DIPLOMARBEIT. an der Universität für Bodenkultur

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1 Fischökologische Untersuchung im Einflussbereich des Kraftwerkes Wien/Freudenau unter besonderer Berücksichtigung der Konnektivität zwischen der Klosterneuburger Au und dem Donaustrom DIPLOMARBEIT an der Universität für Bodenkultur am Institut für Hydrobiologie und Gewässermanagement Department Wasser Atmosphäre Umwelt Institutsleiter: O.Univ.Prof. Dr.phil. Mathias Jungwirth Betreuer: Ao.Univ.Prof. Dr.phil. Herwig Waidbacher DI Michael Straif verfasst und eingereicht von Ingrid Schinninger Wien, 28

2 Danksagung Zuallererst möchte ich ein ganz besonderes Dankeschön an meine beiden Diplomarbeitsbetreuer Ao.Univ.Prof. Dr.phil. Herwig Waidbacher und Dipl.-Ing. Michael Straif aussprechen, die mich von Anfang an unterstützt haben und mir stets mit ihrem Wissen und fachlicher Kompetenz zur Verfügung standen. Mein Dank gilt auch O.Univ.Prof. Dr.phil Mathias Jungwirth für die Aufnahme als Diplomandin am Institut für Hydrobiologie und Gewässermanagement, sowie allen Mitarbeiten des Institutes für ihre Unterstützung und Hilfsbereitschaft. Besonders erwähnen möchte ich Dipl.-Ing. Dr.nat.tech Christian Wiesner, der mir mit seinem Fachwissen beim Bestimmen der juvenilen Fische mittels Binokular zur Seite stand, und Ing. Christian Dorninger, der beim Bau der Reuse eine große Unterstützung war. Weiters möchte ich noch Philipp Waidbacher erwähnen, der in den ersten Tagen der Reusenentleerung tatkräftig mitgeholfen hat und mir den Einstieg in die Fischbestimmung erleichterte. Das größte Dankeschön gebührt jedoch meiner Studienkollegin und lieben Freundin Elisabeth Jäger, die mir den Anstoß zu dieser Diplomarbeit gegeben hat. Die Zusammenarbeit mit ihr wurde stets von Humor und Motivation begleitet. Bei meinen Eltern und meiner Schwester möchte ich mich ganz herzlich bedanken, da sie immer an mich geglaubt haben und ohne deren Hilfe das Studium erst gar nicht möglich gewesen wäre. Sie gaben mir den Mut nach vorne zu blicken und nicht aufzugeben. In schweren Stunden standen sie mir stets zur Seite und unterstützten mich bei allem was ich machte. Ich möchte mich an dieser Stelle auch sehr herzlich bei all meinen Freundinnen bedanken, die mich durch die Studienzeit begleitet haben und mich immer wieder aufs Neue motivierten.

3 Inhaltsverzeichnis I Inhaltsverzeichnis 1 VORWORT EINLEITUNG Zielsetzung Schwerpunkte NATURRÄUMLICHE CHARAKTERISTIK DES UNTERSUCHUNGSGEBIETES Abiotische Randbedingungen im Untersuchungsgebiet Klima Geologie Hydrologische Charakteristik Hydrogeologische Rahmenbedingungen Hydrologische Rahmenbedingungen Hydrologischer Zustand im Untersuchungszeitraum Mai August DIE DONAU Die Entstehung und Entwicklung der Donau Die Ur-Donau Die historische Bedeutung der Donau Die heutige Donau Kurzcharakteristik der Au, Alt- und Nebenarme Au Altarme Nebenarme WASSERBAU AN DER DONAU Geschichte des Wasserbaus an der Donau bei Wien Wasserbauliche Maßnahmen vor der großen Donauregulierung von Die Donauregulierung von Hochwasserschutz und Kraftwerksprojekte bis Das Hochwasserschutzprojekt Wiens von Problematik und Auswirkungen des Kraftwerkbaus Das Kraftwerk Freudenau...28

4 Inhaltsverzeichnis II 6 MATERIAL UND METHODIK Einleitung Modifikation der Reusenbox Reusenbefischung Allgemeines Vorgehensweise Datenarchivierung und Auswertemethoden Box-Plot Median Quantile und Quartile Whiskers Histogramm Konstruktion eines Histogrammes Längenfrequenzdiagramm Korrelation Stärke und Richtung des Zusammenhangs Korrelationskoeffizient Korrelationsintegral FISCHÖKOLOGISCHE SITUATION AN DER ÖSTERREICHISCHEN DONAU Die Fischfauna der österreichischen Donau Fischartenliste für die Donau Fischartenliste für die Au und Nebengewässer Ökologische Charakteristik der Fischarten im Untersuchungsgebiet Rheophil A Bachforelle Salmo trutta (Linnaeus, 1758) Barbe Barbus barbus (Linnaeus, 1758) Frauennerfling Rutilus pigus (La Cepède, 183) Hasel Leuciscus leuciscus (Linnaeus, 1758) Koppe Cottus gobio (Linnaeus, 1758) Nase Chondrostoma nasus (Linnaeus, 1758) Nerfling Leuciscus idus (Linnaeus, 1758) Rußnase Vimba vimba (Linnaeus, 1758) Schied Aspius aspius (Linnaeus, 1758) Schrätzer Gymnocephalus schraetser (Linnaeus, 1758) Steinbeißer Cobitis taenia Streber Zingel streber (Siebold, 1863) Weißflossengründling Gobio albipinnatus (Lukash, 1933)...63

5 Inhaltsverzeichnis III Zingel Zingel zingel (Linnaeus, 1766) Zobel Abramis sapa (Pallas, 1814) Rheophil B Donaukaulbarsch Gymnocephalus baloni (Holcik & Hensel, 1974) Zope Abramis ballerus (Linnaeus, 1758) Eurytop Aalrutte Lota lota (Linnaeus, 1758) Aitel Leuciscus cephalus (Linnaeus, 1758) Brachse Abramis brama (Linnaeus, 1758) Flußbarsch Perca fluviatilis (Linnaeus, 1758) Giebel Carassius gibelio (Bloch, 1782) Güster Abramis bjoerkna (Linnaeus, 1758) Hecht Esox lucius (Linnaeus, 1758) Kaulbarsch Gymnocephalus cernuus (Linnaeus, 1758) Laube Alburnus alburnus (Linnaeus, 1758) Marmorierte Grundel Proterorhinus marmoratus (Pallas, 1814) Rotauge Rutilus rutilus (Linnaeus, 1758) Karpfen Cyprinus carpio (Linnaeus, 1758) Schwarzmundgrundel Neogobius melanostomus (Pallas, 1814) Wels Silurus glanis (Linnaeus, 1758) Zander Sander lucioperca (Linnaeus, 1758) Stagnophil Bitterling Rhodeus amarus (Bloch, 1782) Blaubandbärbling Pseudorasbora parva (Temminck & Schlegel, 1842) Dreistachliger Stichling Gasterosteus aculeatus (Linnaeus, 1758) Karausche Carassius carassius (Linnaeus, 1758) Rotfeder Scardinius erythrophthalmus (Linnaeus, 1758) Schleie Tinca tinca (Linnaeus, 1758) Fischartenbestand im Untersuchungszeitraum ERGEBNISSE DER FISCHÖKOLOGISCHEN UNTERSUCHUNG Beurteilung des Migrationsverhaltens mithilfe von biotischen Daten Allgemeines Beurteilung anhand des Individuenaufkommens Beurteilung anhand der Rheophilie Beurteilung anhand der Individuenlänge mittels Boxplotdarstellungen...84

6 Inhaltsverzeichnis IV Beurteilung anhand der Individuenlänge mittels Längenfrequenzdiagrammen Beurteilung des Migrationsverhaltens mithilfe von abiotischen Daten Allgemeines Beurteilung anhand des Durchflusses, Pegelstandes, Wasserstandes und der Wassertemperatur Rheophile Fischarten Eurytope Fischarten Migrationsverhalten ausgewählter Fischarten Bivariable Korrelationen Erläuterung der Korrelationstabellen Ausgewählte Korrelationen Beziehung zwischen der Wanderrichtung Donau und dem maximalen Durchfluss Beziehung zwischen dem Wanderverhalten der eurytopen Individuen Richtung Donau und dem maximalen Durchfluss Beziehung zwischen dem Wanderverhalten rheophiler Individuen Richtung Donau und dem maximalen Durchfluss Beziehung zwischen dem Wanderverhalten der Laube Richtung Donau und dem maximalen Durchfluss Beziehung zwischen dem Wanderverhalten des Güsters Richtung Donau und dem maximalen Durchfluss ZUSAMMENFASSUNG LITERATUR- UND QUELLENVERZEICHNIS Publikationen Internetquellen...128

