Die Loki Schmidt Stiftung hat die Schwanenblume (Butomus umbellatus)zur Blume des Jahres 2014 gewählt. Butomus umbellatus ist ein typischer Vertreter der Auen, sie kommt als Pionierpflanze auf schlammigen und nährstoffreichen Böden vor, insbesondere bei wechselnden Wasserständen. Die Schwanenblume wird auf der Vorwarnliste der bedrohten Arten der Bundesrepublik Deutschland geführt, da ihre Bestände zurückgehen. Ursache des Rückgangs sind unter anderem die intensiven Hochwasserschutzmaßnahmen, Entwässerungsmaßnahmen, Flussausbau und die Konkurrenz durch Ufer-Hochstauden oder Weidengebüsche im Lebensraum.
Die Erfassung der Makrophyten folgt der DIN EN 14184 (2012). In der PHYLIB-Handlungsanweisung ( Schaumburg et al. 2012 ) findet sich ein Feldprotokoll Makrophyten & Phytobenthos Fließgewässer. Das Feldprotokoll umfasst allgemeine und abiotische Parameter (Beschattung, Fließgeschwindigkeit, Länge, Breite, Tiefe, Substrate, Angaben zum Verbau) der Probestelle sowie spezielle Angaben zu den Makrophyten. Hierzu zählen neben den Makrophyten-Arten und ihren Häufigkeiten auch Angaben zur Makrophytenverödung bzw. Helophytendominanz Bei den Probenahmen werden alle Gefäßpflanzen, Moose und Armleuchteralgen (Characeen) erfasst. Die Fließgewässer werden auf der gesamten Breite des Gewässers untersucht, bei großen Fließgewässern erfolgt die Bearbeitung getrennt von beiden Ufern aus. Uferseitig gilt als Grenze die Mittelwasserlinie. Die Länge des untersuchten Abschnittes beträgt 100 m. In kleineren Fließgewässern der Mittelgebirge können ggf. auch 50 m ausreichen. Diese Längenangaben gelten als Orientierung; wichtiger ist, dass der Abschnitt repräsentativ für den Wasserkörper ist und homogene Verhältnisse aufweist. Als Begrenzungen der Untersuchungsabschnitte dienen sichtbare Einleitungen, grundlegende Änderungen der Beschattung, der Linienführung, der Ausbauart, der Fließgeschwindigkeit und des Sedimentes, Stauwehre, Einmündungen, Flussgabelungen etc. Anfang und Ende der Probeflächen werden festgelegt und nachvollziehbar dokumentiert (z. B. durch Erfassung der Geo-Koordinaten). Die Untersuchungen erfolgen in den Monaten Juni-September bei Niedrig- oder Mittelwasser und trockenem Wetter. Neben der rein optischen Erfassung, die ggf. unter Zuhilfenahme von Booten mit Glasboden, Sehrohren, Sichtkästen o.ä. erfolgt, ist in allen Fällen die Entnahme von Makrophyten erforderlich. Sie kann in flachen Gewässern direkt per Hand erfolgen, in tiefen Gewässern bzw. bei geringer Sichttiefe sind jedoch mechanische Hilfsmittel notwendig. Zweckmäßig sind vor allem Harken und Wurfanker, die als Schleppanker insbesondere für größere Wassertiefen geeignet sind. Bewährt haben sich auch Konstruktionen, bei denen Angelruten mit kleineren Harken kombiniert werden. Diese bieten neben guter Handhabbarkeit den Vorteil geringen Gewichtes. Der Abstand der einzelnen Zähne der Harken sollte möglichst eng sein (< 5 mm); bewährt haben sich z. B. Mähnenkämme für Pferde. Greifapparate können auch verwendet werden. Bei Lemniden-Beständen werden repräsentative Proben abgeschöpft und im Labor auf einem Papierbogen oder in einer wassergefüllten Petrischale unter dem Binokular untersucht. In nicht durchwatbaren Flüssen ist Tauchen, nach Möglichkeit mit Pressluftgeräten, sinnvoll. Bei allen Untersuchungen ist es wichtig, dass die Sicherheitsbestimmungen und gesetzlichen Regelungen beachtet werden. Nach Möglichkeit sollten die Untersuchungen von zwei Personen durchgeführt werden. Beim Einsatz von Wathosen bzw. Booten müssen aus Sicherheitsgründen Schwimmwesten benutzt werden. In Fließgewässern mit hoher Fließgeschwindigkeit sollten die Probenehmer im Gewässer von der Brücke aus mit einem Seil gesichert werden (Abb. 1). Sollte keine Brücke vorhanden sein, erfolgt die Sicherung vom Ufer aus. Wenn Tauchuntersuchungen in Gewässern mit Bootsverkehr durchgeführt werden, ist neben den beiden Tauchern eine dritte Person mit Boot zur Sicherung erforderlich. Abb. 1: Makrophytenprobenahme. links: Harke zur Probenahme. rechts: Tauchuntersuchung. Grundsätzlich ist die Arbeit im und am Gewässer mit Gefahren verbunden. Es liegt in der Verantwortung jedes Bearbeiters / jeder Bearbeiterin geeignete Vorkehrungen zu treffen, um Gefahren für Sicherheit und Gesundheit abzuwenden. Die Berücksichtigung allgemeiner Regeln zur Sicherstellung der Arbeitssicherheit und Gesundheitsvorsorge obliegt den Untersuchenden und ihren Vorgesetzten. Tab. 1: Qualitative Erfassungsmethoden für Makrophyten. Erfassung Bäche und kleine Flüsse Große Flüsse Optische Erfassung X X Entnahme von Makrophyten von Hand Flachwasser Flachwasser Entnahme von Makrophyten mit Harke, Einsatz einer Wathose tiefe Bereiche tiefe Bereiche Befahren mit Boot, Entnahme von Makrophyten mit Harke bzw. Wurfanker zwingend erforderlich Tauchen, nach Möglichkeit mit Pressluftflaschen (2 Taucher) erforderlich Die Häufigkeit bzw. Abundanz der Makrophyten wird im Gelände halbquantitativ erfasst. Zum Einsatz kommt die Schätzskala nach Kohler (1978, s. Tab. 2). Zusätzlich wird unterschieden, ob ein Taxon aquatisch (submers bzw. Schwimmblatt) oder als Sumpfpflanze (emers bzw. Helophyt = emers) vorkommt. Taxa, die sowohl aquatisch als auch emers vorkommen, werden nach Wuchsformen getrennt aufgenommen. Tab. 2: Schätzskala der Häufigkeit nach Kohler (1978). Skala 1 sehr selten 2 selten 3 verbreitet 4 häufig 5 sehr häufig bis massenhaft Das Zusatzkriterium „Helophytendominanz“ gilt als erfüllt, wenn das Gewässerbett eines Abschnitts durchgehend und dicht mit einer oder mehreren der folgenden emers vorkommenden Arten bewachsen ist: Glyceria maxima, Phalaris arundinacea, Phragmites australis, Sagittaria sagittifolia, Sparganium emersum, Sparganium erectum, Urtica dioica . Ebenfalls wird vermerkt, ob eine Makrophytenverödung mit dazugehöriger Begründung vorliegt. Die Bewertungssoftware enthält das Eingabefeld „Begründung Makrophytenverödung“ als Pflichtfeld. Die Überprüfung möglicher Gründe ist bereits bei der Kartierung vor Ort erforderlich. Die Erfassung der Makrophyten gemäß NRW-Verfahren folgt der DIN EN 14184 (2012). Die Fließgewässer werden auf der gesamten Breite des Gewässers untersucht, bei großen Fließgewässern erfolgt die Bearbeitung getrennt von beiden Ufern aus. Uferseitig gilt als Grenze die Mittelwasserlinie. Die Länge des untersuchten Abschnittes beträgt 100 m. In kleineren Fließgewässern der Mittelgebirge können ggf. auch 50 m ausreichen. Diese Längenangaben gelten als Orientierung; wichtiger ist, dass der Abschnitt repräsentativ für den Wasserkörper ist und homogene Verhältnisse aufweist. Als Begrenzungen der Untersuchungsabschnitte dienen sichtbare Einleitungen, grundlegende Änderungen der Beschattung, der Linienführung, der Ausbauart, der Fließgeschwindigkeit und des Sedimentes, Stauwehre, Einmündungen, Flussgabelungen etc. Anfang und Ende der Probeflächen werden festgelegt und nachvollziehbar dokumentiert, z. B. durch Erfassung der Geo-Koordinaten. Die Untersuchungen erfolgen in den Monaten Juni-September bei Niedrig- oder Mittelwasser und trockenem Wetter. Neben der rein optischen Erfassung, die unter Zuhilfenahme von Booten mit Glasboden, Sehrohren, Sichtkästen o. ä. erfolgt, ist in allen Fällen die Entnahme von Makrophyten erforderlich. Sie kann in flachen Gewässern direkt per Hand erfolgen, in tiefen Gewässern bzw. bei geringer Sichttiefe sind jedoch mechanische Hilfsmittel notwendig. Zweckmäßig sind vor allem Harken und Wurfanker, die als Schleppanker insbesondere für größere Wassertiefen geeignet sind. Bewährt haben sich auch Konstruktionen, bei denen Angelruten mit kleineren Harken kombiniert werden. Diese bieten neben guter Handhabbarkeit den Vorteil geringen Gewichtes. Der Abstand der einzelnen Zähne der Harken sollte möglichst eng sein (< 5 mm); bewährt haben sich z. B. Mähnenkämme für Pferde. Greifapparate können auch verwendet werden. Bei Lemniden-Beständen werden repräsentative Proben abgeschöpft und im Labor auf einem Papierbogen oder in einer wassergefüllten Petrischale unter dem Binokular untersucht. Tab. 3: Qualitative Erfassungsmethoden für Makrophyten. Erfassung Bäche und kleine Flüsse Große Flüsse Optische Erfassung X X Entnahme von Makrophyten von Hand Flachwasser Flachwasser Entnahme von Makrophyten mit Harke, Einsatz einer Wathose tiefe Bereiche tiefe Bereiche Befahren mit Boot, Entnahme von Makrophyten mit Harke bzw. Wurfanker zwingend erforderlich Tauchen, nach Möglichkeit mit Pressluftflaschen (2 Taucher) erforderlich In nicht durchwatbaren Flüssen ist Tauchen, nach Möglichkeit mit Pressluftgeräten, erforderlich. Bei allen Untersuchungen ist es wichtig, dass die Sicherheitsbestimmungen und gesetzlichen Regelungen beachtet werden. Nach Möglichkeit sollten die Untersuchungen von zwei Personen durchgeführt werden. Beim Einsatz von Wathosen bzw. Booten müssen aus Sicherheitsgründen Schwimmwesten benutzt werden. In