Stand: 20.04.98
Sofern Pflanzen- und Tierarten in den unterhaltenen Gewässerabschnitten durch Gesetze geschützt sind, muß für die Unterhaltung eine Ausnahmegenehmigung von der im jeweiligen Bundesland zuständigen Behörde eingeholt werden.
Pflanzen im Abflußquerschnitt führen zu einer verminderten Strömungsgeschwindigkeit, es kommt je nach Bewuchsdichte zu einem Aufstau. Dieser kann dazu führen, daß die gesetzlich geforderte Vorflut nicht mehr gegeben ist. Die verringerte Abflußgeschwindigkeit führt auch zu einer stärkeren Sedimentation, es kommt zu unerwünschten Auflandungen, die Vorflut und Hochwasserabfluß gefährden. Ähnliches gilt für den Uferbewuchs: Auch er kann den ord-nungsgemäßen Hochwasserabfluß verhindern.
Im Zuge der Gewässerunterhaltung können deshalb sowohl die Reduzierung oder Entfernung des Bewuchses - im Gewässer und am Ufer - als auch die Beseitigung von Auflandungen von Nöten sein.
Zu unterscheiden sind eine intensive Unterhaltung, die mehrere Krautungen pro Jahr und regelmäßige Grundräumungen umfaßt, und eine extensive Unterhaltung, die nur aus gezielten Krautungen und abschnittsweisen Grundräumungen besteht.
Die Gerätesysteme zur Gewässerunterhaltung arbeiten mit unterschiedlichen Verfahren:
- Schneiden
- Häckseln, Zerschlagen
- Harken
- Reißen
- Schürfen
- Fräsen
- Saugen
- Greifen
Zu unterscheiden sind:
- Gräben
- kleinere Fließgewässer, Bäche
- größere Fließgewässer, Flüsse
Bild 1: Schematische Nahrungskette eines Fließgewässers 1 (S. 3)
Die Lebensbedingungen werden gekennzeichnet durch eine geringe Wasserführung. Gräben sind überwiegend grundwassergespeist. Das Abflußverhalten ist diskontinuierlich , für Flora und Fauna wichtige abiotische Parameter wie Temperatur, Sauerstoffgehalt und pH-Wert schwanken stark im Verlauf des Tages.
Als Teil der gewinnmaximierten Kulturlandschaft sind Gräben in der Regel nicht beschattet, sie erhalten große Mengen an Nährstoffeinträgen von den angrenzenden landwirtschaftlich genutzten Flächen. Eine Verkrautung ist somit vorprogrammiert, als Folge ergeben sich eine verstärkte Sedimentation und Verschlammung des Grabens, die wiederum Unterhaltungsmaß-nahmen nötig machen. Viehtritt und Erosion sowie das Absterben der Pflanzen im Jahresrhythmus verstärken die Schlammbildung. Die Verflachung des Grabens führt dazu, daß der Graben seine Aufgabe nicht mehr erfüllen kann: Der angestiegene Grund- bzw. Stauwasserspiegel mindert den Ertrag der angrenzenden Nutzflächen. In der Regel erfolgt nach mehreren Jahren eine Grundräumung.
Bild 2: Sukzession in einem grundgeräumten Graben
Es beginnt ein neuer Entwicklungszyklus, der nach dem gleichen Schema abläuft: Nach einer Grundräumung wird aquatischer Lebensraum in zunehmenden Maße zum terrestrischen Lebensraum. Im Verlauf der Sukzession ändert sich die Zusammensetzung der Arten: Vor der nächsten Grundräumung haben typischerweise terrestrische Arten mehr Anteil an der Biomasse als die aquatischen.
Bild 3: Einfluß von Räumungen auf Gräben
3.2 Bäche
Die Entwicklung in den Bächen ist der in den Gräben ähnlich, Bäche verlanden jedoch nicht vollständig. Da sie natürliche Fließgewässer sind, ergibt sich eine weitere Unterschiede: Im ungestörten Zustand sind sie in der Regel von Ufergehölzen beschattet - das Wachstum der aquatischen Biomasse wird dadurch gebremst. Bäche als Bestandteil einer Naturlandschaft sind anders als in einer Kulturlandschaft von vielfältigen Biotopen. Daraus ergeben sich die unterschiedlichsten Wechselbeziehungen.
Bild 4: Einfluß von Räumungen auf Bäche
3.3 Flüsse
Flüsse bilden im natürlichen Zustand mit Altwässern und Auen vielfältige Lebensräume, die in Deutschland so kaum noch existieren, da fast alle größeren Fließgewässer ausgebaut wurden. Im Vergleich zu Gräben und Bächen haben terrestrische Lebensformen den gering-sten Anteil am Ökosystem Fluß.
Bild 5: Einfluß von Räumungen auf Flüsse
4. Auswirkungen auf abiotische Faktoren
Einige abiotische Faktoren beeinflussen die Entwicklung der Biomasse in Fließgewässern auf entscheidende Weise. Es handelt sich insbesondere um:
- Strahlung (Licht)
- Temperatur
- Sauerstoff
- pH-Wert
- Nährstoffe
- Strömung
- Substrate
- Feststofftransport
Die Auswirkungen der maschinellen Gewässerunterhaltung auf einige dieser Faktoren, sowie die besondere Bedeutung der Faktoren für bestimmte Lebensgemeinschaften soll kurz betrachtet werden.
4.1 Substrate
Verschiedene Arten haben Substratpräferenzen, so benötigen zum Beispiel Salmoniden eine spezifische Korngröße für die Laichablage. Wird dieser Kies im Rahmen einer Grundräumung entfernt, so ist die Fortpflanzung gestört und der Fortbestand der Arten in Gefahr.
Ganz allgemein zerstört eine Grundräumung die Struktur der Gewässersohle, aus einer wechselnden Verteilung von Schlamm/Detrius, Sand, Feinkies und Grobkies entsteht eine siedlungsfeindliche Struktur aus Sand und Feinkies.
Grund für die Siedlungsfeindlichkeit eines sandigen Grundes ist unter anderem die Abhängig-keit des Sauerstoffgehaltes im Interstitial, dem Porenraum im Sediment, vom Feinsandanteil des Sedimentes.
Wandernde Sandsohlen sind, da ebenfalls siedlungsfeindlich ein Problem, teilweise durch den Menschen verursacht, der eine erhöhte Sedimentfracht im Gewässer verursacht. Sandfänge können hier unter Umständen Abhilfe schaffen.
Bei Hochwasser steigen die Strömungsgeschwindigkeiten im Gewässer an, eine vielfältige Substratstruktur bietet in einem solchen Fall Schutz für kleine Tiere, die ansonsten von der sogenannten Katastrophendrift erfaßt werden.
4.2 Gewässerstruktur (Morphologie)
Wechselnde Wassertiefen wirken sich positiv auf Artenvielfalt und Bestandsdichten aus. Ein Effekt, der dadurch verstärkt wird, daß die natürliche Dynamik zu einer differenzierten Morphologie führt. Die Eingriffe der Unterhaltung können diesen Prozeß jedoch empfindlich stören:
Eine Grundräumung kommt einer Nivellierung des Gewässers gleich, auch die Entfernung der Pflanzenpolster, die zu unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten führen, aus denen z.B. die Kolkbildung resultiert, hat negative Auswirkungen auf die Gewässerökologie.
4.3 Physikalische und chemische Parameter
Insbesondere die Schwankungsbreite der Parameter ist von Bedeutung: Eine hohe Schwan-kungsbreite fördert euryöke Organismen, eine geringe Schwankungsbreite bietet dagegen auch ausreichend stabile Lebensbedingungen für stenöke Organismen.
4.3.1 Sauerstoffgehalt
Sauerstoff wird auf zwei Wegen in das Gewässer eingetragen: Durch die biogene Sauerstoff-produktion und auf physikalischem Weg, hier erfolgt der Sauerstoffeintrag über die Wasseroberfläche.
Der physikalische Sauerstoffeintrag wird behindert durch Wasserpflanzen an der Oberfläche, deren Sauerstoffproduktion auch nicht in das Gewässer, sondern in die Atmosphäre gelangt. Hier kann durch die Entfernung der Wasserpflanzendecke während der Unterhaltung der Sauerstoffgehalt steigen.
Da es beim Abbau von organischer Substanz zu Sauerstoffmangel kommen kann, muß das Räumgut unbedingt vollständig aus dem Gewässer entfernt werden. Ansonsten droht auch die Bildung von übelriechendem H2S.
Durch die nächtliche Dissimilation, die Sauerstoffzehrung der Gewässerpflanzen, kann es besonders bei kleinen Gewässern zu kritischen Sauerstoffsituationen kommen.
4.3.2 Temperatur
Eine geschlossene Pflanzendecke an der Oberfläche sorgt für eine geringere Erwärmung in der Tiefe. Durch eine Beschattung des Gewässers fallen die Temperaturschwankungen im Wechsel Tag/Nacht geringer aus. Die Temperatur des Gewässers hat wiederum Einfluß auf den Sauerstoffgehalt: In Wasser einer höheren Temperatur löst sich weniger Sauerstoff
4.3.3 Strömungsgeschwindigkeit
Die Fließgeschwindigkeit ist in erster Linie abhängig vom Durchfluß und von Struktur und Material des Gewässerbettes. Sie beeinflußt unter anderem entscheidend die Driftintensität der Makroinvertebraten.
