Gewässerkunde. um sich zu entwickeln. Auch bei Kleinorganismen

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1 Gewässerkunde R37 8 In der Schweiz gibt es die unterschiedlichsten Wasserlebensräume. Grundsätzlich lassen sie sich in zwei Kategorien einteilen: die stehenden Gewässer und die fliessenden Gewässer. Eine ganze Reihe von Faktoren beeinflussen diese Gewässer und ihre Eignung als Lebensraum für Fische. Grösse Die Grösse des Lebensraums spielt für die Art, die Entwicklung und die Anzahl der Fische eine wichtige Rolle. In Flüssen und Seen sind vor allem die Uferpartien entscheidend. Ein See ist je nach Trübung nur selten mehr als bis zu einer Tiefe von etwa 8 bis 18 m produktiv. In dieser Zone gedeihen Pflanzen, bilden sich Algen, Plankton und eine Fülle von Nährtieren, laichen die meisten Fische und spielen sich fast alle wichtigen Kreisläufe ab. In der tiefer liegenden Dunkelzone finden wir meist nur noch Konsumenten wie z.b. Raubfische und Bakterien. Ein See ist also in der Regel produktiv, wenn der Anteil flacher Zonen möglichst gross ist. Auch im Fluss zählt vor allem die Uferpartie mit ihren ruhigen, schattigen Stellen und Versteckmöglichkeiten. Hier entwickeln sich die Nährtiere und der Fisch findet Schutz und Erholung. In kleinen Fliessgewässern ist der Anteil an günstiger Uferzone relativ grösser, die Produktivität wächst also keinesfalls proportional zum Ausmass. Temperatur Die Wassertemperatur ist abhängig vom Klima, vom Wetter, von der Jahreszeit, der Höhenlage, der Wassertiefe und von der Art der Gewässer. Sie beeinflusst eine ganze Anzahl von Faktoren, die für die Entwicklung der Fische wichtig sind. In unseren Breitengraden benötigen Wasserpflanzen nebst Licht und Nährstoffen auch eine ausreichende Temperatur, um sich zu entwickeln. Auch bei Kleinorganismen dauert die Entwicklung im kalten Wasser länger und die Produktion bleibt kleiner. Bei vielen Arten wird unterhalb 5 bis 10 C das Wachstum eingestellt. Der Fisch findet im kalten Wasser also weniger Nahrung, gleichzeitig verlangsamen sich alle Stoffwechselprozesse und das Wachstum. In kaltem Wasser ist dafür deutlich mehr Sauerstoff gelöst als in warmem. Der Bedarf steigt hingegen mit zunehmender Temperatur. Das Optimum für die Fische liegt wie so häufig bei einem Mittelwert, bei den meisten Fischarten zwischen 10 und 18 C. Licht Pflanzen brauchen zur Entwicklung viel Licht; Fische und Nährtiere hingegen weniger, manche scheuen sogar vor hellem Licht zurück. Bei wenig Licht, also z.b. bei starker Beschattung oder in tiefem oder trübem Wasser, nimmt die Produktivität eines Gewässers ab, weil sich weniger Algen und damit weniger Nährtiere bilden. Fische finden also weniger Nahrung und wachsen langsamer. Fliessgeschwindigkeit Von der Stärke der Strömung ist die Bodenbeschaffenheit abhängig. Bei hohen Fliessgeschwindigkeiten hält sich nur schweres Material. Für die Ablagerung von feinem Kies und Sand darf das Wasser nicht schneller als 30 cm pro Sekunde fliessen. Hochwasser bringt den Gewässergrund in Bewegung und reinigt ihn von feinem Sediment, das die Durchlässigkeit verringert. Dieser Vorgang ist zur Erhaltung der Lebensräume der Nährtiere wichtig und sollte wenigstens einige Male pro Jahr stattfinden. Eine der negativen Auswirkungen zu geringer Restwassermengen ist das Kolmatieren (Verpap-

