Biodiversität von Kleingewässern im Einflussbereich der Ostseeküste

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1 Deutsche Gesellschaft für Limnologie (DGL) Erweiterte Zusammenfassungen der Jahrestagung 2009 (Oldenburg), Hardegsen 2010 Biodiversität von Kleingewässern im Einflussbereich der Ostseeküste Kristin Mindemann 1 & Peter Martin 2 Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Zoologisches Institut, Olshausenstr. 40, D Kiel, 1 kristin.mindemann@gmx.de, 2 pmartin@zoologie.uni-kiel.de Keywords: Gewässertypologie, Biodiversität, Gewässer- und Naturschutz, Makrozoobenthos, Makroinvertebraten Einleitung Perennierende und temporäre Kleingewässer gibt es in unterschiedlichen Ausprägungen weltweit (WILLIAMS 1997). In Schleswig-Holstein sind und waren sie ein wesentlicher Bestandteil der Landschaft. Im Einflussbereich der Küste weisen Kleingewässer einige besondere Eigenschaften auf. Am bedeutendsten für die tierische Besiedlung ist vermutlich der oftmals vorhandene Anteil von Salzwasser im Gewässer. Hinzu kommt der Einfluss des Windes sowie die eingeschränkten Besiedlungsmöglichkeiten von benachbarten Gewässern, da diese Gewässer durch die Lage auf einer Insel oder Landzunge isoliert sein können. Durch seinen langen Küstenverlauf hat Schleswig-Holstein für Deutschland eine besondere Verantwortung für diese einzigartigen Gewässer. Kleingewässer sind sehr vielfältige Lebensräume, in denen sich entsprechend der Gegebenheiten vor Ort, eine individuelle Biozönose ausbildet (MOORE 1970, THIESSEN 2002). Eine wesentliche Rolle spielen bei einem Teil dieser Gewässer temporäre Bedingungen der Wasserführung, die eine Besiedlung durch entsprechend angepasste Organismen bedingen (WIGGINS et al. 1980, HEITKAMP 2006, WILLIAMS 2006). Kleingewässer und damit die auf diese Habitate spezialisierten Tierarten sind insgesamt als Lebensraum sehr stark gefährdet. Nicht nur in Deutschland hat in den letzten Jahren ihre Anzahl drastisch abgenommen (ANT & BELLINGHOFF 1980, KING et al. 1996, CHRISTMANN & PARDEY 2000, BLAUSTEIN & SCHWARTZ 2001, GLANDT 2006). Es sei an dieser Stelle kurz darauf hingewiesen, dass im Folgenden unter dem Begriff Tümpel all solche Kleingewässer zusammengefasst werden, deren Wasserführung temporär ist. Der Begriff Kleingewässer hingegen umfasst sowohl perennierende als auch temporäre Gewässer (vgl. HEINZ 2008). Kleingewässer sind in der Forschung leider bisher stark vernachlässigt worden (BLACK 1976, HEIT- KAMP 1982, BAZZANTI et al. 1996, WILLIAMS et al. 2001, SCHÖNBORN 2003). Speziell für Schleswig-Holstein gibt es erst einige wenige Untersuchungen (KREUZER 1940, ROLL 1940, HEINZ 2008). Daneben gibt es einige kleinere Studien und unveröffentlichte Gutachten. Die vorliegende Untersuchung sollte dieses bisher nur mangelnde Wissen um die Besiedlung küstennaher Kleingewässer erweitern. 118

2 Material und Methoden Untersuchungsgebiete Die 41 untersuchten Gewässer verteilen sich auf drei verschiedene Standorte entlang der Ostseeküste von Schleswig-Holstein (Geltinger Birk: 19, Hohwachter Bucht: 10, Insel Fehmarn: 12 beprobte Gewässer). In allen Untersuchungsgebieten wurden sowohl Kleingewässer untersucht, die sich auf stark lehmigem Oberboden befanden, als auch solche, die direkt im Sandboden lagen. Die Wasserführung der Kleingewässer wird im Wesentlichen durch die Niederschlagsmenge und die Lufttemperatur beeinflusst. In einigen der untersuchten Gewässer (im Bereich Geltinger Birk und Hohwachter Bucht) war der Wasserstand aber auch stark von Windereignissen abhängig. Dabei handelt es sich um solche Kleingewässer, in die je nach vorherrschender Windrichtung Ostseewasser gedrückt wird. Dieses fließt je nach lokalen Gegebenheiten oberirdisch in die Kleingewässer oder drückt unterirdisch in diese hinein. Gewässerbeprobung Die ausgewählten Gewässer wurden abhängig von der Wasserführungsdauer zweimal faunistisch und abiotisch (Leitfähigkeit, ph-wert, Salinität, Wassertemperatur) untersucht. Diese Beprobungen erfolgten im Mai und Juni/Juli Von der Fauna wurden die 14 Taxa Plathelminthes, Mollusca, Hirudinea, Hydrachnidia, ausgewählte Crustacea, Ephemeroptera, Odonata, Plecoptera, Heteroptera, Coleoptera, Trichoptera, Lepidoptera, Diptera, Amphibia untersucht. Um die Vergleichbarkeit zu gewährleisten, wurden pro Probennahme jeweils zehn Kescherzüge (Kescher: Ø 20 cm, Maschenweite 1 mm) durchgeführt. Die Probenentnahme erfolgte dabei angepasst an die vorgefundenen Substrate. Die Tiere wurden lebend aussortiert. Zusätzlich wurden stets Exuvien merolimnischer Tiere abgesammelt sowie eine gezielte Beprobung der amphibischen Randbereiche durchgeführt. Die Bestimmung der gesammelten Individuen erfolgte mit der entsprechenden Fachliteratur. Die verwendete Literatur kann bei Interesse bei der Erstautorin erfragt werden. Auswertung Für die deskriptive Statistik wurde Microsoft Office Excel 2003 (Microsoft Corporation, Redmond, USA) angewendet. Des Weiteren wurden für die statistischen Analysen verschiedene Verfahren aus dem Bereich der Multivariaten Statistik verwendet: Clusteranalyse, MDS (nichtmetrische Multidimensionale Skalierung) und PCA (Hauptkomponentenanalyse). Zur Berechnung und Darstellung dieser statistischen Verfahren wurde das Programm Primer 6.0 verwendet. Für alle ermittelten Arten wurden ihre bisher bekannten ökologischen Ansprüche anhand der Literatur ausgewertet (Literaturliste bei der Autorin verfügbar, aus Platzgründen kann sie an dieser Stelle nicht gelistet werden). Entsprechend der Besonderheiten der untersuchten Küstengewässer wurden dabei den Anpassungen der Tiere an Salzwassereinfluss sowie an ein Austrocknen der Gewässer ein besonderes Augenmerk gewidmet. Ergebnisse und Diskussion In den 41 Kleingewässern wurden (unter Einbeziehung höherer Taxa) mindestens 129 Arten nachgewiesen, auf Artniveau bestimmt werden konnten davon 111 Arten. In den Kleingewässern der 119

3 Geltinger Birk und auf Fehmarn kamen jeweils etwa zwei Drittel dieser Arten vor (92 bzw. 85), in den Gewässern der Hohwachter Bucht mindestens 54. Bei der Literaturauswertung ergab sich das Problem, dass bezüglich der Arten ein ausschließliches Vorkommen in brackig bzw. temporär geprägten Gewässern angegeben wurde, diese aber auch in anderen Gewässerausprägungen vorkommen können. In 17 Gewässern konnte aus den abiotischen Befunden ein Brackwassereinfluss nachgewiesen werden. Insgesamt kamen dort 49 Arten vor, aus den Literaturbefunden zur Ökologie dieser Arten konnte für 14 dieser Arten ein Vorkommen in solchen Gewässern ermittelt werden. In den 21 untersuchten periodischen Kleingewässern kamen insgesamt 69 Arten vor. Anhand der Literaturangaben wiesen 37 dieser Arten eine Anpassung an diesen temporären Lebensraum auf. 11 Arten kamen laut Literaturdaten in Gewässern mit Brackwassereinfluss und temporärer Wasserführung vor. Sieben dieser Arten wurden in den entsprechenden Gewässern der vorliegenden Untersuchung nachgewiesen. Unter den 92 Arten, deren Status anhand Roter Listen überprüft werden konnte, befanden sich etwa ein Drittel (31%, 30 Arten) als gefährdete Arten unterschiedlicher Kategorie in den Roten Listen von Schleswig-Holstein beziehungsweise Deutschland. Zu diesen so als gefährdet ausgewiesenen Arten kommen noch seltene und damit gefährdete Arten aus Gruppen hinzu, für die keine Roten Listen existieren. Von den 30 Rote-Liste-Arten der Untersuchung kommt knapp die Hälfte (12 Arten) ausschließlich oder in höherer Abundanz in den temporären Kleingewässern vor. Dieser hohe Anteil an Rote-Liste-Arten, der Befund, dass mehr als 15% der insgesamt nachgewiesenen Arten ausschließlich in temporären Gewässern gefunden werden konnten, und die Tatsache, dass zusätzlich 18 Arten in den Tümpeln in einer höheren Abundanz vorkamen, unterstreichen die wichtige Rolle der Tümpel im Arten- und Naturschutz. Die deskriptive und statistische Auswertung der Zusammenhänge zwischen der Artenzusammensetzung und der sie beeinflussenden strukturellen und Umfeldparameter ergab einige interessante Befunde. Demnach haben die Wasserführung, der Wasserstand, die Vegetation (unbewachsen vs. bewachsen), der Salzgehalt (Brackwasser sowie schwach brackiges Wasser vs. Süßwasser) und die dominierende Bodenbeschaffenheit einen deutlichen Einfluss auf die Artenzahlen sowie auf die Zusammensetzung der Fauna. Exemplarisch soll im Folgenden auf die Wasserführung und den Salzgehalt eingegangen werden. Die MDS, die die Besiedlung zum Faktor Wasserführung (Abb. 1) in Beziehung setzt, deutet an, dass sich die Fauna der Tümpel (im rechten Bereich der MDS) von der der perennierenden Kleingewässer (im linken oberen Bereich) unterscheidet, der Übergang ist allerdings fließend. Für den Faktor Salzgehalt lässt sich anhand der MDS ebenfalls ein gewisser Trend in der Besiedlung feststellen. Im linken Bereich der MDS (Abb. 2) gruppieren sich die Kleingewässer, die sich nicht durch brackiges Wasser auszeichneten. Hingegen befinden sich die Gewässer mit schwach brackigem oder brackigem Wasser im rechten Bereich. Zusammenfassung und Ausblick Auch die vorliegende Untersuchung der Kleingewässer im Küstenbereich Schleswig-Holsteins zeigte, dass Kleingewässer ein wichtiger Lebensraum für viele, besonders auch für seltene Tierarten sind. Ihnen wird leider in der Forschung und dem angewandten Naturschutz oft nicht die ihm gebührende Aufmerksamkeit zuteil. Auch wenn zu weiter gehenden Aussagen noch weitere Untersuchungen zusätzlicher Gewässer notwendig sind, so ist durch die Betrachtung der Küstengewässer auch das Fernziel der Kleingewässeruntersuchungen in Schleswig-Holstein einen großen Schritt vorangebracht worden. Nur 120

4 durch die Erarbeitung von Leitbildern unterschiedlicher Kleingewässerkategorien mit jeweils charakteristischen Tiergesellschaften, wie sie erarbeitet werden sollen, können zielgerichtete Maßnahmen im Naturschutz umgesetzt werden. Abb. 1: MDS der Fauna aller beprobten Gewässer bezogen auf die Wasserführung (t(emporär), p(erennierend)). Angegeben sind der Stresswert, der Globale R-Wert und die statistische Signifikanz (p). Datengrundlage: An- bzw. Abwesenheit der Arten im Gewässer. 121

5 122 Abb. 2: MDS der Fauna aller beprobten Gewässer bezogen auf den Salzgehalt im Wasser (br(ackwasser), s(üßwasser), sbr (schwach brackig)). Angegeben sind der Stresswert, der globale R-Wert und die statistische Signifikanz (p). Datengrundlage: An- bzw. Abwesenheit der Art im Gewässer.

6 Danksagung Bedanken möchten wir uns bei allen, die uns im Rahmen dieses Projektes tatkräftig zur Seite standen. Unser besonderer Dank gilt der Stiftung Naturschutz Schleswig-Holstein, die durch ihre finanzielle Zuwendung dieses Projekt unterstützte. Danken möchten wir auch den Mitarbeitern der Stiftung Naturschutz Schleswig-Holstein, insbesondere Herrn Hauke Drews und Herrn Tobias Meier, die uns mit entsprechenden Informationen versorgt haben und uns auch bei inhaltlichen Fragen halfen. Literatur Ant, H. & Bellinghoff, P. (1980): Der Rückgang der Kleingewässer, dargestellt am Beispiel der Stadt Hamm. Natur- und Landschaftskunde in Westfalen 16 (1): Bazzanti, M., Baldoni, S. & Seminara, M. (1996): Invertebrate macrofauna of a temporary pond in Central Italy: composition, community parameters and temporal succession. Arch. Hydrobiol. 137 (1): Black, J. H. (1976): Environmental fluctuations in Central Oklahoma Temporary Ponds. Proceedings of the Oklahoma Academy of Science 56: 1 8. Blaustein, L. & Schwartz, S. S. (2001): Why study ecology in temporary pools? Israel Journal of Zoology 47: Christmann, K.-H. & Pardey, A. (2000): Ökologische Entwicklung von Kleingewässern der Westfälischen Tieflandsbucht. Gewässergütebericht 2000, Sonderbericht 30 Jahre biologische Gewässerüberwachung in NRW Glandt, D. (2006): Praktische Kleingewässerkunde. Laurenti-Verlag, Bielefeld, 200 pp. Heinz, K. (2008): Limnofaunistische Untersuchungen zur Typologie von Kleingewässern des Östlichen Hügellandes Schleswig-Holsteins. Diplomarbeit im Zoologischen Institut Abteilung, für Tierökologie der Christian-Albrechts Universität zu Kiel, (unpubliziert), 165 pp. Heitkamp, U. (1982): Untersuchungen zur Biologie, Ökologie und Systematik limnischer Turbellarien periodischer und perennierender Kleingewässer Südniedersachsens. Archiv für Hydrobiologie, Supplementband 64 (1): Heitkamp, U. (2006): Stagnierende Kleingewässer in Südniedersachsen - Typologie, Umweltbedingungen und Fauna. NVN/BSH Merkblatt 70 (3): 1 8. King, J. L., Simovich, M. A. & Brusca, R. C. (1996): Species richness, endemism and ecology of crustacean assemblages in northern California vernal pools. Hydrobiologia 328: Kreuzer, R. (1940): Limnologisch-ökologische Untersuchungen an holsteinischen Kleingewässern. Archiv für Hydrobiologie, Supplement-Band 10: Moore, W. G. (1970): Limnological studies of temporary ponds in Southeastern Lousiana. The Southwestern Naturalist 15 (1): Roll, H. (1940): Holsteinische Tümpel und ihre Pflanzengesellschaften. Limnologisch-soziologische Studien. Archiv für Hydrobiologie 10: Schönborn, W. (2003): Lehrbuch der Limnologie. E. Schweizerbart sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, 588 pp. Thiessen, H. (2002): Kleingewässer erhalten und gestalten. Informationsblatt der Akademie für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein 15: 1 4. Wiggins, G. W., Mackay, R. J. & Smith, I. M. (1980): Evolutionary and ecological strategies of animals in annual temporary ponds. Archiv für Hydrobiologie, Supplement 58 (1/2): Williams, D. D. (1997): Temporary ponds and their invertebrate communities. Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems 7: Williams, D. D. (2006): The Biology of Temporary Waters. Oxford Universitiy Press, Oxford, 337 pp. Williams, P., Biggs, J., Fox, G., Nicolet, P. & Whitfield, M. (2001): History, origins and importance of temporary ponds. Freshwater Forum: Including the Annual Report and Accounts of the Freshwater 17: