© lanuv/C. Brinkmann
Sie sind hier: Startseite LANUV » Umwelt » Wasser » Gewässerökologie » Ökologie der Stehgewässer

Texte sind in Bearbeitung

Das LANUV NRW – hier der Fachbereich 55 „Ökologie der Oberflächengewässer“ - führt regelmäßig biologische Untersuchungen in 25 Seen und 24 Talsperren mit einer Fläche von mehr als 50 ha durch. Grundlage für diese Gewässeruntersuchungen ist die im Jahr 2000 beschlossene EG-Wasserrahmenrichtlinie die in Deutschland rechtlich durch die Novellierung des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) und durch die Oberflächengewässerverordnung (OGewV 2011, 2016) umgesetzt ist. Nach diesen Regelungen soll der gute Gewässerzustand erhalten bleiben und – wo dies nicht mehr der Fall ist – soll schrittweise spätestens bis zum Jahr 2027 der gute Zustand erreicht werden. Erheblich veränderte und künstliche Gewässer müssen das gute ökologische Potenzial erreichen.

Die Untersuchung und Bewertung der Flora und Fauna liefert wesentliche Grundlagen z. B. zum Erhalt und zur Verbesserung der Artenvielfalt, des Gewässerschutzes und des Erholungs- und Freizeitwertes der Seen und Talsperren in NRW.

Tiere und Pflanzen sind wichtige Bioindikatoren. In der Zusammensetzung der Arten und der Häufigkeit ihres Vorkommens spiegeln diese Organismen die Lebensbedingungen über einen längeren Zeitraum wider und geben Auskunft über eine längerfristige Belastungssituation. Chemische Analysen beschreiben lediglich eine Momentaufnahme.

Talsperren sind aufgestaute und damit erheblich veränderte Fließgewässer, die mit ihren limnischen Eigenschaften stehenden Gewässern am ähnlichsten sind.

Die Seen in NRW sind bis auf 2 natürlich entstandene Altarme des Rheins (Altrhein Bienen-Prast und Altrhein Xanten) durch Menschenhand geschaffene Abgrabungsseen der Kies- und Sandindustrie oder des Braunkohletagebaus und damit gemäß Terminologie der WRRL künstliche Gewässer.

Für die Seen ist im operativen Monitoring ein Untersuchungsintervall von 3 Jahren vorgesehen; wenn der gute Zustand / das gute Potenzial schon erreicht ist, dann kann das Intervall auf alle 6 Jahre heraufgesetzt werden (s. Monitoring-Leitfaden NRW – www.flussgebiete.nrw.de).

Die Talsperren in NRW werden regelmäßig von den Betreibern / Wasserverbänden entsprechend den vorliegenden Nutzungen und Verbandsinteressen untersucht. Das LANUV untersucht im operativen Monitoring (einige) Talsperren gemäß EG-WRRL. In Kooperationen erfolgen Talsperrenuntersuchungen auch gemeinsam / ergänzend.

Die Stehgewässer werden nach einer Ausarbeitung der LAWA (Länderarbeitsgemeinschaft Wasser 2013?; LAWA-AO 2016 RaKon B I) auf der Basis von Ökoregion (Mittelgebirge oder Tiefland), der Geologie (Calcium-reich oder Calcium-arm), der Größe als Verhältnis zum Einzugsgebiet und zum Seevolumen, des Temperatur-Schichtungsverhaltens (geschichtet oder ungeschichtet) und der mittleren Verweildauer typisiert (Typensystem der Seen Deutschlands, s. Mathes et al. 2002, 2005 und www.gewaesser-bewertung.de: Kapitel Seetypologie). Die künstlichen und erheblich veränderten Seen lassen sich zumeist einem „ähnlichsten“ Seetyp zuordnen.

Die Einstufung des ökologischen Zustands bzw. Potenzials erfolgt auf der Basis der Untersuchung und Bewertung sogenannter biologischer Qualitätskomponenten, der Gewässerflora (Phytoplankton; Makrophyten und Phytobenthos) und –fauna (Makrozoobenthos; Fische).

