Landschaft - Belastungs - Fisch - Kaskaden

In der Fließgewässerökologie sind zwar Auswirkungen der Landschaften auf Gewässer und deren Lebensgemeinschaften bekannt, die genauen Zusammenhänge sind jedoch weitgehend ungeklärt und wurden noch nie umfassend an europäischen Flüssen untersucht. Das vorliegende Projekt LANPREF verknüpft jüngste Entwicklungen der Landschaftsökologie mit neuesten Ansätzen der Beurteilung aquatischer Lebensgemeinschaften. Dieser Ansatz baut auf neuesten Landnutzungs- und Landbedeckungsdatensätzen auf und geht auf die zunehmende Anwendung von biologischen Indikatoren für die ökologische Funktionsfähigkeit von Flüssen zurück. Ein neuer Ansatz ist Fließgewässerökosysteme oder Flusslandschaften von einer holistischen und geomorphologischen Perspektive zu betrachten. Der innovative Aspekt des Projekts beruht darauf, dass neueste, standardisierte und lückenlose, räumliche Daten von Landnutzung-/bedeckung, sowie ein konsistentes Gewässernetz mit Einzugsgebieten für ganz Europa verwendet werden. Zudem können mit Fischdaten von mehr als zehn Tausend Beprobungsstellen in 16 EU-Ländern sowie anderen Belastungsdaten wie hydromorphologische und Wasserqualitätsbezogene Belastungen (Datenbank EU-Projekt EFI+) zum ersten Mal die Effekte auf aquatische Organismen in einem gesamteuropäischen Kontext analysiert werden. Wir verwenden Burcher`s concept der "land cover cascades" (Burcher et al. 2007) und erweitern es auf andere Belastungen. Dies wird das Verständnis für Beziehungen zwischen einer Reihe von Kompartimenten erhöhen, durch welche sich Landschaftsveränderungen und andere Belastungen fortpflanzen, die wiederum entlang von abnehmenden Skalenebenen organisiert sind. Neue statistische Verfahren werden uns helfen, Kovariationen zwischen Belastungen und natürlichen Gradienten zu erkennen und zu interpretieren. Dies ermöglicht uns, mechanistische Prozesse, die den Landschafts-Belastungen- Fisch Beziehungen zugrunde liegen, besser herauszuarbeiten. Die Analysen werden auf vielen verschiedenen räumlichen Ebenen analysiert. Dritter innovativer Aspekt ist die Anwendung von Landschaftsmaßzahlen, die nicht nur die Zusammensetzung sondern auch die räumliche Konfiguration und Landschaftskomplexität messen. Zudem werden wir auch sogenannte "Legacy"-Effekte untersuchen, bei welchen historische Belastungen sich in den heutigen Fischgemeinschaften noch niederschlagen. Das Projekt wird in enger Kooperation mit einem amerikanischen Partner (NOAA) durchgeführt, der langjährige Erfahrung auf diesem Gebiet besitzt. Durch diese Partnerschaft werden erstmalig kontinentübergreifende Analysen zu diesem Thema möglich.

In der Gewässerökologie sind zwar Auswirkungen diverser Landnutzungsformen bzw. menschlicher Eingriffe auf Fließgewässer und deren Lebensgemeinschaften bekannt, die genauen Zusammenhänge sind jedoch weitgehend. Das Projekt LANPREF untersucht daher die Wirkung von menschlichen Eingriffen auf Fischartenvergesellschaftungen, die als biologische Indikatoren für aquatische Lebensräume dienen. Basierend auf einem großflächigen Datensatz wurden verschiedene menschliche Eingriffe (z.B. hydromorphologische Belastungen, Wasserqualitätsprobleme und Querbauwerke) sowie verschiedene Landnutzungsformen (z.B. Landwirtschaft, verbaute Fläche, Wald und Weideland) analysiert. Diese wurden mit einer großen Anzahl von Variablen, welche die Fischartenvergesellschaftungen beschreiben (sog. Metriks), verglichen, um die Reaktion der Fischfauna zu zeigen. Da sich europäische Fließgewässer anhand ihrer biogeographischen Zusammensetzung teils stark unterscheiden, wurden Unterschiede in der abiotischen Konfiguration der Probenstellen berücksichtigt, um in weiteren Analysen zwischen verschiedenen Gewässertypen unterscheiden zu können. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass die Degradierung der europäischen Fließgewässer weit fortgeschritten ist. Wasserqualitätsprobleme als singuläre Belastungen kommen nicht sehr häufig vor, jedoch aber hydromorphologische Eingriffe bzw. eine Kombination beider Eingriffstypen. Darüber hinaus reagieren die analysierten Fisch-Metriks europaweit spezifisch auf Wasserqualitätsprobleme sowie hydromorphologischen Belastungen in drei Fließgewässertypen sowie auf Mehrfacheingriffe in allen untersuchten Gewässertypen. Die Beurteilung von Belastungen erfordert somit einen gewässertypspezifischen Ansatz.Hinsichtlich der Zusammenhänge zwischen Landnutzung und Fischartenvergesellschaftung konnte LANPFREF die Ergebnisse von bestehenden wissenschaftlichen Studien bestätigen sowie neue Erkenntnisse über die Änderung der funktionalen Fischgilden aufgrund des Einflusses von Landnutzungen gewinnen. Landwirtschaft und Verstädterung zeigten sich als beste Indikatoren, signifikante Auswirkungen konnten bei >23% für Landwirtschaft und >2% für Verstädterung im Einzugsgebiet festgestellt werden. Die Effekte von landwirtschaftlicher Fläche und verstädterter Flächen addieren sich, wenn beide Nutzungsformen über den Schwellenwerten im Einzugsgebiet vorkommen. Weiters zeigte sich, dass Flussoberläufe stärker von Landnutzung beeinflusst werden als Unterläufe mit geringerem Gefälle. Oberläufe zeigten besondere Sensibilität gegenüber Verstädterung, mehr als gegenüber Landwirtschaft. Die Ergebnisse von LANPREF stellen eine Grundlage dar, aus der zukünftige Trends abgelesen werden können. Besonders im Zusammenhang mit der Revitalisierung und dem Management von Fließgewässern konnten genaueren Aufschlüsse über die Prozesse und Wirkungen gegeben werden, die dem untersuchten Themenkomplex zu Grunde liegen.