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Ökologische Durchgängigkeit von ­Verrohrungen kleiner Fließgewässer

Eine gewässerstrukturelle Erfassungsmethode

Abstracts

Kleine Fließgewässer der Oberläufe in den deutschen Mittelgebirgen gelten überwiegend als naturnahe Bäche mit geringen gewässerstrukturellen Störungen. Durch das meist dichte Wegenetz in forstwirtschaftlich genutzten Wäldern entstehen an Wegequerungen jedoch meist Wanderbarrieren durch Verrohrungen, die als Defizit der ökologischen Durchgängigkeit für wirbellose Organismen zu kennzeichnen sind. Eine aktive Aufwärtswanderung aquatischer Organismen, die ihrer natürlichen Drift stromabwärts nicht durch einen Kompensationsflug entgegenwirken können, wird die Möglichkeit der Wanderung auf und in der Gewässersohle durch Abstürze oder fehlende Sedimentauflage der Sohle erschwert bis unterbunden. Somit sind Verrohrungen als künstliche Wanderbarrieren auch eine potenzielle Gefahr zum Erhalt der Artenvielfalt in Fließgewässeroberläufen und als weiterer Stressor unter den gegebenen Auswirkungen des globalen Wandels (Klima- und Landnutzungswandel) einzustufen. Entsprechende Verfahren zur Erfassung und Beurteilung solcher Wanderbarrieren fehlen weitgehend für kleine Fließgewässer in den Oberläufen. Dieses Defizit war die Motivation für die Entwicklung einer praxis­orientierten Erfassungsmethode, welche vorgestellt wird. Es handelt sich um eine Vor-Ort-Kartierung struktureller gewässermorphologischer Defizite, welche als Grundlage für Verbesserungsmaßnahmen zur Gewährleistung der ökologischen Durchgängigkeit herangezogen werden kann.

Ecological Passability of Pipes in the Upper Reaches of Small Rivers

Small rivers in the headwaters of the German low mountain ranges are often considered as undisturbed streams with little hydro-morphological and structural degradation. Their passability, however, is often constrained by a dense network of paths in woods predominantly used by forestry, disturbing invertebrates in their up-and downward migration. Major deficits of the hydro-morphological properties are drop structures at the end of pipes (canalisation), backwater (temporary retention) at the beginning of a pipe and/or the lack of substratum support on the artificial channel bed. These structural changes either impede or inhibit active upstream migration of aquatic organisms on and in the river bed. In addition pipes are considered to potentially disturb the river continuity as well as degrade its structural quality. Pipes are artificial migration barriers and furthermore a potential risk to the conservation of biodiversity in headwaters and should be classified as another stressor under the given impacts of global change (climate and land use change). So far there is no appropriate method for the mapping and assessing of such migration barriers in the upper reaches of small rivers. The survey method presented has been developed to fill this gap. The paper explains and discusses its methodology which can be used as a basis to improve ecological passability.

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Abb. 1: Untersuchungsgebiet Krofdorfer Forst.
Abb. 1: Untersuchungsgebiet Krofdorfer Forst.
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1 Ausgangssituation und ­Zielstellung

Die Durchgängigkeit von Fließgewässern ist eine wichtige ökologische Funktion, die aufgrund gesetzlicher Vorgaben in Deutschland gemäß dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG 2013) vor vermeidbaren Beeinträchtigungen zu schützen ist. Bei der Umsetzung der europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL 2000) in Deutschland wurde in den vergangenen Jahren ein intensiver Fokus auf größere Fließgewässer sowie deren Einzugsgebiete gelegt. Kleine Fließgewässer der Oberläufe, zumeist Waldbäche, erscheinen dem wasserwirtschaftlichen Interesse weitestgehend entrückt zu sein (Schaber-Schoor 2007). Allerdings zerschneiden zahlreiche Wege die forstwirtschaftlich genutzten Waldareale und somit auch Quell- und Bachläufe (Rinderspracher 2004). Wegequerungen sind potenzielle Störungen der ökologischen Durchgängigkeit, wenn das Fließgewässer über Verrohrungen unterhalb der Wegedecke durchgeführt wird und Abstürze am Rohrauslass, Wasseraufstau am Rohreinlass und/oder fehlende Sedimentauflage an der künstlichen Sohle innerhalb der Verrohrung auftreten.

Bestehende Defizitkarten aus der Gewässerstrukturgütekartierung beinhalten meist keine Informationen über den Zustand solcher Beeinträchtigungen in den obersten Fließgewässerabschnitten, da die Erfassungsmethode dafür nicht explizit konzipiert ist (LAWA 2000, vgl. Reiss & Opp 2004). Oberlaufabschnitte, die durch die Gewässerstrukturgütekartierung erfasst und deren Ergebnisse in Informa­tionssystemen verfügbar sind, liefern jedoch räumlich wenig hoch aufgelöste und maßstabsabhängig aggregierte Daten (Anderer et al. 2008).

Die Zielstellung der vorliegenden Studie konzentriert sich deshalb auf die Erarbeitung einer einfachen und praxisorientierten Geländemethode, mit deren Hilfe potenzielle Störungen der ökologischen Durchgängigkeit kleiner Fließgewässer durch Verrohrungen auf Ebene kleiner Einzugsgebiete erfasst werden können (Zipprich 2012).

