON & YOUNG (2000) erfassen zu<br />
können, wurde eine entsprechende Ergänzung erstellt (PAULS 2004).<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 82
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
7 Zusammenfassung<br />
Hauptaufgabe <strong>des</strong> hier vorgestellten Projektes ist die Entwicklung einer standardisierten Un-<br />
tersuchungs-Methode für das Makrozoobenthos in Fließgewässern im Rahmen der Umset-<br />
zung der EU-Wasserrahmenrichtlinie in Deutschland.<br />
In einem ersten Ansatz wurden mit der RIVPACS- und der AQEM/STAR-Methode zwei ver-<br />
schiedene Gesamtverfahren (für Aufsammlung und Sortierung) getestet. An jeweils 28 Ge-<br />
wässerabschnitten wurden mit beiden Methoden Parallelproben genommen und mit den resul-<br />
tierenden Taxalisten die Bewertungsergebnisse nach dem neuen deutschen multimetrischen<br />
Bewertungsverfahren errechnet. In 11 Fällen (39%) ergaben sich mit den beiden Aufsamm-<br />
lungsmethoden unterschiedliche ökologische Zustandsklassen. Diese hohe Differenz verdeut-<br />
licht, dass verschiedene Methoden unterschiedliche Ergebnisse erzeugen und unterstreicht die<br />
Notwendigkeit, eine einheitliche, standardisierte Methode festzulegen.<br />
Die Standardisierung erstreckt sich dabei auf die folgenden Bearbeitungsschritte:<br />
• Aufsammlung<br />
• Sortierung und<br />
• Bestimmung<br />
Für die einzelnen Schritte wurde empirisch oder mittels Methodenvergleichsuntersuchungen<br />
das jeweils geeignetste Verfahren abgeleitet oder entwickelt.<br />
Eine geeignete Aufsammlungsmethode muss sowohl in quantitativer (relativ konstanter Pro-<br />
benumfang durch Flächenbezug) als auch in qualitativer Hinsicht (paritätische Berücksichti-<br />
gung der vorhandenen Substrate) reproduzierbar sein. Diesen Ansprüchen genügt die in ho-<br />
hem Maße standardisierte Aufsammlungsvorschrift nach AQEM/STAR.<br />
Ausgehend von der AQEM/STAR-Aufsammlungsvorschrift war es naheliegend, auch die<br />
AQEM/STAR-Sortiervorschrift zu testet. Hierbei zeigte sich allerdings, dass der zeitliche<br />
Aufwand (und damit auch die Kosten) für die Bearbeitung einer AQEM/STAR-Probe mit im<br />
Mittel 12,6 Stunden für ein bun<strong>des</strong>weit anzuwenden<strong>des</strong> Verfahren im Routinebetrieb deutlich<br />
zu hoch ist. Da hierbei über 80% der Zeit auf die Sortierung und Bestimmung der Taxa entfal-<br />
len, konzentrierten sich die weiteren Untersuchungen auf diesen Bereich.<br />
Hierzu wurde im Rahmen dieses Projektes eine Variante der AQEM/STAR-Sortiermethode<br />
entwickelt. Bei dieser Variante wird eine AQEM/STAR-Probe über einem 2 mm Sieb in eine<br />
Grob- (≥ 2 mm) und eine Feinfraktion (< 2 mm) getrennt; beide Fraktionen wurden getrennt<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 83
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
ausgewertet. Die Grobfraktion, die einen deutlich höheren Anteil bis auf Artniveau bestimm-<br />
barer (und damit bewertungsrelevanter) Taxa enthalten sollte, enthielt im Vergleich zur voll-<br />
ständig sortierten Probe weniger als die Hälfe der Individuen, aber über 80% der Taxa. Damit<br />
sank einerseits der Zeitaufwand für Probennahme, Sortierung und Bestimmung auf nahezu die<br />
Hälfte, während andererseits in 87% der Fälle dieselbe ökologische Zustandklasse wie die der<br />
Gesamtprobe erzielt wurde.<br />
Die neu entwickelte Variante AQEM/STAR-Grobfraktion wurde gegen die RIVPACS- und<br />
die Lebend-Sortierung (nach BRAUKMANN 2000) getestet. Als Bezugspunkt für alle drei Vari-<br />