7 Abbildungsverzeichnis V Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Detailausschnitt Tümpelpass der Klosterneuburger Au...2 Abbildung 2: Übersichtskarte der Klosterneuburger Au...3 Abbildung 3: Tektonische Übersichtskarte des Wiener Raums...7 Abbildung 4: Die Donau bei Wien um 1826 vor der Regulierung...18 Abbildung 5: Geografische Übersichtskarte Verlauf der Donau...2 Abbildung 6: Schematische Darstellung des Auwald-Querschnitts...21 Abbildung 7: Schematische Darstellung eines Altarm-Querschnitts...22 Abbildung 8: Schematische Darstellung eines Nebenarm-Querschnitts...23 Abbildung 9: Stufenplan der Donaukraftwerke...29 Abbildung 1: Kraftwerk Freudenau...29 Abbildung 11: Kraftwerk Freudenau (links die beiden Schleusenkammern, mittig das Krafthaus mit 6 Turbinen, rechts die Wehranlage mit 4 Wehrfeldern)...3 Abbildung 12: Schematische Darstellung eines Box-Plots...43 Abbildung 13: Schematische Darstellung der Habitatsverknüpfung durch die Lebensraumansprüche von 5 (6) ökologischen Hauptgruppen...55 Abbildung 14: Bachforelle Salmo trutta...55 Abbildung 15: Barbe Barbus barbus...55 Abbildung 16: Frauennerfling Rutilus pigus...56 Abbildung 17: Hasel Leuciscus leuciscus...56 Abbildung 18: Koppe Cottus gobio...57 Abbildung 19: Nase Chondrostoma nasus...57 Abbildung 2: Nerfling Leuciscus idus...58 Abbildung 21: Rußnase Vimba vimba...58 Abbildung 22: Schied Aspius aspius...59 Abbildung 23: Schrätzer Gymnocephalus schraetser...59 Abbildung 24: Steinbeißer Cobitis taenia...6 Abbildung 25: Streber Zingel streber...6 Abbildung 26: Weißflossengründling Gobio albipinnatus...61 Abbildung 27: Zingel Zingel zingel...61 Abbildung 28: Zobel Abramis sapa...62 Abbildung 29: Donaukaulbarsch Gymnocephalus baloni...62 Abbildung 3: Zope Abramis ballerus...63 Abbildung 31: Aalrutte Loto lota...63 Abbildung 32: Aitel Leuciscus cephalus...64 Abbildung 33: Brachse Abramis brama...64

8 Abbildungsverzeichnis VI Abbildung 34: Flußbarsch Perca fluviatilis...65 Abbildung 35: Giebel Carassius gibelio...65 Abbildung 36: Güster Abramis bjoerkna...66 Abbildung 37: Hecht Esox lucius...66 Abbildung 38: Kaulbarsch Gymnocephalus cernuus...67 Abbildung 39: Laube Alburnus alburnus...67 Abbildung 4: Marmorierte Grundel Proterorhinus marmoratus...68 Abbildung 41: Rotauge Rutilus rutilus...68 Abbildung 42: Karpfen Cyprinus carpio...69 Abbildung 43: Schwarzmundgrundel Neogobius melanostomus...69 Abbildung 44: Wels Silurus glanis...7 Abbildung 45: Zander Sander lucioperca...7 Abbildung 46: Bitterling Rhodeus amarus...71 Abbildung 47: Blaubandbärbling Pseudorasbora parva...71 Abbildung 48: Dreistachliger Stichling Gasterosteus aculeatus...72 Abbildung 49: Karausche Carassius carassius...72 Abbildung 5: Rotfeder Scardinius erythrophthalmus...73 Abbildung 51: Schleie Tinca tinca...73

9 Formelverzeichnis VII Formelverzeichnis Formel 1: Berechnung des Medians...44 Formel 2: Korrelationsintegral für Zeitfunktionen...49 Formel 3: Korrelationsintegral für komplexe Zeitfunktionen...49

10 Fotoverzeichnis VIII Fotoverzeichnis Foto 1: Ursprüngliche Reusenbox...31 Foto 2: Abschleifen der Nietenköpfe zum Entfernen des Gitters...34 Foto 3: Grundgerüst der Reusenbox nach Abmontieren des alten Gitters...34 Foto 4: Vergrößerung der Reusenbox durch Anschweißen von Aluminiumlatten...32 Foto 5: Vergrößerung der Reusenbox durch Anschweißen von Aluminiumlatten...32 Foto 6: Vergrößerung der Reusenbox durch Anschweißen von Aluminiumlatten...35 Foto 7: Befestigen des neuen Gitters...35 Foto 8: Bauchige Form der Reuse zur Minimierung des Strömungswiderstandes...33 Fofo 9: Bauchige Form der Reuse zur Minimierung des Strömungswiderstandes...36 Foto 1: Verschließkonstruktion der Türen...36 Foto 11: Sich verengende Öffnungen verhindern das Entkommen der Fische...37 Foto 12: Reuse ohne Innennetz...34 Foto 13: Innennetz der Reuse...34 Foto 14: Fertige Reusenbox...37 Foto 15: Reißfestes Material...35 Foto 16: Annähen des Gardinenstoffes an der Innenseite der Reuse...38 Foto 17: Transport der Reuse mit dem institutseigenen Bootsanhänger...38 Foto 18: Einlassstelle der Reusenbox...36 Foto 19: Einlassstelle der Reusenbox...36 Foto 2: Einlassstelle der Reusenbox...39 Foto 21: Kettenzug...37 Foto 22: Einsetzen der Reuse...37 Foto 23: Einsetzen der Reuse...4 Foto 24: Eingesetzte Reuse...37 Foto 25: Führungsschiene für die Reuse...4 Foto 26: Blick in die Reuse...38 Foto 27: Gefangene Individuen...41 Foto 28: Bestimmung und Vermessung der Fische...38 Foto 29: Bestimmung und Vermessung der Fische...41 Foto 3: Reinigen der Reuse...39 Foto 31: Verwendete Utensilien...42 Foto 32: Bestimmen der Fische mit dem Binokular...39 Foto 33: Bestimmen der Fische mit dem Binokular...39 Foto 34: Bestimmen der Fische mit dem Binokular...39 Foto 35: Bestimmen der Fische mit dem Binokular...42

11 Grafikverzeichnis IX Grafikverzeichnis Grafik 1: Durchfluss der Donau im Untersuchungszeitraum Messstation Korneuburg...11 Grafik 2: Pegelstand- und Wasserstandkurve im Untersuchungszeitraum...12 Grafik 3: Temperaturkurven im Untersuchungszeitraum (6:-Uhr-Temperatur, 8:-Uhr-Temperatur und Tageshöchsttemperatur)...13 Grafik 4: Temperaturkurven im Untersuchungszeitraum (24h-Mitteltemperatur, Tagestiefsttemperatur und Tageshöchsttemperatur)...14 Grafik 5: Durchfluss der Donau bei der Messstation Korneuburg vom bis Grafik 6: Wasserstand der Donau bei der Messstation Korneuburg vom bis Grafik 7: Summe der Individuen pro Tag im Untersuchungsmonat beider Richtungen...78 Grafik 8: Summe der Individuen pro Tag im Untersuchungsmonat und Richtung Donau...79 Grafik 9: Summe der Individuen pro Tag im Untersuchungsmonat und Richtung Strandbad...8 Grafik 1: Individuen pro Tag im Untersuchungsmonat und Fließrichtung...81 Grafik 11: Eurytope Individuen pro Tag im Untersuchungsmonat und Fließrichtung...82 Grafik 12: Rheophile Individuen pro Tag im Untersuchungsmonat und Fließrichtung...83 Grafik 13: Länge der Aitel pro Tag im Untersuchungsmonat und Wanderrichtung...85 Grafik 14: Länge der Brachse pro Tag im Untersuchungsmonat und Wanderrichtung...86 Grafik 15: Länge des Flußbarsches pro Tag im Untersuchungsmonat und Wanderrichtung...87 Grafik 16: Länge der Güster pro Tag im Untersuchungsmonat und Wanderrichtung...88 Grafik 17: Länge der Laube pro Tag im Untersuchungsmonat und Wanderrichtung...89 Grafik 18: Länge des Rotauges pro Tag im Untersuchungsmonat und Wanderrichtung..9 Grafik 19: Längenfrequenzdiagramm der Aitel...92 Grafik 2: Längenfrequenzdiagramm der Aitel für den Monat August...93 Grafik 21: Längenfrequenzdiagramm der Aitel für den Monat August und Richtung Donau...93 Grafik 22: Längenfrequenzdiagramm der Aitel für den Monat August und Richtung Strandbad...93 Grafik 23: Längenfrequenzdiagramm der Brachse...94 Grafik 24: Längenfrequenzdiagramm der Brachse für den Monat Juni...95 Grafik 25: Längenfrequenzdiagramm der Brachse für den Monat Juli...95 Grafik 26: Längenfrequenzdiagramm der Brachse für den Monat August...95