2 Untersuchungsgebiet

Das Untersuchungsgebiet (Abb. 1) ist ein 1,3km² großes Teileinzugsgebiet eines namenlosen Nebengewässers der Salz­böde (Code Wasserkörper DEHE_25834.1 nach dem Gewässerkundlichen Flächenverzeichnis) im Krofdorfer Forst, das bereits durch eine andere Studie bezüglich der faunistischen Besiedlung von Quellgewässern untersucht wurde (Reiss 2011). Das Untersuchungsgebiet liegt ca. 20km südwestlich von Marburg und gehört zum Einzugsgebiet der Lahn. Die vorherrschenden Defizite der Gewässerqualität liegen regional vor allem im Bereich Gewässerstrukturgüte, insbesondere durch Wanderbarrieren gekennzeichnet (HMUELV 2013). Hierbei fällt die Bewertung des Parameters ökologische Zustandsklasse Makrozoobenthos mit der Kennzeichnung der Güteklasse 4 (unbefriedigend) besonders negativ aus, was einen entsprechenden Forschungs- und Handlungsbedarf für das Untersuchungsgebiet bezüglich der ökologischen Durchgängigkeit verdeutlicht.

3 Ökologische Durchgängigkeit, Drift und Kompensation

Naturnahe Fließgewässer sind im Längsverlauf für Fische und wirbellose Organismen der Gewässersohle (Makrozoobenthos) durchwanderbar, also frei passierbar. Das schließt strukturell-natürliche Hindernisse wie zum Beispiel gewässertypische Abstürze an Kaskaden mit ein. Die Funktion der ungestörten Migrationsmöglichkeit (Drift und eigenständige Wanderung) für Organismen eines Fließgewässers wird als ökologische Durchgängigkeit bezeichnet (Jungwirth et al. 2003). Der Begriff „Durchgängigkeit“ („river continuity”) findet sich in Anhang V der EU-WRRL als Qualitätskomponente für die Einstufung des ökologischen Zustandes für Gewässer. Vannote et al. (1980) haben den Begriff des „Fließgewässerkontinuums“ geprägt, um eine ungestörte Verbindung von Stoff- und Sedimenttransporten (vgl. Pringle 2003) sowie eine typische Längszonierung von Lebensgemeinschaften von der Quelle bis zur Mündung zu charakterisieren. In der englischsprachigen Fachliteratur ist die Durchgängigkeit funktional mit Begriffen wie „hydrologic connectivity“ (Pringle 2001) oder „riverine connectivity“ (Ward 1989) gekennzeichnet und beinhaltet prozessual die Verbindung von Stoffen und Organismen im Fließgewässer bzw. der Gewässerlandschaft. Bei der Betrachtung der longitudinalen Konnektivität des Gewässers sollte beachtet werden, dass Fließgewässer über das Gewässernetz­system insofern miteinander in Beziehung stehen, dass aquatische Organismen von einem Oberlauf in einen benachbarten Oberlauf gelangen können. Patt et al. (2011) setzen die ökologische Durchgängigkeit mit dem Begriff der „Längsvernetzung“ gleich. Allerdings ist mit der ökologischen Durchgängigkeit nicht ausschließlich eine Längskonnektivität gemeint, sondern auch eine vertikale Passierbarkeit zum grundwasserbeeinflussten Grenzsaum, dem hyporheischen Interstitial (oder hyporheische Zone) sowie eine laterale Vernetzung zum Ufer und zur Aue (Ward & Stanford 1995). Die zeitliche Komponente wird als vierte Dimension ebenfalls berücksichtigt, wobei Dynamik in fluvialen Prozess-Systemen ermöglicht wird. Abhängig von der räumlichen Lage im Fließgewässerverlauf (Quellbereich, Ober-, Mittel- und Unterlauf) unterscheiden sich die verschiedenen Dimensionen der Konnektivität bzw. Interaktion („interactive pathways“ Ward & Stanford 1995) in ihrer Bedeutung (Abb. 2).

Eine ungestörte Interaktion im Gewässer ist insbesondere in den Oberläufen für die in Längsrichtung verlaufende ökologische Durchgängigkeit von Bedeutung. Dabei stehen Drift und dessen Kompensation durch Migration (Wanderung und Flug) von Organismen in einem „Besiedlungskreislauf“ („colonization cycle”) in unmittelbarem Zusammenhang (Müller 1982). Drift kann als nicht gewollter Unfall oder als Verhaltenstaktik aufgefasst werden (Dobson & Frid 2009), d.h. insbesondere benthische Wirbellose können durch die Strömung weggerissen werden und gelangen somit unfreiwillig vom Ober- in den Unterlauf (z.B. bei Hochwasser). Andererseits folgen bestimmte Ernährungstypen (Primärkonsumenten) unter den Wirbellosen (Detritusfresser, Filtrierer oder Strudler wie Schnecken, Bachflohkrebse und Zuckmückenlarven, aber auch Netzfänger wie die Larven der Hydropsychidae bei den Köcherfliegen) der Drift von Algen und Bakterien (Allan & Castillo 2007, Brehm & Meijering 1996, Hynes 1970). Die Gefahr, von Prädatoren gefressen zu werden, ist entsprechend hoch, so dass vor allem die Drift von Primärkonsumenten bei Nacht zu beobachten ist und als taktisch interpretiert wird („active dispersal“ nach Dobson & Frid 2009 im Sinne aktiver Ausbreitung durch Drift; vgl. Müller 1963a).