anten diente eine vollständig aussortierte AQEM/STAR-(Unter-)Probe, da diese von allen<br />
getesteten Varianten die höchsten Individuen- und Taxazahlen liefert. Die Ergebnisse sind in<br />
Tabelle 7.1 zusammengefasst.<br />
Tab. 7.1: Übersicht zu dem Sortiermethodenvergleich.<br />
Zeitaufwand [h]<br />
(Sortierung + Bestimmung)<br />
Mittlere Individuenzahl<br />
AQEM/STAR-<br />
Gesamt<br />
AQEM/STAR-<br />
Grobfraktion ≥ 2 mm<br />
RIVPACS Lebend<br />
10,6 (n=70) 5,1 (n=70) 4,3 (n=20) 1,7 (n=20)<br />
1066<br />
(n=70)<br />
469<br />
(n=70)<br />
385<br />
(n=20)<br />
225<br />
(n=20)<br />
Mittlere Taxazahl 52 (n=70) 42 (n=70) 39 (n=20) 28 (n=20)<br />
Relative Taxazahlen [%] 100 (Bezugsgröße) 81 (n=70) 72 (n=20) 48 (n=20)<br />
„Richtige“ ökologische Zu-<br />
standsklasse [%]<br />
100 (Bezugsgröße) 87 (n=70) 85 (n=20) 60 (n=20)<br />
Der Methodenvergleich zeigt, dass das Lebend-Sortierverfahren zwar deutlich am schnellsten<br />
ist, jedoch in 40% der Fälle eine von der Gesamtprobe abweichende ökologische Zustands-<br />
klasse erzielt.<br />
Das RIVPACS-Verfahren erzielt ähnliche Ergebnisse wie die AQEM/STAR-Grobfraktion.<br />
Allerdings ist die RIVPACS-Sortiervorschrift wesentlich komplexer, was zum einen höhere<br />
Anforderungen an die Bearbeiter bedeutet und zum andern die Variabilität deutlich erhöht.<br />
Aus diesen Gründen erscheint die modifizierte AQEM/STAR-Sortiervorschrift am geeignets-<br />
ten.<br />
Für eine Standardisierung der Bestimmungsergebnisse wurde eine Operationelle Taxaliste<br />
entwickelt. Sie enthält insgesamt 862 Makrozoobenthostaxa. Für jede Taxagruppe werden<br />
geeignete Bestimmungsschlüssel vorgegeben. Darüber hinaus wurden für die Plecoptera und<br />
Diptera neue Schlüssel sowie kleinere Ergänzungen zu vorhandenen Bestimmungsschlüsseln<br />
für die Turbellaria und Ephemeroptera erstellt.<br />
Die Taxa der Operationellen Taxaliste enthalten zur eindeutigen Identifizierung die entspre-<br />
chenden EDV-Nummern und sind mit ökologischen Indexinformationen hinterlegt.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 84
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
Als bun<strong>des</strong>weit anzuwenden<strong>des</strong> Verfahren zur Untersuchung von Makrozoobenthosproben in<br />
Fließgewässern für die Zwecke der EU-WRRL wird daher die im Rahmen dieses Projektes<br />
entwickelte Modifikation der AQEM/STAR-Methode sowie die daraufhin abgestimmte und<br />
ebenfalls hier entwickelte Operationelle Taxaliste empfohlen. Diese Methodik eignet sich<br />
sowohl für durchwatbare wie für nicht durchwatbare Gewässer und wird ausführlich be-<br />
schrieben. Für die Bun<strong>des</strong>wasserstraßen wird in Ergänzung hierzu von der BfG eine eigen-<br />
ständige Methode vorgestellt.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 85
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
8 Dank<br />
Ganz besonderer Dank geht an die Kolleginnen und Kollegen Dr. Andreas Dettinger-Klemm,<br />
Thomas O. Eggers, Christian Feld, Dr. Wolfram Graf, Dr. Clemens Grosser, Dr. Arne Hay-<br />
bach, PD Dr. Franz Hebauer, Monika Hess, Sandra Kramm, Dr. Hasko Nesemann, Dr. Claus<br />
Orendt, Dr. Herbert Reusch, Berthold Robert, Wolfram Sondermann, Dr. Frank Suhling, Prof.<br />
Dr. Rüdiger Wagner, Armin Weinzierl und Dr. Heide Zwick für zahlreiche kritische Hinweise<br />
und ohne deren Unterstützung die Erstellung der Operationellen Taxaliste bzw. der Bestim-<br />
mungsschlüssel nicht möglich gewesen wäre!<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 86