12 Grafikverzeichnis X Grafik 27: Längenfrequenzdiagramm des Flußbarsches...96 Grafik 28: Längenfrequenzdiagramm des Flussbarsches für den Monat Juli...97 Grafik 29: Längenfrequenzdiagramm des Flussbarsches für den Monat Juli und Richtung Donau...97 Grafik 3: Längenfrequenzdiagramm des Flußbarsches für den Monat Juli und Richtung Strandbad...97 Grafik 31: Längenfrequenzdiagramm der Güster...98 Grafik 32: Längenfrequenzdiagramm der Güster für den Monat Juni...99 Grafik 33: Längenfrequenzdiagramm der Güster für den Monat Juli...99 Grafik 34: Längenfrequenzdiagramm der Güster für den Monat August...99 Grafik 35: Längenfrequenzdiagramm der Laube...1 Grafik 36: Längenfrequenzdiagramm der Laube für den Monat Juni...11 Grafik 37: Längenfrequenzdiagramm der Laube für den Monat Juli...11 Grafik 38: Längenfrequenzdiagramm der Laube für den Monat August...11 Grafik 39: Längenfrequenzdiagramm des Rotauges...12 Grafik 4: Längenfrequenzdiagramm des Rotauges für den Monat Juni...13 Grafik 41: Längenfrequenzdiagramm des Rotauges für den Monat Juli...13 Grafik 42: Längenfrequenzdiagramm des Rotauges für den Monat August...13 Grafik 43: Summe aller Individuen...15 Grafik 44: Wanderverhalten der rheophilen Fischarten im Vergleich mit Wasser- und Pegelstand sowie Durchfluss und 24h-Mitteltemperatur...17 Grafik 45: Wanderverhalten der eurytopen Fischarten im Vergleich mit Wasser- und Pegelstand sowie Durchfluss und 24h-Mitteltemperatur...19 Grafik 46: Wanderverhalten der Aitel im Vergleich mit Wasser- und Pegelstand sowie Durchfluss und 24h-Mitteltemperatur...11 Grafik 47: Wanderverhalten der Brachse im Vergleich mit Wasser- und Pegelstand sowie Durchfluss und 24h-Mitteltemperatur Grafik 48: Wanderverhalten des Flußbarsches im Vergleich mit Wasser- und Pegelstand sowie Durchfluss und 24h-Mitteltemperatur Grafik 49: Wanderverhalten der Güster im Vergleich mit Wasser- und Pegelstand sowie Durchfluss und 24h-Mitteltemperatur Grafik 5: Wanderverhalten der Laube im Vergleich mit Wasser- und Pegelstand sowie Durchfluss und 24h-Mitteltemperatur Grafik 51: Wanderverhalten des Rotauges im Vergleich mit Wasser- und Pegelstand sowie Durchfluss und 24h-Mitteltemperatur...115

13 Tabellenverzeichnis XI Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Offizielle Längen der Donauabschnitte (in km)...19 Tabelle 2: Auflistung aller Donaukraftwerke und Jahreszahl der Inbetriebnahme...28 Tabelle 3: Autochthone bzw. langfristig bekannte Fischarten in der österreichischen Donau...51 Tabelle 4: Fischartenliste für die Donau im Untersuchungsgebiet vor (1993/94) und nach (1999) Kraftwerkserrichtung...52 Tabelle 5: Fischartenliste für die Au und Nebengewässer der Donau im Untersuchungsgebiet vor (1993/94) und nach (1999) Kraftwerkserrichtung...54 Tabelle 6: Übersicht über die nachgewiesenen Fischarten und Familien im Untersuchungszeitraum...76 Tabelle 7: Übersicht über alle gewanderten Individuen...77 Tabelle 8: Übersicht über das Individuenaufkommen der pro Monat und Richtung migrierten Fische...78 Tabelle 9: Übersicht über das Aufkommen eurytoper Fische...82 Tabelle 1: Übersicht über das Aufkommen rheophiler Fische...83 Tabelle 11: Aufkommen der Aitel gegliedert nach Monat und Wanderrichtung...85 Tabelle 12: Aufkommen der Brachse gegliedert nach Monat und Wanderrichtung...86 Tabelle 13: Aufkommen des Flußbarsches gegliedert nach Monat und Wanderrichtung...87 Tabelle 14: Aufkommen der Güster gegliedert nach Monat und Wanderrichtung...88 Tabelle 15: Aufkommen der Laube gegliedert nach Monat und Wanderrichtung...89 Tabelle 16: Aufkommen des Rotauges gegliedert nach Monat und Wanderrichtung...9 Tabelle 17: Auflistung aller rheophil A -Fischarten mit Individuenanzahl...16 Tabelle 18: Auflistung aller rheophil B -Fischarten mit Individuenanzahl...17 Tabelle 19: Auflistung aller eurytoper Fischarten mit Individuenanzahl...18 Tabelle 2: Korrelationstabelle Wanderrichtung Donau und maximaler Durchfluss Tabelle 21: Korrelationstabelle Wanderverhalten eurytoper Individuen Richtung Donau und maximaler Durchfluss Tabelle 22: Korrelationstabelle Wanderverhalten rheophiler Individuen Richtung Donau und maximaler Durchfluss Tabelle 23: Korrelationstabelle Wanderverhalten der Laube Richtung Donau und maximaler Durchfluss...12 Tabelle 24: Korrelationstabelle Wanderverhalten des Güsters Richtung Donau und maximaler Durchfluss...121

14 1 Vorwort 1 1 Vorwort Aufgrund der Komplexität dieser fischökologischen Untersuchung wurde das Diplomarbeitsthema gemeinsam mit meiner Kollegin Frau DI Elisabeth Jäger erarbeitet. Dies erklärt auch die Analogie der beiden Diplomarbeiten. Das Kapitel Bivariable Korrelation wurde jedoch thematisch aufgeteilt und unterscheidet sich in den beiden Arbeiten somit inhaltlich komplett voneinander. In meiner Arbeit werden die Korrelationen, die sich auf die Richtung Donau beziehen, behandelt, in der Arbeit von Frau DI Elisabeth Jäger sind hingegen diejenigen zu finden, welche die Richtung Strandbad betreffen.

15 2 Einleitung 2 2 Einleitung 2.1 Zielsetzung In Anlehnung an das INTERREG III A Projekt FIDON (Fische Donau) Österreich wurde eine fischökologische Untersuchung im Einflussbereich des Kraftwerkes Wien/Freudenau unter besonderer Berücksichtigung der Konnektivität zwischen der Klosterneuburger Au und dem Donaustrom durchgeführt. Hintergrund des FIDON-Projekts war die fischökologische Untersuchung zur Funktionsfähigkeit anthropogen gestalteter Flusshabitate an der Donau und ausgewählter Zubringer in den Regionen Wien und Györ. Diese Arbeit befasst sich mit Au- und Nebengewässern rechtsufrig der Donau, dass heißt, im Allgemeinen mit der Klosterneuburger Au (Abbildung 2), im Speziellen jedoch mit der Fischwanderhilfe, welche als Tümpelpass (Abbildung 1) ausgefertigt wurde und die Verbindung zwischen dem Klosterneuburger Strandbad und der Donau bildet. Unter einem Tümpelpass versteht man die Abfolge verschieden großer Tümpel, über den die Fische den Höhenunterschied zwischen Donau und Ausystem (in diesem Fall ca. 2 m ) überwinden können. Abbildung 1: Detailausschnitt Tümpelpass der Klosterneuburger Au (Quelle: Google, Inc./DigitalGlobe/TerraMetrics, Inc.)