Die Kompensation von Drift kann bei Insekten durch den Kompensationsflug erfolgen (Russev 1973) oder durch eine aktive, stromaufwärts gerichtete Wanderung bei rein aquatischen Organismen wie den Bachflohkrebsen (Meijering 1972, Müller 1963b). Bachflohkrebse wandern bei Dunkelheit (Nachtaktivität) vornehmlich im Uferbereich gegen die Strömung und kompensieren somit die Drift (Müller 1963b, Müller 1966). Dieses Phänomen konnte Müller (1970) auch für andere Organismen nachweisen (siehe auch Söderström 1987; weitere Literatur in Rawer-Jost et al. 1999). Eine strukturelle Störung durch Aufstau, Sohlabsturz oder der Verbau von Ufer führt zu einer Einschränkung oder Unterbindung der ökologischen Durchgängigkeit. Eine longitudinale Passierbarkeit im aquatischen Lebensraum ist somit nicht gewährleistet, d.h. Drift und Wanderung als natürliche Ausbreitungsprozesse (Brittain & Eikeland 1988) von Lebewesen sind gestört.

4 Verrohrungen alsWanderbarrieren

Eine Verrohrung ist eine spezielle Form eines Gewässerdurchlasses. Hierbei steht der Begriff Durchlass für eine wasserbauliche Bezeichnung eines „Kreuzungsbau­werk[s], in dem ein Gewässer, in der Regel mit freiem Wasserspiegel und erheblicher Einengung des Abflussquerschnittes, unter einem Verkehrsweg oder Damm hindurchgeleitet wird“ (DIN 4047 Teil 5 in DIN 1996). Ein Verbau der Gewässersohle unterbindet eine vertikale ökologische Durchgängigkeit, so dass weder Grundwassertiere in das Gewässerbett ein- und auswandern können sowie benthische Wirbellose einen Rückzugsraum im fehlenden Lückensystem finden (Brehm & Meijering 1996, Mehl et al. 2005). Auch eine fehlende Substratauflage in Rohrleitungen kann als Wanderbarriere wirken (Brehm & Meijering 1996). Darüber hinaus behindern Abstürze mit einer Fallhöhe über 10cm bereits die Durchgängigkeit wirbelloser Wasserorganismen (Mehl et al. 2005, Boschi et al. 2003), da diese von benthischen Organismen nicht mehr überwunden werden können. Vor allem bei Bachflohkrebsen konnte beobachtet werden, dass diese sich stromabwärts am Auslass von Rohrleitungen ansammeln und oberhalb der Verrohrung bei entsprechendem Driftverlust selten oder nicht mehr anzufinden sind (Lehmann 1967). Des Weiteren können Verrohrungen an Wegquerungen ähnliche Effekte durch Wasserstau hervorrufen wie Wehranlagen (Brehm & Meijering 1996) und somit als „Driftfallen“ für Organismen und Sedimente wirken (Bertiller 2003, Boschi et al. 2003, Pechlaner 1986).

5 Ergebnis Methodenentwicklung: Vor-Ort-Erfassung von Verrohrungen

Arbeitsschritt 1

Die Kartierung der Vorrohrungen wurde an konkreten Einzelfällen im Untersuchungsgebiet in den Wintermonaten 2011 und 2012 entwickelt und erprobt. Dabei stellte sich bei einer ersten Begehung vor Ort heraus, dass die visuelle Einsicht in die Verrohrung durch Überdeckung (z.B. Äste, Sträucher) teilweise unmöglich war. Diese Erfahrungen wurden im Verfahrensablauf berücksichtigt, so dass in einem ersten Schritt die Anwendbarkeit der Erfassungsmethode für jeden Einzelfall einer zu kartierenden Verrohrung geprüft werden soll (Abb. 3). Sollte die Durchführung der Kartierung durch fehlende Einsichtnahme nicht gegeben sein, ist zu klären, ob diese durch das manuelle Entfernen von Sichthindernissen möglich ist oder eine Erfassung zu einem späteren Zeitpunkt bspw. nach einem Regenereignis und folglich natürlicher Entfernung der Materialien erfolgen kann. In Arbeitsschritt 1 ist ferner zu vermerken, ob das Gewässer an der Verrohrung wasserführend oder trockengefallen ist (temporäres Gewässer).

Arbeitsschritt 2

Es erfolgt die Erfassung der Durchgängigkeit mit Hilfe von Einzelparametern (Abb. 4). Der Bogen wird hierbei als Mittel einer Vor-Ort-Sichterfassung genutzt, wobei eine vereinfachte Entscheidungsstruktur im Sinne von Ja/Nein-Beantwortungen zu befolgen ist. Das bedeutet, dass aus der Sichterfassung festzuhalten ist, ob ein Faktor nach einem Entweder-oder-Muster ausgeprägt ist. Beurteilt werden die Verrohrung als Bauwerk, der Wasserfluss im Rohr (inklusive Wasserstand) wie auch das Sohlsubstrat. Eine Bewertung erfolgt unmittelbar im Bogen nach Feststellung der Parameterausprägung. Hierzu ist die „Legende Passierbarkeit“ anzuwenden, wobei die Passierbarkeit möglich erscheint, wenn alle Parameter mit weißer Farbe bzw. die Passierbarkeit als eingeschränkt bzw. unmöglich erscheint, wenn ein oder mehrere Parameter mit schwarzer Farbe unterlegt sind.

Es empfiehlt sich, die jeweiligen Ja- oder Nein-Kästchen entsprechend anzukreuzen, da der Aufnahmebogen auch zu einer ersten Lösungsfindung genutzt werden kann. Hierfür sind zu jedem aufgeführten Einzelparameter im Bogen unmittelbar erste Lösungsansätze im Sinne von Handlungsempfehlungen zur Verbesserung der ökologischen Durchgängigkeit der kartierten Verrohrung gegeben. Die jeweiligen Maßnahmen wurden in den Kartierbogen (Abb. 4) integriert, d.h. erste entsprechend praxisorientierte Lösungen sind Teil der Bewertung der Passierbarkeit. Die jeweiligen Maßnahmen wurden während der Entwicklung und Erprobung der Erfassungsmethode zur Feldarbeit neben der reinen Erhebungsmöglichkeit erarbeitet und sollen durch die Integration als Praxisleitfaden bereits bei der Geländearbeit mögliche Maßnahmen (Verbesserungsvorschläge) zur ökologischen Aufwertung der künstlichen Bauwerke vorschlagen. Der Verfahrensablauf ermöglicht demnach entsprechende Anknüpfungspunkte an die fachliche Praxis, so dass auf Grundlage der Erfassung unmittelbar Handlungsempfehlungen abgeleitet werden können (z.B. Umgestaltung oder Umbau eines Durchlasses zu einer Furt). Entsprechend umgesetzte Maßnahmen können nach der Durchführung durch eine erneute Kartierung mit dem Bogen erfasst und evaluiert werden. Somit ist zu einem späteren Zeitpunkt mit der gleichen Methode eine Effizienzkontrolle möglich.

Alle Angaben zu den aufgeführten Parametern sollen im Kartierbogen bei einer Untersuchung berücksichtigt werden, damit sowohl eine Einzelobjektbeurteilung sowie ein vollständiger Überblick über die ökologische Durchgängigkeit in einem Einzugsgebiet erfolgen kann. Zudem sind die Ergebnisse für mögliche spätere Kartierungen zur Feststellung von Veränderungen vergleichbar. Allgemeine Angaben wie Bogen-, Objekt und Bild-Nr. (Fotodokumentation), Datum sowie Sonstiges sind im Kartierbogenkopf festzuhalten. Parallel sollte der Punkt in einer Karte oder in einem GPS festgehalten werden, was entsprechend zu vermerken ist.

In Tab. 1 ist eine zusammengefasste Ergebnisübersicht zur Beurteilung der linearen Passierbarkeit an den in der Studie untersuchten Verrohrungen dargestellt. Beispiele zur Situation ausgewählter, untersuchter Verrohrungen sind in Abb. 5 durch eine Fotodokumentation abgebildet. Verrohrungen sind im Untersuchungsgebiet vornehmlich runde Rohrdurchlässe mit einer Nennweite von DN 40, d.h. einem Innendurchmesser von 38cm. Insgesamt konnten neun Wanderbarrieren (Abb. 6) dokumentiert werden, wobei die Passierbarkeit von acht Objekten fließgewässerabwärts als ungestört durchgängig einzustufen ist. Die Passierbarkeit einer Untersuchungsstelle wird als erschwert durchgängig eingeordnet. Anders verhält es sich mit der fließgewässeraufwärts gerichteten Durchgängigkeit der Wanderbarrieren. Bei acht Objekten ist die Passierbarkeit als unmöglich sowie bei einem Objekt als erschwert einzustufen.

6 Diskussion

Die vorgestellte Methode leistet einen Beitrag zur Erfassung und Kennzeichnung struktureller Defizite der ökologischen Durchgängigkeit von Bächen durch Verrohrungen an Wegequerungen. Die Verrohrung als spezieller Typ eines Querbauwerks wird konkret berücksichtigt, was bislang in allgemeinen Verfahren nicht genauer gekennzeichnet werden kann (Anderer et al. 2008, Mehl et al. 2005). Es handelt sich um eine einfach durchzuführende Geländemethode, die gewässermorphologische und ökologische Grundkenntnisse voraussetzt. Das Verfahren ist verhältnismäßig schnell, intuitiv und mit einem sehr geringen Materialaufwand durchführbar. Mit den zu erzielenden Ergebnissen wird die Grundlage für eine detaillierte Maßnahmenplanung geschaffen, da entsprechend explizite Standortdaten zu Verrohrungen als Wanderbarrieren der ökologischen Durchgängigkeit bereitgestellt werden können.

