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Phytoplankton

Das Phytoplankton besteht aus frei im Wasser schwebenden, meist nur unter dem Mikroskop erkennbaren Algen verschiedener Algenklassen, wie z.B. Kieselalgen, Grünalgen, Goldalgen, Dinoflagellaten und Blaualgen und dient primär als Belastungsanzeiger für die Eutrophierung, die durch ein übermäßiges Nährstoffangebot hier Phosphor, Stickstoff und Silicium verursacht wird. Zusätzlich wirken auch die Lichtverfügbarkeit und die morphologischen Verhältnisse der Gewässer auf die Biozönose des Phytoplanktons ein. Starke Planktonentwicklungen in natürlicherweise nicht planktonführenden Gewässern sind daher ein Zeichen von Eutrophierung verbunden mit einer hydromorphologischen Degradation.

Für die Stehgewässer ist das Phytoplankton die wichtigste biologische Qualitätskomponente und der Indikator für die sogenannte Trophie, die das Ausmaß der pflanzlichen Primärproduktion bezeichnet. Zu untersuchende Trophie-Parameter sind der Phosphor, die Sichttiefe und der Chlorophyll a-Gehalt. Nährstoffarme Gewässer sind oligotroph. Die oft durch den Menschen verursachte Nährstoffanreicherung wird als Eutrophierung bezeichnet – nährstoffreiche Seen sind eutroph, poly- oder hypertroph und entwickeln größere Phytoplanktonbiomassen bis hin zu unerwünschten Algenmassenentwicklungen. Letztere können durch Cyanobakterien („Blaualgen“) gebildet werden, die auch Toxine (Algengifte) produzieren können.

Die Phytoplanktonentwicklung ist jahreszeitenabhängig. Es werden mindestens 6 Untersuchungen (in ca. monatlichen Abständen) im Zeitraum März bis Oktober zur Erfassung der Frühjahrszirkulation und der Sommerstagnationsphase durchgeführt. Die Untersuchungen erfolgen über der See-tiefsten Stelle von einem Boot aus. Mit einem Sondensystem werden die Wassertemperatur zum Erkennen der Schichtung, der pH-Wert, der Sauerstoffgehalt und die Leitfähigkeit in verschiedenen Wassertiefen gemessen. Die Sichttiefe wird mittels Secchi-Scheibe gemessen. In Abhängigkeit von den Schichtungsverhältnissen erfolgt mithilfe spezieller Wasserschöpfer die Entnahme von Wasserproben aus definierten Tiefen. Aus diesen Proben werden die Menge und die Artenzusammensetzung des Phytoplanktons sowie der Chlorophyll a-Gehalt und mindestens die Nährstoffparameter erfasst.

Nur in planktonführenden Fließgewässern, die im Saisonmittel zwischen April und Oktober eine mittlere Chlorophyll-a-Konzentration von über 20 µg/l unter natürlichen Abflussbedingungen aufweisen können, wird das Phytoplankon untersucht. Hierzu zählen z.B. die LAWA-Fließgewässertypen 9.2, 10, 15, 17, 20. In NRW gehören Rhein und Weser in diese Kategorie.

Für die Untersuchung und Bewertung des Fluss-Phytoplanktons ist das WRRL-konforme PhytoFluss-Verfahren entwickelt worden (Böhmer & Mischke 2011).

In jedem Untersuchungsjahr ist eine monatliche Beprobung des Phytoplanktons im Zeitraum April bis Oktober durchzuführen, so dass mindestens sechs Termine in die biologische Bewertung eingehen. Für die Untersuchung von Chlorophyll a und Nährstoffen wird ein 14-Rhythmus empfohlen.

Die Lugol-fixierten Phytoplanktonproben werden nach der Utermöhl-Methode unter dem Umgekehrten Mikroskop bestimmt, gezählt und ausgewertet (DIN EN 15204). Das Biovolumen des Phytoplanktons wird ermittelt (DIN EN 16695).

Die exakte Durchführung der mikroskopischen Auswertung ist im "Handbuch zum Bewertungsverfahren von Fließgewässern mittels Phytoplankton zur Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie in Deutschland" beschrieben (Mischke & Behrendt 2007).

Das Bewertungssystem hat mehrere Einzelkenngrößen, wobei der TIP = Typspezifischer Indexwert Potamoplankton und das Gesamtpigment (Chlorophyll a) die wichtigsten sind.

Durch Mittelung aller Kenngrößen wird der Gesamtindex Phytoplankton berechnet. Der Index nimmt Werte von 0,5 - 5,5 ein und wird den fünf ökologischen Zustandsklassen der WRRL zugeordnet.