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biologische Qualitätskomponenten

Das Kapitel „Auswirkungen auf Fließgewässer > Allgemeines“ legt dar, dass man als Auswirkungen im Sinne der Wasserrahmenrichtlinie unter anderem die „Empfindlichkeit“, mit der der Zustand der Fließgewässer auf signifikante Belastungen reagiert, zu verstehen hat; „Empfindlichkeit“ wird dabei gleichsam als der Zeigerausschlag aufgefasst, den die signifikanten Belastungen auf der Skala bewirken, nach der man den Zustand der Fließgewässer bewertet. Der Zustand eines Fließgewässers gliedert sich in den chemischen Zustand und in den ökologischen Zustand, der ökologische Zustand wiederum in sogenannte Qualitätskomponenten, die jeweils bestimmte Aspekte des ökologischen Zustandes erfassen. Will man also die „Empfindlichkeit“, mit der der Zustand eines Fließgewässers auf Belastungen reagiert, beurteilen, kann man dies nur, indem man jeweils die Auswirkungen auf die einzelnen Qualitätskomponenten und davon gesondert auf den chemischen Zustand des Fließgewässers betrachtet. Im Folgenden wird darauf eingegangen, wie die biologischen Qualitätskomponenten auf die signifikanten Belastungen reagieren. Hinsichtlich der Reaktion der übrigen Qualitätskomponenten und des chemischen Zustandes sei auf die Ausführungen in den Kapiteln „hydromorphologische Qualitätskomponenten der Fließgewässer“, „physikalisch-chemische Qualitätskomponenten der Fließgewässer“ und „chemische Fließgewässerqualitätsnormen der EU“ verwiesen.

 

Die Richtlinie 2000/60/EG - die EU-Wasserrahmenrichtlinie - gibt in Anhang V Nummer 1.1.1 eine abschließende Definition dessen, was zu den biologischen Qualitätskomponenten der Fließgewässer gehört:

  • die Zusammensetzung und Abundanz der Gewässerflora
  • die Zusammensetzung und Abundanz der benthischen Wirbellosenfauna
  • die Zusammensetzung, Abundanz und Altersstruktur der Fischfauna.

 

Abundanz bedeutet die Häufigkeit, mit der eine Tier- oder Pflanzenart in einem bestimmten Bereich eines Lebensraumes vorkommt. Die Gewässerflora unterteilt sich nach Richtlinie in Phytoplankton sowie Makrophyten und Phytobenthos. Phytoplankton sind frei im Wasser schwebende pflanzliche Organismen wie Kieselalgen oder Grünalgen, als Makrophyten bezeichnet man makroskopische, also ohne optische Hilfsmittel gut erkennbare Wasserpflanzen und als Phytobenthos allgemein am Gewässergrund siedelnde Pflanzen. Unter benthischer Wirbellosenfauna versteht man in der Regel das Makrozoobenthos, das heißt die mit dem Auge erkennbaren, im Allgemeinen mindestens einen Millimeter großen wirbellosen tierischen Organismen, die am Gewässergrund leben. Zum Makrozoobenthos zählen Krebse, Muscheln, Schnecken, aber auch Insektenlarven wie Köcherfliegenlarven oder Eintagsfliegenlarven.

 

Wenn nach Richtlinie 2000/60/EG zu untersuchen ist, wie der Zustand auf die signifikanten Belastungen reagiert, bedeutet dies, dass zu untersuchen ist, wie sich die Zusammensetzung, die Individuenzahl und bei Fischen auch die Altersstruktur der Tier- und Pflanzenwelt eines Fließgewässers durch die Belastungen verändern. Dabei sind Zusammensetzung, Individuenzahl und Altersstruktur von Natur aus in jedem Fließgewässer unterschiedlich, sie lassen sich allenfalls in idealisierenden Fließgewässertypen vergleichbar machen (siehe dazu das Kapitel „Fließgewässertypologie“).

 

In Deutschland existieren zum Zeitpunkt der Bestandsaufnahme keine Verfahren, mit denen sich in der von der Richtlinie verlangten umfassenden Weise Gewässerflora, Makrozoobenthos und Fischfauna untersuchen und bewerten lassen. Wie das Kapitel „Auswirkungen auf Fließgewässer > Allgemeines“ ausführt, muss sich die Wasserwirtschaftsverwaltung daher mit den in der Gewässerüberwachung herkömmlich angewandten Verfahren behelfen, um näherungsweise der Forderung der Richtlinie nach einer Beurteilung der Auswirkungen nachzukommen.