Allgemein muss jedoch festgestellt werden, dass nur wenige publizierte Untersuchungen zur Passierbarkeit und eine gewässerökologische Zustandserfassung der Durchgängigkeit in Quellbächen (Hypo­krenal) und Bachoberläufen (Epi­rhithral) erfolgt sind. Untersuchungsergebnisse liegen zur artspezifischen Aufwanderung von Wirbellosen zwar vor (Bergey & Ward 1989, Erman 1986, Rawer-Jost 1999, Ruittimann 1980, Schneider & Frost 1986, Söderström 1987, Williams & Williams 1993). Ableitungen zur Störung der ökologischen Durchgängigkeit sind jedoch nur indirekt möglich, da diese Untersuchungen nicht eine künstliche Unterbrechung der Passierbarkeit zum Thema haben. Wie eingangs erwähnt, sind vor allem Sohlabstürze mit geringer Fallhöhe (ab 10cm) für bestimmte Organismen bereits als Wanderbarriere einzustufen (Bertiller 2003, Boschi et al. 2003, Halle 1993 zitiert in Mehl et al. 2005). Eine Aufwärtswanderung des Makrozoobenthos erfolgt vor allem auf und im Sohlsubstrat, d.h. in dessen Lückensystem. Eine Zusammenstellung von Untersuchungen hierzu gibt Zaugg (1997). Das bedeutet, fehlende Substratauflagen in Verrohrungen sollten als Belastungsfaktor der Passierbarkeit erfasst werden.

Die Ergebnisse zeigen ein weiteres Problem: Gemäß DIN 19661-1 soll eine Verrohrung so eingebaut werden, dass aufgrund einer Mindestfließgeschwindigkeit von 0,5m/s keine Sedimentation ermöglicht wird, d.h. keine Substratauflage vorhanden ist. Hierin ist ein Zielkonflikt zwischen Wasserbau und Naturschutz zu er­kennen, der einen entsprechenden Handlungsbedarf zur Umgestaltung von Wegquerungen mit Verrohrungen begründet.

Es zeigt sich außerdem, wie wichtig die Erfassung von Verrohrungen als Wanderhindernisse kleiner Fließgewässer ist, um konkrete und flächenscharfe Grundlagendaten zu deren Lage und Zustand zu erhalten. Zumal zur Gewässerstrukturgüte kleiner Fließgewässer im Wald und speziell in den Oberläufen auch in bestehenden Informationssystemen (z.B. GESIS in Hessen) keine weiteren qualitativ hoch aufgelösten Daten zur Einschätzung der ökologischen Durchgängigkeit von Verrohrungen abrufbar sind.

Prinzipiell ist die Erfassungsmethode für Wegquerungen konzipiert, die als Wirtschaftswege genutzt werden (Dietz et al. 2011). Diese Wege haben eine Breite von drei bis fünf Metern, in Abhängigkeit davon, ob sie ein- oder zweistreifig durch forstwirtschaftliche Nutzfahrzeuge befahren werden. Andere Wege oder öffentliche Verkehrsstraßen wurden nicht berücksichtigt. Eine Erweiterung ist vor allem dann zweckmäßig, wenn entsprechend realistische Maßnahmen zur Umgestaltung möglich erscheinen, wie z.B. größere Profilbreiten von Durchlässen (LfU 2005). Inwieweit der Lichtmangel durch Verrohrungen als negativer Faktor einzustufen ist, konnte in der Einschätzung nicht berücksichtigt werden, da im Rahmen dieser Studie nicht geklärt werden konnte, ob es explizite störökologische Untersuchungen für Verrohrungen gibt. Bestimmte benthische Wirbellose reagieren auf Lichtreize bzw. zeigen ein phototaktisches Verhalten (Müller 1970, Müller 1963a). Auch von Wirbellosen des hyporheischen Interstitials (Lückensystem unterhalb der Bachsohle) ist ein phototaktisches Verhalten bekannt (Kureck 1967, Müller et al. 1963). Indirekte Ableitungen aus dieser Grundlagenforschung sind jedoch nicht möglich.