2 Die Beschaffenheit des Gewässers bestimmt, welche Fischarten darin vorkommen und wie gut sie gedeihen. pen) des Bodengrunds. Auch als Laichplatz taugt nur lockerer Kies mit genügend Zwischenräumen, der die Versorgung der Eier und Brütlinge mit Sauerstoff gewährleistet. Ungünstig können sich starke Hochwasser auf einzelne Jahrgänge auswirken, weil die im Bodengrund liegenden Eier bis zum so genannten Augenpunktstadium bewegungsempfindlich sind oder im schlimmsten Fall sogar weggeschwemmt werden. Vegetation Das Vorhandensein von Pflanzen im und am Wasser ist abhängig von Nährstoffen, Licht, Temperatur, Fliessgeschwindigkeiten, Wassertiefen usw. Dem Fisch bieten Wasserpflanzen Sauerstoff, Schatten, Schutz vor Feinden, Laichmöglichkeiten und Nahrung. Chemische Einflüsse Hier denken wir nicht an Verschmutzungen, sondern an das natürliche Vorkommen chemischer Stoffe im Wasser. So selektioniert der Sauerstoffgehalt das Vorkommen von Nährtieren und Fischen. Der Gehalt an Mineralien und Salzen ist ausschlaggebend für das Pflanzenwachstum und damit für die Produktivität. Kalkreiche Flüsse gehören oft zu den fischreichsten Gewässern, weil darin Flohkrebse und andere Kleinorganismen hervorragend gedeihen. Auch der ph-wert beeinflusst das Leben im Gewässer. Ist das Wasser zu sauer (z.b. in einem Moorteich oder aber durch sauren Regen), wird es für Fische und ihre Nährtiere zunehmend schwieriger zu überleben. 9

3 Seen und Teiche Die stehenden Gewässer werden unterteilt in oligotrophe (nahrungsarme) und eutrophe (nahrungsreiche) Gewässer. Seen mit mittlerem Nährstoffangebot nennt man mesotroph. Als Teiche werden stehende Gewässer mit geringer Tiefe und auf ihrer gesamten Bodenfläche bewachsene Gewässer bezeichnet. Die stehenden Gewässer unterscheiden sich in Bezug auf: Lage (Höhe, Beschattung, lokales Wetter) Grösse Tiefe Morphologie (Steilheit und Verlauf der Uferlinie) Beschaffenheit des Grundes Wasserchemie und Nährstoffgehalt Zufluss und Abfluss Nahrungsarme, oligotrophe Seen Kaltes, sauerstoffreiches Wasser, ausgedehnte Flachwasserzonen, tief und oft steilufrig, kiesiger bis sandiger Grund mit wenig Schlamm, kaum Wasserpflanzen. In den Alpen- und Voralpenseen sind Forelle oder Saibling die Leitfische. Für die oligotrophen und damit auch wenig verschmutzten Seen des Mittellands sind die Felchen und Seeforellen charakteristisch. Kleinfische sind Elritzen und Groppen, als Nebenfische kommen Trüschen, Hechte und Egli vor. Nahrungsreiche, eutrophe Seen Sommerwarmes Wasser oft mit Sauerstoffmangel, der auch im Winter unter der Eisdecke droht. Aber auch Sauerstoffübersättigung durch starkes Wasserpflanzenwachstum kann unter ungünstigen Umständen zu Fischsterben führen. Stärkere Faulschlammbildungen und viele Wasserpflanzen bei nicht zu starker Trübung sind typisch, ebenso eine Belastung durch Abwasser. Mittellandseen sind meistens nahrungsreich, also eutroph. Leitfische sind Brachsmen, Hecht und Zander. Daneben können sich auch Felchen- und Seeforellenbestände halten. Dazu kommen Karpfen, Aale, Egli sowie Schleien und andere Weissfische. Zwischen diesen Seentypen gibt es eine ganze Reihe von Übergangsstadien. Zum Beispiel die künstlich geschaffenen Baggerseen, die sich meistens schnell vom nahrungsarmen zum nahrungsreichen Gewässer wandeln. Oder die Stauseen in der Forellen- und Äschenregion mit vorwiegend klarem, sauerstoffreichem Wasser. Die stark wechselnden Wasserstände gefährden die Fortpflanzung. 10

