Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Allj\u00e4hrlich werden durch die Turbinen von Wasserkraftwerken gro\u00dfe Mengen abwandernder Fische, insbesondere Aale, verletzt oder get\u00f6tet. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Fr\u00fchwarnsystems zur sicheren Vorhersage der Abwanderzeiten des Aals mittels automatischer Aufzeichnung von Aktivit\u00e4tsmustern geh\u00e4lterter Fische dieser Art. Die verl\u00e4ssliche Vorhersage der Fischabwanderung ist die Voraussetzung f\u00fcr ein \u00f6konomisches sowie fischfreundliches und damit \u00f6kologisch vertr\u00e4gliches Betriebsmanagement von Wasserkraftwerken.
\nDa derartige Fr\u00fchwarnsysteme bislang nicht existieren, l\u00e4sst sich nicht absch\u00e4tzen, ob sich auf diese Weise die Abwanderzeiten von Fischen mit hinl\u00e4nglicher Sicherheit identifizieren lassen. Um das Risiko von Fehlinvestitionen zu minimieren, ist das Projekt deshalb in drei Phasen unterteilt, von denen zun\u00e4chst nur die erste Projektphase beantragt wurde. Diese dient der Entwicklung und dem Betrieb einer Versuchsanlage.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAm Standort Dorlar an der Lahn waren zwei Versuchsanlagen installiert, die \u00fcber Pumpen mit Wasser des Flie\u00dfgew\u00e4ssers durchstr\u00f6mt wurden. Jedes der als MIGROMAT bezeichneten H\u00e4lterbecken war mit etwa 30 Aalen besetzt, die zuvor mit Transpondern individuell markiert worden waren. Jeweils vier in einem H\u00e4lterbecken angeordnete Antennen \u00fcberwachten kontinuierlich die Aktivit\u00e4t dieser Indikatorfische. Durch einen am Wehr Dorlar befindlichen station\u00e4ren Aalfang wurde zeitparallel das Abwandergeschehen von Aalen im Flie\u00dfgew\u00e4sser registriert. Durch Abgleich der Aktivit\u00e4tsmuster der geh\u00e4lterten Aale mit dem realen Abwandergeschehen galt es zu \u00fcberpr\u00fcfen, ob sich der Zeitpunkt einer Aalabwanderung in der Lahn anhand von Aktivit\u00e4ts\u00e4nderungen der geh\u00e4lterten Exemplare, die als pr\u00e4migratorische Unruhe bezeichnet wird, sicher prognostizieren l\u00e4sst.
\nEin weiteres H\u00e4lterbecken am Institut f\u00fcr angewandte \u00d6kologie bot neben der automatischen \u00dcberwachung transpondierter Aale zur Verifizierung der Aufzeichnungs- und Auswertungssoftware die M\u00f6glichkeit der visuellen Kontrolle der Fische auf eventuelle Verhaltensabnormit\u00e4ten.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Aufgrund anhaltender Hochw\u00e4sser wurde zun\u00e4chst der Projektbeginn verschoben und eine entsprechende kostenneutrale Verl\u00e4ngerung beantragt, doch verliefen die Arbeiten ab M\u00e4rz 1999 planm\u00e4\u00dfig. Insgesamt waren w\u00e4hrend der 1. Projektphase drei MIGROMATEN im Einsatz. Der Labor-MIGROMAT wurde am 13.09.1999 in Betrieb genommen. Aufgrund einer beginnenden Saprolengniose sowie der Erkenntnis, da\u00df die Beobachtung der darin geh\u00e4lterten Fische weder hinsichtlich der Fragestellung nach der pr\u00e4migratorischen Unruhe noch nach Verhaltensst\u00f6rungen zielf\u00fchrend war, wurden diese Aale am 22.12.1999 wieder in die Freiheit entlassen.
\nDie beiden MIGROMATEN in Dorlar an der Lahn waren vom 01.06.1999 bis zum 23.03.2000 \u00fcber insgesamt 295 Tage in Betrieb. Nur von wenigen Tagen fehlen aufgrund technischer Probleme Aufzeichnungen der Aktivit\u00e4t der insgesamt 53 Fische. Bis auf den Austausch einer defekten Antenne arbeiten alle MIGROMATEN st\u00f6rungsfrei. Allerdings hatten einen Tag nach der Markierung 6 Aale sowie einen Monat sp\u00e4ter ein weiterer Aal ihre Transponder verloren, was offensichtlich Ausdruck der hohen Elastizit\u00e4t der Aalhaut ist, die ein Einwachsen des Implantates in das Bindegewebe erschwert. Weitere Verluste von Markierungen wurden mit fortschreitendem Heilungsprozess nicht mehr beobachtet.
\nAls problematisch f\u00fcr die Auswertung stellte sich die gro\u00dfe Zahl t\u00e4glicher Leseereignisse dar, d.h. Passagen von Aalen durch die Rahmenantennen, was die Entwicklung einer ersten Auswertungssoftware erforderlich machte. Die Aale zeigten unmittelbar nach der Inbetriebnahme der MIGROMATEN mit bis zu 12.000 registrierte Antennenpassagen pro Tag eine au\u00dferordentlich hohe Aktivit\u00e4t, die sich jedoch in den folgenden 4 Wochen auf 1.800 bis 2.000 Lesungen pro Tag reduzierte. Da derartig langanhaltende Perioden hoher Unruhe in der Folgezeit nicht mehr auftraten, l\u00e4\u00dft sich der anf\u00e4nglich registrierte Effekt als stressbedingte Eingew\u00f6hnungsphase interpretieren. Im weiteren Verlauf des Projektzeitraums stabilisierte sich die durchschnittliche Aktivit\u00e4t der Aale \u00fcber den Sommer, nahm zum Winter hin kontinuierlich ab und sank mit Absinken der Wassertemperaturen Mitte November unter 4 \u00b0C unter 200 Antennenpassagen pro Tag. Gegen Ende Dezember bis Januar stellten die Aale ihre Aktivit\u00e4t nahezu vollst\u00e4ndig ein und gingen in eine Winterruhe \u00fcber. Erst Anfang Februar, mit steigenden Wassertemperaturen, wurden die Fische wieder munterer, so dass wieder durchschnittlich 200 Lesungen in 24 Stunden registriert wurden.
\nDie bis zum ersten Zwischenbericht vorliegende Auswertung der Verhaltensmuster der geh\u00e4lterten Aale zeigte, da\u00df die Fische mit einsetzender D\u00e4mmerung verst\u00e4rkt damit beginnen, in den H\u00e4lterbecken umherzuschwimmen. Im weiteren Projektverlauf konnte eine ausgepr\u00e4gte circadiane Rhythmik sowohl bei den im Labor- als auch den Freiland-MIGROMATEN geh\u00e4lterten Aalen festgestellt werden. Danach ist diese Fischart als ausgesprochen nachtaktiv zu beschreiben. Zwischen 2 bis 4 Uhr wird das Aktivit\u00e4tsmaximum erreicht, w\u00e4hrend die Fische um die Mittagszeit von 11 bis 13 Uhr nur wenig aktiv sind. Diese Erkenntnis l\u00e4sst erwarten, dass mit einer Abwanderung von Aalen in erster Linie w\u00e4hrend der Nachtstunden zu rechnen ist. Dar\u00fcber hinaus ist die circadiane Rhythmik von Aalen im Labor-MIGROMAT deutlich ausgepr\u00e4gter, als von Fischen in den Freilandh\u00e4lterbecken. Eine Erkl\u00e4rung f\u00fcr dieses Ph\u00e4nomen k\u00f6nnten die jeweils herrschenden Lichtverh\u00e4ltnissen sein: W\u00e4hrend unter Laborbedingungen das Wasser in dem H\u00e4lterbecken stets so klar war, dass die Fische die Tageszeit durch die Lichtverh\u00e4ltnisse unbeeinflusst wahrnehmen konnten, kann sich der Lichteinfall unter Freilandbedingungen selbst am Tage insbesondere nach Starkregenereignissen infolge auftretender Wassertr\u00fcbung stark reduzieren.
\nW\u00e4hrend des gesamten Untersuchungszeitraums wurden immer wieder kurzzeitige Aktivit\u00e4tsspitzen in den Verhaltensaufzeichnungen dokumentiert: 07.07., 05.08., 15.08., 07.09., 09.09., 18.09., 29.09., 03.10., 15.10., 23.10., 02.11., 11.11., 05.12., 08.12., 12.12.1999 sowie am 01.02., 26.02., 09.03. und 14.03.2000. W\u00e4hrend sich w\u00e4hrend des Sommers die Aktivit\u00e4t der Aale an diesen Tagen gegen\u00fcber den Vortragen etwa verdoppelte, steigerte sich w\u00e4hrend der Herbstmonate 1999 die Aktivit\u00e4t der Aale sogar auf das 10-fache. Durch Vergleich der im Aalfang nachgewiesenen Fische mit den Aktivit\u00e4tsaufzeichnungen, d.h. Aktivit\u00e4tszunahmen der Aale in den MIGROMATEN konnte zweifelsfrei belegt werden, dass die geh\u00e4lterten Aale tats\u00e4chlich zu den gleichen Zeiten eine Steigerung ihrer Motorik erkennen lie\u00dfen, wenn auch ihre Artgenossen im Gew\u00e4sser abwanderten. 12 mal wurden jeweils am Morgen nach den registrierten Aktivit\u00e4tsspitzen in der Fanganlage Dorlar Aale angetroffen, was als Beweis zu werten ist, dass in der vorangegangenen Nacht eine Aalabwanderung in der Lahn stattgefunden hatte. Jede der 12 belegten Aalabwanderwellen korrelierte signifikant mit einem Aktivit\u00e4tsanstieg, der vom MIGROMATEN aufgezeichnet worden war. Leider liegt kein Nachweis f\u00fcr eine Aalabwanderung im Freiland f\u00fcr die Aktivit\u00e4tszunahmen am 18.09., 15.10. sowie den nach dem 24.12.1999 vor, da der Aalfang aufgrund der Erkrankung des Betreibers an einigen Tagen im Sommer sowie wegen der traditionellen Einstellung des Aalfanges nach Weihnachten verschlossen war. Die vorliegenden Befunde beweisen jedoch hinl\u00e4nglich, dass sich einerseits mit den MIGROMATEN die pr\u00e4migratorische Unruhe von Aale zuverl\u00e4ssig registrieren und sich andererseits anhand dieser die Abwanderung von Aalen im Gew\u00e4sser vorhersagen l\u00e4sst.
\nHinsichtlich der praktischen Anwendbarkeit eines Fr\u00fchwarnsystems ist es entscheidend, mit welchem zeitlichen Vorlauf Prognosen f\u00fcr eine zu erwartende Abwanderwelle erstellt werden k\u00f6nnen. Um dies in erster N\u00e4herung abzukl\u00e4ren, wurden die registrierten Aktivit\u00e4tsanstiege auf ihre zeitlichen Verl\u00e4ufe untersucht. Es zeigte sich, dass entgegen der normalen circadianen Rhythmik die Aktivit\u00e4t pr\u00e4migratorisch erregter Aale bereits vor dem Einsetzen der D\u00e4mmerung sprunghaft ansteigt. Der Verlauf der Erregungszunahme hat sich im Vorfeld einer in der Nacht zu erwartenden Abwanderwelle als charakteristisch erwiesen. Die statistisch\/mathematische Auswertung dieser Ereignisse zur Ermittlung von Schwellenwerten muss jedoch einer nachfolgenden Projektphase vorbehalten bleiben.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Vor dem Hintergrund der weltweiten Bedeutung des Fr\u00fchwarnsystems wurde die Vorrichtung zur Ermittlung der Wanderzeiten von Fischen sowie das Warenzeichen MIGROMAT\u00ae beim Deutschen Patentamt angemeldet.
\nDie erste Pr\u00e4sentation zum Stand des Projekts erfolgte am 03.09.1999 auf dem Fachforum der Deutschen Aalkommission beim Deutschen Fischereitag in Bad Mergentheim. Weitere Fachvortr\u00e4ge \u00fcber den MIGROMAT\u00ae fanden auf dem 2. Mainsymposium am 19.11.1999 in Frankfurt sowie anl\u00e4sslich der Fachabteilungstagung der Berufs- und Nebenerwerbsfischer des unterfr\u00e4nkischen Fischereiverbandes am 18.03.2000 in Veitsh\u00f6chheim statt. Die Pr\u00e4sentationen f\u00fchrten dazu, dass derzeit sowohl die hessische Landesregierung als auch die unterfr\u00e4nkische Fischereifachberatung die Anschaffung von MIGROMATEN\u00ae f\u00fcr die Staustufen Wahnhausen an der Fulda als auch Dettelbach am fr\u00e4nkischen Main erw\u00e4gen.