Die Konzeption der Erfassungsmethode beruht auf den Gegebenheiten im ausgewählten Untersuchungsgebiet Krofdorfer Forst. Diese Region gilt als repräsentativ für submontane Mittelgebirge mit forstwirtschaftlich genutzten Rotbuchenwäldern (Jedicke 1996, Scheler et al. 2005). Allerdings muss eine vollständige Übertragbarkeit auf andere Untersuchungsgebiete geprüft werden. Auch wenn über Normungen (DIN) im Wegebau mit ähnlichen Ausgangssituationen zu rechnen ist, so sind ggf. regionale und lokale Besonderheiten zu berücksichtigen. Hierin liegt jedoch keine wesentliche Schwäche der Methode, sondern eine Stärke in der praktischen Anwendung. Im Ansatz lassen sich die bestehenden Erfassungskriterien naturräumlich bezogen bzw. nach gewässerspezifischen Konfigurationen modifizieren. Auf besondere Aspekte wie beispielsweise Kolke in wenig widerstandsfähigem oder geochemisch gut löslichem Gestein (z.B. in Karstlandschaften) des Gewässerbetts, die durch die hydraulische Kraft in der Sohle zu Eintiefungen unterhalb eines Rohrauslasses führen, konnte nicht eingegangen werden. Allerdings steigern diese durch Bauwerke erzeugten Gewässerbettstrukturen die Fallhöhe zwischen Sohle und Rohrauslass deutlich, was eine Aufwanderung zusätzlich erschwert. Hierbei wird auf die Anleitung zur Gewässerstrukturkartierung nach dem Verfahren Einzelstruktur-Kartierung an Fließgewässern im Wald (EStruKa-FVA) verwiesen, welche solche Aspekte mit erfasst (Schaber-Schoor 2007). Ein weiterer unberücksichtigter Faktor ist der Wasserrückstau im Fließgewässer durch Verrohrungen, der zumindest temporär bei hohen Abflussmengen entsteht. Inwieweit der chemisch-physikalische Wasserhaushalt, ähnlich wie für Stauanlagen untersucht (Pohlon et al. 2007), verändert wird, konnte nicht abschließend geklärt werden. Ein solches Thema bietet einen Anknüpfungspunkt für weitere Untersuchungen, z.B. im Kontext der Wasserqualität im Gebietswas­serhaushalt kleiner Einzugsgebiete. Hierfür ist das Untersuchungsgebiet mit dem forsthydrologischen Testgebiet präde­stiniert.

Die im Erfassungsbogen einbezogenen Parameter sind aufgrund einer allgemeinen Vergleichbarkeit als Mindestanforderung von Beurteilungskriterien für Verrohrungen aufzufassen. Eine Anwendung außerhalb deutscher Mittelgebirge, d.h. für das Norddeutsche Tiefland, das Alpenvorland sowie die Alpen bleibt zu prüfen.

Hinsichtlich der Durchführung der Geländearbeit zur Kartierung zeigte sich, dass eine Anwendung des Bogens möglichst durch zwei Personen erfolgen sollte. Insbesondere die Fließgeschwindigkeitsmessung mittels Oberflächenschwimmer und Zeitnahme, zum Beispiel in der Verrohrung selbst, ist allein nicht praktikabel. Das erhöht sicherlich den Personalaufwand bei einer insgesamt bereits zeitintensiven Feldmethode gegenüber Methoden, die vorhandene Datenerhebungen nutzen. Es ist jedoch gut vorstellbar, dass bei entsprechend gewonnenen Erfahrungs- und Vergleichswerten, die Einschätzung weiterer zu kartierender Einzugsgebiete durch eine Person mittels empirisch gesicherter Abschätzung möglich ist.

Nicht berücksichtigt werden konnten zudem saisonale Schwankungen der Abflussmenge sowie das Vorkommen temporärer Gewässer. Ratsam ist eine Berücksichtigung allerdings aufgrund des Vorkommens von Refugialräumen mit speziell angepasster Fauna wie beispielsweise bodenfeuchte, trockengefallene Sohlenabschnitte mit Feinsubstrat oder offene, grobmaterialreiche Lückensysteme bei fehlender Wasserführung der Sohle als periodische Rückzugskleinhabitate (Bohle 2000, Meyer et al. 2000). Diese Extremlebensräume sind naturschutzfachlich von besonderem Interesse, da seltene Arten solche Habitate prägen und sich die Sensibilität gegenüber Störungen erhöht (Lorenz 2000).

Dank

Die Finanzierung dieser Untersuchung wurde durch das Deutschlandstipendium der Philipps-Universität Marburg und der Volksbank Mittelhessen ermöglicht. Der besondere Dank von Natascha Zipprich gilt ihrer Familie, ihren Studien-Freunden und vor allem ihrem Partner Tobias für fachlichen Rat, Diskussionen sowie tatkräftige Unterstützung.

Literatur

Allan, J.D., Castillo, M.M. (2007): Stream Ecology. Structure and Function of Running Waters. Dordrecht.

Anderer, P., Dumont, U., Linnenweber, C., Schneider, B. (2008): Durchgängigkeit der rheinland-pfälzischen Gewässer – Instrumente für die Entwicklung von Maßnahmenplänen. Korrespondenz Wasserwirtschaft 10, 568-574.

Bergey, E.A., Ward, J.V. (1989): Upstream-downstream movements of aquatic invertebrates in a Rocky Mountains stream. Hydrobiologia 185, 71-82.

Bertiller, R. (2003): Geschiebesammler an kleineren Fließgewässern im Mittelland und Jura – Problematik und Möglichkeiten der ökologischen Aufwertung. Vermessung, Photogrammetrie, Kulturtechnik 2/2003, 55-58.

Bohle, H.W. (2000): Anpassungsstrategien ausgewählter Organismen an temporäre Wasserführung – Insekten periodischer Fließgewässer Mitteleuropas. NUA-Seminarber. 5, 53-71.