16 2 Einleitung 3 Abbildung 2: Übersichtskarte der Klosterneuburger Au (KROMP, 1997) (verändert nach JÄGER 27)

17 2 Einleitung 4 2.2

18 2 Einleitung 5 Schwerpunkte Der Schwerpunkt dieser fischökologischen Untersuchung von Gewässern in der Klosterneuburger Au liegt in der Funktionsfähigkeit der Fischwanderhilfe, welche die Donau mit dem Klosterneuburger Strandbad verbindet. Grundlage dieser Analyse ist ein Reusenversuch, mit dem das Wanderverhalten von Fischen untersucht wurde. Hierzu wurden biotische Daten (gefangene Fische), aber auch abiotische Daten (Wassertemperatur, Wasserstand, Durchfluss, ) herangezogen, sowie Korrelationen berechnet, um Aussagen über das Wanderverhalten von unterschiedlichen Fischarten und Altersstadien treffen zu können. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit liegt im Einbezug des Einflusses des Kraftwerkes Wien/Freudenau auf die komplexen limnologischen Verhältnisse innerhalb des Untersuchungsgebietes nach der Errichtung und Inbetriebnahme des Kraftwerks, um Auswirkungen auf die Fischzönose der Fluss- und Aulandschaft aufzeigen und beschreiben zu können. Ziel dieser Diplomarbeit ist es, Beziehungen zwischen dem Migrationsverhalten der Fische und ausgewählter abiotischer Faktoren herzustellen, und folglich auch die Überprüfung der Funktionsfähigkeit des anthropogen gestalteten Tümpelpasses, welcher eine enorme Wichtigkeit für die Konnektivität zwischen dem Ausystem der Klosterneuburger Au und dem Donaustrom darstellt.

19 3 Naturräumliche Charakteristik des Untersuchungsgebietes 6 3 Naturräumliche Charakteristik des Untersuchungsgebietes 3.1 Abiotische Randbedingungen im Untersuchungsgebiet Klima Das Untersuchungsgebiet grenzt im Westen an das Wiener Becken, welches sich im Überschneidungsgebiet verschiedener Klimazonen befindet. In Wien treffen das mitteleuropäische, das alpine und auch das pannonische Klimagebiet aufeinander. Diese drei Klimazonen werden mit der Bezeichnung mitteleuropäisches Übergangsklima zusammengefasst. Charakterisiert ist es durch den allmählichen Übergang vom ausgeglichenen ozeanischen Klima, welches vom Atlantischen Ozean beeinflusst wird, zum niederschlagsärmeren und gegensätzlichen kontinentalen Klima des osteuropäischen Klimagebietes. Gegen Osten hin kann man im Wiener Raum einen Rückgang des Jahresniederschlages erkennen. Da sich noch dazu der Unterschied zwischen den mittleren Temperaturwerten des wärmsten und des kältesten Monats ändert, kommt es zu einer Vergrößerung der Jahresschwankung. Im ozeanisch beeinflussten Klimabereich bestehen relativ geringe Unterschiede zwischen den einzelnen Jahreszeiten, es gibt verhältnismäßig warme Winter und kühle Sommer. Hingegen zeichnet sich das kontinentale Klima durch kalte Winter und heiße Sommer aus. (vgl. SPOLWIND, 1996) Der Bereich Klosterneuburg wird dem kontinental geprägten pannonischen Klima zugeordnet. Hierbei kann zur Beurteilung der klimatischen Gegebenheiten die Messstation Klosterneuburg (215 müa) herangezogen werden. Laut hydrografischem Jahrbuch (199) beträgt die durchschnittliche Jahresmenge des Niederschlags 594 mm und die Jahresmitteltemperatur 1,6 C. (vgl. SPOLWIND, 1999) Wegen der tiefen Lage sind die Lufttemperaturen in allen Monaten vergleichsweise hoch und ergeben aufgrund der intensiven Sonneneinstrahlung besonders im Sommerhalbjahr ein hohes Energiepotenzial. Dies wiederum fördert die Verdunstung und Transpiration (potenzielle Evapotranspiration = p.e.). Aufgrund des Nebelaufkommens im Winter kommt es im Donaugebiet häufig zu Frösten. Vergleicht man die p.e. mit den mittleren monatlichen Niederschlägen, so ergibt sich für die Monate Oktober bis März in etwa ein Überschuss von 199 mm, für April bis September ein Defizit von 114 mm. (vgl. MARGL, 1978) Kann der Winterüberschuss im Boden gespeichert werden, führt dies zu einer positiven Bilanz für das Normaljahr von 85 mm, dieses fließt im Grundwasser ab. Jedoch differieren

20 3 Naturräumliche Charakteristik des Untersuchungsgebietes 7 die Werte der Einzeljahre deutlich vom Mittelwert. Dennoch ist im Auenbereich der Donau die Versorgung der Standorte mit Wasser, vor allem durch Überflutungen, Sicker- und Grundwasser, gegeben. Auwälder und die darin enthaltenen Vegetationsformen sind azonale Vegetationseinheiten, die in keiner Klimazone der Erde als durchschnittlicher Vegetationstyp großflächig ausgebildet sind. Somit ist das Klima für die Ausbildung von Au-Ökosystemen von geringerer Relevanz Geologie Das Wiener Becken, in dessen Bereich sich das Untersuchungsgebiet befindet, umfasst im engeren Sinn die etwa dreieckförmige Beckenlandschaft südlich der Donau (südliches Wiener Becken). Geologisch stellt das Wiener Becken im weiteren Sinne ein Grabenbruchsystem dar, das sich über eine Länge von 2 km, von Gloggnitz im Süden bis nach Mähren im Norden, erstreckt, dessen Flanken in der Mitte am weitesten auseinander gezogen sind (von Wien zu den Kleinen Karpaten 55 km) und das damit in Österreich neben dem südlichen Wiener Becken auch das Marchfeld und den östlichen Teil des Weinviertels einschließt. Es entstand am Beginn des Jungtertiärs als Senkungsfeld zwischen Alpen und Karpaten, worin das Meer zuerst die Thetys, später vom pannonischen See eingenommen in der Folgezeit bis zu 5 5 m mächtige Sedimentgesteine (marin und limnisch) ablagerte. Es ist mit Sedimenten aus Schotter und Tegel aufgefüllt. (vgl. Abbildung 3: Tektonische Übersichtskarte des Wiener Raums (BRIX, 197)

21 3 Naturräumliche Charakteristik des Untersuchungsgebietes 8 An den Ufern befinden sich fossilreiche Strandablagerungen, z. B. Leithakalk. Schwache Erdbeben und zahlreiche warme Heilquellen an den Bruchrändern beweisen heute noch andauernde geologische Veränderungen. (vgl. Im Pannon (vor ca. 1,5 Millionen Jahren) mündete vermutlich die Donau des Tertiärs beim Bisamberg in den pannonischen See. Mit dem Absinken des Seewasserspiegels legte die Donau ihre Erosionsbasis tiefer. Infolge abwechselnder Erosions- und Akkumulationsphasen entwickelten sich charakteristische Schotterterrassen, welche die heutige Oberfläche des Wiener Beckens darstellen. (vgl. BRIX, 197) Die Flusssohle der Donau besteht flussauf des Stromkilometer aus Flysch und flussab aus quartären Kiesen. Der Erosionswiderstand des Flysches ist naturgemäß erheblich größer als der des Kieses. Ab Stromkilometer tieft sich die Sohle der Donau jährlich um ca. 2 cm ein. Diese ständig fortschreitende Sohleintiefung bedroht den Wasserhaushalt der an die Donau anschließenden Grundwassergebiete. Im Bereich von Klosterneuburg kann jedoch aufgrund der Wiener Pforte keine Eintiefung mehr erfolgen, da hier die Sohle auf das Muttergestein trifft. Dadurch zeichnet sich die Klosterneuburger Au mit einer sehr hohen Dynamik aus. Das von Südwest nach Nordost gesenkte (südliche) Wiener Becken ist zwischen Wiener Pforte und Hainburger Pforte etwa 6 km breit und wird von Wienerwald, Thermenlinie, Semmering, Buckliger Welt, Rosaliengebirge, Leithagebirge sowie den Hundsheimer Bergen begrenzt. Über die Wiener Neustädter Pforte und die Brucker Pforte ist das Wiener Becken mit dem Raum Neusiedler See verbunden. (vgl. Gegliedert ist das Wiener Becken in vier Kleinlandschaften: An die Donau schließt im Süden ein Platten- und Hügelland an. Die lößbedeckten Schotterplatten tragen vor allem fruchtbares Ackerland und die Schotterhügel teilweise Wald und Weingärten. Neben Wien sind hier Schwechat und Bruck an der Leitha die wichtigsten Gemeinden. Die Feuchte Ebene reicht vom Südrand der Schotterplatten bis in den Raum von Ebreichsdorf. An die Feuchte Ebene schließt sich im Westen entlang der Thermenlinie eine Randzone an, die vom Weinbau bestimmt ist. Im Südosten folgt auf die Feuchte Ebene das Steinfeld mit dünnen, wenig wertvollen Böden.