 

Dass es in Deutschland die von der Richtlinie 2000/60/EG verlangten Verfahren nicht gibt, rührt daher, dass man bisher die Beschaffenheit von Fließgewässern in mehrerlei Hinsicht nach anderen Grundsätzen einschätzte als die Richtlinie. So wendet die mecklenburg-vorpommersche Wasserwirtschaftsverwaltung beispielsweise den unten angeführten Standorttypieindex an, der mit seiner Unterkomponente Trichopterenindex die Besiedlung von Fließgewässern mit Köcherfliegenlarven erfasst. Untersucht wird mit dem Trichopterenindex also nur ein Teil des Makrozoobenthos und nicht, wie von der Richtlinie gefordert, das gesamte Makrozoobenthos. Der Standorttypieindex stellt mit seiner Komponente Trichopterenindex nur auf Köcherfliegen ab, weil nach Auffassung der mecklenburg-vorpommerschen Wasserwirtschaftsverwaltung die Besiedlung mit Köcherfliegenlarven mit hinreichender Genauigkeit stellvertretend anzeigt, wie es um das Makrozoobenthos eines Fließgewässers im Ganzen bestellt ist, und es einer Gesamtuntersuchung des Makrozoobenthos daher nicht bedarf. Eine solche Beschränkung auf Indikatororganismen gilt als nicht richtlinienkonform. Wenn die Wasserwirtschaftsverwaltung in der Bestandsaufnahme dennoch notgedrungen auf dieses und andere nicht richtlinienkonforme Verfahren zurückgreift, so ist dies als ein vorübergehendes Provisorium zu betrachten. Richtlinienkonforme Verfahren befinden sich in der Entwicklung und sollen spätestens 2007 anwendungsbereit sein.

 

 
Zur Beurteilung der Auswirkungen der signifikanten Belastungen auf die biologischen Qualitätskomponenten Makrophyten und Phytobenthos sowie Makrozoobenthos zog die mecklenburg-vorpommersche Wasserwirtschaftsverwaltung näherungsweise die mit folgenden Verfahren erhobenen Daten heran:
  • Verfahren zur ökologischen Bewertung von Fließgewässern in Mecklenburg-Vorpommern mittels Standorttypieindex (STI; bewertet die Qualitätskomponenten Makrozoobenthos sowie Makrophyten und Phytobenthos)
  • biologische Gewässergüteklassifikation mittels Saprobienindex (SI) gemäß DIN 38410, Teil 2 (bewertet die Qualitätskomponente Makrozoobenthos).

 

Der Standorttypieindex ist ein in Mecklenburg-Vorpommern entwickeltes typspezifisches Bewertungsverfahren, das die ökologische Güte bzw. die Degradation der Fließgewässer nach einem fünfstufigen Klassifikationssystem beurteilt. Das Verfahren nutzt drei verschiedene Indizes: einen Makrophytenindex (STI-Makrophyten), einen Köcherfliegenindex (STI-Trichopteren) und einen Schmetterlingsindex (STI-Lepidopteren). Da der STI-Lepidopteren nicht das eigentliche Gewässer, sondern den nach Wasserrahmenrichtlinie zunächst nicht relevanten Talraum bewertet, kamen nur die Daten des Makrophytenindexes und des Köcherfliegenindexes in der Bestandsaufnahme zur Anwendung.

 

Der STI-Makrophyten betrachtet neben den höheren Pflanzen und Moosen die Armleuchteralgen, aber auch andere Algen mit hoher Zeigerfunktion. Artenspektrum, Abundanz und räumliche Verteilung der Pflanzen gehen in die Bewertung ein. Dabei wird neben den eigentlichen Wasserpflanzen auch die amphibische bzw. Ufervegetation bis 30 cm oberhalb der Mittelwasserlinie erfasst. Dies hat den Vorteil, dass zum Beispiel auch beschattete, natürlicherweise makrophytenarme Gewässerabschnitte einer Bewertung zugänglich werden.

 

Die Köcherfliegen stellen eine Teilkomponente des Makrozoobenthos dar. Ihr Artenspektrum dient bei der Bestimmung des STI-Trichopteren als empfindlicher Indikator für den Zustand der benthischen Wirbellosenfauna. Erfasst werden sowohl die im Gewässer lebenden Larvalstadien als auch die geschlüpften Tiere (Imagines), die teilweise leichter zu bestimmen sind als die Larven und mit Lichtfallen gefangen werden.

