VL Grundlagen Wasserökosysteme

• Strömung → starke Durchmischung

• meist kürzere Verweilzeit des Wassers

• Hydromorphologie (Form/Struktur) wird stark durch Flussdynamik geprägt

• offenes/verbundenes System: Austausch mit Ufer & Einzugsgebiet, Extremereignisse wirken direkt

• Binnengewässer, das größtenteils an der Erdoberfläche fließt

• kann teilweise auch unterirdisch fließen

• Rinnsal: < 1 m

• Bach: 1–3 m (berichtspflichtig nach WRRL)

• kleiner Fluss: 3–10 m (berichtspflichtig nach WRRL)

• großer Fluss/Strom: > 10 m (berichtspflichtig nach WRRL)

• natürliche Fließgewässer

• erheblich veränderte Fließgewässer (HMWB)

• künstliche Fließgewässer

• Gewässer I., II., III. Ordnung

• dient u. a. der verwaltungsrechtlichen Einordnung (z. B. Zuständigkeiten/Unterhaltung)

• hierarchisches System zur Einordnung von Gewässerabschnitten im Netzwerk

• nutzt Verzweigungen: kleine Quellbäche → niedrige Ordnung; Zusammenfluss gleicher Ordnung → Ordnung steigt

Grundlage hydrographischer Indikatoren, z. B.:

• Verzweigungsverhältnis

• Flussdichte

• Flusshäufigkeit

• liefert Wasser, Sediment, Nährstoffe, organisches Material

• Landnutzung/Extremereignisse im EZG wirken direkt auf das Gewässer

• longitudinal (stromauf–stromab)

• lateral (Ufer–Aue/seitlicher Austausch)

• vertikal (Wasser–Sediment/Grundwasser)

• zeitliche Skala (tages- bis jahrzehntliche Dynamik)

vor allem von Gefälle und Querschnittsfläche des Gewässers

• Oberlauf: hohe Energie → Erosion

• Mittellauf: Übergangsbereich

• Unterlauf/Mündung: geringere Energie → Ablagerung/Sedimentation

• stromauf meist grobes Material (Steine/Kies)

• stromab zunehmend feineres Material (Sand/Feinsediment) durch Transport & Abrieb

Einteilung des Fließgewässers in Abschnitte entlang des Verlaufs, die sich in

• Physik (Gefälle, Temperatur, Substrat)

• Biologie (Artengemeinschaften, Nahrung) unterscheiden

Fließgewässer zeigen kontinuierliche Gradienten stromabwärts:

• Energie-/Nahrungsquellen

• Partikelgrößen (CPOM → FPOM/DOM)

• Produzenten/Konsumenten und ihre Anteile

• allochthon: organisches Material von außen (v. a. Ufer/Einzugsgebiet, z. B. Laub)

• autochthon: Produktion im Gewässer (z. B. Algen/Periphyton)

• CPOM: grobes partikuläres organisches Material (z. B. Laub)

• FPOM: feines partikuläres organisches Material

• DOM: gelöste organische Substanz

• Verhältnis Produktion (P) zu Respiration (R)

• zeigt, ob ein Abschnitt eher „produktions-“ oder „zersetzungs-/verbrauchsdominiert“ ist

• Periphyton (Aufwuchs auf Steinen/Pflanzen)

• Makrophyten (Wasserpflanzen)

• Phytoplankton (v. a. in langsam fließenden/unteren Abschnitten relevanter)

• haftet an Substraten → bleibt trotz Strömung im System

• zentrale Nahrungsquelle für Grazer/Weidegänger

• Graser/Weidegänger

• Detritivore/Collectors (Sammler)

• Shredder (Zerkleinerer)

• Filter Feeders (Filtrierer)

• zerkleinern v. a. CPOM (z. B. Laub)

• erzeugen dabei u. a. FPOM, das weiter genutzt wird

• nutzen FPOM/Detritus

• sammeln Partikel aus Sediment/Strömung (je nach Typ)

• filtern FPOM/DOM-nahe Partikel aus der Wassersäule

• sind typisch, wo genug schwebendes Material verfügbar ist

• Omnivore (Allesfresser)

• wirbellose Räuber (Invertebrate predators)

Fische (als obere trophische Ebene)

• Energiepfade:

  • CPOM → Shredder

  • FPOM → Sammler/Filtrierer

  • Periphyton → Weidegänger

• Räuber (inkl. Fische) stehen „oben“ und verknüpfen die Pfade

• wegen einseitiger Strömung: Stoffe werden stromabwärts transportiert

• gleichzeitig werden sie unterwegs gebunden und später wieder freigesetzt → „Spirale“

Nährstoffe:

• werden mit der Strömung transportiert

• zwischendurch biologisch/chemisch gebunden

• nach einer Zeit rückgelöst und weitertransportiert

stark von der Ufervegetation (Eintrag organischer Substanz/Nährstoffe)

stromabwärts kann die Konzentration/Verfügbarkeit zunehmen, weil

• kontinuierlich Stoffe nachgeliefert werden

• Prozesse/Retention über Strecke wirken

Bereich im/unter dem Flussbett-Sediment, in dem Flusswasser und Grundwasser austauschen können (Infiltration/Exfiltration)

• mehr Besiedlungsraum

• Refugium bei extremer Strömung/Austrocknung

• Bewegungsraum

• Schutz vor Räubern

• Wiederbesiedlungsreservoir

• Temperaturrefugium

• hohe Heterogenität (Strömung & Substrat)

• große innere Oberfläche

• Mosaik verschiedener Habitate

• starke Vernetzung Land–Wasser

• hohe Biodiversität

• hohes Selbstreinigungspotenzial

• Nutzung der strömungsarmen Mikrozone direkt am Substrat

• ermöglicht Organismen „mit“ der Strömung zu leben, ohne weggespült zu werden

• strömungsarme Bereiche (z. B. hinter Steinen/Uferstrukturen)

• bieten Ruheraum/Refugium und sammeln oft organisches Material

• Organismen nutzen die Strömung, um Nahrung aus dem Wasser zu filtern

• benötigen passende Standorte/Strömungsbedingungen

• Verankerungsmechanismen (Haften/Klammern)

• Beschwerung/stromlinienförmige Gestalt (geringer Widerstand)

• stromabwärtiger Transport von Organismen (aktiv/passiv)

• wichtiger Prozess für Verteilung & Wiederbesiedlung, aber auch Risiko des „Verlusts“ aus Habitaten

• Lebensräume/Nahrung/Organismen sind entlang des Flusses räumlich verteilt

• Interaktionen passieren oft über Transport/Drift und nicht nur „am Ort“

• Nahrung/organisches Material wird stromabwärts weitergegeben

• Verarbeitung/Umwandlung entlang der Strecke (analog zur Stoff-/Nährstoffspirale)