22 3 Naturräumliche Charakteristik des Untersuchungsgebietes 9 Die wichtigsten Fließgewässer im Wiener Becken sind Schwarza, Pitten, Leitha, Fischa, Piesting, Wiener Neustädter Kanal, Triesting und Schwechat. (vgl Hydrologische Charakteristik Hydrogeologische Rahmenbedingungen Im Untersuchungsgebiet fließt das Grundwasser erst durch quartäre sandige Kiese ab, danach folgt eine Unterlage aus Flysch, welche als Grundwasserstauer wirkt. Die durchschnittliche Durchlässigkeit dieser Schicht schwankt zwischen 3 4 mm/s. (Donaukraft, 1989, Wasserwirtschaftlicher Rahmenplan) Der Grundwasserstauer liegt vorwiegend zwischen 156 müa und 159 müa. Die Sohle der Donau befindet sich bei ca. 158 müa und erreicht somit zum Teil den Flysch. Die Geländeoberkante befindet sich bei müa. Den Abschluss zur Geländeoberkante bilden Ausande mit einer Überdeckung von 1, 2,5 m. Darunter liegen ca. 6 m Kies. Bei Mittelwasser beträgt die Mächtigkeit des Grundwassers 4-6 m, bei Niederwasser verringert sie sich auf 1 m. Das Grundwasser erreicht nur selten, wenige Tage oder Wochen im Jahr, die Ausandschicht. Der mittlere Flurabstand des Grundwasserspiegels liegt etwa 3 4 m unter der Geländeoberfläche und damit ca. 1 2 m unter der Ausandunterkante. Der zeitweise Anstieg des Grundwassers ist für die Vegetation, besonders für den kapillaren Aufstieg in die Ausandschicht, wichtig. (vgl. KROMP, 1997) Hydrologische Rahmenbedingungen Das Gefälle der Donau beträgt im Untersuchungsgebiet zwischen,25 und,51 (WSD, 1986). Innerhalb eines Jahres treten durchschnittlich zwei Hochwasserereignisse auf, ein Sommer- und ein Winterhochwasser. Durch die Regulierung der Donau Ende des 19. Jahrhunderts kam es zu einem enormen Wandel in der Dynamik des Hauptstromes sowie der Augewässer. In Folge der stattfindenden Verlandungsprozesse verschwanden viele wichtige Au-Strukturen und große Wasserflächen. Dieser Vorgang droht sich künftig fortzusetzen und gefährdet somit in den nächsten Jahrzehnten die Verlandung der letzten noch vorhandenen Gewässer. Durch jedes größere Hochwasser werden einige Dezimeter Sedimente abgelagert. (vgl. SPOLWIND, 1996) Die Dotation der Klosterneuburger Au passiert bei Mittelwasser über den bei Stromkilometer 1 945,35 von der Donau abzweigenden Klosterneuburger Durchstich. Der

23 3 Naturräumliche Charakteristik des Untersuchungsgebietes 1 Durchstich hat eine Länge von 7,2 km und ist durch ein geringeres Gefälle als die Donau gekennzeichnet. Grund dafür ist eine Sohlstufe, welche sich ca. 5 m vor seiner Mündung flussauf befindet. Die Anbindung des sogenannten G`schirrwassers findet 2 m östlich der Brücke über dem Durchstich zum Kritzendorfer Strombad durch die Morawskischleuse (Sohlkote 162,82 müa) statt. Flussab des Kastendurchlasses ermöglichen einige Schotteranlandungen die Flutung des oberen G`schirrwassers erfahrungsgemäß erst ab 163,35 müa. Bei Stromkilometer 1 937,72, ca. 6 m vor der Durchstichmündung in die Donau, treffen der Klosterneuburger Durchstich und der Auslauf des G`schirrwassers (Kosterneuburger Strandbad) wieder zusammen. (vgl. HOLLENSTEINER, 2) Das G`schirrwasser nordwestlich der Rollfährestraße ist ein ca. 3 km langer Altarm, der bei Niederwasser nicht dotiert wird und teilweise astatischen Charakter aufweist. Die Gewässerbreite schwankt zwischen wenigen Metern bis zu ca. 15 m. Wie Karten des Forstamtes des Chorherrenstiftes Klosterneuburg aus der ersten Hälfte des 2. Jahrhunderts zeigen, wies das G`schirrwasser in den ersten Jahrzehnten nach der Donauregulierung wesentlich größere Gewässerbreiten auf. Bei Niederwassersituationen, wie z. B. im Herbst 1994, fällt der Großteil des Altarmes bis auf einige Senken, die unter diesen Bedingungen wenige Dezimeter Wasser führen, trocken. Bei Hochwasser erfolgt die Dotation des G`schirrwassers, zusätzlich zur Dotation über die Morawskischleuse, über ein altes Grabensystem. (vgl. KROMP, 1997) Durch seine Dynamik prägt das G`schirrwasser viele Kleingewässer flussauf der Rollfährestraße. Außerdem werden die flussab der Rollfährestraße gelegenen Altarme zusätzlich zum G`schirrwasser über die große Traverse angebunden. Diese Altarme erreichen eine Längserstreckung von ca. 2,8 km. Der Abschlussdamm-Strandbad verursacht einen Rückstau, der bei mittlerer Wasserführung über die kleine Traverse, welche das Strandbad mit der Schonstätte verbindet, bis zur großen Traverse zurückreicht. Die Wehranlage der großen Traverse staut wiederum weite Bereiche des G`schirrwassers zurück. (vgl. HOLLENSTEINER, 2) Die Wasserführung bzw. der Durchfluss der Donau liegt bei Niederwasser zwischen 6 9 m 3 /s, bei Mittelwasser zwischen m 3 /s und bei einem hundertjährigen Hochwasser zwischen m 3 /s. Das extremste bekannte Niederwasser fand im Februar 1885 statt, wobei 392 m 3 /s gemessen wurden. Zu den stärksten Hochwasserereignissen kam es in den Jahren August 22 (11 m 3 /s), August 1991 (8 76 m 3 /s), Juli 1954 (9 6 m 3 /s), September 1899 (1 5 m 3 /s), November 1787 (11 9 m 3 /s) und 151 (14 m 3 /s). (vgl

24 3 Naturräumliche Charakteristik des Untersuchungsgebietes 11 Hydrologischer Zustand im Untersuchungszeitraum Mai August 26 Pegelmessungen in Kombination mit Durchflussmessungen erlauben die Erstellung von Pegel- bzw. Durchflussschlüsselkurven. Die Durchflussdaten der Donau dienen, ebenso wie die erhobenen Pegel- und Temperaturwerte der Au, vor allem zur weiteren wissenschaftlichen Analyse der Fischwanderdaten (vgl. Die Grafik 1 zeigt den Durchfluss der Donau im Untersuchungszeitraum vom 22. Mai 26 bis zum 7. August 26. Gemessen wurden die dargestellten Werte vom Hydrologischen Dienst der NÖ-Landesregierung bei der Messstation Korneuburg. Weiters wurden Minimum- und Maximumwerte des Durchflusses berechnet und in der Grafik veranschaulicht. 8 Durchfluss im Untersuchungszeitraum - Messstation Korneuburg 7 Durchfluss [m 3 /s] Durchfluss Minimum [m 3 /s] Durchfluss Maximum [m 3 /s] 6 Durchfluss [m 3 /s] Durchfluss [m 3 /s] Datum Grafik 1: Durchfluss der Donau im Untersuchungszeitraum Messstation Korneuburg

25 3 Naturräumliche Charakteristik des Untersuchungsgebietes 12 In Grafik 2 ist die Pegel- und Wasserstandskurve im Untersuchungszeitraum dargestellt. Der Pegelstand wurde an der Einlassstelle der Reuse abgelesen, hingegen bezieht sich der Wasserstand der Donau auf die Messstation Korneuburg. Pegelstand und Wasserstand im Untersuchungszeitraum Pegelstand [müa] Wasserstand Donau [cm] Pegelstand [müa] Wasserstand [cm] Datum Grafik 2: Pegelstand- und Wasserstandkurve im Untersuchungszeitraum Die Pegelstandskurve in Grafik 2 weist zwei große Unterbrechungen auf. In diesen Zeiträumen erfolgte keine Reusenentleerung, folglich wurde auch der Pegelstand beim Reuseneinlass nicht abgelesen und protokolliert. Gründe für die Pausen waren einerseits der erhöhte Durchfluss der Donau Ende Mai bis Anfang Juni, und andererseits der erneute Umbau der Reuse Mitte bis Ende Juni. In beiden Grafiken lässt sich der enorme Anstieg der Werte ab dem 4. August 26 erkennen. Dies ist auf die starken Niederschläge in diesem Zeitabschnitt zurückzuführen, wodurch es an der Untersuchungsstelle zu Überflutungen kam. Aus diesem Grund musste die Reuse am 7. August 26 aus dem Reuseneinlass entfernt werden, um Beschädigung vorzubeugen. Folglich wurden auch an diesem Tag die höchsten Messwerte gemessen, wobei der Pegelstand an der Untersuchungsstelle 163,12 cm und der Wasserstand der Donau bei der Messstation Korneuburg 471 cm betrug (Grafik 2). Auch die höchsten Durchflusswerte wurden an diesem Tag gemessen. Das Durchflussminimum lag bei 3 2 m 3 /s, das Durchflussmaximum hingegen bei 7 36 m 3 /s (Grafik 1). Ab Mitte Juli war aufgrund der hohen Temperaturen und des geringen Niederschlages ein Niederwasser zu verzeichnen, welches sich, wie schon erwähnt, Anfang August schlagartig änderte. Die niedrigen Durchfluss-, Pegel- und Wasserstandswerte im Juli spiegelten sich auch in der geringeren Anzahl der gefangenen Individuen wieder. Der

26 3 Naturräumliche Charakteristik des Untersuchungsgebietes 13 niedrigste gemessene Wasserstand der Donau wurde am 28. Juli 26 mit 232 cm gemessen, der niedrigste gemessene Pegelstand an der Untersuchungsstelle in Klosterneuburg wurde am 3. August 26 mit 162,3 cm ermittelt (Grafik 2). Neben Wasserstand, Pegelstand und Durchfluss wurden außerdem Wassertemperaturen gemessen. Die Werte wurden mithilfe einer Temperatursonde ermittelt, die im Bereich der Reuse eingebracht wurde. Die Sonde wurde am 16. Juni 26 mit einer Kette an der Reuse befestigt und zeichnete regelmäßig Temperaturdaten auf. Anschließend wurden mithilfe der erhaltenen Daten die Tageshöchst- bzw. Tagestiefsttemperatur, die Temperaturwerte um 6: Uhr und 8: Uhr Früh, sowie auch die 24h-Mitteltemperatur des Wassers ermittelt bzw. errechnet. In Grafik 3 sind drei Wassertemperaturkurven Tageshöchsttemperatur, 6:-Uhr-Werte und 8:-Uhr-Werte dargestellt. Aus der Grafik lässt sich der Temperaturanstieg des Wassers im Monat Juli wie auch der starke Temperaturabfall Anfang August deutlich ablesen. Die tiefen Temperaturen im August lassen sich durch das auftretende Hochwasser erklären. 3 Wassertemperaturen im Untersuchungszeitraum 28 6: Uhr Temperatur [ C] 8: Uhr Temperatur [ C] Tageshöchsttemperatur [ C] 26 Temperatur [ C] Temperatur [ C] Datum Grafik 3: Temperaturkurven im Untersuchungszeitraum (6:-Uhr-Temperatur, 8:-Uhr-Temperatur und Tageshöchsttemperatur)

27 3 Naturräumliche Charakteristik des Untersuchungsgebietes 14 Grafik 4 stellt neben der 24h-Mitteltemperatur auch die Tagestiefsttemperatur und die Tageshöchsttemperatur dar. Wassertemperaturen im Untersuchungszeitraum h-Mitteltemperatur [ C] Tagestiefsttemperatur [ C] Tageshöchsttemperatur [ C] 26 Temperatur [ C] Temperatur [ C] Datum Grafik 4: Temperaturkurven im Untersuchungszeitraum (24h-Mitteltemperatur, Tagestiefsttemperatur und Tageshöchsttemperatur) In Grafik 5 ist die Jahreskurve des Durchflusses und in Grafik 6 die Jahreskurve des Wasserstandes der Donau, ermittelt in der Messstation Korneuburg, zu sehen. Grafik 5: Durchfluss der Donau bei der Messstation Korneuburg vom bis (Quelle:

28 3 Naturräumliche Charakteristik des Untersuchungsgebietes 15 Grafik 6: Wasserstand der Donau bei der Messstation Korneuburg vom bis (Quelle:

29 4 Die Donau 16 4 Die Donau 4.1 Die Entstehung und Entwicklung der Donau Die Ur-Donau Der Name Donau ist keltischen Ursprungs (indo-europäisch: danu = Fluss). Die Entstehungsgeschichte der Donau begann vor rund 1 Jahren. Aufgrund der enormen Wasser- und Schottermassen des abschmelzenden Inlandeises der letzten Eiszeit formte die Ur-Donau die Tundrenlandschaft und entwickelte ein weitverzweigtes System von Nebenarmen. Erst durch das milder werdende Klima bildeten sich allmählich Auwaldgürtel in den Beckenlandschaften Österreichs aus. (vgl. Die obere Donau geht auf die so genannte Ur-Donau zurück, die im Miozän (Tertiär) entstanden sein dürfte. (vgl. Ursprünglich gesehen wird die Donau dem Furkationstyp zugeordnet, denn vor den Eingriffen im 19. Jahrhundert zeigte sie sich als weitverzweigtes System aus Haupt-, Neben- und Altarmen, welche im nächsten Unterkapitel detaillierter beschrieben werden. Ständig wechselnde Abflusskapazitäten formten unentwegt neue Gewässer und Inseln, und trugen somit zur Bildung eines intakten dynamischen Lebensraums bei. (vgl. TROCKNER/SCHIEMER, 1997) Die historische Bedeutung der Donau Die Donau ist für Österreich ein wirtschaftlich äußerst bedeutender Handelsweg. Schon im 13. Jahrhundert zählte der obere Flusslauf etwa 8 Zoll- und Mautstellen. Pferdegespanne mit bis zu 4 Zugtieren zogen die Schiffe auf dem Treppelweg (Treidelweg oder Hufschlag) flussaufwärts, wobei täglich bis zu 2 km zurückgelegt werden konnten. Zusätzlich verkehrten Zillen und Plätten, so die Trauner aus der Traun, die Haller und Tiroler Plätten sowie die Inngamsen vom Inn her. Die Nutzungsrechte für die Donau wurden von den Anrainern bereits seit 1616 durch Abkommen festgelegt (Donaukommission) beschloss die Belgrader Konferenz, allen donaufremden Staaten das Mitspracherecht zu entziehen. Österreich trat der Konvention 196 bei. (vgl wurden bereits Personen und Waren regelmäßig von Regensburg nach Wien befördert, unter anderem durch die sogenannte Ordinarischiffe (von Ulm). Aufgrund der zunehmenden Bedeutung als Wasserstraße wurden zahlreiche Flussregulierungen vorgenommen. So begann man bereits um 177/178, die gefährlichen Felsen an der Bösen Beuge (Persenbeug), die Greiner Strudel und die Wirbel im Strudengau zu

30 4 Die Donau 17 beseitigen. Mitte des 19. Jahrhunderts folgten weitere Sprengungen. Dabei wurde auch noch das gefürchtete Schwalleck des Greiner Struden gesprengt. In Oberösterreich erfolgte die Regulierung (Eferdinger Becken), in Niederösterreich ab 187 von der Ysper bis Wien, in Wien und wurde die Erste Donau- Dampfschifffahrts-Gesellschaft (DDSG) gegründet, bereits 183 fuhr das erste Dampfschiff die Strecke Wien-Pest, 1837 bis Linz, 1838 bis Passau. (vgl. Für Wien stellte die Donau stets eine Fernverkehrsverbindung und einen Zubringer dar. Nach der Enge zwischen Wienerwald und Bisamberg (Wiener Pforte) bildete sie in der anschließenden Ebene mehrere Seitenarme, durch die es zu häufigen Überschwemmungen kam wurde die Donau hier erstmals überbrückt (weitere Brücken entstanden in Krems 1463 und in Linz 1497). Die Regulierung vom Kahlenberg bis Fischamend erfolgte Die Donauarme wurden zur geradlinigen Großen Donau zusammengefasst und 7 Brücken errichtet, am linken Ufer wurde ein breites Inundationsgebiet geschaffen. Der heute Donaukanal genannte südliche Donauarm wurde ausgebaut, die Reste eines Seitenarms blieben als Alte Donau auf der Nordseite des Stroms erhalten. In den 8er Jahren des 2. Jahrhunderts wurde in Wien mit der nördlich des Hauptstroms (teilweise anstelle des Inundationsgebiets) angelegten Neuen Donau ein Wassersport-, Radsport- und Freizeitareal geschaffen, welches der Naherholung der Wiener dient (Donauinsel). Vorrangig galt jedoch die Schaffung der Neuen Donau und der Donauinsel dem Hochwasserschutz. Die Neue Donau erfüllt nun die Funktion des früheren Überschwemmungsgebiets wurde im südlichen Wiener Donauabschnitt, in der Freudenau, die Staustufe Wien als letztes österreichisches Großkraftwerk an der Donau errichtet. Umstritten war lange Zeit der Bau einer Staustufe zwischen Wien und der Staatsgrenze (Hainburger-Au-Besetzung). (vgl. Im Personenverkehr wurden 1995 auf der Donau von österreichischen Schiffen Reisende befördert. Der Handelsverkehr auf der Donau befördert heute hauptsächlich Massengüter. Durch den Rhein-Main-Donau-Kanal kommt es zu einem längerfristigen Ansteigen des Frachtverkehrs. Die größten Donauhäfen befinden sich in Linz und Wien, ein Schutzhafen besteht bei Krems. (vgl. An der Einmündung des Wiener Donaukanals entstand der Winterhafen, dem am rechten Ufer weitere Hafenanlagen folgten (Kuchelau, Stromhafen, Freudenau, Albern). An der bereits errichteten Einmündung des Donau-Oder-Kanals in die Donau wurde der Ölhafen Lobau angelegt. Rohrleitungen befördern Erdgas von den nördliche Erdgasfeldern in Hängebrücken (Barbara-Brücken) über den Strom zur Raffinerie Schwechat. Die

31 4 Die Donau 18 Schiffswerften in Linz und Korneuburg erzeugten früher neben Donauschiffen und Schleppern auch kleinere Hochseeschiffe. Seit 1994 ist nach der Schließung der Korneuburger Anlagen, nur noch die Linzer Werft im Schiffsbau tätig. (vgl. Die 9 Donaukraftwerke lieferten 1998 rund 12,4 Milliarden kwh in das österreichische Stromnetz. ( Literatur: Der Donauraum, Vierteljahresschrift, 1956ff.; Die Donau. Facetten eines Stromes, Ausstellungskatalog, Engelhartszell 1994; NEWEKLOWSKY [ ]; LAJTA [1986]; MOHILLA & MICHLMAYR [1996]) Abbildung 4: Die Donau bei Wien um 1826 vor der Regulierung (Quelle:

32 4 Die Donau 19 Die heutige Donau In Österreich entspricht die Donau ihrem Charakter nach einem Gebirgsfluss. Sie verfügt über eine Gesamtlänge von 2 85 km und ist somit nach der Wolga der zweitlängste Fluss Europas. Da es sich bei der Donau um eine Schifffahrtsstrasse handelt, werden, im Gegensatz zu allen anderen Flüssen der Welt, die Stromkilometer von der Mündung zur Quelle gezählt. Die Donau entspringt mit den Quellbächen Brigach und Breg im Schwarzwald und mündet mit einem fünfarmigen Delta ins Schwarze Meer. Als einzige europäische Wasserstraße nimmt die Donau ihren Weg von Westen nach Osten. (vgl. Das gesamte Einzugsgebiet umfasst 817 km 2 (bis zur Hainburger Pforte 131 km 2 ). Die Flusslänge in Österreich beträgt ca. 35 km (Tabelle 1), wobei das durchschnittliche Gefälle ca. 4 cm pro km und das Gesamtgefälle 155 m ausmacht. (vgl. Der Hauptstrom Österreichs hat im Hochsommer den höchsten, im Jänner den niedrigsten Wasserstand. Hydrographisch gehören 96 % des österreichischen Staatsgebiets zum Einzugsgebiet der Donau. Die wichtigsten Zubringer der Donau in Österreich sind südlich: Traun, Enns, Ybbs, Erlauf, Pielach, Traisen, Schwechat, Fischa und Leitha (mündet in Ungarn), und nördlich: Große Mühl, Aist, Krems und Kamp. (vgl. Abschnitt km Deutschland 577 Österreich 35 Slowakei 172 Ungarn 416 Ukraine 18 Kroatien 137,5 Serbien 588 Rumänien 175 Bulgarien 471,5 Moldawien,927 Tabelle 1: Offizielle Längen der Donauabschnitte (in km) (Quelle: Itemid=11)

33 4 Die Donau 2 Abbildung 5 zeigt den gesamten Verlauf von der Quelle bis zur Mündung. Abbildung 5: Geografische Übersichtskarte Verlauf der Donau (Quelle: Itemid=33) Kurzcharakteristik der Au, Alt- und Nebenarme Au Die Au zählt neben Mooren, Bruchwäldern und Feuchtwiesen zu den Feuchtstandorten. Die meisten Feuchtstandorte bildeten sich nach der Eiszeit. Natürliche Mulden und Senken füllten sich mit Schmelzwasser abgetauter Eismassen. So entstanden Seen, die im Laufe von Jahrhunderten verlandeten und sich zu unterschiedlichen Feuchtstandorten entwickelten. Feuchtflächen kann man als Stationen ansehen, die innerhalb einer sukzessiven Entwicklung ständigen Veränderungen unterworfen sind. (vgl. COLDITZ, 1994) Die Bezeichnung Au leitet sich aus dem mittelhochdeutschen Aue ab und bedeutet Wasserwald. (vgl. GRANER, 1994)

34 4 Die Donau 21 Abbildung 6: Schematische Darstellung des Auwald-Querschnitts (Quelle: Die Au bildet den Lebensraum entlang von Fließgewässern, der periodisch überschwemmt wird. Der dauernde Wechsel zwischen periodisch wiederkehrenden Hochwässern und nachfolgenden Trockenperioden zeichnet seine extremen Lebensbedingungen aus. Die Schwankungen der Wasserstände, d. h. Hochwasser im Sommerhalbjahr, Niederwasser im Winterhalbjahr, betragen bei der Donau bis zu 6 cm. (vgl. GRANER, 1994) In einer Aulandschaft unterscheidet man zwei unterschiedliche Typen von Wäldern Weiche Au und Harte Au (Abbildung 6). Dementsprechend sind sie durch Weich- bzw. Hartholzarten gekennzeichnet, die unterschiedliche Lebensbedingungen bevorzugen. Die Weiche Au wird mehrmals im Jahr überschwemmt, weshalb zu ihr Charakterarten wie Weiden (v.a. Silberweide), Pappeln (Silber- und Schwarzpappel) und Erlen zählen. In der Harten Au sind Überschwemmungen seltener, wodurch Hartholzarten wie Eichen, Ahorne, Eschen und Linden vorkommen. (vgl. Die Klosterneuburger Au stellt eine Übergangsform zwischen Weicher und Harter Au dar. Der Baumbestand ist vor allem durch forstwirtschaftliche Nutzung bestimmt. Dominierend sind hier Grau-Pappel (Populus x canescens), Gewöhnliche Esche (Fraxinus excelsior) und Schwarzpappel (Populus nigra), außerdem befinden sich im Unterholz Straucharten wie Schwarzer Holunder (Sambucus nigra) und Blutroter Hartriegel (Cornus sanguinea). (vgl. DOBLINGER, 24)

35 4 Die Donau 22 Die Auenböden, besonders in den gewässernahen Bereichen, sind wegen der regelmäßigen Überschwemmungen und des hohen Grundwasserspiegels meist wassergesättigt. Weiters werden durch die periodischen Überflutungen Sedimente und Nährstoffe eingebracht, die sich in den Uferbereichen ablagern. Die Bodenstruktur in den Auen bleibt nie über längere Zeit hinweg unverändert, sie unterliegt dynamischen Prozess. (vgl. COLDITZ, 1994) Altarme Abbildung 7: Schematische Darstellung eines Altarm-Querschnitts (Quelle: Altarme (siehe Abbildung 7) sind vom Hauptstrom abgeschnittene Gewässer, die nur bei Hochwässern durchströmt werden. An beiden Ufern werden sie mit Aulehmböschungen abgegrenzt. Durch organische Ablagerungen an der Sohle des Altarms wird dieser immer seichter. Nur durch unterirdische Grundwasserströme gespeist, können Altarme vorerst weiter überleben, bis sie nach und nach verlanden und überwachsen werden. (vgl. GRANER, 1994) Infolge der Donauregulierungen schritt der Verlandungsprozess immer weiter fort, wodurch sich Altarme heute zu Stillgewässern mit einem üppigen Pflanzenbewuchs entwickelt haben. Vorwiegend die linksufrig gelegenen Seitenarme der Donau stellen Gewässer des sogenannten Verlandungstyps dar. (vgl

36 4 Die Donau 23 Nebenarme Einen sehr dynamischen Gewässertyp stellen die rechtsufrig gelegenen Nebenarme der Donau dar. Die Kräfte der Donau treffen hier auf den Absturz des Wiener Beckens. Dadurch entstehen Prallhänge mit senkrecht abfallenden Steilufern (Abbildung 8). Konträr hierzu bilden sich an den Gleitufern flache Sand- und Schotterbänke, die wiederum wichtige Pionierstandorte darstellen. (vgl. Abbildung 8: Schematische Darstellung eines Nebenarm-Querschnitts (Quelle: Diese Nebenarmgewässer sind im Gegensatz zu den nur unregelmäßig angebundenen Altarmen ständig durchströmt. Die Anbindung solcher Gewässer an den Hauptstrom ist für Donaufischarten als Refugial- und Fortpflanzungsraum von immenser Bedeutung. (vgl.

