Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Anthropogene Feinsedimenteintr\u00e4ge k\u00f6nnen ein gro\u00dfes \u00f6kologisches Problem f\u00fcr Gew\u00e4sser darstellen. Sie verstopfen den L\u00fcckenraum von Gew\u00e4ssersohlen (das hyporheische Interstitial) und beeintr\u00e4chtigen dadurch den Wasser- und (N\u00e4hr-) Stoffaustausch zwischen frei flie\u00dfendem und Interstitialwasser. Diese \u201eKolmation\u201c gef\u00e4hrdet die \u00f6kologische Funktionsf\u00e4higkeit von Flie\u00dfgew\u00e4ssern, einschlie\u00dflich der Lebensgemeinschaften.
\nSalmoniden wie der Lachs (Salmo salar) legen ihre Eier direkt in diesen L\u00fcckenraum ab. Unnat\u00fcrliche Feinsedimenteintr\u00e4ge k\u00f6nnen den Schlupferfolg von Eiern hemmen, da es zu Sauerstoffdefiziten, Anrei-cherung von (Schad-) Stoffen und ggf. weiteren negativen Interaktionen kommen k\u00f6nnte.
\nDas vorliegende Forschungsprojekt \u201eKolmation und ihre Wirkung auf rheophile Fischarten\u201c betrachtet die Degradation von Laichhabitaten durch Kolmation und die Auswirkungen auf den Reproduktionserfolg anadromer Salmoniden an simulierten Laichgruben. Durchgef\u00fchrt wurden die Untersuchungen an ausgew\u00e4hlten Gew\u00e4ssern des Wanderfischprogramms Nordrhein-Westfalen im Einzugsgebiet der Sieg.
\nDas Projekt dient auch der Identifikation geeigneter Forschungsans\u00e4tze zur Beurteilung der Eignung von Gew\u00e4ssern f\u00fcr die Wiederansiedlung anadromer Salmoniden mit Blick auf deren Feinsedimentbelastung.
\nDie Arbeiten, die in Zul\u00e4ufen der Unteren Sieg stattfanden, erfolgten im Jahr 2020. Fachlich unterst\u00fctzt wurde das Projekt durch den Rheinischen Fischereiverband NRW 1880 e. V. Das Lebendmaterial (Lachseier im Augenpunktstadium) wurde durch die Landesfischereianstalt NRW (LANUV NRW, Abteilung
\nFischerei\u00f6kologie und Aquakultur) zur Verf\u00fcgung gestellt.
\nMit den Erfahrungen des Projektes soll eine Basis f\u00fcr ein weitergehendes investigatives Monitoring zur Habitateignung von kiesgepr\u00e4gten Gew\u00e4ssern f\u00fcr rheophile Fischarten gelegt werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZu dem Untersuchungsprogramm geh\u00f6ren Laichhabitatkartierungen, Messungen mit dem Kolmameter, optisch-haptische Kartierung von Kiesb\u00e4nken, chemisch-physikalische Untersuchungen, Makrozoobenthosbewertungen und das Ausbringen von Fischbrutbeh\u00e4ltern zur Beobachtung der Laichentwick-lung.
\nDie Auswahl der Probestellen erfolgte aus einer Kombination biotischer und abiotischer Sekund\u00e4rdaten sowie eigener Begehungen und Kartierungen.
\nIm Anschluss erfolgten detaillierte Kolmationsmessungen in 13 Untersuchungsbereichen und physika-lisch-chemische Untersuchungen des Interstitialwassers und der flie\u00dfenden Welle (Temperatur, Sauer-stoffge-halt und -s\u00e4ttigung, pH-Wert sowie elektrische Leitf\u00e4higkeit). Weitere Kolmationsmessungen zur r\u00e4umlichen Kolmationssituation erfolgten im Rahmen einer universit\u00e4ren Abschlussarbeit. F\u00fcr die Erfas-sung der Kolmation wurde u. a. das Messger\u00e4t Kolmameter, das als Funktionsmuster zur Verf\u00fcgung stand, eingesetzt.
\nZur Ermittlung des Reproduktionserfolges wurde von der Landesfischereianstalt NRW bereitgestellte
\nlebende Lachsbrut im Augenpunktstadium verwendet. F\u00fcr die In-Situ-Versuche wurden verschiedenartige Brutbeh\u00e4lter eingesetzt und auf ihre Funktionst\u00fcchtigkeit hin getestet. Die Lachsbrut wurde in k\u00fcnstlich angelegte Laichgruben gegeben und nach Erreichen von ca. 500 Tagesgraden aus der Gew\u00e4ssersohle entnommen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Das Schlupfergebnis war sehr unterschiedlich: Auffallend war eine hohe Ausfallrate in Beh\u00e4ltern mit eingeschwemmten Feinsediment. Zeitgleich mit der Entnahme der Brutboxen erfolgten die Kolmametermessungen. Dabei zeigte sich, dass keine der 13 gemessenen Stellen stark kolmatiert war.
\nTrotz nicht nachweisbarer Kolmation w\u00e4hrend des Expositionszeitraumes der Eier im Interstitial sammelten sich jedoch Feinsedimente in den Brutbeh\u00e4ltern an und f\u00fchrten insbesondere bei Brutbeh\u00e4ltern ohne Kies-einlage zu hohen Verlustraten.