\nDar\u00fcber hinaus wurden die Mitglieder des Fachausschusses 5.7 der ATV-DVWK Fischschutz- und Fischabstiegsanlagen w\u00e4hrend der gesamten Laufzeit des Projektes \u00fcber den Stand der Erkenntnisse informiert. Dieser Informationsaustausch f\u00fchrte gemeinsam mit niederl\u00e4ndischen Kollegen zur Beantragung eines EU-Life-Projekts Management of silver eel: human impact on downstream migrating silver eel in the river Meuse, im Rahmen dessen zwei MIGROMATEN\u00ae an der Maas aufgestellt werden sollen.
\nIm Rahmen des von der DBU gef\u00f6rderten Projekts Jugend und Umwelt – Partnerschulen im Dialog besuchten am 28.03.2000 Sch\u00fcler des Johanneum Gymnasiums Hoyerswerda und einer Partnerschule aus Fulda begleitet von ihren Lehrern, einer Redakteurin und einem Fotographen der F.A.Z. (Frankfurter Allgemeine Zeitung) das Institut f\u00fcr angewandte \u00d6kologie, um \u00fcber das Fr\u00fchwarnsystem zu recherchieren. Im Laufe des Jahres wird von den Sch\u00fclern auf der Grundlage ihrer sehr gr\u00fcndlich und fachlich fundiert durchgef\u00fchrten Recherche in der F.A.Z eine Sonderseite zum Thema Wasserkraft und Fischabwanderung, bzw. dem Fr\u00fchwarnsystem MIGROMAT\u00ae gestaltet werden.
\nFolgende Fachpublikationen wurden w\u00e4hrend der Projektzeit verfasst:
\nAdam, B. (1999): Neue Erkenntnisse zur Aalabwanderung. – In: Arbeitsgemeinschaft Main e.V. (Hrsg.): 2. Mainsymposium 1999, 72 – 95.
\nAdam, B. & U. Schwevers (2000): Fr\u00fchwarnsysteme als M\u00f6glichkeit f\u00fcr ein gezieltes Betriebsmanagement von Wasserkraftwerken zum Schutz abwandernder Aale. – Arbeiten des Deutschen Fischereiverbandes 72 (in Druck).
\nAdam, B. & U. Schwevers (2000): MIGROMAT\u00ae – ein Fr\u00fchwarnsystem zur Erkennung der Fischabwanderung. – Wasser & Boden 52\/4, 16 – 19.
\nSchlie\u00dflich ist von der DBU in ihrer Schriftenreihe Initiativen zum Umweltschutz eine Publikation \u00fcber das Projekt vorgesehen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die 1. Projektphase wurde in vollem Umfang erfolgreich abgeschlossen. Die wesentliche Grundannahme zur Entwicklung eines praxistauglichen Fr\u00fchwarnsystems zur Erkennung der Aalabwanderung und als Voraussetzung f\u00fcr eine fischfreundliches Betriebsmanagement wasserbaulicher Anlagen, n\u00e4mlich der Nachweis, dass die Aale eine pr\u00e4migratorische Unruhe zeigen, die mit Hilfe von MIGROMATEN zuverl\u00e4ssig erkennt werden kann, wurde best\u00e4tigt. Vor diesem Hintergrund schlie\u00dft sich nunmehr die Entwicklung des Fr\u00fchwarnsystem f\u00fcr den praktischen Einsatz an. Dies bedeutet, dass die registrierten Aktivit\u00e4tsaufzeichnungen m\u00f6glichst zeitnah mathematisch\/statistisch auszuwerten sind, um im Falle einer bevorstehenden Aalabwanderwelle fr\u00fchzeitig Alarmmeldungen an die Betreiber wasserbaulicher Anlagen herausgeben zu k\u00f6nnen. Dieses Vorgehen erfordert eine Automatisierung der Auswertungsschritte sowie die Konzeption des Datentransfers von den MIGROMATEN zu einer Auswertungsstelle. Ein entsprechender Antrag f\u00fcr die F\u00f6rderung einer 2. Projektphase zur Automatisierung des Fr\u00fchwarnsystems wird der DBU umgehend zugehen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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