Fließgewässern mit hoher Fließgeschwindigkeit sollten die Probenehmer im Gewässer von der Brücke aus mit einem Seil gesichert werden. Sollte keine Brücke vorhanden sein, erfolgt die Sicherung vom Ufer aus. Wenn Tauchuntersuchungen in Gewässern mit Bootsverkehr durchgeführt werden, ist neben den beiden Tauchern eine dritte Person mit Boot zur Sicherung erforderlich. Bei den Probenahmen werden alle Gefäßpflanzen, Moose und Armleuchteralgen (Characeen) erfasst. Zusätzlich werden folgende Algen berücksichtigt, wenn sie mit bloßem Auge erkennbare Bestände ausgebildet haben: Hildenbrandia rivularis , Batrachospermum spp., Lemanea / Paralemanea spp., Enteromorpha spp. Ebenfalls werden Bestände folgender Grünalgen erfasst, wenn die Fäden eine Länge von > 0,5 m aufweisen: Cladophora spp., Oedogonium spp., Rhizoclonium spp., Spirogyra spp. Es werden alle Taxa berücksichtigt, die komplett im Wasser wachsen (aquatische Formen) oder die bei Mittelwasser zumindest im Gewässer wurzeln (Helophyten). Alle Taxa werden in einem Vor-Ort-Protokoll erfasst. Darin wird auch angegeben, ob das Taxon emers (als Helophyt) oder aquatisch vorkommt. Kommt eine Art sowohl emers (als Helophyt) als auch aquatisch vor, werden die Bestände separat voneinander notiert. Es ist nicht notwendig, bei der Probenahme die spezielle Wuchsform der Pflanze zu erfassen, da die jeweils bewertungsrelevante Wuchsform fest zugeordnet ist. Es ist aber zwingend erforderlich, zwischen „aquatisch“ und „emers“ zu unterscheiden. Weiterhin muss in dem Vor-Ort-Protokoll für jedes Taxon und getrennt nach emersen, submersen und Schwimmblatt-Beständen die Häufigkeit bezogen auf den erfassten Untersuchungsabschnitt angegeben werden. Für die Häufigkeitsschätzungen gibt es verschiedene Methoden. Für die quantitative Erfassung der Makrophyten in Fließgewässern gemäß WRRL sollten die beiden Schätzskalen der Häufigkeit nach Kohler (1978) (Tab. 4) und des Deckungsgrades nach Londo (1974) (Tab. 3) unabhängig voneinander verwendet werden. Tab. 4: Schätzskala der Häufigkeit nach Kohler (1978). Skala 1 sehr selten 2 selten 3 verbreitet 4 häufig 5 sehr häufig bis massenhaft Tab. 3: Schätzskala des Deckungsgrades nach Londo (1974). Deckung (%) + < 1 0.1 1 0.2 1 - 3 0.4 3 - 5 0.7 5 - 10 1.2 10 - 15 2 15 - 25 3 25 - 35 4 35 - 45 5 45 - 55 6 55 - 65 7 65 - 75 8 75 - 85 9 85 - 95 10 95 - 100 Sollten zwei oder mehrere Arten den gleichen Wert nach Kohler (1978) bzw. Londo (1974) aufweisen, ist auf dem Vor-Ort-Protokoll zu notieren, welche Art dominant ist. Ebenso muss die Gesamtdeckung der Makrophytenbestände im Untersuchungsabschnitt angegeben werden. Wenn der Untersuchungsabschnitt makrophytenfrei (0% Deckung) oder makrophytenarm (<2%) ist, muss ggf. eine weitere Untersuchung an anderer Stelle des Wasserkörpers erfolgen. Es empfiehlt sich, bei der Probenahme zu prüfen, ob in den benachbarten Abschnitten (also 100 m ober- und unterhalb der Probestrecke) Makrophyten vorkommen, und die Untersuchung ggf. dort durchzuführen. Zusätzlich zur Taxaliste müssen allgemeine Angaben zum Untersuchungsabschnitt im Vor-Ort-Protokoll (Breite, Tiefe, Beschattung, Substrate etc.) erhoben werden. Die Kartierer sollten mit der LAWA-Typologie und der Unterscheidung rhitral - potamal vertraut sein, um die vorgegebene Typ-Einstufung im Gelände überprüfen zu können und ggf. entsprechende Bemerkungen im Vor-Ort-Protokoll zu notieren. Da für die Bewertung makrophytenarmer sowie makrophytenfreier Untersuchungsabschnitte die Naturnähe eingeschätzt werden muss, sollte das Vor-Ort-Protokoll entsprechende Angaben beinhalten. Die Aufnahme der Vegetation gemäß BEMA erfolgt einmalig in der Zeit zwischen Mitte Juni und Mitte September bei Mittelwasser (evtl. Niedrigwasser). Der optimale Untersuchungszeitraum liegt im Juli. Bei der Messstelle handelt es sich i. d. R. um einen 100 m langen Gewässerabschnitt. Die GPS-Daten des Mittelpunkts dieses Gewässerbereichs werden zur Dokumentation aufgenommen. Die Makrophyten werden auf der gesamten Breite des Gewässers untersucht. Bei großen Marschengewässern (über 10 m Breite) kann die Bearbeitung getrennt von beiden Ufern aus oder auf nur einer Uferseite erfolgen. Hier ist ein mindestens 5 m breiter Streifen zu beproben. Erfasst werden alle alle innerhalb der Aufnahmefläche wachsenden Makrophyten (höhere Pflanzen (Spermatophyta und Pteridophyta), Armleuchteralgen (Characeae) und Moose (Bryophyta)). Dazu wird der Deckungsgrad der auftretenden