Die Fließgeschwindigkeit steigt , wenn durch die Unterhaltung das bremsende Pflanzenpolster entfernt wird. Auf nach der Nivellierung durch eine Grundräumung steigt die Fließgeschwin-digkeit
Eine hohe Fließgeschwindigkeit kann helfen, ein Sauerstoffdefizit aufzufüllen. Droht durch Unterhaltungsmaßnahme ein Sauerstoffdefizit, so kann man dieses umgehen, indem man die Unterhaltung bei hohem Wasserstand durchführt. In einem solchen Fall ist auch die Fließge-schwindigkeit hoch.
4.3.4 Wassertiefe
Der Abfluß Q ist das Produkt aus der mittleren Abflußgeschwindigkeit v und dem Ab-flußquerschnitt A; Die Abflußmenge Q ist nicht von der Unterhaltung abhängig:
Q = konst = v * A
Deshalb wird mit der nach der Unterhaltung gestiegenen Abflußgeschwindigkeit der Ab-flußquerschnitt kleiner. Da sich auch der Gewässerquerschnitt nicht ändert, wird die Wassertiefe geringer.
In der Folge ergeben sich zum Beispiel größere Temperaturschwankungen, die problematisch für einzelne Arten sein können. Viele Fischarten sind auch auf die Deckung, die ihnen ein tiefes Gewässer bietet, angewiesen.
4.3.5 Sedimente
Eine Unterhaltung des Gewässers führt oft zu einer erhöhten Schwebstoffracht. Der verstärkte Abbau der aufgewirbelten organischen Substanz führt in einem solchen Fall zu einer ver-stärkten Sauerstoffzehrung. Im Extremfall kann es durch diese Sauerstoffzehrung zu einem Fischsterben kommen.
Ebenso können durch die Unterhaltung in der Sohle gebundene Nährstoffe wieder frei werden, mit dem unerwünschten Resultat, daß sich das Pflanzenwachstum verstärkt.
5. Auswirkungen auf verschiedene Organismen
5.1.1 Wasser- und Röhrichtpflanzen
Wasser- und Röhrichtpflanzen sind wichtig für Selbstreinigung der Gewässer: Sie fixieren Nähstoffe, dienen als Filter und reichern Schwermetalle an. Für andere Organismen sind sie Nahrungsgrundlage und Substrat.
Die entscheidenden Standortfaktoren für Wasserpflanzen sind:
- Licht
- Nährstoffangebot
- Substrat
- Strömungsverhältnisse
- Wassergüte
Die Wassergüte wird unter anderem vom Salzgehalt beeinflußt. Die Wasserpflanzen erzeugen Biomasse im Umfang von etwa 1000 bis 5000 kg Trockenmasse pro Jahr und Hektar, was bis zu 5 cm Detriusablagerungen pro Jahr auf der Sohle führen kann.
Durch menschliche Einflüsse wie Gewässerausbau, den Eintrag von Stickstoff und Phospha-ten, die Abholzung von Ufergehölzen und die Gewässerunterhaltung entstehen jedoch Selektionseffekte, die zu einem übermäßigen Wachstum weniger Arten führen.
Das übermäßige Wachstum des Krautes führt zu einem Aufstau des Gewässers, sein Fließ-wassercharakter geht immer mehr verloren und nähert sich dem eines Stillgewässers an. In der Folge ergeben sich eine verstärkte Sedimentation, außerdem verstärkt sich die Bildung von Zelluloseschlamm.
Wenige große Polster führen dabei zu mehr Detritus als viele kleine, ein Vorgang, der als Polstereffekt" bezeichnet wird. Begünstigt durch die Unterhaltung werden Pflanzen, die sich vegetativ fortpflanzen, diese Pionierarten leiten neue Sukzession ein. Pflanzen, die sich hauptsächlich durch Samen vermehren, werden benachteiligt, da sie durch die Mahd nicht immer ausreichend Zeit haben, die Samen auszubilden.
5.1.2 Aquatische Wirbellose (Invertebraten)
Die maßgebenden Parameter für Makroinvertebraten sind:
- Substratangebot: Sohlensedimente, Pflanzen und Pflanzenreste
- Strömung
- Wasserbeschaffenheit
- chemisch-physikalische Parameter
In langsam fließende Gewässern besiedeln die Makroinvertebraten hauptsächlich die Wasser-pflanzen. Mollusken (Schnecken und kleine Muscheln) stellen in kleinen, ausgebauten Gewässern mit 70% der Arten die artenreichste Gruppe. In größeren, schneller fließenden Gewässern ist der überwiegende Teil der Makroinvertebraten dagegen in der Sohle anzutref-fen. Die geringe Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Gewässersohle verringert das Risiko einer Drift.
Von besonderer Bedeutung für viele Makroinvertebraten ist Totholz, das ihnen als Substrat und Nahrung dient. Eine Entfernung des Totholzes im Zuge der Gewässerunterhaltung hat entsprechend negative Auswirkungen.
Die Regeneration des Makroinvertebratenbestandes nach Unterhaltungsmaßnahmen ist an die Regeneration der Pflanzen gebunden, da sie die Nahrungsgrundlage für viele Arten bilden.
5.1.3 Amphibien
Die wechselwarmen Amphibien überwintern im Sediment der Gewässer. Im Winter werden jedoch oft Grundräumungen durchgeführt, die dann meist das Ende für die mit dem Räumgut entnommenen Amphibien bedeuten.
Auch Fortpflanzung und Kinderstube der Amphibien spielen sich im Gewässer ab: Die Kaulquappen leben vollständig im aquatischen Bereich.
Der Lebensraum von Amphibien wurde eingeschränkt durch Beseitigung von kleinen Stillge-wässern durch den Menschen, so daß die Bedeutung der kleinen Fließgewässer für diese Arten noch gestiegen ist.
5.1.4 Fische
Die maßgebende Parameter für Fische sind
- Abflußverhalten
- Gewässermorphologie
- Wasserbeschaffenheit
- Nahrungsgrundlage
- Fortpflanzungsmöglichkeiten
- Aufwuchsmöglichkeiten
- Möglichkeiten für Zu- und Abwanderung
Für die im Freiwasser lebenden Fische ist Deckung, wie sie zum Beispiel durch Wasserpflan-zen, Uferüberhänge oder große Wassertiefe geboten wird, notwendig. Eine Verdriftung der Fische wird durch diese Rückzugsräume ebenfalls verhindert, da die Strömungsgeschwindig-keiten dort klein bleiben. Zum Aufwachsen benötigen die Fische dagegen Flachwasserbereiche. Ein Gewässer mit abwechslungsreicher Morphologie bietet deshalb die beste Voraussetzung für eine hohe Fischartenvielfalt. Eine Einebnung dieser abwechslungs-reichen Morphologie durch Unterhaltungsmaßnahmen kann die Fische gefährden.
Für einzelne Arten, wie das Bachneunauge, das zum Laichen stromaufwärts zu einem Kiessediment wandert, ansonsten aber auf dem sandigem Untergrund lebt, zu dem die geschlüpften Larven driften, bedeutet die Zerstörung des Sedimentwechsels in Strömungs-richtung von Kies auf Sand das Aus.
Die Gefahr der im Freiwasserbereich lebenden Fische, bei der Unterhaltung mit dem Mähkorb aus dem Gewässer entfernt zu werden, ist abhängig davon, wie groß und wie stark verkrautet das Gewässer ist. Kleine Gewässer und starke Verkrautung können zu hohen Verlusten führen, nur Aalen ist es zum Teil möglich, zurück ins Gewässer zu gelangen, sofern das Kraut direkt am Ufer gelagert wird. Auch bei anderen Arten der Unterhaltung besteht für die Fische eine Gefahr, durch aufgewirbelte Schwebstoffe, die sich auf ihren Kiemen absetzen.
Arten die am Boden leben sind besonders von Grundräumungen betroffen, bei denen sie mit dem Sediment aus dem Gewässer entfernt werden.
Die meisten Fische ernähren sich von Makroinvertebraten, die sie auf Pflanzen oder im Sediment finden. Krautung oder Räumung bedrohen somit den Hauptbestandteil ihrer Nahrung.
Die Fortpflanzung der Fische ist durch unterschiedliche Auswirkungen der Unterhaltung bedroht: Zum einen besteht besonders bei Krautlaichern die Gefahr, das der Laich mit dem Kraut aus dem Gewässer entfernt wird. Zum anderen kann der Wasserspiegel aufgrund der höheren Abflußgeschwindigkeit nach einer Krautung sinken, was in den Flachwasserzonen zu einer Zerstörung des Laiches durch Trockenfallen führen kann. Bei der Unterhaltung aufge-wirbelte Schwebstoffe können sich auf dem Laich ablagern und seine Sauerstoffversorgung stören, was wiederum zu einer Zerstörung des Laiches führen kann.
5.1.5 Andere Tierarten
Durch die Gewässerunterhaltung ergibt sich eine stabilere Biozönose an Land, da der Abfluß bei Hochwasserereignissen gewährleistet ist. Große Überschwemmungen bleiben aus.
Wird im Zuge der Unterhaltung das Ufer gemäht, so können während der Brutzeit Verluste bei den Vögeln auftreten. Von einer solchen Mahd ebenfalls betroffen sind Schmetterlings-raupen.
6. Ökologisch sinnvolle Unterhaltung
Die Krautung aller Gewässer eines Einzugsgebiet erschwert die Wiederbesiedlung von außen. Es ist deshalb zu prüfen, ob wirklich eine Krautung aller Gewässer nötig ist.
Wird die Krautung nicht vollständig durchgeführt, sondern halbseitig, in Form einer Schneise in Gewässermitte oder abschnittsweise, so wird Makroinvertebraten, die längere Zeit im Larvenstadium verbringen, das langfristige Überleben ermöglicht. Zusätzlich verringert man den Anstieg der Driftraten durch die Krautung. Die Chancen, daß diese Drift durch natürliche Mechanismen - die Wanderung stromaufwärts - ausgeglichen werden kann, steigen.
Ähnliches gilt für das Mähen der Böschungen: Werden die Böschungen zeitlich versetzt gemäht, so können unterschiedliche Pflanzenarten Blüten und Samen bilden. Der jährliche Rhythmus sollte jedoch beibehalten werden. Durch die Kombination von abschnitts- oder seitenweiser Mahd und Krautung kann eine Anpassung an die örtlichen Gegebenheiten erfolgen.
Der Einsatz von Mähbalken statt Mähkorb ermöglicht es Insektenlarven und Krebsen, sich vom Mähgut zu trennen, bevor dieses den Krautfang erreicht. Bei der abschnittsweisen Krautung sollten die vollständig gekrauteten Abschnitte im allgemeinen nicht länger als 500 bis 1.000 m sein, damit eine Wiederbesiedlung in kurzer Zeit möglich ist"1 (S.52)
Das Kraut sollte über der Gewässersohle abgemäht werden, dadurch werden Störungen des Sedimentes und Aufwirbelungen von Schwebstoffen vermieden. Dies ist mit Verfahren, die ständigen Bodenkontakt haben, wie z.B. Gliedersensenketten, nicht möglich. Für Mähkorb und Mähbalken empfehlen sich Abstandshalter.
Eine Grundräumung vor November bietet mehr Überlebenschancen für die überwinternden Amphibien und Fische, wie z.B. Aale. In Gebieten mit landwirtschaftlicher Nutzung der Uferrandstreifen ergibt sich dadurch eventuell ein Interessenkonflikt mit der Landwirtschaft, den man durch Entschädigung der Landwirte auflösen kann. Da die Räumungen nur im Abstand von mehreren Jahren durchgeführt werden, ist diese Lösung jedoch vertretbar.
In größeren Gewässern bestehen verschiedene Möglichkeiten, den Schwebstoffeintrag während der Räumung gering zu halten: Bei geringer Wasserstandshöhe kann durch die Errichtung eines Dammes im Trockenen gearbeitet werden. Bei großer Wasserstandshöhe verringert ein Saugbagger den Schwebstoffeintrag, da das Räumgut nicht mit den oberen (schnelleren) Wasserschichten in Berührung kommt. Das Spülwasser sollte jedoch erst nach ausreichender Absetzzeit in das Gewässer zurückgegeben werden, da dieser Vorteil sonst verloren geht. Sinnvoll kann auch die Reinigung des Schmutzwassers in einer Kläranlage sein. Die Entfernung kontaminierten Materials aus dem Gewässer kann sich positiv auf die Gewässergüte auswirken.
Bringt man Kies in ein Fließgewässer ein, um die Lebensbedingungen der darauf angewiese-ne Arten zu verbessern, so ist darauf zu achten, daß die Strömungsgeschwindigkeiten in dem Gewässerabschnitt, in den der Kies eingebracht werden soll, groß genug ist. Ansonsten kann der Kies durch Sedimentation von Feinkornanteilen verschlammen.
Krautungen und Räumungen sollten den Laichzeiten der im vorhandenen Fischarten angepaßt werden, so laichen zum Beispiel die einheimischen Cypriniden meist im Frühjahr und Frühsommer, die Salmoniden aber erst im Spätherbst. Ökologisch sinnvoll kann eine Krau-tung sein, um den Sauerstoffverbrauch durch das Absterben der Wasserpflanzen im August und September klein zu halten. Auch die Ausräumung von Faulschlamm aus dem Gewässer-bett ist so eine ökologisch sinnvolle Unterhaltungsmaßnahme, hier sollte jedoch darauf geachtet werden, das vor allem die Ursachen der Faulschlammbildung abgestellt werden.
Zum Teil lassen sich Unterhaltungsmaßnahmen durch zweckmäßige Ausbaumaßnahmen reduzieren oder vermeiden, bzw. der ökologische Schaden der Unterhaltung begrenzen:
Die Bereitstellung von Überflutungsräumen, eventuell auch durch den Ankauf von Gelände, kann den Abflußquerschnitt entscheidend vergrößern und dadurch Unterhaltungsmaßnahmen vollkommen überflüssig machen. Hier sollte man allerdings nicht nur mit ökonomischen Maßstäben messen, sondern auch bedenken, daß größere Überflutungsräume auch einen weitaus besseren Hochwasserschutz bieten als alle Unterhaltungsmaßnahmen. Durch den Grunderwerb kann auch auf Ufersicherungen verzichtet werden, es bilden sich dann natürliche Gumpen und Kolke, die Lebensraum für viele Arten sind. Künstlich angelegte Gumpen sind dagegen meist Fehlschläge.
Die Einrichtung von Sandfängen kann die erneute Versandung von Gewässerabschnitten vermeiden. Eine solche Maßnahme ist ökologisch sehr positiv zu betrachten, da eine reine Sandsohle siedlungsfeindlich ist. Nach einer Grundräumung kann die Wiederbesiedlung durch den Einbau von Buhnen, Störsteinen, und Ähnlichem beschleunigt werden. In flachen Gewässern sollte man Vertiefungen schaffen, sie bieten Schutz gegen Austrocknung und Frost.
Generell ist eine Unterhaltung vom Wasser aus einer Unterhaltung vom Land aus vorzuzie-hen: Es entfällt so der Fahrstreifen am Ufer. Auch in kleinen Gewässern ist zum Teil der Einsatz eines Mähbootes möglich, das dann auch vom Ufer aus von Hand bedient werden kann. Unter Umständen wirbelt das Mähboot allerdings mehr Schlamm auf als ein landge-stütztes System.
6.1 Unterhaltungspläne
Zur ökologisch sinnvollen Gewässerunterhaltung sind langfristige Unterhaltungspläne, wie sie auch in einer Richtlinie des nordrhein-westfälischen Landesamtes für Wasser und Abfall3 (S.67) empfohlen werden, unerläßlich.
Maßnahme empfohlener Zeitraum Bemerkungen
Krauten der GewässersohleRäumen(Entsanden, Entschlammen)GrundräumungMahd von Uferröhricht und UferstaudenBöschungsmahdGehölzpflanzungPflege der Gehölzneuan-pflanzungenGehölzpflege ab Mitte JuniSeptember bis OktoberSeptember bis Oktoberab HerbstJuni bis OktoberOktober bis AprilMai bis AugustOktober bis Februar Laichzeiten von Amphibien und Fischen beachtennicht bei Niedrigwasserführung; in Salmonidengewässern nur bis Anfang OktoberRestbestände über Winter belassenBrutzeiten der Vögel beachten, Mähgut entfernenMahd des Gras- und KrautwuchsesLändervorschriften beachten
Tafel 1: Zeitplan für Unterhaltungsmaßnahmen
Erst Unterhaltungspläne ermöglichen die Berücksichtigung der vielfältigen biologischen Entwicklungsvorgänge und die Einhaltung eines jährlichen Rhythmus beim Mähen der Böschungen. Das Grundgerüst für einen Unterhaltungsplan ist in Tafel 1 ersichtlich 1 (S.74).
6.2 Biologische Gewässerunterhaltung
6.2.1 Karpfen
Insbesondere im Gebiet der ehemaligen DDR wurden Gras- oder Amurkarpfen zur Krautung von Fließgewässern eingesetzt. Aus ökologischer Sicht ist ihr Einsatz genauso bedenklich, wie die maschinelle Gewässerunterhaltung: Der Graskarpfen ist keine heimische Tierart. Zwar können sie sich unter den hier herrschenden klimatischen Bedingungen nicht fortpflanzen, allerdings entsprechen die vorgeschlagenen Besatzdichten dem Niveau des natürlicherweise vorhandenen Fischbestandes, so daß hier ein erheblicher Konkurrenzdruck auf die autochtho-nen Fischarten zu erwarten ist; Untersuchungen hierzu liegen nicht vor." 1 (S.63) Sie bevorzugen bestimmte Pflanzenarten und führen somit wie die maschinelle Gewässerunter-haltung zu einer Selektion. Die Fische führen die pflanzliche Biomasse wieder dem Gewässer zu, es kommt zu einer verstärkten Phytoplanktonbildung. Zur Unterstützung können dann zusätzlich planktonfressende Silberkarpfen eingesetzt werden. Da Graskarpfen wandern, ist eine Absperrung der Gewässer notwendig, dies verhindert jedoch auch die erwünschte Wanderung heimischer Arten. Der reduzierte Pflanzenbewuchs verliert seine Funktion als Aufenthaltsraum für bestimmte Fischarten und als Laichplatz der Krautlaicher.
6.2.2 Schafe
Der Einsatz von Schafen zur Gewässerunterhaltung ist aus wasserwirtschaftlicher und ökonomischer Sicht positiv zu bewerten, ökologisch eher negativ, die beweideten Flächen sind artenarm, auch die Schafe selektieren. Auch hier wird wie bei den Karpfen die abgefres-sene Biomasse dem Ökosystem zurückgegeben.
6.2.3 Ufergehölze
Die Pflanzung von Ufergehölzen dient der Beschattung der Gewässer und reduziert die Krautbildung. Für kleine Fließgewässer stellt die vollständige Beschattung den ursprünglichen Zustand dar, am Ufer der Flüsse sorgten Auwälder für Schatten. Die Temperaturschwankun-gen im Gewässer werden reduziert.
Die Wurzeln der Gehölze sichern und strukturieren das Ufer. Im Gewässer sorgen sie für wechselnde Wassertiefen. Daraus ergeben sich unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten, es bildet sich ein Mosaik aus verschiedenen Substraten.
Durch die geringeren Temperaturschwankungen, die abwechslungsreichere Gewässermor-phologie und die wechselnden Substrate erhöhen sich die Chancen für stenöke Arten: Die Artenvielfalt wird vergrößert.
Die Gehölze haben ein Puffer- und Filterwirkung: Niederschlag fließt nicht sofort ab und der Eintrag von Nährstoffen und Pflanzenschutzmitteln aus der Landwirtschaft wird verringert. Noch nicht geklärt ist jedoch, ob und nach welchem Zeitraum sich das Puffer- und Filter-vermögen eines Uferstreifens erschöpfen kann und wie dann weiter zu verfahren ist." 1 (S.71)
Die Gehölze sind Substrat für bestimmte Pflanzen. Noch wichtiger sind sie für die Tierwelt: Sie bieten ihnen Deckung , Aufenthalts- und Brutmöglichkeiten, für bestimmte Arten wie zum Beispiel die Fallaubfresser auch Nahrung. Das Laub der verschiedenen Gehölzarten wird dabei unterschiedlich schnell verwertet. Bachflohkrebse haben sich zum Beispiel auf das Laub der häufig an kleinen Fließgewässern vorkommenden Schwarzerle spezialisiert.
Vor der Neupflanzung muß bedacht werden, ob nach der Pflanzung ein ausreichender Hoch-wasserabfluß möglich ist, bzw. ob zum Ausgleich zusätzlich Retentionsräume geschaffen werden können. Außerdem muß im Gewässer in der Regel eine Mindestabflußgeschwindig-keit vorhanden sein, da sonst ein Abbau des Laubes nicht gewährleistet ist. Es kann in einem solchen Fall dann zu kritischen Sauerstoffverhältnissen und der Bildung von H2S kommen.
In der heute vorherrschenden Kulturlandschaft stellen die Ufergehölzstreifen Rückzugsräume für viele Arten dar.
6.2.4 Hochstauden und Röhrichte
Auch Hochstauden und Röhrichte beschatten das Gewässer und bieten Lebensraum für verschiedene Pflanzen und Tierarten. Die Ansiedlung erfolgt zum Teil von selbst. Große Düngereinträge aus der Landwirtschaft führen allerdings meist zur Vorherrschaft der Brennes-sel- und Distelstauden. Durch natürliche Sukzession würde die Staudenvegetation ohne Unterhaltung in eine Gehölzvegetation übergehen. Es ist zu entscheiden, ob dieser Vorgang regelmäßig durch die Unterhaltung abgebrochen werden muß.
7. Fazit
Im Rahmen dieser Ausarbeitung konnte nur ein kleiner Einblick in das komplexe Thema gegeben werden. Eine alleinige Betrachtung der ökologischen Aspekte des Problems ist nicht möglich, die Entscheidungen müssen anhand der vorhandenen Gegebenheiten entwickelt werden. In vielen Fällen, vielleicht auch im Rahmen der Renaturierung einzelner Gewässer, werden sich aber Ansätze finden lassen, die eine extensivere und dadurch auch für Flora und Fauna schonendere Unterhaltung ermöglichen.
Literatur
[1] Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau e.V. (1992): Methoden und Auswirkungen der maschinellen Gewässerunterhaltung, DVWK-Merkblätter zur Wasserwirt-schaft Nr. 224
[2] Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau e.V. (1984): Ökologische Aspekte bei Ausbau und Unterhaltung von Fließgewässern, DVWK-Merkblätter zur Wasserwirtschaft Nr. 204
[3] Landesamt für Wasser und Abfall Nordrhein-Westfalen (1989): Richtlinie für den naturna-hen Ausbau und Unterhaltung der Fließgewässer in Nordrhein-Westfalen
- NOTWENDIGKEIT DER GEWÄSSERUNTERHALTUNG, GRUNDLAGEN
- MASCHINELLE GEWÄSSERUNTERHALTUNG
- Krauten der Gewässersohle
- Mähen der Böschung
- Bergung des Mähgutes, Lagerung und Beseitigung
- Räumung und Grundräumung
- Räumgut
- DIE LEBENSGEMEINSCHAFT EINES FLIEßGEWÄSSERS
- Gräben
- Bäche
- Flüsse
- AUSWIRKUNGEN AUF ABIOTISCHE FAKTOREN
- Substrate
- Gewässerstruktur (Morphologie)
- Physikalische und chemische Parameter
- Sauerstoffgehalt
- Temperatur
- Strömungsgeschwindigkeit
- Wassertiefe
- Sedimente
- AUSWIRKUNGEN AUF VERSCHIEDENE ORGANISMEN
- Wasser- und Röhrichtpflanzen
- Aquatische Wirbellose (Invertebraten)
- Amphibien
- Fische
- Andere Tierarten
- Ouml;KOLOGISCH SINNVOLLE UNTERHALTUNG
- Unterhaltungspläne
- Biologische Gewässerunterhaltung
- Karpfen
- Schafe
- Ufergehölze
- Hochstauden und Röhrichte
- FAZIT
- LITERATUR
Notwendigkeit der Gewässerunterhaltung, Grundlagen
Rechtliche Grundlage der Gewässerunterhaltung auf Bundesebene ist das Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushalts (WHG). Nachgeordnet sind auf Landesebene verschiedene Gesetze und Richtlinien. Aufgabe der Gewässerunterhaltung ist es, einen ordnungsmäßigen Zustand des Gewässerbettes und der Ufer für den Wasserabfluß zu erhalten und dabei die günstigen Wirkungen des Gewässers für den Naturhaushalt und die Gewässerlandschaft zu bewahren und zu entwickeln."3 (S.63)Sofern Pflanzen- und Tierarten in den unterhaltenen Gewässerabschnitten durch Gesetze geschützt sind, muß für die Unterhaltung eine Ausnahmegenehmigung von der im jeweiligen Bundesland zuständigen Behörde eingeholt werden.
Pflanzen im Abflußquerschnitt führen zu einer verminderten Strömungsgeschwindigkeit, es kommt je nach Bewuchsdichte zu einem Aufstau. Dieser kann dazu führen, daß die gesetzlich geforderte Vorflut nicht mehr gegeben ist. Die verringerte Abflußgeschwindigkeit führt auch zu einer stärkeren Sedimentation, es kommt zu unerwünschten Auflandungen, die Vorflut und Hochwasserabfluß gefährden. Ähnliches gilt für den Uferbewuchs: Auch er kann den ord-nungsgemäßen Hochwasserabfluß verhindern.
Im Zuge der Gewässerunterhaltung können deshalb sowohl die Reduzierung oder Entfernung des Bewuchses - im Gewässer und am Ufer - als auch die Beseitigung von Auflandungen von Nöten sein.
Maschinelle Gewässerunterhaltung
Die früher praktizierte Gewässerunterhaltung von Hand ist aus ökonomischen Gründen von der maschinellen Gewässerunterhaltung verdrängt worden. Aus ökologischer Sicht sicher ein Rückschritt. Aber sicher ein Fortschritt gegenüber der früher teilweise praktizierten chemi-schen Gewässerunterhaltung: Die Anwendung chemischer Mittel in und an Gewässern wurde in letzter Zeit immer mehr zurückgedrängt (in manchen Ländern untersagt) und kann insoweit auch nicht mehr zur regelmäßigen Unterhaltung gerechnet werden." 2 (S. 46)Zu unterscheiden sind eine intensive Unterhaltung, die mehrere Krautungen pro Jahr und regelmäßige Grundräumungen umfaßt, und eine extensive Unterhaltung, die nur aus gezielten Krautungen und abschnittsweisen Grundräumungen besteht.
Die Gerätesysteme zur Gewässerunterhaltung arbeiten mit unterschiedlichen Verfahren:
- Schneiden
- Häckseln, Zerschlagen
- Harken
- Reißen
- Schürfen
- Fräsen
- Saugen
- Greifen
Krauten der Gewässersohle
Eine Krautung der Gewässersohle ist notwendig, wenn die gefordert Abflußleistung und/oder ein bestimmter Mittelwasserstand im Interesse von Siedlung, Verkehr und Landwirtschaft nicht mehr gewährleistet ist."1 (S.51) Die Krautung erfolgt je nach Verfahren vom Ufer oder von einem Boot aus. Von der Krautung erfaßt werden submerse Wasserpflanzen, Schwimm-blattpflanzen und emerse Pflanzen. Die Krautung erfolgt bis zu dreimal jährlich. Bei ausreichendem Wasserstand und ausreichender Abflußgeschwindigkeit wird das Kraut stromabwärts getrieben und kann an einem an günstiger Stelle errichteten Krautfang entnom-men werden. Bei geringer Strömung muß das Mähgut vor Ort entnommen werden.Verschiedene Mähwerke stehen zur Krautung zur Verfügung, sie können auf land- oder wassergestützten Geräten montiert werden. Eine Besonderheit stellt der Mähkorb dar, hier ist das Mähwerk an einen Korb montiert, so daß in einem Arbeitsschritt mit dem Mähen gleich-zeitig das Kraut entfernt werden kann. Ökologisch problematisch kann das einem Baggerlöffel ähnliche Gerät sein, da es, je mehr es mit Kraut gefüllt ist, immer undurchlässi-ger wird. Mit dieser Schaufel werden dem Gewässer dann z.B. Sedimente oder Makroorganismen entnommen, die dort verbleiben sollten.
Mähen der Böschung
Die Böschungsmahd ermöglicht den reibungslosen Hochwasserabfluß in kleinen Gewässern, zusätzlich fördert sie die Verwurzelung der Grasnarbe, dadurch wird die Standfestigkeit der Böschung erhöht. In der Regel wird die Böschung, je nach Notwendigkeit, ein bis zwei Mal jährlich gemäht. Alternativ zum Mähguttransport an Land kann der Transport des Mähgutes im Gewässer erfolgen, wie bei der Krautung der Gewässersohle muß das Mähgut stromab-wärts jedoch wieder aus dem Gewässer entfernt werden.Bergung des Mähgutes, Lagerung und Beseitigung
In Ufernähe verbliebenes Mähgut kann vom Hochwasser abgetragen werden und zum Beispiel an Wehren für kritische Situationen sorgen. Ein Anwelken, eine kurze Lagerung in Ufernähe, ist dagegen aus ökologischer Sicht positiv zu bewerten, da sich so Tiere vom Mähgut lösen können und in angrenzende Biotope flüchten können. Auch die Bergung wird erleichtert, da das Mähgut mit dem Wasser auch an Gewicht verliert. Eine längere Lagerung stellt jedoch eine Belastung für den darunterliegenden Bewuchs dar. Das Resultat sind Kahlstellen, die Ausgangspunkt für Erosionserscheinungen sein können. Mit einsetzender Faulung des Mähgutes setzt auch eine unerwünschte Düngung ein. Durch die Nährstoffzufuhr ergibt sich ein Selektionseffekt, nur einzelne Pflanzen, wie die Brennessel profitieren dadurch. Problematisch ist die Abfuhr, wenn der Boden sehr weich ist, zum Beispiel aufgrund hoher Bodenfeuchte. Die Transportfahrzeuge würden dann einen Teil der Feuchtwiesen zerstören.Das Mähgut sollte in großen Mengen nicht ohne Dichtung und Silosickersaftbehälter in der Nähe des Gewässers gelagert werden. Die hochkonzentrierten Silosickersäfte erreichen BSB-Werte bis zu 20.000 mg/l und stellen insbesondere in Gewässern mit geringer Wasserführung eine Gefahr für die aquatische Tierwelt dar."1 (S.52) Eine solche Dichtung ist nach den Bestimmungen des Abfallbeseitigungsgesetzes vorgeschrieben, denen der Krautlagerplatz unterliegt. Abgesehen von einer Nutzung des Krautes als Gründünger oder Futter in der Landwirtschaft bieten sich zur Beseitigung die Kompostierung oder - ökologisch sicher nicht sehr sinnvoll - die Deponierung an. Für die Verwertung müssen eventuell Zwischenlagerung und/oder Mulchung mit eingeplant werden.
Räumung und Grundräumung
Eine Räumung oder Grundräumung ist notwendig, wenn durch die oben genannten Maßnah-men eine ausreichende Vorflut nicht mehr sichergestellt ist. Besonders in Gewässerläufen mit Staustufen ergibt sich aufgrund der verringerten Abflußgeschwindigkeit eine vermehrte Sedimentation, die zur Auflandung führt. Ähnliches gilt zum Teil für die Mittel- und Unter-läufe einzelner Gewässer.Es stehen wiederum unterschiedliche Verfahren zur Verfügung, die eine Entschlammung, bzw. Entsandung vom Ufer oder vom Gewässer aus ermöglichen. Bei nicht zu großen Gewässern ermöglichen Bagger mit Schaufeln, Löffeln und Greifern die Beseitigung der Auflandung. Bei geringer Wassertiefe, und festem Boden können Geräte wie Raupen oder Bagger auch auf der Gewässersohle operieren. Hierbei sollte nach Möglichkeit in Strömungs-richtung mit möglichst kurzen Transportwegen geräumt werden, da so der Schwebstoffeintrag in das Gewässer reduziert wird. Bei größeren Gewässern und Wassertiefen kommen verschie-dene Arten von Schwimmbaggern - mit Schaufeln, Löffel und Greifern oder aber als Schwimmsaugbagger oder Eimerkettenbagger - zum Einsatz.
Von allen Verfahren zur Gewässerunterhaltung greifen die Räumung bzw. Grundräumung am weitesten in das natürliche Gefüge des Fließgewässers ein. Deshalb sind von vornherein sowohl die ökologischen Folgen als auch die zu erwartenden technischen Probleme besonders gründlich zu betrachten.
Räumgut
Auch die Beseitigung des Räumgutes, durch Deponierung oder Nutzung in der Landwirtschaft bzw. bei der Geländeprofilierung, ist zu klären. Es ist zweckmäßig, das Räumgut für kurze Zeit am Ufer zu lagern, um es teilweise zu entwässern, außerdem ergibt sich dann die Möglichkeit des sofortigen Absammelns und Wiedereinbringens von Fischen, Amphibien und Großmuscheln in das Gewässer."1 (S.58) Insbesondere die Großmuscheln haben sonst kaum eine Chance, der Räumung zu entgehen. Durch eine Einbringung des Räumgutes in die Überschwemmungsgebiete am Ufer können ökologisch wertvolle Feuchtbiotope vernichtet werden. Ein solches Einbringen ist zum Teil sogar verboten. Die Analyse des Räumgutes ist erforderlich, um eventuelle Kontaminationen, die unter Umständen eine Nutzung des Räum-gutes verbieten würden, zu erkennen.Die Lebensgemeinschaft eines Fließgewässers
Die verschiedenen Formen der Biozönose, die sich in einem Fließgewässer ausbilden, hängen insbesondere von der Größe des Gewässers ab.Zu unterscheiden sind:
- Gräben
- kleinere Fließgewässer, Bäche
- größere Fließgewässer, Flüsse
Gräben
Gräben sind künstlich angelegt, sie werden vom Menschen genutzt, seit er Ackerbau betreibt. Mit den fortschreitenden technischen Möglichkeiten und Dünger ergab sich jedoch eine geringe Artenvielfalt im Grünland und Graben. Im ungestörten Zustand enthält das Arten-spektrum des Grabens große Anteile von Arten, die in der Roten Liste" stehen, ein Zeichen dafür, wie sehr die veränderte Nutzung den Lebensraum verändert hat.Die Lebensbedingungen werden gekennzeichnet durch eine geringe Wasserführung. Gräben sind überwiegend grundwassergespeist. Das Abflußverhalten ist diskontinuierlich , für Flora und Fauna wichtige abiotische Parameter wie Temperatur, Sauerstoffgehalt und pH-Wert schwanken stark im Verlauf des Tages.
Als Teil der gewinnmaximierten Kulturlandschaft sind Gräben in der Regel nicht beschattet, sie erhalten große Mengen an Nährstoffeinträgen von den angrenzenden landwirtschaftlich genutzten Flächen. Eine Verkrautung ist somit vorprogrammiert, als Folge ergeben sich eine verstärkte Sedimentation und Verschlammung des Grabens, die wiederum Unterhaltungsmaß-nahmen nötig machen. Viehtritt und Erosion sowie das Absterben der Pflanzen im Jahresrhythmus verstärken die Schlammbildung. Die Verflachung des Grabens führt dazu, daß der Graben seine Aufgabe nicht mehr erfüllen kann: Der angestiegene Grund- bzw. Stauwasserspiegel mindert den Ertrag der angrenzenden Nutzflächen. In der Regel erfolgt nach mehreren Jahren eine Grundräumung.
Bild 2: Sukzession in einem grundgeräumten Graben
Es beginnt ein neuer Entwicklungszyklus, der nach dem gleichen Schema abläuft: Nach einer Grundräumung wird aquatischer Lebensraum in zunehmenden Maße zum terrestrischen Lebensraum. Im Verlauf der Sukzession ändert sich die Zusammensetzung der Arten: Vor der nächsten Grundräumung haben typischerweise terrestrische Arten mehr Anteil an der Biomasse als die aquatischen.
Bild 3: Einfluß von Räumungen auf Gräben
3.2 Bäche
Die Entwicklung in den Bächen ist der in den Gräben ähnlich, Bäche verlanden jedoch nicht vollständig. Da sie natürliche Fließgewässer sind, ergibt sich eine weitere Unterschiede: Im ungestörten Zustand sind sie in der Regel von Ufergehölzen beschattet - das Wachstum der aquatischen Biomasse wird dadurch gebremst. Bäche als Bestandteil einer Naturlandschaft sind anders als in einer Kulturlandschaft von vielfältigen Biotopen. Daraus ergeben sich die unterschiedlichsten Wechselbeziehungen.
Bild 4: Einfluß von Räumungen auf Bäche
3.3 Flüsse
Flüsse bilden im natürlichen Zustand mit Altwässern und Auen vielfältige Lebensräume, die in Deutschland so kaum noch existieren, da fast alle größeren Fließgewässer ausgebaut wurden. Im Vergleich zu Gräben und Bächen haben terrestrische Lebensformen den gering-sten Anteil am Ökosystem Fluß.
Bild 5: Einfluß von Räumungen auf Flüsse
4. Auswirkungen auf abiotische Faktoren
Einige abiotische Faktoren beeinflussen die Entwicklung der Biomasse in Fließgewässern auf entscheidende Weise. Es handelt sich insbesondere um:
- Strahlung (Licht)
- Temperatur
- Sauerstoff
- pH-Wert
- Nährstoffe
- Strömung
- Substrate
- Feststofftransport
Die Auswirkungen der maschinellen Gewässerunterhaltung auf einige dieser Faktoren, sowie die besondere Bedeutung der Faktoren für bestimmte Lebensgemeinschaften soll kurz betrachtet werden.
4.1 Substrate
Verschiedene Arten haben Substratpräferenzen, so benötigen zum Beispiel Salmoniden eine spezifische Korngröße für die Laichablage. Wird dieser Kies im Rahmen einer Grundräumung entfernt, so ist die Fortpflanzung gestört und der Fortbestand der Arten in Gefahr.
Ganz allgemein zerstört eine Grundräumung die Struktur der Gewässersohle, aus einer wechselnden Verteilung von Schlamm/Detrius, Sand, Feinkies und Grobkies entsteht eine siedlungsfeindliche Struktur aus Sand und Feinkies.
Grund für die Siedlungsfeindlichkeit eines sandigen Grundes ist unter anderem die Abhängig-keit des Sauerstoffgehaltes im Interstitial, dem Porenraum im Sediment, vom Feinsandanteil des Sedimentes.
Wandernde Sandsohlen sind, da ebenfalls siedlungsfeindlich ein Problem, teilweise durch den Menschen verursacht, der eine erhöhte Sedimentfracht im Gewässer verursacht. Sandfänge können hier unter Umständen Abhilfe schaffen.
Bei Hochwasser steigen die Strömungsgeschwindigkeiten im Gewässer an, eine vielfältige Substratstruktur bietet in einem solchen Fall Schutz für kleine Tiere, die ansonsten von der sogenannten Katastrophendrift erfaßt werden.
4.2 Gewässerstruktur (Morphologie)
Wechselnde Wassertiefen wirken sich positiv auf Artenvielfalt und Bestandsdichten aus. Ein Effekt, der dadurch verstärkt wird, daß die natürliche Dynamik zu einer differenzierten Morphologie führt. Die Eingriffe der Unterhaltung können diesen Prozeß jedoch empfindlich stören:
Eine Grundräumung kommt einer Nivellierung des Gewässers gleich, auch die Entfernung der Pflanzenpolster, die zu unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten führen, aus denen z.B. die Kolkbildung resultiert, hat negative Auswirkungen auf die Gewässerökologie.
4.3 Physikalische und chemische Parameter
Insbesondere die Schwankungsbreite der Parameter ist von Bedeutung: Eine hohe Schwan-kungsbreite fördert euryöke Organismen, eine geringe Schwankungsbreite bietet dagegen auch ausreichend stabile Lebensbedingungen für stenöke Organismen.
4.3.1 Sauerstoffgehalt
Sauerstoff wird auf zwei Wegen in das Gewässer eingetragen: Durch die biogene Sauerstoff-produktion und auf physikalischem Weg, hier erfolgt der Sauerstoffeintrag über die Wasseroberfläche.
Der physikalische Sauerstoffeintrag wird behindert durch Wasserpflanzen an der Oberfläche, deren Sauerstoffproduktion auch nicht in das Gewässer, sondern in die Atmosphäre gelangt. Hier kann durch die Entfernung der Wasserpflanzendecke während der Unterhaltung der Sauerstoffgehalt steigen.
Da es beim Abbau von organischer Substanz zu Sauerstoffmangel kommen kann, muß das Räumgut unbedingt vollständig aus dem Gewässer entfernt werden. Ansonsten droht auch die Bildung von übelriechendem H2S.
Durch die nächtliche Dissimilation, die Sauerstoffzehrung der Gewässerpflanzen, kann es besonders bei kleinen Gewässern zu kritischen Sauerstoffsituationen kommen.
4.3.2 Temperatur
Eine geschlossene Pflanzendecke an der Oberfläche sorgt für eine geringere Erwärmung in der Tiefe. Durch eine Beschattung des Gewässers fallen die Temperaturschwankungen im Wechsel Tag/Nacht geringer aus. Die Temperatur des Gewässers hat wiederum Einfluß auf den Sauerstoffgehalt: In Wasser einer höheren Temperatur löst sich weniger Sauerstoff
4.3.3 Strömungsgeschwindigkeit
Die Fließgeschwindigkeit ist in erster Linie abhängig vom Durchfluß und von Struktur und Material des Gewässerbettes. Sie beeinflußt unter anderem entscheidend die Driftintensität der Makroinvertebraten.
Die Fließgeschwindigkeit steigt , wenn durch die Unterhaltung das bremsende Pflanzenpolster entfernt wird. Auf nach der Nivellierung durch eine Grundräumung steigt die Fließgeschwin-digkeit
Eine hohe Fließgeschwindigkeit kann helfen, ein Sauerstoffdefizit aufzufüllen. Droht durch Unterhaltungsmaßnahme ein Sauerstoffdefizit, so kann man dieses umgehen, indem man die Unterhaltung bei hohem Wasserstand durchführt. In einem solchen Fall ist auch die Fließge-schwindigkeit hoch.
4.3.4 Wassertiefe
Der Abfluß Q ist das Produkt aus der mittleren Abflußgeschwindigkeit v und dem Ab-flußquerschnitt A; Die Abflußmenge Q ist nicht von der Unterhaltung abhängig:
Q = konst = v * A
Deshalb wird mit der nach der Unterhaltung gestiegenen Abflußgeschwindigkeit der Ab-flußquerschnitt kleiner. Da sich auch der Gewässerquerschnitt nicht ändert, wird die Wassertiefe geringer.
In der Folge ergeben sich zum Beispiel größere Temperaturschwankungen, die problematisch für einzelne Arten sein können. Viele Fischarten sind auch auf die Deckung, die ihnen ein tiefes Gewässer bietet, angewiesen.
4.3.5 Sedimente
Eine Unterhaltung des Gewässers führt oft zu einer erhöhten Schwebstoffracht. Der verstärkte Abbau der aufgewirbelten organischen Substanz führt in einem solchen Fall zu einer ver-stärkten Sauerstoffzehrung. Im Extremfall kann es durch diese Sauerstoffzehrung zu einem Fischsterben kommen.
Ebenso können durch die Unterhaltung in der Sohle gebundene Nährstoffe wieder frei werden, mit dem unerwünschten Resultat, daß sich das Pflanzenwachstum verstärkt.
5. Auswirkungen auf verschiedene Organismen
5.1.1 Wasser- und Röhrichtpflanzen
Wasser- und Röhrichtpflanzen sind wichtig für Selbstreinigung der Gewässer: Sie fixieren Nähstoffe, dienen als Filter und reichern Schwermetalle an. Für andere Organismen sind sie Nahrungsgrundlage und Substrat.
Die entscheidenden Standortfaktoren für Wasserpflanzen sind:
- Licht
- Nährstoffangebot
- Substrat
- Strömungsverhältnisse
- Wassergüte
Die Wassergüte wird unter anderem vom Salzgehalt beeinflußt. Die Wasserpflanzen erzeugen Biomasse im Umfang von etwa 1000 bis 5000 kg Trockenmasse pro Jahr und Hektar, was bis zu 5 cm Detriusablagerungen pro Jahr auf der Sohle führen kann.
Durch menschliche Einflüsse wie Gewässerausbau, den Eintrag von Stickstoff und Phospha-ten, die Abholzung von Ufergehölzen und die Gewässerunterhaltung entstehen jedoch Selektionseffekte, die zu einem übermäßigen Wachstum weniger Arten führen.
Das übermäßige Wachstum des Krautes führt zu einem Aufstau des Gewässers, sein Fließ-wassercharakter geht immer mehr verloren und nähert sich dem eines Stillgewässers an. In der Folge ergeben sich eine verstärkte Sedimentation, außerdem verstärkt sich die Bildung von Zelluloseschlamm.
Wenige große Polster führen dabei zu mehr Detritus als viele kleine, ein Vorgang, der als Polstereffekt" bezeichnet wird. Begünstigt durch die Unterhaltung werden Pflanzen, die sich vegetativ fortpflanzen, diese Pionierarten leiten neue Sukzession ein. Pflanzen, die sich hauptsächlich durch Samen vermehren, werden benachteiligt, da sie durch die Mahd nicht immer ausreichend Zeit haben, die Samen auszubilden.
5.1.2 Aquatische Wirbellose (Invertebraten)
Die maßgebenden Parameter für Makroinvertebraten sind:
- Substratangebot: Sohlensedimente, Pflanzen und Pflanzenreste
- Strömung
- Wasserbeschaffenheit
- chemisch-physikalische Parameter
In langsam fließende Gewässern besiedeln die Makroinvertebraten hauptsächlich die Wasser-pflanzen. Mollusken (Schnecken und kleine Muscheln) stellen in kleinen, ausgebauten Gewässern mit 70% der Arten die artenreichste Gruppe. In größeren, schneller fließenden Gewässern ist der überwiegende Teil der Makroinvertebraten dagegen in der Sohle anzutref-fen. Die geringe Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Gewässersohle verringert das Risiko einer Drift.
Von besonderer Bedeutung für viele Makroinvertebraten ist Totholz, das ihnen als Substrat und Nahrung dient. Eine Entfernung des Totholzes im Zuge der Gewässerunterhaltung hat entsprechend negative Auswirkungen.
Die Regeneration des Makroinvertebratenbestandes nach Unterhaltungsmaßnahmen ist an die Regeneration der Pflanzen gebunden, da sie die Nahrungsgrundlage für viele Arten bilden.
5.1.3 Amphibien
Die wechselwarmen Amphibien überwintern im Sediment der Gewässer. Im Winter werden jedoch oft Grundräumungen durchgeführt, die dann meist das Ende für die mit dem Räumgut entnommenen Amphibien bedeuten.
Auch Fortpflanzung und Kinderstube der Amphibien spielen sich im Gewässer ab: Die Kaulquappen leben vollständig im aquatischen Bereich.
Der Lebensraum von Amphibien wurde eingeschränkt durch Beseitigung von kleinen Stillge-wässern durch den Menschen, so daß die Bedeutung der kleinen Fließgewässer für diese Arten noch gestiegen ist.
5.1.4 Fische
Die maßgebende Parameter für Fische sind
- Abflußverhalten
- Gewässermorphologie
- Wasserbeschaffenheit
- Nahrungsgrundlage
- Fortpflanzungsmöglichkeiten
- Aufwuchsmöglichkeiten
- Möglichkeiten für Zu- und Abwanderung
Für die im Freiwasser lebenden Fische ist Deckung, wie sie zum Beispiel durch Wasserpflan-zen, Uferüberhänge oder große Wassertiefe geboten wird, notwendig. Eine Verdriftung der Fische wird durch diese Rückzugsräume ebenfalls verhindert, da die Strömungsgeschwindig-keiten dort klein bleiben. Zum Aufwachsen benötigen die Fische dagegen Flachwasserbereiche. Ein Gewässer mit abwechslungsreicher Morphologie bietet deshalb die beste Voraussetzung für eine hohe Fischartenvielfalt. Eine Einebnung dieser abwechslungs-reichen Morphologie durch Unterhaltungsmaßnahmen kann die Fische gefährden.
Für einzelne Arten, wie das Bachneunauge, das zum Laichen stromaufwärts zu einem Kiessediment wandert, ansonsten aber auf dem sandigem Untergrund lebt, zu dem die geschlüpften Larven driften, bedeutet die Zerstörung des Sedimentwechsels in Strömungs-richtung von Kies auf Sand das Aus.
Die Gefahr der im Freiwasserbereich lebenden Fische, bei der Unterhaltung mit dem Mähkorb aus dem Gewässer entfernt zu werden, ist abhängig davon, wie groß und wie stark verkrautet das Gewässer ist. Kleine Gewässer und starke Verkrautung können zu hohen Verlusten führen, nur Aalen ist es zum Teil möglich, zurück ins Gewässer zu gelangen, sofern das Kraut direkt am Ufer gelagert wird. Auch bei anderen Arten der Unterhaltung besteht für die Fische eine Gefahr, durch aufgewirbelte Schwebstoffe, die sich auf ihren Kiemen absetzen.
Arten die am Boden leben sind besonders von Grundräumungen betroffen, bei denen sie mit dem Sediment aus dem Gewässer entfernt werden.
Die meisten Fische ernähren sich von Makroinvertebraten, die sie auf Pflanzen oder im Sediment finden. Krautung oder Räumung bedrohen somit den Hauptbestandteil ihrer Nahrung.
Die Fortpflanzung der Fische ist durch unterschiedliche Auswirkungen der Unterhaltung bedroht: Zum einen besteht besonders bei Krautlaichern die Gefahr, das der Laich mit dem Kraut aus dem Gewässer entfernt wird. Zum anderen kann der Wasserspiegel aufgrund der höheren Abflußgeschwindigkeit nach einer Krautung sinken, was in den Flachwasserzonen zu einer Zerstörung des Laiches durch Trockenfallen führen kann. Bei der Unterhaltung aufge-wirbelte Schwebstoffe können sich auf dem Laich ablagern und seine Sauerstoffversorgung stören, was wiederum zu einer Zerstörung des Laiches führen kann.
5.1.5 Andere Tierarten
Durch die Gewässerunterhaltung ergibt sich eine stabilere Biozönose an Land, da der Abfluß bei Hochwasserereignissen gewährleistet ist. Große Überschwemmungen bleiben aus.
Wird im Zuge der Unterhaltung das Ufer gemäht, so können während der Brutzeit Verluste bei den Vögeln auftreten. Von einer solchen Mahd ebenfalls betroffen sind Schmetterlings-raupen.
6. Ökologisch sinnvolle Unterhaltung
Die Krautung aller Gewässer eines Einzugsgebiet erschwert die Wiederbesiedlung von außen. Es ist deshalb zu prüfen, ob wirklich eine Krautung aller Gewässer nötig ist.
Wird die Krautung nicht vollständig durchgeführt, sondern halbseitig, in Form einer Schneise in Gewässermitte oder abschnittsweise, so wird Makroinvertebraten, die längere Zeit im Larvenstadium verbringen, das langfristige Überleben ermöglicht. Zusätzlich verringert man den Anstieg der Driftraten durch die Krautung. Die Chancen, daß diese Drift durch natürliche Mechanismen - die Wanderung stromaufwärts - ausgeglichen werden kann, steigen.
Ähnliches gilt für das Mähen der Böschungen: Werden die Böschungen zeitlich versetzt gemäht, so können unterschiedliche Pflanzenarten Blüten und Samen bilden. Der jährliche Rhythmus sollte jedoch beibehalten werden. Durch die Kombination von abschnitts- oder seitenweiser Mahd und Krautung kann eine Anpassung an die örtlichen Gegebenheiten erfolgen.
Der Einsatz von Mähbalken statt Mähkorb ermöglicht es Insektenlarven und Krebsen, sich vom Mähgut zu trennen, bevor dieses den Krautfang erreicht. Bei der abschnittsweisen Krautung sollten die vollständig gekrauteten Abschnitte im allgemeinen nicht länger als 500 bis 1.000 m sein, damit eine Wiederbesiedlung in kurzer Zeit möglich ist"1 (S.52)
Das Kraut sollte über der Gewässersohle abgemäht werden, dadurch werden Störungen des Sedimentes und Aufwirbelungen von Schwebstoffen vermieden. Dies ist mit Verfahren, die ständigen Bodenkontakt haben, wie z.B. Gliedersensenketten, nicht möglich. Für Mähkorb und Mähbalken empfehlen sich Abstandshalter.
Eine Grundräumung vor November bietet mehr Überlebenschancen für die überwinternden Amphibien und Fische, wie z.B. Aale. In Gebieten mit landwirtschaftlicher Nutzung der Uferrandstreifen ergibt sich dadurch eventuell ein Interessenkonflikt mit der Landwirtschaft, den man durch Entschädigung der Landwirte auflösen kann. Da die Räumungen nur im Abstand von mehreren Jahren durchgeführt werden, ist diese Lösung jedoch vertretbar.
In größeren Gewässern bestehen verschiedene Möglichkeiten, den Schwebstoffeintrag während der Räumung gering zu halten: Bei geringer Wasserstandshöhe kann durch die Errichtung eines Dammes im Trockenen gearbeitet werden. Bei großer Wasserstandshöhe verringert ein Saugbagger den Schwebstoffeintrag, da das Räumgut nicht mit den oberen (schnelleren) Wasserschichten in Berührung kommt. Das Spülwasser sollte jedoch erst nach ausreichender Absetzzeit in das Gewässer zurückgegeben werden, da dieser Vorteil sonst verloren geht. Sinnvoll kann auch die Reinigung des Schmutzwassers in einer Kläranlage sein. Die Entfernung kontaminierten Materials aus dem Gewässer kann sich positiv auf die Gewässergüte auswirken.
Bringt man Kies in ein Fließgewässer ein, um die Lebensbedingungen der darauf angewiese-ne Arten zu verbessern, so ist darauf zu achten, daß die Strömungsgeschwindigkeiten in dem Gewässerabschnitt, in den der Kies eingebracht werden soll, groß genug ist. Ansonsten kann der Kies durch Sedimentation von Feinkornanteilen verschlammen.
Krautungen und Räumungen sollten den Laichzeiten der im vorhandenen Fischarten angepaßt werden, so laichen zum Beispiel die einheimischen Cypriniden meist im Frühjahr und Frühsommer, die Salmoniden aber erst im Spätherbst. Ökologisch sinnvoll kann eine Krau-tung sein, um den Sauerstoffverbrauch durch das Absterben der Wasserpflanzen im August und September klein zu halten. Auch die Ausräumung von Faulschlamm aus dem Gewässer-bett ist so eine ökologisch sinnvolle Unterhaltungsmaßnahme, hier sollte jedoch darauf geachtet werden, das vor allem die Ursachen der Faulschlammbildung abgestellt werden.
Zum Teil lassen sich Unterhaltungsmaßnahmen durch zweckmäßige Ausbaumaßnahmen reduzieren oder vermeiden, bzw. der ökologische Schaden der Unterhaltung begrenzen:
Die Bereitstellung von Überflutungsräumen, eventuell auch durch den Ankauf von Gelände, kann den Abflußquerschnitt entscheidend vergrößern und dadurch Unterhaltungsmaßnahmen vollkommen überflüssig machen. Hier sollte man allerdings nicht nur mit ökonomischen Maßstäben messen, sondern auch bedenken, daß größere Überflutungsräume auch einen weitaus besseren Hochwasserschutz bieten als alle Unterhaltungsmaßnahmen. Durch den Grunderwerb kann auch auf Ufersicherungen verzichtet werden, es bilden sich dann natürliche Gumpen und Kolke, die Lebensraum für viele Arten sind. Künstlich angelegte Gumpen sind dagegen meist Fehlschläge.
Die Einrichtung von Sandfängen kann die erneute Versandung von Gewässerabschnitten vermeiden. Eine solche Maßnahme ist ökologisch sehr positiv zu betrachten, da eine reine Sandsohle siedlungsfeindlich ist. Nach einer Grundräumung kann die Wiederbesiedlung durch den Einbau von Buhnen, Störsteinen, und Ähnlichem beschleunigt werden. In flachen Gewässern sollte man Vertiefungen schaffen, sie bieten Schutz gegen Austrocknung und Frost.
Generell ist eine Unterhaltung vom Wasser aus einer Unterhaltung vom Land aus vorzuzie-hen: Es entfällt so der Fahrstreifen am Ufer. Auch in kleinen Gewässern ist zum Teil der Einsatz eines Mähbootes möglich, das dann auch vom Ufer aus von Hand bedient werden kann. Unter Umständen wirbelt das Mähboot allerdings mehr Schlamm auf als ein landge-stütztes System.
6.1 Unterhaltungspläne
Zur ökologisch sinnvollen Gewässerunterhaltung sind langfristige Unterhaltungspläne, wie sie auch in einer Richtlinie des nordrhein-westfälischen Landesamtes für Wasser und Abfall3 (S.67) empfohlen werden, unerläßlich.
Maßnahme empfohlener Zeitraum Bemerkungen
Krauten der GewässersohleRäumen(Entsanden, Entschlammen)GrundräumungMahd von Uferröhricht und UferstaudenBöschungsmahdGehölzpflanzungPflege der Gehölzneuan-pflanzungenGehölzpflege ab Mitte JuniSeptember bis OktoberSeptember bis Oktoberab HerbstJuni bis OktoberOktober bis AprilMai bis AugustOktober bis Februar Laichzeiten von Amphibien und Fischen beachtennicht bei Niedrigwasserführung; in Salmonidengewässern nur bis Anfang OktoberRestbestände über Winter belassenBrutzeiten der Vögel beachten, Mähgut entfernenMahd des Gras- und KrautwuchsesLändervorschriften beachten
Tafel 1: Zeitplan für Unterhaltungsmaßnahmen
Erst Unterhaltungspläne ermöglichen die Berücksichtigung der vielfältigen biologischen Entwicklungsvorgänge und die Einhaltung eines jährlichen Rhythmus beim Mähen der Böschungen. Das Grundgerüst für einen Unterhaltungsplan ist in Tafel 1 ersichtlich 1 (S.74).
6.2 Biologische Gewässerunterhaltung
6.2.1 Karpfen
Insbesondere im Gebiet der ehemaligen DDR wurden Gras- oder Amurkarpfen zur Krautung von Fließgewässern eingesetzt. Aus ökologischer Sicht ist ihr Einsatz genauso bedenklich, wie die maschinelle Gewässerunterhaltung: Der Graskarpfen ist keine heimische Tierart. Zwar können sie sich unter den hier herrschenden klimatischen Bedingungen nicht fortpflanzen, allerdings entsprechen die vorgeschlagenen Besatzdichten dem Niveau des natürlicherweise vorhandenen Fischbestandes, so daß hier ein erheblicher Konkurrenzdruck auf die autochtho-nen Fischarten zu erwarten ist; Untersuchungen hierzu liegen nicht vor." 1 (S.63) Sie bevorzugen bestimmte Pflanzenarten und führen somit wie die maschinelle Gewässerunter-haltung zu einer Selektion. Die Fische führen die pflanzliche Biomasse wieder dem Gewässer zu, es kommt zu einer verstärkten Phytoplanktonbildung. Zur Unterstützung können dann zusätzlich planktonfressende Silberkarpfen eingesetzt werden. Da Graskarpfen wandern, ist eine Absperrung der Gewässer notwendig, dies verhindert jedoch auch die erwünschte Wanderung heimischer Arten. Der reduzierte Pflanzenbewuchs verliert seine Funktion als Aufenthaltsraum für bestimmte Fischarten und als Laichplatz der Krautlaicher.
6.2.2 Schafe
Der Einsatz von Schafen zur Gewässerunterhaltung ist aus wasserwirtschaftlicher und ökonomischer Sicht positiv zu bewerten, ökologisch eher negativ, die beweideten Flächen sind artenarm, auch die Schafe selektieren. Auch hier wird wie bei den Karpfen die abgefres-sene Biomasse dem Ökosystem zurückgegeben.
6.2.3 Ufergehölze
Die Pflanzung von Ufergehölzen dient der Beschattung der Gewässer und reduziert die Krautbildung. Für kleine Fließgewässer stellt die vollständige Beschattung den ursprünglichen Zustand dar, am Ufer der Flüsse sorgten Auwälder für Schatten. Die Temperaturschwankun-gen im Gewässer werden reduziert.
Die Wurzeln der Gehölze sichern und strukturieren das Ufer. Im Gewässer sorgen sie für wechselnde Wassertiefen. Daraus ergeben sich unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten, es bildet sich ein Mosaik aus verschiedenen Substraten.
Durch die geringeren Temperaturschwankungen, die abwechslungsreichere Gewässermor-phologie und die wechselnden Substrate erhöhen sich die Chancen für stenöke Arten: Die Artenvielfalt wird vergrößert.
Die Gehölze haben ein Puffer- und Filterwirkung: Niederschlag fließt nicht sofort ab und der Eintrag von Nährstoffen und Pflanzenschutzmitteln aus der Landwirtschaft wird verringert. Noch nicht geklärt ist jedoch, ob und nach welchem Zeitraum sich das Puffer- und Filter-vermögen eines Uferstreifens erschöpfen kann und wie dann weiter zu verfahren ist." 1 (S.71)
Die Gehölze sind Substrat für bestimmte Pflanzen. Noch wichtiger sind sie für die Tierwelt: Sie bieten ihnen Deckung , Aufenthalts- und Brutmöglichkeiten, für bestimmte Arten wie zum Beispiel die Fallaubfresser auch Nahrung. Das Laub der verschiedenen Gehölzarten wird dabei unterschiedlich schnell verwertet. Bachflohkrebse haben sich zum Beispiel auf das Laub der häufig an kleinen Fließgewässern vorkommenden Schwarzerle spezialisiert.
Vor der Neupflanzung muß bedacht werden, ob nach der Pflanzung ein ausreichender Hoch-wasserabfluß möglich ist, bzw. ob zum Ausgleich zusätzlich Retentionsräume geschaffen werden können. Außerdem muß im Gewässer in der Regel eine Mindestabflußgeschwindig-keit vorhanden sein, da sonst ein Abbau des Laubes nicht gewährleistet ist. Es kann in einem solchen Fall dann zu kritischen Sauerstoffverhältnissen und der Bildung von H2S kommen.
In der heute vorherrschenden Kulturlandschaft stellen die Ufergehölzstreifen Rückzugsräume für viele Arten dar.
6.2.4 Hochstauden und Röhrichte
Auch Hochstauden und Röhrichte beschatten das Gewässer und bieten Lebensraum für verschiedene Pflanzen und Tierarten. Die Ansiedlung erfolgt zum Teil von selbst. Große Düngereinträge aus der Landwirtschaft führen allerdings meist zur Vorherrschaft der Brennes-sel- und Distelstauden. Durch natürliche Sukzession würde die Staudenvegetation ohne Unterhaltung in eine Gehölzvegetation übergehen. Es ist zu entscheiden, ob dieser Vorgang regelmäßig durch die Unterhaltung abgebrochen werden muß.
7. Fazit
Im Rahmen dieser Ausarbeitung konnte nur ein kleiner Einblick in das komplexe Thema gegeben werden. Eine alleinige Betrachtung der ökologischen Aspekte des Problems ist nicht möglich, die Entscheidungen müssen anhand der vorhandenen Gegebenheiten entwickelt werden. In vielen Fällen, vielleicht auch im Rahmen der Renaturierung einzelner Gewässer, werden sich aber Ansätze finden lassen, die eine extensivere und dadurch auch für Flora und Fauna schonendere Unterhaltung ermöglichen.
Literatur
[1] Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau e.V. (1992): Methoden und Auswirkungen der maschinellen Gewässerunterhaltung, DVWK-Merkblätter zur Wasserwirt-schaft Nr. 224
[2] Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau e.V. (1984): Ökologische Aspekte bei Ausbau und Unterhaltung von Fließgewässern, DVWK-Merkblätter zur Wasserwirtschaft Nr. 204
[3] Landesamt für Wasser und Abfall Nordrhein-Westfalen (1989): Richtlinie für den naturna-hen Ausbau und Unterhaltung der Fließgewässer in Nordrhein-Westfalen