 

Der Saprobienindex nach DIN 38410 ist ein etabliertes, in seiner bisherigen Form nicht typspezifisches Verfahren zur Bewertung der Saprobie von Fließgewässern an Hand der bodenlebenden Gewässerfauna. Saprobie bezeichnet die Belastung mit organischen, biologisch leicht abbaubaren Stoffen, die vornehmlich durch die Abwasserbehandlung in die Fließgewässer gelangen (siehe das Kapitel „punktuelle Fließgewässerbelastungen“). Der Saprobienindex wurde bisher deutschlandweit zur Beurteilung der biologischen Gewässergüte genutzt, ist, wenn er auch in gewissem Umfange andere Belastungen widerspiegelt, die Einfluss auf den Sauerstoffhaushalt eines Fließgewässers haben, in seiner Aussagekraft allerdings vor allem auf die genannte Belastung ausgerichtet. Die Bewertung erfolgt nach einer siebenstufigen Klassifikationsskala. Eine typspezifische Variante dieses Verfahrens ist in der Erprobung, war für die Zwecke der Bestandsaufnahme jedoch nicht anwendungsreif.

 

Die folgenden Karten zeigen die typspezifische Klassifizierung der WRRL-relevanten Fließgewässer Mecklenburg-Vorpommerns nach dem Standorttypieindex für die Köcherfliegen - stellvertretend für das ganze Makrozoobenthos - und nach dem Standorttypieindex für die Makrophyten. In die Bewertung der Qualitätskomponenten wurden aktuelle, bis einschließlich 2003 vorliegende Daten einbezogen.

 

Aktuellste Werte des Standorttypieindexes für Trichopteren bis 2003 in den WRRL-relevanten Fließgewässern Mecklenburg-Vorpommerns

 
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Aktuellste Werte des Standorttypieindexes für Makrophyten bis 2003 in den WRRL-relevanten Fließgewässern Mecklenburg-Vorpommerns

 
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Hinsichtlich der Klassifizierung nach dem herkömmlichen Saprobienindex gemäß DIN 38410 sei auf die Kartendarstellung in dem Kapitel „punktuelle Fließgewässerbelastungen“ verwiesen. Da der Saprobienindex ebenso wie der STI-Trichopteren die Beschaffenheit des Makrozoobenthos beschreibt, jedoch vor allem in Hinblick darauf, wie es durch organische Verschmutzungen beeinträchtigt ist, kann ein Vergleich der Daten des STI-Trichopteren, des STI-Makrophyten und des Saprobienindexes Hinweise geben, welche Belastungen sich hauptsächlich auf die WRRL-relevanten Fließgewässer Mecklenburg-Vorpommerns auswirken. So erreichen die Fließgewässer an 81,9 % der Messstellen eine Güteklasse von II und besser gemäß Saprobienindex, lediglich 18,1 % der Messstellen weisen eine Güteklasse von schlechter als II auf, wobei die Güteklassen III-IV und IV überhaupt nicht vorgefunden wurden. Die Güteklasse II war bis zum Erlass der Richtlinie 2000/60/EG das gewässerschutzpolitische Ziel der deutschen Wasserwirtschaftsverwaltung.

 

 

Betrachtet man dagegen den STI-Trichopteren, zeigt sich ein wesentlich differenzierteres Bild. Zum einen beanspruchen die Ergebnisse die ganze Skala des Indexes von Güteklasse 1 bis 5, zum anderen erreichen die Fließgewässer an nur 44,8 % der Messstellen Güteklasse 2 und besser, 55,2 % sind mit Güteklasse 3 und schlechter bewertet.

 

 

Ähnlich verhält es sich bei dem STI-Makrophyten; hier werden an nur 34,4 % der Messstellen die Güteklassen 1 und 2 ermittelt, die restlichen 65,6 % belegen die Güteklassen 3 bis 5.

 

 

Der STI-Trichopteren und der STI-Makrophyten bilden über die Auswirkungen organischer Verschmutzungen hinaus das ganze Spektrum der Auswirkungen auf die biologischen Qualitätskomponenten Makrozoobenthos und Makrophyten ab; angesichts der günstigen Ergebnisse des Saprobienindexes deuten beide Indizes im Wesentlichen auf morphologische Veränderungen und diffuse Nährstoffeinträge, wie sie die Kapitel „morphologische Fließgewässerveränderungen“ und „diffuse Fließgewässerbelastungen“ darstellen, als die bestimmenden Belastungen der WRRL-relevanten Fließgewässer Mecklenburg-Vorpommerns. In jedem Falle zeigen sie an, dass der Saprobienindex allein kein hinreichendes Bild der Fließgewässerbeschaffenheit gibt.

 

Makrozoobenthos, Makrophyten und Phytobenthos
Nach Richtlinie 2000/60/EG sind noch zwei weitere biologische Qualitätskomponenten zu betrachten: das Phytoplankton und die Fischfauna. Phytoplankton ist unter natürlichen Bedingungen nur in Fließgewässern mit langsamer Fließgeschwindigkeit und relativ hoher Verweilzeit in nennenswertem Ausmaß ausgeprägt, oder es wird aus Seen in Fließgewässer eingetragen. Die mecklenburg-vorpommersche Wasserwirtschaftsverwaltung stand einer Bewertung von Zusammensetzung und Abundanz des Phytoplanktons bisher mit Zurückhaltung gegenüber, weil man nach ihren Erfahrungen an der Aussagekraft dieser speziellen Parameter hinsichtlich der Fließgewässerbeschaffenheit zweifeln muss und ihre Bestimmung überaus aufwendig ist. Die mecklenburg-vorpommerschen Fließgewässer durchfließen zahllose Standgewässer, und es ist oft nicht zu entscheiden, ob die vorgefundenen Phytoplanktonarten originär dem Fließgewässer entstammen und über seine Beschaffenheit etwas verraten oder aus Standgewässern eingetragen wurden. Das Phytoplankton wird in Mecklenburg-Vorpommern herkömmlich deshalb nur mit dem vorderhand nicht richtlinienkonformen Summenparameter Chlorophyll-a-Konzentration bestimmt. Da die Richtlinie 2000/60/EG jedoch die umfassende Betrachtung des Phytoplanktons fordert, wird ein Bewertungsverfahren für diese Qualitätskomponente zu entwickeln versucht; für die Zwecke der Bestandsaufnahme war es aber nicht anwendungsreif.

 

Das Phytoplankton ging bei der Bestandsaufnahme in die Beurteilung der Auswirkungen letzlich indirekt mit der erwähnten Chlorophyll-a-Konzentration ein: Die Chlorophyll-a-Konzentration, ein Maß für die Biomasse des Phytoplanktons, wird sowohl bei der Bestimmung des STI-Makrophyten in rückgestauten Fließgewässern als auch bei der Klassifizierung der Wasserbeschaffenheit der Fließgewässer nach dem Sauerstoffhaushalt und der organischen Belastung gemäß Landesrichtlinie von 1993 (“MV-Richtlinie“) mit berücksichtigt.

 

Phytoplankton
Die Fischfauna wurde bisher von wasserwirtschaftlicher Seite bisweilen bei der Einschätzung der Gewässerbeschaffenheit betrachtet. Die erforderlichen Ermittlungen sind aufwendig, und die Ergebnisse lassen sich nach den Erfahrungen der mecklenburg-vorpommerschen Wasserwirtschaftsverwaltung nur schwerlich dazu verwenden, die Fließgewässerbeschaffenheit nach einer mehrstufigen Bewertungsskala zu beurteilen. In Mecklenburg-Vorpommern liegen gleichwohl zahlreiche Fischdaten vor, die von Wasserwirtschaft, Naturschutz und Landwirtschaft, von Ehrenamtlichen, Verbänden und Vereinen gesammelt wurden. Ein Verfahren, diese Daten typspezifisch zu bewerten und Schlüsse auf die Beschaffenheit von Fließgewässern zu ziehen, wird gemäß der Forderung der Richtlinie 2000/60/EG zu entwickeln versucht, ließ sich für die Bestandsaufnahme aber noch nicht anwenden. Zu den Auswirkungen der Belastungen auf die Fischfauna kann die Wasserwirtschaftsverwaltung daher nur in bestimmter Hinsicht indirekte Aussagen treffen: Insofern Wanderfischarten von mangelnder Durchgängigkeit der Fließgewässer betroffen sind, ist dieser Aspekt in der Einschätzung der Fließgewässerstrukturgüte enthalten; dazu sei auf das Kapitel „morphologische Fließgewässerveränderungen“ verwiesen.

 

Fischfauna

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