Arten nach Londo (1975) geschätzt. Zusätzlich wird die Gesamtdeckung aller Makrophyten-, der Hydrophyten- und der Röhrichtarten vor Ort in Prozent geschätzt und notiert. Auffällige Vorkommen von makroskopisch erkennbaren Algen werden ebenfalls dokumentiert. Die Entnahme erfolgt von Hand bzw. mit einer mit Teleskopstiel ausgestatteten Harke. Von vor Ort nicht bestimmbaren Taxa werden Proben zur Nachbestimmung im Labor entnommen. Die elektrische Leitfähigkeit (μS/cm) ist zu messen. Der optimale Zeitraum für die Kartierung gemäß BMT liegt zwischen Juli bis August. Da aber saisonal bedingt in diesem Zeitraum nicht alle Pflanzen erfasst werden können, wird eine zweimalige Probenahme empfohlen, zusätzlich im März / April. Unabhängig von der Jahreszeit liegt der optimale Kartierzeitpunkt in Abhängigkeit vom Tidegeschehen je nach Uferneigung und Vegetationsausdehnung bei Niedrigwasser ± 2-3 Stunden. Bei der Messstelle handelt es sich i. d. R. um einen 100 m langen Gewässerabschnitt. An Anfang, Mitte und Ende des Kartierabschnitts werden drei Transekte gebildet und per GPS-Koordinaten eingemessen. Erfasst werden die parallel zum Ufer vorkommenden unterhalb der mittleren Tidehochwasser-Linie (MThw-Linie) siedelnden emersen Makrophytenbestände und sofern vorhanden die submersen Makrophyten im Sublitoral unterhalb der mittleren Tideniedrigwasser-Linie (d. h. < MTnw-Linie). Aufgrund der großen Breite und Tiefe vieler Tidegewässer erfolgt meist eine getrennte Beprobung der beiden Ufer oder nur einer Uferseite des gesamten Gewässerabschnitts. Gewässer mit geringer Tiefe und Breite sowie geringem Tidenhub können jedoch über den gesamten Gewässerquerschnitt beprobt werden. Dazu erfolgt eine Erhebung der Vegetationsbestände bzw. der trocken gefallenen Wattflächen bei Niedrigwasser. Bei kleinen Gewässern kann zusätzlich der Einsatz einer Harke zur Beprobung des Sublitorals notwendig sein. Erhoben werden alle Gefäßpflanzen und Armleuchteralgen. Dazu werden die auftretenden Arten nach der 5-stufigen Schätzskala von Kohler (1978) quantitativ erfasst. Auffällige Vorkommen von Moosen und makroskopisch erkennbaren Algen werden als Zusatzinformation dokumentiert. An den drei Transekten werden zusätzlich Merkmale der Besiedlungsstruktur, Ausdehnung, Zonierung und Vitalität der hochwüchsigen, emersen Makrophytenbestände erfasst. Von vor Ort nicht bestimmbaren Taxa werden Proben zur Nachbestimmung im Labor entnommen. Zur Charakterisierung der Probestelle werden zudem Standortfaktoren (Ufermorphologie, Substrat etc.) und die oberhalb der MThw-Linie landeinwärts siedelnde Vegetation erhoben.
Makrophyten umfassen alle höheren und niederen Pflanzen, die im Wasser wachsen und mit dem bloßen Auge wahrgenommen werden können. Zu den Makrophyten zählen Blüten- und Farnpflanzen, Moose und Armleuchteralgen. Berücksichtigt werden auch langfädige Grünalgen. Makrophyten indizieren als integrierende Langzeitindikatoren v. a. die strukturellen und trophischen Belastungen an einem Standort. Morphologisch lassen sich folgenden Wuchsformen der Makrophyten unterscheiden, die differenziert in Tabelle 1 dargestellt sind: I Rhizophyten (im Sediment wurzelnde Pflanzen) I.1 Helophyten (Sumpfpflanzen) I.2 Hydrophyten (Wasserpflanzen) II Pleustophyten (Wasserschweber) III Haptophyten (Haftpflanzen: Moose, Rot- und Grünalgen, Flechten) Tab. 1: Wuchsformen der aquatischen Makrophyten (aus: LANUV NRW 2008). Wuchsform Beschreibung Typische Vertreter Habitus Isoetiden Niedrigwüchsige Grundsprossgewächse Eleocharis acicularis, Isoëtes, Juncus, Litorella, Lobelia, Pilularia, Subularia Nymphaeiden Schwimmblattgewächse Alisma, Baldellia, Hydrocotyle, Hygrophila, Luronium, Nymphaea, Nymphoides, Nuphar, Persicaria, Potamogeton, Ranunculus, Sagittaria Elodeiden Kleinblättrige untergetauchte Makrophyten mit wirteligen Sprossen, Blätter unzerteilt Egeria, Elatine, Elodea, Hippuris Parvopotamiden Untergetauchte Makrophyten mit unzerteilten, ganzrandigen Blättern (Kleinlaichkrautartige) Groenlandia, Isolepis, Potamogeton, Zannichellia Magnopotamiden Untergetauchte Makrophyten mit unzerteilten, breiten, ganzrandigen Blättern (Großlaichkrautartige) Nuphar, Potamogeton Myriophylliden Untergetauchte Makrophyten mit beblätterten Sprossen, Blätter zerteilt Apium, Hottonia, Myriophyllum, Oenanthe, Ranunculus, Sium Chariden Untergetauchte Makrophyten mit wirteligen Ästen, mit Rhizoiden im Sediment verankert Chara, Nitella, Nitellopsis, Tolypella Batrachiden Makrophyten mit Schwimm- und Unterwasserblättern, letztere zerteilt oder unzerteilt Ranunculus Subgenus Batrachium, Potamogeton, Shinnersia Pepliden Makrophyten mit länglichen oder spatelförmigen Blättern, letztere eine endständige Rosette bildend (die Rosette kann bei untergetauchten Formen auch fehlen) Callitriche, Crassula, Elatine, Ludwigia, Montia, Peplis Vallisneriden Makrophyten mit grundständigen, aber lang flutenden Blättern, im Sediment wurzelnd Sparganium emersum f. vallisnerifolia, Vallisneria spiralis Stratiotiden Frei schwimmende Makrophyten mit emersen Blättern bzw. Teilen der Pflanzen, die deutlich aus dem Wasser herausragen Hydrocotyle, Hypericum, Pistia, Stratiotes Graminoiden Süßgräser Agrostis, Alopecurus, Catabrosa, Glyceria, Phalaris Herbiden Kräuter Apium, Berula, Hygrophila, Myosotis, Nasturtium, Oenanthe, Sium, Veronica Equisetiden Schachtelhalme Equisetum Junciden Untergetauchte Makrophyten mit unzerteilten, schmalen, ganzrandigen, gekammerten Blättern (Binsen) Juncus Lemniden Pleustophyten mit kleinen, blattähnlichen Schwimmsprossen Azolla, Lemna, Ricciocarpos, Spirodela,Wolffia Hydrochariden Pleustophyten mit großen Schwimmblättern Hydrocharis Ceratophylliden Pleustophyten mit großen, zerteilten Unterwasserblättern Ceratophyllum, Utricularia Riccielliden kleine untergetauchte Pleustophyten Riccia, Lemna trisulca Bryiden Makrophyten in Fließgewässern sind von verschiedenen Faktoren abhängig (s. Abb. 1). Die Beschattung ist ein wesentlicher Parameter für die Verbreitung und Abundanz von Makrophyten in Fließgewässern. Einige Fließgewässerabschnitte können bei geringer Breite von Natur aus frei von Makrophyten sein. Gleichwohl können sich makrophytenfreie Abschnitte auch in Verödungszonen von Fließgewässern finden, in denen aufgrund extremer Belastung keine Makrophyten mehr wachsen können. Naturnahe, komplett beschattete Fließgewässer müssen auf der anderen Seite nicht makrophytenfrei sein. So gibt es Beispiele für Referenz-Fließgewässer mit z. T. hohen Deckungswerten von Makrophyten. In breiteren Gewässern, in denen kein Kronenschluss der Ufergehölze erfolgt, sind ebenfalls natürliche Vorkommen von Makrophyten vorhanden. Darüber hinaus finden sich Makrophyten in Fließgewässern des Tieflandes, die keine Ufergehölze, sondern Röhrichte säumen. Fließgewässer mit periodischer Wasserführung weisen meistens nur Sumpfpflanzen (Helophyten) bzw. terrestrische Vegetation auf, Wasserpflanzen fehlen. Ein wichtiger Faktor für die Verbreitung von Makrophyten in Fließgewässern ist die Fließgeschwindigkeit (s. Abb. 2). Im Leitbild bzw. Referenzzustand sind Fließgewässer mit sehr hoher Fließgeschwindigkeit und sehr hoher Geschiebeführung von Natur aus frei von aquatischen Makrophyten. Beispiele sind Fließgewässer der Alpen mit sehr hoher Morphodynamik. Bei hoher Fließgeschwindigkeit können auf lagestabilen Hartsubstraten Moose und Rotalgen dominieren. Nimmt die Fließgeschwindigkeit weiter ab, treten untergetauchte höhere Makrophyten mit zerteilten Unterwasserblättern (Myriophylliden) auf. Diese Arten bilden auch die charakteristischen Vegetationstypen schnell fließender (rhithraler) Fließgewässer im Tiefland. Langsam fließende (potamale) Fließgewässer sind hingegen im Leitbild bzw. Referenzzustand im Wesentlichen durch arten- und wuchsformenreiche Schwimmblattgesellschaften (Nymphaeiden) gekennzeichnet. Makrophyten spiegeln hierbei auch strukturelle Veränderungen wider. So kann beispielsweise durch den Ausbau langsam fließender Flüsse oder Bäche eine Erhöhung der Fließgeschwindigkeit auftreten, wobei ein Wechsel von Schwimmblattgesellschaften zu Vegetationstypen, die für schnell fließende (rhithrale) Fließgewässer charakteristisch sind, zu beobachten ist. Aber auch die ausbaubedingte Verringerung von Strömungsdiversität und Tiefenvarianz spiegeln die Makrophyten in langsam fließenden (potamalen) Fließgewässern wider, da dies mit einer Verringerung der Wuchsformen verbunden ist. In vielen Fällen führt eine Veränderung der Struktur, z. B. durch Ausbau zu einer Verringerung der Artenzahl, Wuchsformen und Vielfalt von Pflanzengesellschaften. Neben der ausbaubedingten Degradation reagieren Makrophyten auch auf intensive Gewässerunterhaltung, die ebenfalls zu einer Verringerung der Wuchsformen führen kann. Hiervon profitieren in der Regel schnellwüchsige Arten wie z B. Sparganium emersum. Einen großen Einfluss auf die Zusammensetzung der Makrophytenvegetation in Fließgewässern haben auch chemisch-physikalische Faktoren: In Fließgewässern, die salzbeeinflusst sind, finden sich neben obligaten salzliebenden Makrophyten ( Ruppia spp., Zannichellia palustris spp. pedicillata, Chara baltica, C. canescens, Zostera spp.) auch limnische Makrophyten, die auch einen Salzeinfluss tolerieren (z. B. Potamogeton pectinatus, Myriophyllum spicatum ). In Süßwasser lassen sich deutliche Unterschiede der Makrophytenvegetation in Abhängigkeit von der Härte bzw. dem Hydrogenkarbonatgehalt des Wassers feststellen. So lassen sich Weichwasserarten wie Potamogeton polygonifolius und Nitella translucens von Hartwasserarten wie Potamogeton nodosus und Chara hispida unterscheiden. Insbesondere in weichen, karbonatarmen Gewässern wirkt der pH-Wert als weiterer differenzierender Faktor. So finden sich z.B. in sauren Gewässern Arten wie Juncus bulbosu s, Torfmoose ( Sphagnum spp.) bzw. Utricularia minor . In sauren Gewässern ist Juncus bulbosus die bestimmende Art, die oft Monodominanzbestände ausbildet. Demgegenüber sind Arten wie Myriophyllum spicatum auf neutrale bis basische Gewässer beschränkt. Weiterhin ist die Trophie von großer Bedeutung für die Verbreitung von Makrophyten in Fließgewässern. Als limitierende Pflanzennährstoffe sind vor allem Phosphor und Stickstoff zu nennen. Arten mit Schwerpunkt in gering mit Nährstoffen belasteten Fließgewässern, sogenannte Gütezeiger (s. u.) sind die folgenden Arten: Callitriche brutia var hamulata, Chara spp., Groenlandia densa, Hippuris vulgaris, Isolepis fluitans, Juncus bulbosus, Lemna trisulca, Luronium natans, Myriophyllum alterniflorum, Montia fontana, Nitella flexilis, N. opaca, Nitellopsis obtusa, Pilularia globulifera, Peplis portula, Potamogeton alpinus, P. coloratus, P. gramineus, P. lucens, P. perfoliatus, P. polygonifolius, P. praelongus, Ranunculus hederaceus, Riccia fluitans, Tolypella spp ., Utricularia spp. Demgegenüber gelten als Eutrophierungzeiger die folgenden Arten: Potamogeton pectinatus, P. crispus, P. pusillus, P. berchtoldii, P. trichoides, Zannichellia palustris, Elodea spp ., Egeria densa, Ceratophyllum demersum, C. submersum, Leptodictyum riparium und Octodiceras fontanum. Zu berücksichtigen bleibt, dass viele Makrophyten ihren Nährstoffbedarf auch aus dem Sediment abdecken können. Eine einfache Korrelation zwischen Nährstoffgehalten des Wassers und Makrophyten ist daher nicht zielführend, zumal die Makrophyten Nährstoffe auch verstoffwechseln. Von starker thermischer Belastung in Fließgewässern profitieren die folgenden Arten: Azolla filiculoides, Shinnersia rivularis, Myriophyllum aquaticum, Lemna minuta, L. turionifera, Vallisneria spiralis, Hygrophila polysperma, Pistia stratiotes, Eichhornia crassipes . Verbiss (Herbivorie) durch Säugetiere, Vögel, das Makrozoobenthos bzw. Fische kann einen erheblichen Einfluss auf die Zusammensetzung der Makrophyten haben. Der Einfluss von Graskarpfen ( Ctenopharyngodon idella ) auf Makrophyten in Stillgewässern ist gut dokumentiert, kann aber auch in Fließgewässern vorkommen. Starker Besatz kann zur vollständigen Vernichtung der aquatischen und helophytischen Vegetation führen. Damit können Veränderungen der Wasser- und Sedimentchemie, des Phyto- und Zooplanktons, des Makrozoobenthos sowie der Bestände an Fischen, Amphibien, Libellen und Vögeln verbunden sein. Auch Fische, die im Boden wühlen (benthivore Cypriniden wie Spiegel- und Schuppenkarpfen, Brassen) können die Makrophyten maßgeblich beeinflussen. Dies betrifft vor allem Stillgewässern, kommt aber auch gelegentlich in Fließgewässern vor. Benthivore Cypriniden können zur Aufwirbelung von Sedimenten, Rücklösung von Nährstoffen aus den Sedimenten, direkte Zerstörung von Makrophyten durch Fraß bzw. Losreißen der Pflanzen führen. Zur Bewertung von Makrophyten in Fließgewässern gemäß Wasserrahmenrichtlinie liegt das nationale PHYLIB -Verfahren vor. Alternativ kann in einigen Fließgewässertypen das in Nordrhein-Westfalen entwickelte Bewertungsverfahren ( NRW-Verfahren ) verwendet werden. Zur Bewertung der Makrophyten in den nicht tideoffenen Marschengewässer wird das "Verfahren zur Bewertung der Qualitätskomponente Makrophyten in Marschgewässern Nordwestdeutschlands" ( BEMA-Verfahren bzw. BEMA II-Verfahren) und in den tideoffenen Marschengewässer das "Verfahren zur Bewertung der Qualitätskomponente Makrophyten in Tidegewässern Nordwestdeutschlands" ( BMT-Verfahren ) angewendet.
Das Projekt "Sumpf- und Wasserpflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Landschafts- und Pflanzenökologie durchgeführt. Bestandserhebungen werden an hochgradig gefaehrdeten Sumpf und Wasserpflanzen in Baden-Wuerttemberg gemacht. Die historische und rezente Verbreitung wird dargestellt. Die Gefaehrdungsfaktoren werden erfasst und art- und vorkommensbezogene Schutzstrategien fuer die behandelten Arten werden entwickelt. Aus den erhobenen Daten wird ein Artenschutzkonzept fuer Pflanzen in limnischen Oekosystemen ausgearbeitet.
Das Projekt "Reinigung von Grauwasser mit Hilfe von vier vertikal durchstroemten Bodenfiltern mit verschiedenen Substraten und Sumpfpflanzen (L1 48 99)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau, Abteilung Landespflege durchgeführt. Die Eignung von Regenwasser in Zisternen (bei sachgemaesser techn. Ausfuehrung) ist fuer die Nutzungsarten WC-Spuelung, Gartenberegnung und Waeschewaschen nicht mehr umstritten. Aus diesem Grunde ist es sinnvoll die Dachablaufwaesser in Regenwassernutzungsanlagen (RWNA) zu sammeln und fuer o.g. Nutzungsarten zu verwenden. Auf diese Art kann teures Trinkwasser eingespart, das Kanalisationsnetz und die techn. Klaerwerke entlastet werden. In vielen Regionen der BRD reicht jedoch der Niederschlag fuer o.g. Nutzungsarten nicht aus, so dass eine Nachspeisung der Zisterne zwingend notwendig wird. Anstelle der Nachspeisung mit Trinkwasser koennte auch gereinigtes Grauwasser zum Einsatz kommen; Voraussetzung: es ist in seiner Beschaffenheit vergleichbar mit Regenwasser. Hauptproblem sind hierbei die hohen Konzentrationen von Tensiden, die ueber die Waschmittel in das Grauwasser gelangen. Ziel des Versuches ist es das Grauwasser mittels bepflanzten Bodenfiltern so gut zu Reinigen, dass die Grenzwerte der EU-RL ueber die Qualitaet der Badegewaesser eingehalten bzw. unterschritten werden koennen.
Das Projekt "Bestandsaufnahme und Bewertung der Donau und ihres Talraumes zwischen Sigmaringen und Zwiefaltendorf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Landschafts- und Pflanzenökologie durchgeführt. Im Rahmen dieses Projektes werden die Morphologie der Donau, die submerse, emerse und helophytische Flora sowie die Ufervegetation aufgenommen. Die Flora wird kartiert, bewertet und dargestellt. Infrarot-Luftbilder vom Talraum werden ausgewertet. Sie liefern Informationen ueber Nutzung und Biotopstrukturen des Gebietes. Die Unterlagen gehen in ein Sanierungskonzept ein, das sowohl wasserwirtschaftliche als auch oekologische und naturschuetzerische Zielsetzungen hat.
Das Projekt "Untersuchungen zur Frage der Bioindikation von Wasser- und Sumpfpflanzen in Baden-Wuerttemberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Landeskultur und Pflanzenökologie durchgeführt. Ziel ist die Erfassung, Kartierung und Auffindung der Ursachen fuer die Artenverbreitungsmuster der hoeheren Wasserpflanzen im intensiv industriell und landwirtschaftlich besiedelten Bereich. Durch Untersuchungen chemisch-physikalischer Gewaesserparameter sollen Beziehungen zwischen den Verbreitungsmustern von Pflanzenarten und der Gewaesserguete erarbeitet werden. Diese werden u.a. anhand von oekologischen Reihen dargestellt. Aus diesen deskriptiven Befunden ergeben sich wichtige Aussagen ueber den Indikatorwert von Makrophyten. Ferner lassen sich daraus bereits gueltige Schluesse ueber die Belastung und Belastbarkeit der aquatischen Oekosysteme erarbeiten.
Das Projekt "Schallschutzpflanzen - Optimierung der Abschirmwirkung von Hecken und Gehölzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Bauphysik durchgeführt. Hecken und Gehölze erfüllen in unserer Umwelt viele wichtige Funktionen: sie erzeugen Sauerstoff, filtern die Luft, dienen als Sicht- und Windschutz, bieten Lebensraum für Vögel und Insekten und dienen als strukturierende und abgrenzende Elemente. Für den städtebaulichen Schallschutz werden sie jedoch kaum genutzt, da in den maßgeblichen Planungsrichtlinien die Bewuchsdämpfung für alle Arten von Bewuchsflächen sehr niedrig angesetzt wird. Dabei wird übersehen, das die Angaben in den Richtlinien Mindestangaben darstellen, die in der Praxis häufig deutlich übertroffen werden können. Derzeit bestehen noch fast keine Kenntnisse über eine geeignete Gestaltung von Schallschutzhecken und deren Wirksamkeit. Auch über die akustischen Eigenschaften von Heckenpflanzen ist bislang nur sehr wenig bekannt. In dieser Studie wird untersucht, welche Pflanzen sich für Schallschutzzwecke aus akustischer Sicht besonders eignen, wie sie gepflanzt werden sollten, welche Abmessungen eine Hecke besitzen sollte und wie sich weitere Einflussfaktoren wie Bewuchsdichte, Blattfläche, Form und Dicke der Blätter, etc. auf die akustischen Eigenschaften auswirken. Die Untersuchungen erfolgen sowohl durch Messungen unter idealisierten Bedingungen im Labor als auch an realen Hecken im Freien. Weiterhin werden rechnerische Modelle eingesetzt, wobei das Ziel darin besteht, Dämpfungs- und Absorptionskoeffizienten zu bestimmen, die Schallschutzwirkung zu verbessern und verlässliche Bemessungsgrundlagen für die Städte- und Landschaftsplanung zu erarbeiten.
Das Projekt "Schutz und Regeneration der gefährdeten Schlammbodenfluren (Elatino-Eleocharition ovatae) an der Westerwälder Seenplatte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Koblenz, Institut für Integrierte Naturwissenschaften, Abteilung Biologie durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Zwergbinsengesellschaften der Klassen Littorelletea und Isoëto-Nanojuncetea gehören zum prioritären Lebensraumtyp '3130 Oligo- bis mesotrophe Stillgewässer' der FFH-Richtlinie. Die Schlammbodenfluren der Isoëto-Nanojuncetea, insbesondere des Verbands Elatino-Eleocharition ovatae entwickeln sich auf trockengefallenen Böden von Teichen oder Talsperren und vollziehen ihren Lebenszyklus von der Keimung auf dem trockenfallenden Substrat bis zur Fruchtreife in wenigen Wochen. Viele der Kennarten wie Carex bohemica, die Arten der Gattung Elatine oder Eleocharis ovata gehören zu den bundesweit gefährdeten Arten. Eine Rückgangsursache liegt in der immer seltener zu findenden Teichbewirtschaftung mit spätsommerlichem Ablassen. Die Teiche befinden sich aus ornithologischen Gründen (permanente Überstauung für den Fischadler), aber auch durch die Fischereinutzung und den Tourismus in einem Spannungsfeld. Das Abfischen der Teiche findet heute so spät statt (oft erst im Oktober, vgl. Fischer & Killmann 2014), dass es aufgrund der niedrigen Temperaturen nicht mehr zur Keimung und damit zur Entwicklung der Schlammbodenfluren kommt. Ziel des Projekts ist daher die Untersuchung der Boden-Samenbank in den Teichböden, um die potenzielle Zusammensetzung der gefährdeten Pflanzengesellschaften zu erfassen. Neben einem Monitoring von Zielarten sollen Maßnahmen zur Regeneration der Schlammbodenfluren entwickelt werden.
Das Projekt "Weiterentwicklung des Denitrifikationsverfahrens für bewachsene Bodenfilter am Beispiel der Pflanzenkläranlage Balde der Gemeinde Erndtebrück/ NRW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurbüro Bokatec Boller Kläranlagen Technik durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Kläranlagen mit emersen Sumpfpflanzen, im folgenden kurz 'Pflanzenkläranlagen' (PKA) genannt, zählen zu den naturnahen Verfahren der Abwasserbehandlung. Die PKAen werden in Europa überwiegend zur Reinigung von häuslichem Abwasser eingesetzt. PKAen lassen sich derzeit mit den Prozesszielen Kohlenstoffabbau und Nitrifikation betreiben. Mit dem Denitrifikationsprozess in PKAen gibt es so gut wie keine gesicherten Erfahrungswerte bzw. Bemessungsansätze, um eine weitergehende Stickstoffelimination im Betrieb zu gewährleisten. Zielsetzung dieses Forschungsvorhabens war - aufbauend auf den bisher durchgeführten Untersuchungen des Landesumweltamtes NRW - die PKA Balde um den Prozess der gezielten Denitrifikation zu erweitern und die Nitrifikation zu optimieren. Die Untersuchungsergebnisse sollten zu abgesicherten Erkenntnissen (Bemessungsansätzen) führen, die es erlauben, künftig eine Vielzahl von PKAen wirtschaftlich um den Prozess der Denitrifikation zu erweitern. Fazit: Im Projekt konnte ein innovativer Verfahrensansatz großtechnisch umgesetzt werden. Die dabei erzielten Ergebnisse haben die Erwartungen an eine gezielte Denitrifikation umfänglich erfüllt. Es konnte nachgewiesen werden, dass mit einer einfachen Umrüstung eine bestehende Pflanzenkläranlage zur gezielten Stickstoffelimination ertüchtigt werden kann. Die Ergebnisse haben dazu geführt, dass das Verfahren im Sommer 2003 bereits in einer zweiten Anlage großtechnisch eingebaut wurde.
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