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
9 Literatur<br />
ALF, A., BRAUKMANN, U., MARTEN, M., & VOBIS, H. (1992): Biologisch-ökologische Ge-<br />
wässeruntersuchung – Arbeitsanleitung. Handbuch Wasser 2, Lan<strong>des</strong>anstalt für Um-<br />
weltschutz (Hrsg.). Karlsruhe. Loseblattsammlung.<br />
AQEM CONSORTIUM (2002): Manual for the application of the AQEM system. A comprehen-<br />
sive method to assess European streams using benthic macroinvertebrates, developed<br />
for the purpose of the Water Framework Directive: 22 27. Version 1.0, February 2002,<br />
downloadable as pdf-version at www.aqem.de.<br />
BARBOUR,M.T.,J.GERRITSEN,B.D.SNYDER, & J.B.STRIBLING (1999): Rapid Bioassessment<br />
Protocols for Use in Streams and Wadeable Rivers: Periphyton, Benthic Macroinverte-<br />
brates and Fish, Second Edition. EPA 841-B-99-002. U.S. Environmental Protection<br />
Agency; Office of Water; Washington, D.C.<br />
BRAUKMANN, U. (2000): Hydrochemische und biologische Merkmale regionaler Bachtypen<br />
in Baden Württemberg. Habilitationsschrift der Fakultät für Chemieingenieurwesen und<br />
Verfahrenstechnik, Abteilung Wasserchemie der Universität (TH) Karlsruhe. Lan<strong>des</strong>an-<br />
stalt für Umweltschutz Baden Württemberg (Hrsg.), Handbuch Wasser 2, Oberirdische<br />
Gewässer, Gewässerökologie 56. 501 S.<br />
LOHSE, S. (2004): Bestimmungsschlüssel der für Deutschland relevanten Untergruppen der<br />
Gattung Rhithrogena EATON (Ephemeroptera, Heptageniidae) in Anlehnung an die O-<br />
perationelle Taxaliste für Fließgewässer in Deutschland. Im Anhang dieses Berichtes.<br />
LORENZ, A., P. ROLAUFFS & D. HERING (2001): Bewertung von Bächen und Flüssen mit sili-<br />
katisch geprägtem Einzugsgebiet – wirkt sich gewässermorphologische Degradation auf<br />
das Makrozoobenthos aus? Deutsche Gesellschaft für Limnologie (DGL) - Tagungsbe-<br />
richt 2001 (Kiel), Tutzing 2002: 87-92.<br />
MAUCH, E., U. SCHMEDTJE, A. MAETZE & F. FISCHER (2003): Taxaliste der Gewässerorga-<br />
nismen Deutschlands.- Informationsberichte <strong>des</strong> Bayerisches Lan<strong>des</strong>amt für Wasser-<br />
wirtschaft 01/03: 388 S.<br />
PAULS, S. (2004): Ergänzungen zu Reynoldson & Young (2000). Im Anhang dieses Berichtes.<br />
RAWER-JOST, C. (2001): Eignung und Variabilität von Verfahren zur ökologischen Bewer-<br />
tung von Fließgewässern in Mittelgebirgen auf der Basis autökologischer Kenngrößen<br />
<strong>des</strong> Makrozoobenthos. – Dissertation, Universität Hohenheim. Shaker Verlag Aachen.<br />
REYNOLDSON, T.B. & YOUNG, J.O. (2000): A Key to the Freshwater Triclads of Britain and<br />
Ireland with Notes on Their Ecology. Freshwater Biological Association Scientific<br />
Publication 58: 1-72.<br />
SCHMEDTJE, U., SOMMERHÄUSER, M., BRAUKMANN, U., BRIEM, E., HAASE, P. & HERING, D.<br />
(2001): Top down - bottom up -Konzept einer biozönotisch begründeten Fließgewässer-<br />
typologie.- DGL-Tagungsbericht 2000: 147-151.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 87
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge<br />
SUNDERMANN, A. & S. LOHSE (2004): Bestimmungsschlüssel für die aquatischen Zweiflügler<br />
(Diptera) in Anlehnung an die Operationelle Taxaliste für Fließgewässer in Deutschland.<br />
Im Anhang dieses Berichtes.<br />
ZWICK, P. (2004): A key to the West Palaearctic genera of stoneflies (Plecoptera)in the larval<br />
stage. Im Anhang dieses Berichtes.<br />
Methodenstandardisierung Makrozoobenthos 88