Boschi, C., Bertiller, R., Coch, T. (2003): Die kleinen Fließgewässer. Bedeutung – Gefährdung – Aufwertung. Zürich.

Brehm, J., Meijering, M.P.D. (1996): Fließgewässerkunde. Einführung in die Ökologie der Quellen, Bäche und Flüsse. Wiesbaden.

Brittain, J.E., Eikeland, T.J. (1988): Invertebrate drift – a review. Hydrobiologia 166, 77-93.

Dietz, P., Knigge, W., Löffler, H. (2011): Wald­erschließung. Ein Lehrbuch für Studium und Praxis unter besonderer Berücksichtigung des Waldwegebaus. Remagen.

DIN (1996, Deutsches Institut für Normung e.V., Hrsg.): Wasserwesen. Begriffe; Normen. DIN-Taschenbuch 211, Beuth, Berlin.

Dobson, M., Frid, C. (2009): Ecology of Aquatic Systems. Oxford.

Erman, N. A. (1986): Movements of self-marked caddisfly larvae in a Sierran spring stream. Freshwater Biology 16, 455-464.

HMUELV (Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Hrsg., 2013): HMUELV 2013 Hessen: http://wrrl.hessen.de (Abfrage am 18.04.2013).

Hynes, H.B.N. (1970): The Ecology of Running Waters. Liverpool.

Jedicke, E. (1996): Brutvogelgemeinschaften in Buchen-Althölzern und Schirmbestand im Krofdorfer Forst bei Gießen. Forstw. Centralblatt 115, 163-173.

Jungwirth, M., Haidvogl, G., Moog, O., Muhar, S., Schmutz, S. (2003): Angewandte Fischökologie an Fließgewässern. Wien.

Kureck, A. (1967): Über die tagesperiodische Ausdrift von Niphargus aquilex schellenbergi Karaman aus Quellen. Z. Morph. Ökol. Tiere 58, 247-262.

LAWA (Länderarbeitsgemeinschaft Wasser, Hrsg., 2000): Gewässerstrukturgütekartierung in der Bundesrepublik Deutschland. Verfahren für kleine und mittelgroße Fließgewässer. Schwerin.

Lehmann, U. (1967): Drift und Populationsdynamik von Gammarus pulex fossarum Koch. Z. Morph. Tiere 60, 227-274.

LfU (Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg, Hrsg., 2005): Durchgängigkeit für Tiere in Fließgewässern. Leitfaden Teil 1 – Grundlagen. Mannheim.

Lorenz, A. (2000): Ökologische Auswirkungen periodischer Wasserführung auf die Makro­invertebratenzönose eines Mittelgebirgsbaches im Weserbergland. NUA-Seminarber. 5, 129-136.

Mehl, D., Thiele, V., Degen, B., Berlin, A., Gräwe, D. (2005): Konzeption zur Ableitung des höchsten und des guten ökologischen Potentials von erheblich veränderten/künstlichen Fließgewässern Mecklenburg-Vorpommerns anhand der charakteristischen Belastungen und Zönosen. Unveröff. Gutachten im Auftrag des Landesamtes für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg-Vorpommern.

Meijering M.P.D. (1972): Physiologische Beiträge zur Frage der systematischen Stellung von Gammarus pulex (L.) und Gammarus fossarum Koch (Amphipoda). Crustaceana Suppl. 3, 313-325.

Meyer, E.I., Schellenberg, E.T., Zah, R. (2000): Einführung in die Ökologie temporärer Fließgewässer. NUA-Seminarber. 5, 6-16.

Müller, K. (1963a): Tag-Nachtrhythmus von Baetidenlarven in der „Organischen Drift“. Naturwissenschaften 50 (5), 161.

– (1963b): Temperatur und Tagesperiodik der „organischen Drift“ von Gammarus pulex. Naturwissenschaften, 50 (161), 410-411.

– (1966): Zur Periodik von Gammarus pulex. ­Oikos 17, 207-211.

– (1970): Tages- und Jahresperiodik der Drift in Fliessgewässern in verschiedenen geographischen Breiten. Oikos Suppl. 13, 21-44.

– (1982): The Colonization Cycle of Freshwater Insects. Oecologia 52, 202-207.

–, Kureck, A., Müller-Haeckel, A. (1963): Zur Tagesperiodik von Niphargus aquilex schellenbergi KARAMAN (Gammaridae, Amphipoda). Naturwiss. 50 (17), 579-580.

Patt, H., Jürging, P., Kraus, W. (2011): Naturnaher Wasserbau. Entwicklung und Gestaltung von Fließgewässern. Berlin, Heidelberg.

Pechlaner, R. (1986): Driftfallen und Hindernisse für die Aufwärtswanderung von wirbellosen Tieren in rhithralen Fließgewässern. Wasser und Abwasser 30, 431-463.

Pohlon, E., Augspurger, C., Risse-Buhl, U., Arle, J., Willkomm, M., Halle, S., Küsel, K. (2007): Querying the Obvious: Lessons from a Degraded Stream. Restoration Ecology 15 (2), 312-316.

Pringle, C. (2001): Hydrologic Connectivity and the Management of Biological Reserves: A Global Perspective. Ecol. Appl. 11 (4), 981-998.

– (2003): What is hydrologic connectivity and why is it ecologically important? Hydrological Processes 17, 2685-2689.

Rawer-Jost, C., Kappus, B., Böhmer, J., Jansen W., Rahmann, H. (1999): Upstream movements of benthic macroinvertebrates in two different types of fishways in southwestern Germany. Hydrobiologia 391, 47-61.

Reiss, M. (2011): Substratpräferenz und Mikrohabitat-Fauna-Beziehung im Eukrenal von Quellgewässern. Diss., FB Geographie Philipps-Univ. Marburg. http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2011/0108/.

–, Opp, C. (2004): Ein Erfassungs- und Bewertungsverfahren der Gewässerstrukturgüte von Quellen und Quellbächen. In: Opp, C., Hrsg., Wasserressourcen – Nutzung und Schutz, Marb. Geogr. Schr. 140, 155-189.

Rinderspracher, H. (2004): Strukturgüte ausgewählter Waldbäche. In: Bönecke, G., Wattendorf, W., Red., Fließgewässer im Wald. Beiträge und Untersuchungsergebnisse zu ökologischen Funktionen, zur Gewässerstruktur und Gewässerfauna von Waldbächen, FVA, Freiburg, 59-74.

Ruittimann, M. (1980): Autökologische Untersuchungen der Eintagsfliegenlarve Ecdyonurus venosus unter besonderer Berücksichtigung der Aufwanderung. Diss. ETH Zürich Nr. 6510.

Russev, B.K. (1973): Kompensationsflug bei der Ordnung Ephemeroptera. In: Peters, W.L., Peters, J.G., Eds., Proceedings of the First International Conference on Ephemeroptera, 132-142.

Schaber-Schoor, G. (2007): Kleine Gewässerläufe im Wald – Grundlagen für den Erhalt und die Entwicklung naturnaher Bachläufe in bewirtschafteten Wäldern. Culterra 49, Freiburg.

Scheler, B., Paar, U., Schönfelder, E., Schmidt, M., Gawehn, P., Eichhorn, J. (2005): Das hydro­logische Forschungsgebiet Krofdorf. Exkursionsführer zum Treffen der Leiter der forstlichen Versuchsanstalten am 3./4. Mai 2005 im Forstamt Wettenberg. Unveröff. Mskr.

Schneider, D.W., Frost, T.M. (1986): Massive upstream migrations by a tropical freshwater neritid snail. Hydrobiologia 137, 153-157.

Söderström, O. (1987): Upstream movements of invertebrates in running waters – a review. Archiv für Hydrobiologie 111, 197-208.

Vannote, R.L., Minshall, G.W., Cummins, K.W., Sedell, J.R., Cushing, C.E. (1980): The river continuum concept. Canadian J. of Fisheries a. Aquatic Sciences 37, 130-137.

Ward, J.V. (1989): The four-dimensional nature of lotic ecosystems. J. N. Am. Benthol. Soc. 8(1), 2-8.

–, Stanford, J.A. (1995): The Serial Discontinuity Concept: Extending the Model to Floodplain Rivers. Regulated Rivers: Research & Management 10, 159-168.

WHG (2013) = Wasserhaushaltsgesetz vom 31. Juli 2009 (BGBl. I S. 2585), zuletzt durch Artikel 6 des Gesetzes vom 21. Januar 2013 (BGBl. I S. 95) geändert.

Williams, D.D., Williams, N.E. (1993): The upstream-downstream movement paradox of lotic invertebrates. Quantitative evidence from a Welsh mountain stream. Freshwater Biology 30 (2), 199-218.

WRRL (2000) = Richtlinie 2000/60/EG des Europäischen Parlamentes und des Rates vom 23. Oktober 2000 zur Schaffung eines Ordnungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpolitik, ABl. EG Nr. L 327/1, 22.12.2000.

Zaugg, C. (1997): Vernetzung bei Kleinwasserkraftwerken. Biologisches Kontinuum der Gewässer erhalten Untersuchungen über das Gewässerkontinuum für Fische und Kleinlebewesen. Unveröff. Ber. für das Bundesamt für Energiewirtschaft, Bern, unter Mitarbeit des Bundesamtes für Wasserwirtschaft, Biel, und des Bundesamtes für Umwelt, Wald und Landschaft, Bern.

Zipprich, N. (2012): Erfassung, Kennzeichnung und Bewertung der Durchgängigkeit an Kreuzungsbauwerken am Beispiel eines kleinen Fließgewässers im Krofdorfer Forst. Unveröff. Bachelorarb., FB Geographie, Philipps-Univ. Marburg.

Anschriften der Verfasser(in): Dr. Martin Reiss, Philipps-Universität Marburg, Fachbereich Geographie, Deutschhausstraße 10, D-35037 Marburg, E-Mail reissm@geo.uni-marburg.de; Natascha Zipprich, Universität Hohenheim, Institut für Landschafts- und Pflanzenökologie (320), August-von-Hartmann Straße 3, D-70599 Stuttgart, E-Mail natascha.zipprich@uni-hohenheim.de.

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