\nAus dieser Beobachtung l\u00e4sst sich ableiten, dass die bewegliche Feinsedimentfracht in der flie\u00dfenden \u201eInterstitialwelle\u201c w\u00e4hrend der Brutentwicklung von gro\u00dfer Bedeutung ist. Diese wurde von den Kolmametermessungen m\u00f6glicherweise nicht erkannt, da das Messprinzip Verstopfungen bzw. Durchstr\u00f6mungswiderstand misst und nicht frei bewegliches Feinsediment.
\nDennoch geben Messungen der Kolmation grundlegende Hinweise auf eine generelle Feinsedimentbelastung und sie k\u00f6nnen als wichtiger Entscheidungstr\u00e4ger beispielsweise zur Eingrenzung weiterer Untersuchungen oder Auswahl geeigneter Gew\u00e4sserbereiche dienen.
\nNeue Erkenntnisse zur Kolmationsdynamik in Gew\u00e4ssern lieferte eine in den weiteren Projektverlauf integrierte Diplomarbeit zur r\u00e4umlichen Kolmationsverteilung im Interstitial. Die Messergebnisse aus punktuellen Messungen lassen bei \u00dcbertragung in den dreidimensionalen Raum verschiedene Interpretationen zur Feinsedimentverteilung zu, wobei die Kolmation tendenziell in die Tiefe zunimmt (Hahn, Lisa 2021, unver\u00f6ff.). Es konnten Vorschl\u00e4ge f\u00fcr ein Anwendungsverfahren f\u00fcr die r\u00e4umliche Kolmationserfassung des
\nInterstitialk\u00f6rpers abgeleitet werden. <\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die \u00fcberregionale Verbreitung der Ergebnisse soll via Tagungen und zielgruppenrelevanter Publikationen, aber auch \u00fcber Fachzeitschriften erfolgen.
\nZudem ist geplant, die Projektergebnisse auf der Jahrestagung 2022 der Deutschen Gesellschaft f\u00fcr Limnologie (DGL) im September 2022 im Rahmen von Vortr\u00e4gen vorzustellen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die gewonnenen Erfahrungen er\u00f6ffnen weitergehende Fragestellungen und vielversprechende Forschungsperspektiven. So sollten die Brutbeh\u00e4lter konstruktiv mit Blick auf die eingetragenen und zu-gleich unerw\u00fcnschten Feinsedimente so angepasst werden, dass sie einerseits die reale Feinsedimentsi-tuation widerspiegeln und andererseits nicht zur unerw\u00fcnschten Falle f\u00fcr Sedimente werden.
\nEinen weiteren, gegebenenfalls hochrelevanten Aspekt stellt die m\u00f6gliche toxische Belastung dar, welche sich aus der Akkumulation von Schadstoffen im Feinsedimentmaterial ergeben k\u00f6nnte. Neben dem quantitativen Ansatz, die Kolmation \u00fcber die Permeabilit\u00e4t des Interstitials (und somit dem Anteil der kolmatierenden Feinsedimente) zu erheben, w\u00fcrde der Blick vom \u201ewieviel\u201c (Verstopfung durch Feinsedimente) auf das \u201ewas\u201c (Bestandteile der Feinsedimente) gelenkt werden.
\nUm diese Fragestellung angehen zu k\u00f6nnen, wurde w\u00e4hrend der Projektlaufzeit vom Planungsb\u00fcro Zum-broich ein Sampler zur Entnahme von Interstitialwasser und -feinsediment entwickelt. Erste, testweise erhobene Probenahmen und zwei w\u00e4hrend der Laufzeit im Projektgebiet durchgef\u00fchrte Bachelorarbeiten zur Schwermetallbelastung der Sedimente best\u00e4tigten die Eignung f\u00fcr die Materialgewinnung zur Vor-Ort Analyse des Sediment-Wasser-Gemisches sowie f\u00fcr die chemische Analyse der Feinsedimente im Labor. Bei einer hohen Anzahl an Messpunkten lassen sich Eintragspfade detektieren und Belastungen bis zur Quelle nachverfolgen. Dies betrifft auch m\u00f6glicherweise toxisch wirkende Schadstoffe aus u. a. Siedlungswassereintr\u00e4gen.
\nEs erscheint sinnvoll, bei Fortf\u00fchrung der Fragestellung den Untersuchungsumfang auf weitere Gew\u00e4sser des Wanderfischprogramms Nordrhein-Westfalen auszuweiten, mit gr\u00f6\u00dferem Probenumfang und ei-nem l\u00e4ngeren Zeitraum. Dadurch lie\u00dfen sich gezielte Entwicklungs- und Schutzma\u00dfnahmen zur Habitat-qualit\u00e4t ableiten und auch die Priorisierung der Gew\u00e4sser f\u00fcr die Wiederansiedlung des Lachses justieren.
\nAbschlie\u00dfend soll nicht unerw\u00e4hnt bleiben, dass das Projekt w\u00e4hrend der gesamten Laufzeit von der Corona-Pandemie mit monatelanger Schlie\u00dfung des Pr\u00e4senz-Universit\u00e4tsbetriebes und andauernder Kontaktbeschr\u00e4nkungen begleitet wurde. Wir sind froh, dass dennoch ein zielgerichteter Projektablauf, insbesondere bez\u00fcglich der Arbeiten im Au\u00dfenbereich stattfinden konnte. Allen Beteiligten, voran unseren Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen, gilt daher ein besonderer Dank.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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