Control mechanisms of planktonic food webs in a river-floodplan system

In Augewässern, die in das Abflussregime eines Flusses integriert sind, werden die Produktivität und der chemisch- physikalische Zustand des Wasserkörpers durch die hydrologischen Austauschprozesse mit dem Fluss wesentlich bestimmt. Eingetragene Nährstoffe werden im Plankton rasch in Biomasse umgewandelt. Der Anteil von im Wasser entstandenem, autochthonem, organischem Material und dessen biologische Nutzbarkeit im Gegensatz zu den landseitigen Einträgen steigt in Flusslandschaften mit aktivem hydrologischen Austauschprozessen. Augewässer mit hoher hydrologischer Vernetzung fördern daher die Transformation von Stoffen gegenüber einer reinen Transportfunktion im begradigten Flussbett und verbessern damit auch das natürliche Selbstreinigungspotential des gesamten Ökosystems. Fliessgewässer sind die Schnittstellen der globalen biogeochemischen Stoffkreisläufe. Die Effizienz der Stofftransformation spielt dabei in Flüssen eine zentrale Rolle. Diese Funktion wird durch die Situation im Einzugsgebiet und durch die Prozesse innerhalb der Flusslandschaft bestimmt. Überschwemmungsflächen und Augebiete, die mit dem Fluss in Verbindung stehen, steigern diese Stofftransformation erheblich. Dies ist vor allem im Hinblick auf die drastischen wasserwirtschaftlichen Eingriffe (z.B. Regulation und Dammbauten) der letzten 100 Jahren, die in allen großen europäischen und nordamerikanischen Flüssen gerade im hydrologischen Regime und der Vernetzung mit dem Umland zu starken Veränderungen geführt haben, von besonderem Interesse. Die Bedeutung unterschiedlicher Augewässer wurde in den Jahren 1997 bis 1999 entlang der österreichischen Donau unterhalb Wiens, im Bereich des Nationalpark Donauauen untersucht. Dort findet sich ein breites Spektrum an ursprünglichen Nebenarmen der Donau, die durch die Flussregulierung im 19. Jahrhundert nun einen deutlichen Gradienten der Abkoppelung vom hydrologischen Regime des Flusses zeigen. In einem dynamischen Aubereich, Regelsbrunn, wurde 1996/97 ein Pilotprojekt zur Verbesserung der ökologischen Situation durchgeführt. Im Rahmen des vorliegenden Projektes wurde dann dieser "dynamisierte" Aubereich kurz nach den Gewässervernetzungsmassnahmen und damit bei erhöhter hydrologischer Vernetzung, mit einem typischen isolierten Bereich, der Unteren Lobau und der Donau selbst verglichen. Zielsetzung im Rahmen des Forschungsprojektes war es den Effekt des hydrologischen Austausches zwischen Fluss und Augewässer, der hydrologischen Vernetzung, auf die chemische Beschaffenheit des Wassers, die Lebensgemeinschaften des Wasserkörpers, die Dynamik des organischen Materials und daher in Folge den Stofffluss in einem regulierten Fluss-Ausystem zu erheben. In weiterer Folge bilden diese Ergebnisse die wissenschaftliche Grundlage für nachhaltige Schutz- und Managementmaßnahmen. Die Donau wie auch andere große Flüsse transportiert hohe Nährstoffmengen, die bei Hochwasser bzw. Vernetzung zu massiven Nährstoffeinträgen in den Augebieten führen. Die längere Aufenthaltsdauer des nährstoffreichen Wassers in dynamischen Augewässern ermöglicht maximale Biomasseentwicklung donautypischer Algengemeinschaften; d.h. episodische Ressourcenpulse steigern die biologische Produktion und führen so zu einem effektiven Einbau der Nährstoffe in Biomasse. Zooplankton sowie auch die mikrobielle Gemeinschaft profitieren von der gesteigerten Primärproduktion, erhöhen den Stoffumsatz weiter und ermöglichen eine anschließende Nutzung durch höhere Organismen, z.B. Fische. Der gesteigerte biologische Stoffumsatz in der Au dient bei aktiver hydrologischer Verbindung wiederum den Lebensgemeinschaften im Fluss als Nahrungsbasis. Darüber hinaus steuern die hydrologischen Austauschvorgänge die Sukzession des Planktons, maximaler Artenreichtum wird durch einen breiten Gradienten der Umweltbedingungen, d.h. im Wechsel zwischen ausgeprägten Phasen der Durchströmung und Perioden der Isolation vom Fluss, erreicht. Somit führen die mit dem Strom vernetzten Augewässer nicht nur zur Erhöhung des Selbstreinigungspotentials, sondern steigern auch die natürliche Produktivität und verbessern damit die Bedingungen für die Lebensgemeinschaften im gesamten Fliessgewässer wesentlich. Damit stellt die Erhaltung und Restrukturierung von Augewässerabschnitten, die mit dem Fluss aktiv im Austausch stehen, eine wichtige Möglichkeit dar, neben schutzwasserbaulichen Zielsetzungen auch die ökologischen Defizite dieser Flusslandschaften teilweise zu kompensieren.