4 Fliessgewässer Die Lebensräume der Fische in Europa werden in fünf Regionen eingeteilt, die nach dem so genannten Leitfisch benannt werden. Diese fünf Regionen weisen verschiedene Charakteristiken auf: Fliessgewässer können je nach Lage und Beschaffenheit eine breite Vielfalt von Lebensräumen bieten. Das reicht in der Schweiz von den grossen Mittellandflüssen über kleinere Flüsse und Bäche quer durch alle Geländeformen und Höhenstufen bis zu Gebirgsbächen, die im Winter zufrieren. Entsprechend haben sich die Bewohner dieser verschiedenen Lebensräume an die Bedingungen angepasst. Mit abnehmender Höhenlage und zunehmender Grösse ändert sich in einem Fliessgewässer: Das Gefälle und dadurch auch die durchschnittliche Fliessgeschwindigkeit, die abnimmt. Der Untergrund, die Körnung des abgelagerten Kieses wird immer feiner. Die Maximaltemperatur und die Temperaturschwankungen, beide nehmen zu. Der Sauerstoffgehalt. Je wärmer ein Gewässer wird und je weniger Strömung es aufweist, desto weniger Sauerstoff kann sich im Wasser lösen. Je nach Gewässerart, Umweltbedingungen, Klima und geografischer Lage können Charakteristik und Ausdehnung der Regionen sehr verschieden sein. Auch der Mensch hat die Regionen mit Verbauungen und Verschmutzungen teilweise stark verändert. Trotzdem wird man aus dem Gesamtbild der Fliessgewässer in den meisten Fällen feststellen können, welcher Region ein Gewässerabschnitt angehört. L1 R7 Hier ist die Forelle Leitfisch. 11

5 Wasser Ein ganz besonderer Stoff Wasser ist eine ganz simple Verbindung zwei Atome Wasserstoff, ein Atom Sauerstoff (H 2 O) und dennoch aussergewöhnlich, denn Wasser hat seine grösste Dichte und damit das grösste Gewicht bei 4 C. Man nennt das die «Dichteanomalie des Wassers». Es bedeutet Wasser von null Grad und Wassereis sind leichter als Wasser von 4 C. Der Unterschied beträgt zwar kaum 0,1 Gramm pro Liter, aber dieser kleine Unterschied hat enorme Bedeutung, ja von ihm hängt eigentlich jedes Leben im Wasser ab. Wäre das Wasser bei null Grad am schwersten, dann würde im Winter das zu Eis erstarrte Wasser auf den Grund sinken. Die Gewässer würden vom Grund her zufrieren und alles Leben im Wasser ersticken. Nur dank der so genannten Dichteanomalie des Wassers ist überhaupt Leben auf der Erde möglich. Prägende Schichten Die Gewichtsunterschiede von Wasser unterschiedlicher Temperatur sind gering: Ein Liter Wasser mit 20 C ist nur wenig mehr als ein Gramm leichter als ein Liter von 10 C. Dennoch hat diese kleine Differenz für unsere Gewässer und all ihre Bewohner weit reichende Folgen. Frühlings-Vollzirkulation Sommer-Stagnation durch Wärme-Schichtung Winde 4 C 4 C 4 C 4 C Deckschicht 25 C 6 C 5 C 4 C 12

6 Die temperaturbedingten Gewichtsunterschiede führen dazu, dass das wärmere Wasser nach oben steigt und auf dem kälteren Wasser «schwimmt». Es bilden sich Schichten. Diese Temperaturschichtung kann so stark werden, dass selbst starke Winde und Wellen es nicht schaffen, sie zu durchmischen. Die Folge ist, dass das Tiefenwasser unterhalb der warmen «Deckschicht» eines Sees zeitweise überhaupt nicht mehr nach oben gelangt. Die Wassertemperatur in den obersten fünf bis zehn Metern ist oft gleichmässig verteilt. Darunter wird das Wasser rasch kühler. An der Grenze der beiden Schichten misst man einen typischen Temperatur-Sprung, der bis zu zehn Grad betragen kann. Diese Grenze zwischen den beiden Temperaturbereichen nennt man deshalb «Sprungschicht». Typischerweise sinkt die Temperatur bis in Grundnähe weiter ab, dort liegt das schwerste Wasser, also jenes um die 4 C. Lebenswichtige Zirkulation Je mehr sich die Temperatur im Herbst der Deckschicht jener des tieferen Wassers nähert, desto instabiler wird die Schichtung. Die Durchmischung durch Wind, Wellen und Strömungen wird zunehmend wirkungsvoller. Im Idealfall wird die Vollzirkulation erreicht, das heisst, es kommt zu einer vollständigen Durchmischung der Wassersäule bis zum Grund, was für die Sauerstoffversorgung eines Sees sehr wichtig ist. In vielen unserer Seen kommt es zwei Mal im Jahr zur Vollzirkulation, einmal im Herbst, und dann wieder nach der Schneeschmelze im Frühling. Wo dieser Austausch nicht funktioniert droht in grösseren Tiefen Sauerstoffmangel und der Lebensraum wird enger. Herbst-Vollzirkulation durch Umwälzung des Wasserkörpers Winter-Stagnation durch Eisdeckenbildung Winde Wasserbewegung A B A: Verlagerung von Oberflächenwasser in die Tiefe. B: Verlagerung von Tiefenwasser an die Oberfläche. Eisschicht 1 C 2 C 3 C 4 C 4 C 13

7 Die fünf Fliessgewässer-Regionen 2 Forellenregion obere untere Äschenregion Barbenregion Gefälle Strömung Wasserführung 105 Struktur des Bachbetts/Bodenart Wassertrübung Temperatur bis 15 C bis 18 C R100 L3 R6 14 Quellgewässer mit kühlem, sauerstoffreichem Wasser und mehrheitlich starker Strömung, nennt man Forellenregion; daran schliesst sich die Äschenregion an, also Bäche und Flüsse mit geringerer Strömungsgeschwindigkeit, tieferem Wasser mit Gumpen und ruhigeren Buchten. In diesen beiden Regionen finden wir hauptsächlich so genannte Kieslaicher, z.b. Forelle, Äsche oder Nase. Grössere Fliessgewässer mit mässiger bis mittlerer Strömung und teilweise reichem Pflanzenbewuchs gehören zur Barbenregion. Zur Brachsmenregion zählt man langsam fliessende grosse Flüsse mit sandigem bis schlammigem

8 Brachsmenregion Brackwasser-Region 6 bis 20 C C 20 C und mehr 20 C und mehr Boden und deutlicher Erwärmung im Sommer. Dieser Lebensraum ist reich an Futterfischen und Kleinlebewesen. Die eigentliche Brackwasserregion findet man in den Mündungsgebieten, wo sich Süsswasser mit Salzwasser mischt und die Gezeiten einen Einfluss haben. Typisch sind schwache oder langsame Strömung, rasche Erwärmung und mangelnder Sauerstoff. Natürlich überschneiden sich die einzelnen Regionen, so dass selbst Leitfische sowohl in der einen wie in anderen vorkommen. Auch der Mensch hat die Regionen durch Verbauungen und Abwassereinleitung teilweise stark verändert. 15

9 1. Forellenregion Maifliege Körperlänge 20 mm, Schwanzborsten 30 mm Köcherfliege 22 mm Steinfliege 10 mm Wasseramsel Bachflohkrebse 15 mm Bachforelle cm Strudelwürmer (Crenobia alpina) Quellmoos 16 mm Larve der Kriebelmücke 15 mm Eintagsfliegenlarven mm Steinfliegenlarve 10 mm 16

10 Alpensalamander Bachneunaugen cm Elritzen 8 cm Groppe 10 cm Lidmückenlarve 9 mm Köcherfliegenlarve 12 mm Wasserkäfer Mützenschnecken 5 7 mm Hydraena riparia 2 4 mm Hakenkäfer 2 mm Schmerle 10 cm 17

11 5 2. Äschenregion Eisvogel Köcherfliege ges. Länge 2 cm Regenbogenforelle cm Flusslaichkraut Elritzen Alet cm Zuckmückenlarven im Gehäuse (Rheotanytarsus) 10 mm Schnecken (Teodoxus) mm Steinfliegenlarve 10 mm Äsche cm Köcherfliegenlarve 25 mm Köcherfliegenlarve 14 mm 18

12 Bachstelze Stosswasserläufer 6 7 mm Flutender Hahnenfuss Bachtaumelkäfer 6 mm Hasel cm Nasen cm Flussperlmuschel 12 cm Quellmoos Trüsche cm Bachforelle Puppen der Kriebelmücke 6 10 mm Eintagsfliegenlarve mm Bachflohkrebse 18 mm Bachtaumelkäferlarve 12 mm 19

13 4 3. Barbenregion Fischadler Reiher Alet cm Barben cm Nase cm Hasel cm Fluss-Laichkraut Rapfen cm Köcherfliegenlarve 20 mm Egel 60 mm Bachflohkrebse 15 mm 20

14 Libellen Wasserpest Aal cm Lauben cm Alande 30 cm Köcherfliegenlarve 20 mm Rotaugen cm Gründlinge 12 cm Wasserkäfer 10 mm Flussmuschel 60 mm Malermuschel 100 mm Schnecke (Bithynia, 10 mm) Libellenlarve 50 mm Flusskrebs 10 cm Eintagsfliegenlarven mm 21

15 4. Brachsmenregion Lachmöwe Brachsmen cm Wandermuschel 35 mm Wasserassel 10 mm Alande Wasserpest Süsswasser-Schwamm Libellenlarve 35 mm Schlammschnecke 30 mm Barsche/Egli cm Köcherfliegenlarven mm Wels cm Tubifex 40 mm Tubifex 40 mm Zuckmückenlarven 12 mm 22

16 Stockenten Bisamratte Wasserläufer Rohrkolben Gelbe Teichrose Tausendblatt Karpfen cm Rotfedern Zuckmückenlarven 12 mm Hornblatt Wasserflöhe 1 mm Eintagsfliegenlarven Aal mm mm Kugelmuschel Flohkrebse 15 mm 13 mm Hecht cm Rollegel 4 cm Wasserskorpion mm Schleie cm 23

17 5. Brackwasserregion Silbermöwen Wollhandkrabbe 9 cm breit Meerforelle bzw. Lachs cm Stör bis 3 m Stinte cm Kaulbarsche cm Ruderflusskrebse 3,5 mm Maifische cm Zander cm Seepocken ø 5 15 mm Zuckmückenlarven 12 mm Wattschnecken 5 mm Flohkrebse 18 mm 24

18 Brandgans Austernfischer Binsen Schilfrohr Wasserläufer 10 mm Flussaal cm Borstenwurm 40 mm Schlammröhrenwurm Keulenpolyp 7,5 cm hoch Flussneunauge cm Stichlinge 8 cm Flunder cm Köcherfliegenlarve 25 mm Schwebgarnele 27 mm 25

19 Gewässerschutz Der Mensch hat mit zunehmendem Einfluss auf seine Umwelt die Lebensbedingungen seiner Mitgeschöpfe verändert und allzu oft verschlechtert. Heute gehört es zu den wichtigsten Aufgaben für den Sportfischer, sich für die Lösung der Probleme einzusetzen. Verbauungen Siedlungen, Industrie und Landwirtschaft rücken immer näher an die Gewässer und verlangen einen wirksamen Hochwasserschutz. Durch unsachgemässe Verbauungen ist an vielen Gewässern grosser Schaden angerichtet worden. Erhöhte Fliessgeschwindigkeit und der Verlust von Lebensraum führen zu einer Verminderung des Fischbestands und der Produktivität. Ein entscheidender Faktor ist die Vernetzung der verschiedenen Lebensräume. Für die natürliche Fortpflanzung der Bachforellen sind beispielsweise die kleinen Seitengewässer von Bedeutung. Leider versperren noch immer allzu viele Wanderhindernisse in Bächen und Flüssen den Weg der Forellen zu den Laichplätzen. Durch den Bau von Umgehungsgewässern, Fischtreppen oder den Ersatz von Schwellen durch fischgängige Sohlenrampen kann Abhilfe geschaffen werden. Einer sachgemässen Renaturierung haben unbedingt Bestandskontrollen, Ertragsbestimmungen, Berechnungen der Unterschlüpfe und eine vernünftige Flächenplanung vorauszugehen. Verschmutzungen Giftstoffe wie Spritz- und Düngemittel, Jauche, Bau- und Industriechemikalien usw. führen, falls der Fisch nicht rechtzeitig flüchten kann, schon in geringen Konzentrationen zum Tod. Die kleinen Fische sind dabei empfindlicher als die grossen. Organische Verschmutzungen, wie sie überall aus Haushalt, Industrie und Gewerbe anfallen, werden in den Gewässern chemisch und biologisch abgebaut. Das verbraucht viel Sauerstoff, und besonders bei hohen Temperaturen können Fischsterben wegen Sauerstoffmangels auftreten. Die negativen Auswirkungen von chronischen Verschmutzungen sind oft nicht so einfach zu erkennen, weil sie über mehrere Stationen (Stress, Verätzungen, Verpilzungen, Krankheiten usw.) indirekt Schäden am Fischbestand anrichten. Die schleichende Vergiftung durch «Schadstoffcocktails», wie sie heute aus Kläranlagen in Fliessgewässer eingeleitet werden, sind im Verdacht, für zurückgehende Fischbestände mitverantwortlich zu sein. Gerne bagatellisiert man die Trübungen durch Sedimentstoffe aus Drainageeinleitungen, Kiesgruben oder Bauarbeiten im Wasser, weil dabei normalerweise keine Fischsterben auftreten. Durch Eindecken von Laich und Jungbrut und Verkleben des Gewässergrunds wird ein Gewässer aber massiv geschädigt. Jeder Fischer hat die ungeschriebene Pflicht, eine Wasserverschmutzung umgehend zu melden. Restwasser und Schwall-/Sunk-Betrieb Mit zunehmender Bevölkerungsdichte und Industrialisierung wurden Fliessgewässer zu einem entscheidenden Wirtschaftsfaktor: Wasserkraft dient zur Energieerzeugung, Wasser wird zur Bewässerung, Beschneiung und zur Trinkwasserversorgung entnommen. Besonders die Nutzung des Wassers zur Gewinnung von Energie hat viele unserer Fliessgewässer stark geschädigt. Sie wurden aufgestaut oder führen nur noch einen Bruchteil ihres natürlichen Wasservolumens, weil es für die Elektrizitätsgewinnung gefasst und abgeleitet wird. Die Staumauern und Weh- 26

20 1 2 Rund 60 Prozent des in der Schweiz produzierten Stroms stammt aus der Wasserkraft. Heute wird in der Schweiz an rund 1400 Stellen Wasser entnommen: Mehrere hundert Fliessgewässer führen streckenweise kein Wasser. 3 Die Fisch fressenden Vögel: Kormoran (1), Gänsesäger (2) und Graureiher (3) sind eine zunehmende Bedrohung für unsere Fischbestände. re unterbrechen die Wanderrouten der Fische und in den so genannten Restwasserstrecken entstehen grosse ökologische Probleme: Erwärmung, Verschlammung, Lebensraumverlust. Ein zunehmendes Problem ist der so genannte Schwall-/Sunk-Betrieb. Viele Kraftwerke liefern heute innert Minutenfrist und auf Knopfdruck Strom, indem die gewünschte Wassermenge aus einem Stausee durch die Turbinen gespült wird. Dabei entsteht jedes Mal ein künstliches Hochwasser, das Jungfische und Kleinlebewesen mit sich reisst und nach dem Durchrauschen am Ufer stranden lässt. In manchen Flüssen täglich! Fisch fressende Vögel Gesamtschweizerisch haben die Bestände Fisch fressender Vögel seit Ende der 1960er-Jahre stark zugenommen, namentlich Gänsesäger, Graureiher und Kormoran. In vielen Fliessgewässern besteht zunehmend eine grosse Nutzungskonkurrenz zwischen Sportfischern und Vögeln. Regional entstehen Überfischungssituationen, die das Überleben von Fischarten gefährden. Der Konflikt zwischen Fisch fressenden Vögeln und Fischerei lässt sich nur mildern durch ein seriöses «Wildlife Management» (Bestandeseingriffe, Vergrämung) und langfristig durch eine konsequente Wiederherstellung und Verbesserung der Gewässerstruktur. Klimawandel Der Klimawandel hat einen unmittelbaren Einfluss auf die Wassertemperaturen in der Schweiz. Die Erwärmung der Schweizer Fliessgewässer in den letzten 25 Jahren beträgt durchschnittlich 0,4 bis 1,6 C. Als Folge hat sich der Lebensraum der Bachforelle bereits um bis zu 200 Höhenmeter nach oben verschoben. Bei einer erwarteten Erwärmung von 2 C bis 2050 werden in der Schweiz die Lebensräume von Kaltwasserfischen wie Äsche und Bachforelle um bis zu einem Viertel schrumpfen. Die höheren Wassertemperaturen fördern im Winter zwar das Wachstum der Fische, im Sommer hingegen steigt das Krankheitsrisiko. 27