Pressemitteilung vom 14. Oktober 2015

Neues Konzept soll helfen, Prioritäten im Gewässermanagement zu setzen

Simplifizierung beschreibt Verbindung zwischen Komplexität und Nischendiversität in Ökosystemen

Missoula(MT)/Magdeburg. Grundprinzip der meisten Strategien zur Renaturierung von Ökosystemen ist es, über die Wiederherstellung natürlicher Lebensraumstrukturen die biologische Vielfalt zu erhöhen und so auch die Ökosystemleistungen wieder zu verbessern. Oft bringen diese Projekte nicht den gewünschten Erfolg, weil die ökologischen Zusammenhänge zu komplex sind, um sie auf Anhieb zu durchschauen und aus der Fülle ökologischer Faktoren diejenigen herauszufinden, die im konkreten Fall Priorität haben. Wissenschaftler der University of Montana und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) haben nun ein theoretisches Konzept entwickelt – das Konzept der ökologischen Simplifizierung – das diese Lücke schließen soll. Exemplarisch getestet haben sie es in Flusslandschaften – am Missouri im US-Bundesstaat Montana und an der Elbe in Sachsen-Anhalt. Publiziert wurden die Ergebnisse kürzlich in der Fachzeitschrift BioScience.

Missouri River. Foto: A. Semmler

Der Missouri River im östlichen Montana (USA) mit vergleichsweise geringer menschlicher Einflussnahme.
Foto: A. Semmler

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Die Elbe. Foto: Mathias Scholz, UFZ

Die Elbe, eine wichtige Schifffahrtsstraße, die durch dicht besiedelte Gebiete mit intensiver landwirtschaftlicher Nutzung fließt.
Foto: Mathias Scholz, UFZ

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Eigentlich hört es sich einfach an: Um in unseren Flüssen die ursprüngliche hohe Artenvielfalt wieder herzustellen, sollten sie renaturiert, also in den ursprünglichen Zustand rückversetzt werden. Doch so einfach ist es nicht: In der Praxis sind diesem Bemühen oft Grenzen gesetzt, zum Beispiel durch historisch/kulturelle oder ökonomische Faktoren. Hinzu kommt, dass es für die Handelnden vor Ort ungemein schwer ist, aus dem Wust an ökologischen Faktoren, diejenigen herauszufinden, die aus ökologischer Sicht Priorität haben. Viel zu oft werden Handlungsprioritäten nach technischer und finanzieller Machbarkeit festgelegt. Das führt dazu, dass aufwendige Renaturierungsmaßnahmen oft nicht den gewünschten Erfolg bringen. Wie aber sehen die richtigen Maßnahmen aus? Welche Prioritäten sollten gesetzt werden?

Um Entscheidungshilfen zu geben, haben die Forscher das Konzept der ökologischen Simplifizierung entwickelt und exemplarisch an zwei Flusslandschaften getestet. Das Konzept geht davon aus, dass natürliche Flusslandschaften eine hohe Komplexität haben. Diese setzt sich aus unterschiedlichen Komponenten zusammen, insbesondere der räumlichen Heterogenität, der Konnektivität zwischen räumlichen Kompartimenten sowie der historischen Hinterlassenschaft. Menschliche Aktivitäten beeinflussen diese Komponenten in unterschiedlicher Weise und reduzieren die Komplexität. Das heißt sie simplifizieren das System und verkleinern damit die Anzahl an ökologischen Nischen, in denen Arten zusammen existieren können. Durch die systematische Betrachtung dieser Komplexitätskomponenten können Ursachen der Simplifizierung erkannt und durch Gegenmaßnahmen behoben werden. So macht es für die Wahl von effizienten Managementmaßnahmen einen großen Unterschied, ob die ökologischen Probleme etwa von einer Umgestaltung des Lebensraums durch Verbauung herrühren oder etwa von einer historischen Belastung durch Chemikalien beziehungsweise von einer Invasion gebietsfremder Arten.

Im Fallbeispiel haben die Wissenschaftler zwei Flüsse näher unter die Lupe genommen, die sich vor allem durch die Dauer der menschlichen Einflussnahme unterscheiden: Ein Flussabschnitt des Missouri River im östlichen Montana (USA) mit vergleichsweise geringer menschlicher Einflussnahme, und die Elbe. Sie fließt durch dicht besiedelte Gebiete mit intensiver landwirtschaftlicher Nutzung, ist als wichtige Schifffahrtstraße ausgebaut und deren Auen sind in weiten Teilen vom Fluss entkoppelt.

Dabei zeigte sich zum Beispiel, dass künstliche Uferbauwerke wie die Buhnenfelder an der Elbe mit Blick auf die biologische Vielfalt optimiert werden können. Haben sie die „richtige“ Form, können sie ökologische Nischen schaffen und die Artenvielfalt erhöhen. Der Vergleich der beiden Flüsse zeigt, dass sich damit zwar nicht die ursprüngliche Nischendiversität eines natürlichen Standortes in vollem Umfang herstellen lässt. Dennoch nähern sich bestimmte Parameter, wie z.B. die Nahrungsvielfalt für Tiere, durch die Bauwerke dem natürlichen Zustand wieder an. Diese Kenntnisse ermöglichen es, Verluste der Artenvielfalt, die durch die Verringerung des Flussquerschnittes im Zuge der Schiffbarmachung entstanden sind, zu kompensieren. Die künstliche Erhöhung der Komplexität an der Elbe bringt aber auch neue Probleme mit sich. Zum Beispiel, dass dort Nischen entstehen, in denen sich vor allem invasive Arten ansiedeln können. Diese können nachhaltig die Wiederbesetzung einheimischer Arten erschweren. Somit ist bei Maßnahmen nicht nur auf die Menge der geschaffenen Nischen sondern auch auf deren Qualität für einheimische Arten zu achten. In der nächsten Zeit heißt es für die Forscher nun, das theoretische Konzept mit konkreten Fallbeispielen und entsprechenden Handlungsempfehlungen zu unterfüttern. Aktuell beschäftigen sie sich in einem internationalen Konsortium etwa mit der Frage, wie sich die ökologische Verträglichkeit von notwendigen Bauwerken in Flüssen verbessern lässt.

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Publikation

Peipoch, Marc; Brauns, Mario; Hauer, F. Richard; Weitere, Markus; Valett, H. Maurice; (2015): Ecological simplification: human influences on riverscape complexity.
http://dx.doi.org/10.1093/biosci/biv120

Die Studie wurde gefördert von der National Science Foundation (NSF) der USA.

Weitere Informationen

Prof. Markus Weitere, Dr. Mario Brauns
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Tel.: +49 391 810-9600, -9140
Prof. Markus Weitere
Dr. Mario Brauns

sowie

Prof. H. Maurice Valett, Dr. Marc Peipoch Guell
University of Montana, Montana Institute on Ecosystems and Division of Biological Sciences
Tel. +1 (0) (406) 243-5122
Prof. H. Maurice Valett
Dr. Marc Peipoch Guell

oder über

Susanne Hufe (UFZ-Pressestelle)
Tel.: +49 341 235-1630

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