SEEN

Der Böhmerwald gehört zu den am stärksten versauerten Seen-Gebieten der Welt. Schwefeleinträge und Nitratverbindungen haben sich zwischen 1950 und 1980 rasch angereichert und zu einem Maximum Mitte der 1980er Jahre geführt. Dank hydrobiologischer Langzeitforschung und paläolimnologischer Untersuchungen ist es möglich, signifikante Veränderungen in der Chemie und der Biodiversität der Seen zu belegen. Dabei ist insbesondere die auffällige Reduktion planktischer Krebstiere und/oder der Wasserinsekten in einigen Seen sowie das Aussterben von Fischen zu nennen. Während der 1990er Jahre haben die sauren Einträge aus der Luft deutlich abgenommen. Die aktuellen Werte sind vergleichbar mit denen des frühen 20. Jahrhunderts für SO₄^2– und NH₄₊ und mit denen Mitte der 1960er Jahre für NO_3–. Diese Abnahme der sauren Einträge hat teilweise zu einer Erholung der Seen des Böhmerwaldes geführt und eine Verbesserung der Fichtenbestände in den Einzugsgebieten bewirkt.

Mit verfügbaren Daten seit 1871 und einem regulären Monitoring seit 1984 (Biota und Chemie) haben die Seen des Böhmerwaldes eine lange Geschichte als Monitoring-Standorte. Diese Daten liefern einen wertvollen Hintergrund für die ökologische Langzeitforschung der Seen mit ihren Einzugssystemen, welche aktuell 1) die chemische und biologische Erholung der Seen 2) die Effekte der Versauerung auf den Nährstoff-Kreislauf 3) Klimatische Einflüsse auf die Wasserchemie und 4) Prozesse im Einzugsgebiet wie Boden-Biogeochemie und Versauerungseffekte auf die Vegetation (Bergfichtenwälder) berücksichtigt.

Design des Monitoring-Projektes

Standort: 8 kleine eiszeitliche Seen (Karseen), die an bewaldeten Hängen des zentralen Höhenzugs des Böhmerwaldes liegen. Die beiden am stärksten versauerten Seen Čertovo See (CT) und der mesotrophe (phosphorreiche) Plešné See (PL) werden für detaillierte Studien zu den Stoffumsätze seit 1998 untersucht. Karte

Methoden: Das Projekt umfasst einen integrierten Seen-Einzugssystem-Ansatz, insbesondere für das Einzugsgebiet des CT und des PL und limnologische Langzeit-Untersuchungen der 8 Seen, um Prozesse und Reaktionen verschiedener Systeme auf die abnehmende atmosphärische Verschmutzung und zunehmende Lufttemperaturen zu untersuchen. Neben dem regulären Monitoring der atmosphärischen Einträge wird die Hydrochemie der Seen und ihrer Zuflüsse sowie die laufende chemische und biologische Erholung von der Versauerung untersucht. Dabei werden aquatische Ökosysteme und Wald-Ökosysteme berücksichtigt, in denen Bodenchemie, mikrobielle Aktivität, Vegetation und Störungen der Wälder im Einzugsgebiet untersucht werden.

Ergebnisse: Der Böhmerwald war das erste Seen-Gebiet, welches eine konsistente Abnahme von NO_3– Konzentrationen gezeigt hat. Die Abnahme von stark sauren Anionen wurde durch eine Abnahme von Aluminium (Al), Protonen (H⁺) und basischen Kationen kompensiert (KOPÁČEK et al. 2002). Die Erholung der Seen nach der Versauerung setzt sich bis in die Gegenwart fort, wenn auch langsamer als in den 1990er Jahren (MAJER et al. 2003). Das Waldsterben aufgrund von Borkenkäferbefall verzögerte die Erholung der Hydrochemie in einigen Seen (OULEHLE et al. 2013, VRBA et al. 2014). Der Böhmerwald eröffnet einzigartige Möglichkeiten zur Dokumentation der Erholung verschiedener Gruppen planktischer (Phytoplankton, Ciliaten, Rotatorien und Crustaceen) und benthischer (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera, und Heteroptera: Nepomorpha) Organismen und zur Aufdeckung der verschiedenen Einflussgrößen der biologischen Erholung. Multivariate Analysen haben gezeigt, dass die Aluminium-Konzentrationen im Wasser einen großen Einfluss auf die Strukturierung von Phytoplankton- Rotatorien und Nepomopha-Gemeinschaften haben und auch Crustaceen beeinflussten. Der direkte (Toxizität) und der indirekte (Phosphor-Verfügbarkeit) Effekt des Aluminiums bestimmt die biologische Erholung maßgeblich im Böhmerwald (VRBA et al. 2006, 2015). Die Aluminium-Konzentrationen beeinflussen sowohl die Primär- als auch die Sekundärproduktion in bestimmten Seen und offensichtlich auch den zeitlichen Ablauf der biologischen Erholung.

BÄCHE

Die Gewässer des Böhmerwaldes gehören zu dem oberen Bereich der Europäischen Hauptwasserscheide von Nordsee und Schwarzen Meer, welche hauptsächlich an der Deutsch-Tschechischen Grenze verläuft. Die Fließgewässer-Systeme im NP Bayerischer Wald und NP Šumava unterscheiden sich aufgrund unterschiedlicher Topographie und Landnutzung. Die Bäche auf Bayerischer Seite entwässern verschiedene Waldgebiete und sind durch ihre steile Neigung und ihre zahlreichen, kleinen Verzweigungen charakterisiert. Im Gegensatz dazu findet man auf tschechischer Seite hauptsächlich Bäche geringer Neigung, die auf den ausgedehnten Hochebenen fließen und große Moor-Gebiete und Wiesen entwässern. Aus diesem Grund sind hier viele Gewässer natürlicherweise sauer.

Die Fließgewässer der Auen beherbergen einzigartige und diverse montane aquatische und terrestrische Lebensgemeinschaften. Allerdings haben verschiedene menschliche Eingriffe diese aquatischen Ökosysteme beeinträchtigt. In den beiden letzten Jahrhunderten wurden Bäche begradigt und ein künstliches System für den Zweck der Holz-Trift geschaffen. Die extensive Begradigung der kleinen Bäche und die Konstruktion von Entwässerungssystemen für die landwirtschaftliche Nutzung und Waldnutzung führten zu einer Störung der ursprünglichen Gewässer-Dynamik vieler Feuchtgebiete in der Region. Die atmosphärisch-bedingte Versauerung, welche Mitte der 1980er Jahre ihren Höhepunkt erreichte, führte zu schweren Beeinträchtigungen der oberen Bereiche der Gewässersysteme und ihrer Lebensgemeinschaften. Erfreulicherweise konnte in den letzten Jahrzehnten eine biologische Erholung bestätigt werden (siehe Seen).

Derzeit sind zum einen natürliche Einflüsse wie durch Borkenkäferbefall, wobei die Wälder im Einzugsgebiet betroffen sein können, und zum anderen Einflüsse durch den Klimawandel auf die Fließgewässer und ihre Lebensgemeinschaften zu erwarten. Um die möglichen Effekte zu untersuchen, wird ab 2016 ein entsprechendes Monitoring im NP Bayerischer Wald gestartet.

Design des Monitoring-Projektes

Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften der Fließgewässer-Systeme beiderseits der Grenze wurden ebenfalls die Forschungsschwerpunkte unterschiedlich gesetzt. Auf Bayerischer Seite liegt der Fokus des Monitorings auf der Biodiversität von montanen Bächen entlang von Struktur- und Höhengradienten, wobei dieser auf Tschechischer Seite auf der Renaturierung von Fließgewässer-Systemen liegt. Das stark geneigte Fließgewässer-System im NP Bayerischer Wald ermöglicht das Monitoring aquatischer Insekten auf verschiedenen Höhenstufen. Mit diesem Ansatz kann nicht nur die Biodiversität, sondern auch Stromaufwärtsbewegungen der Lebensgemeinschaften als Reaktion auf den Klima-Erwärmung festgestellt werden. Darüber hinaus können auch Einflüsse der umgebenen Waldstruktur (z. B. durch Borkenkäferbefall) auf die aquatische Gemeinschaft untersucht werden. Im NP Šumava wurden einige Bäche renaturiert und hierbei neue mäandrierende Verläufe in dem ursprünglichen Bachbett konstruiert. In dem entsprechenden Monitoring wird die Wiederbesiedelung durch aquatische Organismen und die dynamische Entwicklung des Bachbettes und der Lebensgemeinschaften untersucht.

Monitoring von Bächen im NP Bayerischer Wald (seit 2016)

Standort: 7 Bäche, die in ihrer Gesamtheit räumlich den gesamten Nationalpark abdecken (insgesamt 48 Plots) Karte

Methoden: Die Untersuchungsflächen (20-50 m lange Bach-Abschnitte) sind entlang des Gewässer-Hauptarmes in 100 Höhenmeter-Stufen angeordnet, beginnend bei dem höchsten erreichbaren Bereich. Die umgebende Waldstruktur wird anhand von Luftbildern dokumentiert. Die Temperatur wird mit Datenloggern permanent aufgenommen. Die aquatischen Gemeinschaften werden mit Hilfe der Multi-Habitat-Sampling Methode erfasst. Hierbei werden 20 Proben entsprechend zum Verhältnis der vorhandenen Substrathabitate genommen.

Ergebnisse:

Das geplante Monitoring soll einen breiten Überblick über die aquatische Biodiversität und deren Erholung nach der Versauerung liefern. Des Weiteren können Stromaufwärtsbewegungen aquatischer Organismen als Folge des Klimawandels mit dem Monitoring Design festgestellt werden. Darüber hinaus ermöglicht dieser Ansatz Effekte natürlicher Störungen wie z. B. durch Borkenkäferbefall zu untersuchen und damit zu unserem Verständnis ökologischer Prozesse beizutragen.

Monitoring von renaturierten Bächen im NP Šumava (seit 2014)

Standort: 3 renaturierte Bäche: Žlebský potok, Jedlový potok (Zuflüsse der Warmen Moldau) und Hučina (ein Zufluss der Kalten Moldau) Karte

Methoden: Es werden je 3 Mesohabitate (Riffle, Flow und Pool) an 3 Abschnitten eines Baches 4 Mal im Jahr beprobt. Dabei werden Proben von Makroinvertebraten (hauptsächlich Wasserinsekten) genommen und verschiedene Umweltparameter erfasst. Es wird ein Langzeit-Monitoring angestrebt.

Ergebnisse: Das Projekt wird detaillierte Daten zu der zeitlichen Entwicklung der aquatischen Habitate und der benthischen Lebensgemeinschaften in renaturierten Bächen liefern. Es wird eine Entwicklung der benthischen Gemeinschaften zu höherer Stabilität und Diversität erwartet. Zudem tragen die Ergebnisse zur Bewertung des Erfolges von Renaturierung im NP Šumava bei. Im Falle der erfolgreichen Renaturierung dieser Habitate, bietet die Dokumentation der Maßnahmen und Erfolge wertvolle Hintergrundinformationen für die Renaturierung anderer Gewässer unter ähnlichen Bedingungen.

Referenzen: