Warum müssen Fließgewässer durchgängig sein?

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1 Warum müssen Fließgewässer durchgängig sein? GN Haune und Obere Fulda am 29. März 2017 in Großenlüder GN Werra und Mittlere Fulda am 30. März 2017 in Alheim Fotos: Thomas Paulus, Gerhard Burock

2 Fischtreppe Abb.: Larson 1

3 Fischtreppe Foto: Thomas Paulus 2

4 Fischtreppe Foto: Thomas Paulus 3

5 Gliederung Einleitung Fachliche (ökologische) Grundlagen Rechtliche Rahmenbedingungen Wanderungen von Gewässerorganismen Wanderhindernisse des Auf- und Abstiegs 4

6 Wanderverhalten der Fische Atlantischer Lachs Lachs Aal Aal Flunder Bachforelle, Äsche, Barbe, Ellritze, Elritze, Gründling Hering, Thunfisch potamodrom anadrom katadrom amphidrom ozeanodrom 5

7 Fließgewässerkontinuum Idealisierter Gewässerlauf (Quelle bis Mündung), der die charakteristischen Veränderungen der abiotischen Faktoren im Verlauf eines Fließgewässers aufzeigt. Abb.: DVWK (1989) 7

8 Zonierung der Fließgewässer in Regionen verändert nach Dick (1990) 8

9 Klassifikation der Fischregionen nach Gefälle und Breite der Gewässer verändert nach DVWK (1990) (1996) und Huet (1949) 9

10 Formen und Strukturen von Fließgewässer in Abhängigkeit von der Substartbeschaffenheit verändert nach Bayrisches Landesamt für Umwelt (2009) 10

11 Wanderverhalten der Fische (aus Wanderfischprogramm NRW) Abb.: Frank Hecker 11

12 Dimensionen der Durchgängigkeit Aus: H. Patt, P. Jürging, W. Kraus (2009) Longitudinal (Fisch)wanderung und Drift Lateral Wanderung zw. Gewässer und Aue, Wasserwechselzone Vertikal Lebensraum zw. Lückensystem der Sohle und Grundwasser; Kompensationsflug 12

13 Bedeutung der Durchgängigkeit auf verschiedenen Populationsebenen Aus: M. Schmalz, H.P.Hack 14

14 Rechtliche Grundlagen Erreichen des guten ökologischen Zustands (bzw. Potentials) nach WHG ( 25a) und EG- WRRL Herstellen der ökologischen Funktion nach HWG ( 59, Abs. 2 alt und 7, Abs. 1 HWG neu) Hessisches Fischereigesetz 40, 41 Hessische Landesverfassung: Tierschutz als Staatsziel (Mortalität an WKA 3%-100%) 15

15 EU-Wasserrahmenrichtlinie: Guter ökologischer Zustand Artenbestand weicht in Zusammensetzung, Individuenhäufigkeit und Altersstruktur nur geringfügig von der gewässertyp-spezifischen Lebensgemeinschaft ab Durchgängigkeit der Fließgewässer wird soweit wiederhergestellt, dass der gute Zustand erreicht werden kann 16

16 Was ist Durchwanderbarkeit der Gewässer? Durchwanderbarkeit des Wasserkörpers in jeder Richtung und zu (fast) jeder Zeit (Ausnahme: Hochwasser und extreme Niedrigwassersituationen) Erreichbarkeit von Seitengewässern, Altgewässern und Rückzugsräume (Refugialräume) 17

17 Gesetzliche Grundlagen Maßnahmenprogramm zur EU-WRRL Maßnahmengruppen Morphologie M1: Bereitstellung von Flächen M2: Entwicklung naturnaher Gewässer-, Ufer- und Auenstrukturen M3: Herstellung der linearen Durchgängigkeit M4: Ökologisch verträgliche Abflussregulierung M5: Förderung natürlicher Rückhalt M6: Spezielle Maßnahmen an Bundeswasserstraßen 18

18 Gründe für die Wanderungen von Fischen Biologische Notwendigkeit Meist fester Bestandteil des Lebenszyklus Ressourcen und Lebensräume optimal ausnutzen Strukturarme Gewässer: spezielle Ansprüche vieler Fischarten (z. B. Nase: Kiesbänke) an den Lebensraum werden jeweils nur kleinräumig oder auf zu große Entfernungen erfüllt. Folge: längere, häufigere Wanderungen notwendig 19

19 Gründe für die Wanderung von Fischen Laichwanderungen Wechsel zwischen Teillebensräumen (z. B. Wanderung der Jungfische zu den Adult- Habitaten) Nahrungssuchverhalten Ausgleich der Besiedelungsdichte Wiederbesiedelung nach Störungen Aufsuchen von Winterquartieren Aufsuchen von Ruhezonen bei hohen Abflüssen Drift (insb. Eier und Brut), Driftkompensation 20

20 Wanderungen der Kleinlebewesen (Makrozoobenthos) ähnliche Gründe, wie bei Fischen (Drift, Driftkompensation, Katastrophendrift, Neuund Wiederbesiedlung, Nahrungssuche, Eiablage, Aufsuchen strömungsberuhigter Bereiche bei HW Kleinräumigere Wanderungen als bei Fischen Insekten: teilweise Kompensationsflug Foto: Thomas Paulus 21

21 Wanderungen der Kleinlebewesen (Makrozoobenthos): Eintagsfliege 22

22 Vertikale Durchgängigkeit Schematischer Querschnitt durch ein Fließgewässer mit den Bachsedimenten. 24

23 Aufbau einer kiesigen Gewässersohle 1 Köcherfliegenlarve 2 Eintagsfliegenlarve 3 Flußnapfschnecke 4 Steinfliegenlarve 5 Bachflohkrebs 6 Forelleneier Verändert nach Bayrisches Staatsministerium Landesentwicklung und Umweltfragen (1997) 25

24 Beobachtete Wanderdistanzen heimischer Fischarten Barben bis 300 km auf- und abwärts Nasen 140 km auf- und bis zu 440 km abwärts Döbel und Aland 105 km aufund 170 km abwärts Quappe bis > 200 km Äsche bis 100 km Bachforelle bis 120 km Abb.: Holzner 26

25 Erwachsenen Barbe Foto: Frank Hecker 27

26 Erwachsenen Nase Foto: Frank Hecker 28

27 Historischer Fischbestand vom Ulfen- und Finkenbach (nach Dosch, 1899 & Landau, 1865) Finkenbach: Bachforelle, Regenbogenforelle, Bachsaiblinge, Äsche, Unterlauf: Hecht, Aal, Rotauge, Bachschmerle, Koppe, Steinbeißer und Bachneunauge, Lachs Ulfenbach: "sehr fischreich Krebse, Bachforelle, Döbel, Weißfische, Quappe, Bachschmerle, Bachneunauge, Lachs 30

28 Durchgängigkeit am Ulfenbach betrachtete Gewässerstrecke 25,2 km Anzahl potenziell behindernder Querbauwerke (Defizitkarten der Strukturgüte): 59 durchschnittliche freie Fließstrecke ~ 430 m 32

29 Aufstiegszeiten heimischer Fischarten Abb.: Skript Uni Weimar nach verschiedenen Autoren 33

30 Abwanderungszeiten heimischer Fischarten Abb.: Skript Uni Weimar nach verschiedenen Autoren 34

31 Wehre gab es schon im Mittelalter, trotzdem war der Fischbestand früher besser aber: Turbinen (mit hohen Schädigungsraten) werden erst seit Ende des 19. Jh. eingesetzt massive (Beton-) Bauwerke in hoher Zahl erst seit Ende des 19. Jh. die vorhandenen historischen Wehre wurden oft mehrfach erhöht. 35

32 Kreuzungsbauwerke (nach DIN 16661) 36

33 Bauwerkstypen: Durchlässe 29. März 2017 Warum lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 37

34 Bauwerkstypen: Furten, Stege, Durchlässe, Brücken 29. März 2017 Warum lineare Durchgängigkeit und Lebensraumstruktur? 38

35 Wanderhindernisse aufwärts/abwärts: Wehre Behindert wird die Aufwärts- Wanderung ab Dh > ca. 10 m Fischschäden auch bei Abstieg Fotos: Thomas Paulus 39

36 Wanderhindernisse abwärts: Rechenanlagen v > 0,5 m/s Für Aal: Abstieg mit Bypass ermöglichen alle Abb.: ATV-DVWK 40

37 Wanderhindernisse: Rückstaubereiche Schädigung insbesondere: Makrozoobenthos Fischlarven große Stauräume: abwandernde Jungfische durch Prädatoren (z. B. Raubfische, etc.) 41

38 Wanderhindernisse: Rückstaubereiche Weil, LK Limburg-Weilburg Foto: Thomas Paulus Fotos: Thomas Paulus 43

39 Wanderhindernisse: Rückstaubereiche Weil, LK Limburg-Weilburg Fotos: Thomas Paulus Fotos: Thomas Paulus 44

40 Auswirkungen von Stauhaltungen auf den Gewässerboden (Sohlsubstrat) Angestaute Gewässerstrecke Freifließende Gewässerstrecke Fotos: Annett Schnaufer 45

41 Kleinfische: Grenzwerte Empfehlungen für Migrationsraten 70 % Versuche mit Bachschmerlen, Elritzen und Mühlkoppen: Fließgeschwindigkeit 0,5 m/s Mindestwassertiefe zwischen cm im gesamten Wanderkorridor (allgemein h eff =2,5 Körperhöhe der größten Fischart) Höhe überströmter Bodenschwellen: max cm H bei glatten Schwellen 5cm nach Vordermeier et al., Bayrisches Landesamt für Wasserwirtschaft,

42 Spitzen-Schwimmleistungen der Fische Dauer: wenige Sekunden Fischart Vmax (cm/s) Lachs 600 Bachforelle 380 Hasel 240 Barsch 145 Schleie 138 Brachsen 96 Rotfeder 94 Auch Sohlenpflasterungen oder Durchlässe mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten können für manche Fischarten Hindernisse darstellen. 48

43 Ahr, Rheinland-Pfalz Foto: Thomas Paulus 50

44 Ahr, Wehr am Casino Bad Neueahr-Ahrweiler Fotos: Thomas Paulus 51

45 Heimbach, LK Baumholder, Sprengung alter Betonschwelle, 5. September 1998 Foto: Thomas Paulus 52

46 Heimbach, LK Baumholder, Sprengung alter Betonschwelle, 5. September 1998 Foto: Thomas Paulus 53

47 Lebenszyklus der Brachsen Abb.: Rolf Bostelmann,

48 Lebenszyklus der Brachsen Foto: Thomas Paulus 63

49 Wisper (Rheinsystem) bei Lorch: Laichgruben der Lachse Foto: Thomas Paulus 74

50 Lebenszyklus und Wanderungen des Europäischen Störs Abb.: Nationaler Aktionsplan zum Schutz und Erhaltung des Europäischen Störs (2009), BfN Bonn, nach A. Grubig,

51 Historische und aktuelle Verbreitung des Europäischen Störs Abb.: Nationaler Aktionsplan zum Schutz und Erhaltung des Europäischen Störs (2009), BfN Bonn, verändert nach Holicik et. al. 1989, Ellie et. al. 1997, Ludwig et. al

52 Atlantischer Stör (Acipenser sturio) Foto: Thomas Paulus 86

53 Atlantischer Stör (Acipenser sturio) Foto: Thomas Paulus 87

54 Bedeutung der linearen Durchgängigkeit Zeichnung: Harry Lütkenhaus-Kopp 92