Auswirkungen des Rheinhochwassers auf das Makrozoobenthos seiner Zuflüsse

Abstract

Jeder Abschnitt eines Flussbetts ist in irgendeiner Weise „patchy“ und hat seine eigene Art von Störungen, Kolonisierungsquellen, Kolonisierern und artspezifischen Interaktionen. Aus diesem Grund befinden sich Flussbiozönosen in einem fortwährenden Erholungszustand von unregelmäßigen Störungen. Biologische Erholungsprozesse sind somit ein Kennzeichen von Flusslebensgemeinschaften. <br /> In der vorliegenden Arbeit wurden Störungen von Rheinzuflussmakrozönosen durch die Hochwasser des Rheins und die daraus resultierenden Veränderungen untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass Rheinhochwasser in den Mündungsbereichen seiner Zuflüsse zu abiotischen und biotischen Veränderungen führt: <br /> In allen sechs untersuchten Rheinzuflüssen wies die Mündung (UB⁰1) die feinste Substrat-körnung auf. Ursache hierfür ist wahrscheinlich die reduzierte Strömungsgeschwindigkeit während eines Rheinhochwassers und die dadurch verringerte Schleppkraft des Wassers verbunden mit einer erhöhten Sedimentation. <br /> In der Mündung wurden signifikant weniger Arten und eine geringere Abundanz als in den höher gelegenen Bereichen gefunden und auch die Dominanzstruktur war verändert. Einzelne Taxa dominierten die wenig diverse Makrozönose im UB⁰1, während die Dominanzstruktur in den höher gelegenen Untersuchungsbereichen ausgeglichener und von zuflusstypischen Taxa geprägt wurde. Neozoen aus dem Rhein, die im UB⁰1 vorkamen, konnten im UB⁰2 und 3 nicht mehr nachgewiesen werden. <br /> In allen untersuchten Flüssen waren die gleichen Veränderungen in der Makrozönose in der Fließrichtung zu beobachten: Der Anteil potamaler Arten nahm von der Referenzstelle (UB⁰3) zur Mündung (UB⁰1) hin zu. Mit Ausnahme der Sieg wird dies durch die potamale Makrozönose des Mittelrheins verursacht. Der Anteil strömungsliebender Arten in der Biozönose nahm dagegen in der Fließrichtung ab. Eine mögliche Ursache hierfür liegt in der Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit im UB 1 während eines Rheinhochwassers. Der Anteil der Pelalbewohner (Feinsediment-) nahm vom UB⁰3 zu UB⁰1 zu. Die Erklärung hierfür ist in der reduzierten Strömungsgeschwindigkeit während des Rheinhochwassers und die dadurch nachlassende Schleppkraft des Wassers mit zunehmender Sedimentation zu suchen. So kommt es bei längeren Hochwasserphasen des Rheins zu Ansammlungen feineren Substrats in den Zuflussmündungen und einer Anpassung der Makrozönose an die veränderten Bedingungen. Das Gleiche gilt für die Abnahme des Anteils der Lithalbewohner (Stein-), die bei einem erhöhten Feinsedimentanteil schlechtere Lebensbedingungen vorfinden. <br /> Die fünfwöchige Entwicklung der Makrozönose im UB⁰1 von Wisper und Gründelbach im Anschluss an ein Rheinhochwasser zeigte einen deutlichen Trend. Der Anteil der potamalen Arten nahm in den fünf Wochen ab, rheophile Arten nahmen im Verhältnis zu und Pelalbewohner nahmen zugunsten der Lithalbewohner ab. Es fand also eine Sukzession im UB⁰1 von Wisper und Gründelbach im Anschluss an ein Hochwasser statt. Durch eine Hauptkomponentenanalyse konnten die Ergebnisse der autökologischen Befunde bestätigt werden. Woche für Woche nahm die Entfernung zwischen Zuflussproben und Rhein zu, was bedeutet, dass die Makrozönosen der Zuflüsse immer verschiedener von der des Rheins wurden. <br /> Ein Einfluss der Zuflüsse auf die Makrozönose des Rheins konnte mit dem durchgeführten Experiment nicht nachgewiesen werden. Im Fall des Gründelbachs musste die Lage der Mündung berücksichtigt werden, so dass hier eine Dateninterpretation nur unter Vorbehalt möglich war. <br /> Zusammenfassend ist festzustellen, dass Hochwasser des Rheins im Mittelrheingebiet deutliche Auswirkungen auf die Makrozönose der Mündungsbereiche der Zuflüsse haben. Mit dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass die Einflussnahme von Fließgewässern keine Einbahnstraße strömungsabwärts ist, wie bisher angenommen, sondern in beide Richtungen erfolgen kann.

<b>Effects of Rhine Floods on the Macroinvertebrate Communities of Tributaries in the Rhine Area </b><br /> Comparative studies show that the influence of tributaries on the main stream fauna depends on driftrate and faunistic similarity of the compared streams (Bruns DA et al 1984 Archiv für Hydrobiol 99: 218, Cellot B 1996 Freshwater Biol 35/1: 149). Here we investigate the influence of the main-stream on the tributaries Wisper, Gründelbach, Saynbach, Nette, Ahr and Sieg. We found that this influence depends on the flood level and duration of rhine spates.<br /> In the present study we investigated the differences between the macroinvertebrate communities of the Rhine, the tributary-mouths and those parts of the tributaries which boardered the area upstream of the maximal flood level of the main stream. To compare macroinvertebrate communities, in 1999 and 2000 565 samples were taken with a Surber Sampler in spring, summer, and autumn. In each case 5 samples were taken in the tributary-mouth (TM), within the zone of the middle annual flood (MAF) and immediately upstream of the area of maximal flood level (MFL) of the rhine. Physical parameters like streamflow, oxygen content and water temperature were also measured. Data of the macroinvertebrate Rhine community, taken in 1999 and 2000, were provided by the Federal Institute of Hydrology, which monitors the Rhine in spring or summer on an annual basis. Colonization patterns of individual taxa were compared using ANOVAs and principal component analysis (ADE-4 package). <br /> The Data show that the number of species in TM was lower than the number of species in MAF and MFL. There was a significant change in the living community with increasing Influence of the Rhine. In terms of macroinvertebrate community, TM showed the highest similarity with the Rhine.<br /> Supported by the Federal Institute of Hydrology.