Das Phytoplankton (= die im Freiwasser von Seen schwebenden Algen) ist für die Stehgewässer die wichtigste biologische Qualitätskomponente. Die spezifischen (bewertungsrelevanten) See-Phytoplankton-Typen sind den LAWA-Seetypen zugeordnet (www.gewaesser-bewertung.de: Kapitel Qualitätskomponentenspezifische Typologie).

Tabelle 1: Seetypen und Phytoplankton-Typologie für NRW-Stehgewässer

GewässernameSeetypPhytoplanktontyp

Abgrabungssee Kies und Sand: Bsp. Gremberger See

13 Geschichteter Tieflandsee mit relativ kleinem EZG

PP 13k Natürliche /künstliche Tieflandseen, calciumreich, relativ kleines EZG (VQ</= 1,5), geschichtet

Braunkohle(rest)see: Bsp. Otto-Maigler-See

14 Polymiktischer Tieflandsee mit relativ kleinem EZG

PP 14k Natürliche / künstliche Tieflandseen, calciumreich, relativ kleines EZG (VQ</= 1,5), polymiktisch

Talsperre: Bsp. Große Dhünn-Talsperre

7 Geschichteter calciumreicher Mittelgebirgssee mit relativ kleinem EZG

PP 7 Natürliche, künstliche und erheblich veränderte Mittelgebirgsseen, calciumreich, relativ kleines EZG (VTQ > 0,18), geschichtet

Rhein-Altarm: Bsp. Altrhein Xanten

11 Polymiktischer Tieflandsee mit relativ großem EZG

PP 11.2k Natürliche / künstliche Tieflandseen, calciumreich, relativ großes EZG (VQ > 1,5), polymiktische, Verweilzeit > 30 Tage, mittlere Tiefe </= 3 m

 EZG = Einzugsgebiet; VQ = Volumenquotient; VTQ = Volumen-Tiefen-Quotient; k = künstlich.

 

Die Menge und Zusammensetzung des Phytoplanktons ist insbesondere abhängig von der Lichtverfügbarkeit und dem Nährstoffangebot, hier Phosphor, Stickstoff und Silicium. Das Phytoplankton ist 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.

Im Labor werden die Arten und die Zusammensetzung des Phytoplanktons mikroskopisch ermittelt.

Für die Untersuchung und Bewertung von Seen mit Phytoplankton ist das PhytoSee-Verfahren entwickelt worden. Hier ist die Vorgehensweise von der Probenahme über die mikroskopische Auswertung bis zur Bewertung mit der Software PhytoSee beschrieben (siehe hierzu auch www.gewaesser-bewertung.de: Kapitel Probenahme und Aufbereitung, Bestimmung, Software).

Eine Anleitung zur genauen Durchführung der mikroskopischen Auswertung ist im Handbuch PhytoSee-Index (Mischke et al. 2016) enthalten. Neben der mikroskopischen Bestimmung der einzelnen Algenarten (Taxa) ist die Ermittlung der Häufigkeit (bezogen auf das Probenvolumen; „Utermöhl-Verfahren“; DIN EN 15204) und die Vermessung der Algenzellen für die Ermittlung des jeweiligen „Körpervolumens“ wichtig. Dieses sogenannte Biovolumen von Planktonarten wird gemäß dem DIN EN-Verfahren zur „Abschätzung des Phytoplankton-Biovolumens“ aus Größe, Geometrie und Anzahl der Algenzellen für jede Art ermittelt (DIN EN 16695). Hieraus wird das Gesamtbiovolumen pro Probenahmetag errechnet.

In Bezug auf die Nährstoffbelastung und die trophische Wirkung in Seen bestehen in der Regel keine Unterschiede zwischen Zustand- und Potenzialbewertung. Eine Ausnahme ist die Bewertung von Talsperren mit durch die Nutzung verursachten starken Pegelschwankungen. Diese Talsperren können milder bewertet werden(s. Mischke et al. 2017 – Handbuch PhytoSee-Index: Kapitel Bewertung von Talsperren mit Trophie-relevanten Stauspiegelabsenkungen). Die NRW-Braunkohle(rest)seen mit neutralen pH-Werten können ohne Einschränkungen mit dem PhytoSee-Index typspezifisch bewertet werden.