37 5 Wasserbau an der Donau 24 5 Wasserbau an der Donau 5.1 Geschichte des Wasserbaus an der Donau bei Wien In der Arbeit von HOLLENSTEINER (2) ist die Geschichte des Kraftwerks Wien/Freudenau und des Wasserbaus an der Donau allgemein zusammengefasst und aufgezeigt worden. Sie zeigt, wie die Donau und die ihr angeschlossenen Gebiete sich im Laufe der Zeit durch anthropogene Eingriffe verändert haben. Dargestellt wird auch die daraus entstandene heutige Situation der österreichischen Donau. Am Anfang der Donauregulierungen stand der ungehinderte Schiffsverkehr, erst später wurde der Hochwasserschutz zur treibenden Kraft im Wasserbau. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts steht vor allem die Energiegewinnung im Vordergrund des Interesses. Die folgende Chronologie des Wasserbaus an der Donau bei Wien soll einen kurzen Überblick über die Baumaßnahmen bis hin zum Kraftwerk Wien/Freudenau geben. Die Dokumentation folgt den Ausführungen von MICHLMAYR und MOHILLA (1996) Wasserbauliche Maßnahmen vor der großen Donauregulierung von Die ersten wasserbaulichen Maßnahmen im Wiener Bereich dürften bereits in der Römerzeit stattgefunden haben. Es ist anzunehmen, dass es sich dabei hauptsächlich um Ufersicherungsmaßnahmen im damaligen Hauptstrom, dem heutigen Donaukanal, gehandelt hat. Ein wichtiges Datum stellt das Jahr 1439 dar. Es wurde die erste Brücke über die Donau bei Wien erbaut, und damit eine wichtige Verbindung von Norden nach Süden geschaffen. Die Sicherstellung von Verkehrsverbindungen war auch bis zur Mitte des 18. Jahrhunderts eine wesentliche Aufgabe des Wasserbaus. Ab dem 13./14. Jahrhundert verlagerte sich die Donau nach Norden, wobei der damalige Hauptarm, der heutige Donaukanal, einem stetigen Verlandungsprozess ausgesetzt war. Dieser Tendenz des Flusses sollte vor allem durch Sporne und Scheren (Buhnen) entgegengetreten werden. Die Bemühungen waren jedoch nur von mäßigem Erfolg gekrönt und verstärkten zudem auch die Hochwassergefahr für die Stadt Wien. Ab dem Jahr 1717 wurden von verschiedenen Wasserbauern jener Zeit, wie z. B. Cornelli, Spallart und Hubert, die ersten Hochwasserschutzprojekte ausgearbeitet. Diese wurden vor allem durch kleinere Durchstiche und umfangreiche Dammsysteme realisiert. Das Allerheiligenhochwasser von 1787, mit einem Maximaldurchfluss von rund 11 7 m³/s, zerstörte allerdings das Vertrauen in den damaligen Hochwasserschutz.

38 5 Wasserbau an der Donau 25 In den folgenden Jahrzehnten galt das Interesse der Wasserbauer hauptsächlich dem Donaukanal. Es wurde das Teilungsbauwerk in Nussdorf ausgebaut, Ufersicherungen angelegt und in den Jahren der Durchstich in die Freudenau ausgeführt. Das Winterhochwasser von 183 regte wieder die Diskussion um den Hochwasserschutz an. Die Vorschläge reichten von auszuführenden Durchstichen bis zu umfangreichen Ufersicherungsmaßnahmen wurde die erste Donau-Regulierungs-Kommission durch Handelsminister Freiherr von Beck begründet. Diese beschloss im Jahre 185 den großen Donaudurchstich. Trotz dieses Beschlusses wurden in den nächsten 15 Jahren an der Donau nur Korrekturarbeiten durchgeführt. Das Hochwasser von 1862 führte jedoch dazu, dass im Jahre 1864 die zweite Donau- Regulierungs-Kommission gegründet wurde. Wieder wurden Vorschläge ausgearbeitet, die aber diesmal Strombauten zur Bettstabilisierung bevorzugten. Schließlich wurde die Frage einer internationalen Expertengruppe übertragen, die sich mehrheitlich für die Ausführung eines Durchstiches nach dem Vorschlag des Engländers Abernethy aussprach. Am 12. September 1868 gab Kaiser Franz Josef I seine Zustimmung Die Donauregulierung von Die von Abernethy vorgeschlagene Linienführung diente folgenden Zielsetzungen: Ausbau des Donaukanals Hochwasserschutz Zusammenfassung der Donauarme in ein Normalbett Bau dauerhafter Brücken Beseitigung der Schifffahrtshindernisse Näherrücken des Stromes an die Stadt Ausbau des Stromes als Lände für die Schifffahrt Bau von Industrieanlagen und eines Zentralbahnhofes Schonung des Praters Berücksichtigung militärischer Erfordernisse Die Ausbaubreite des Mittelwasserbettes betrug 285 m. Die Kosten wurden zu je einem Drittel vom Kaiserreich Österreich, dem Erzherzogtum Österreich unter der Enns und der Stadt Wien getragen. Mit der Bauausführung wurden die drei französischen Baufirmen Castor, Couvreux und Hersent beauftragt. Im Zuge der Bauarbeiten wurden rund 12 Mio. m³ Bodenaushub bewegt. Am 1. April 1875 erfolgte der Durchstich beim Roller und am 3. Mai 1875 die feierliche Eröffnung für die Schifffahrt.

39 5 Wasserbau an der Donau 26 In den nächsten Jahren zeigte sich, dass der Stromstrich im Bett zu pendeln begann, sodass eine Reihe von ergänzenden Niederwasserregulierungen in den Jahren 1898 bis 191 mittels Buhnen notwendig wurde. Damit konnte der Strom rechtsufrig fixiert werden Hochwasserschutz und Kraftwerksprojekte bis 197 Bereits kurze Zeit nach der Eröffnung des Durchstiches setzte die Diskussion um einen ausreichenden Hochwasserschutz wieder ein. Das Hochwasser von 1899 mit einem Scheitelwert von 1 5 m³/s zeigte die Grenzen des vorhandenen Hochwasserschutzes deutlich auf. Die ersten Maßnahmen beschränkten sich auf die Höherlegung von Schutzdämmen und die Abtragung des Inundationsgebietes. Die ersten Vorschläge für ein Entlastungsgerinne wurden 1918 von Goldemund ausgearbeitet. Ebenfalls um 1918 wurden von der Donauregulierungskommission Projekte erarbeitet, die neben dem Hochwasserschutz und der Schifffahrt auch die mögliche Energiegewinnung berücksichtigten. Das allererste Projekt zur Energiegewinnung wurde bereits 199 von Söllner ausgearbeitet, weitere Kraftwerksprojekte stammten von Schubert (1927) und Söllner (1928). Die Weltwirtschaftskrise und billige Importkohle, die die Entwicklung weiterer Energiequellen überflüssig machte, verhinderten die Realisierung dieser Projekte wurde von den Alpen-Elektrowerken ein Kraftwerksprojekt mit einer Achse knapp oberhalb der Ostbahnbrücke ausgearbeitet. Weiters wurden in den 5er Jahren von Liepolt und der Donaukraft der Vorschlag eines Umfluters und von Zottl der Vorschlag eines Entlastungsgerinnes ausgearbeitet. Im Stufenplan der Donaukraft war bereits in den 5er Jahren ein Kraftwerk knapp oberhalb des Freudenauer Hafens vorgesehen Das Hochwasserschutzprojekt Wiens von 1969 Im Jahre 1969 wurde vom Wiener Gemeinderat der Grundsatzbeschluss für ein Entlastungsgerinne nach Vorschlägen von Zottl gefasst. Das generelle Projekt wurde 197 bewilligt, der offizielle Baubeginn war am 15. März Das Projekt, heute als Neue Donau und Donauinsel bekannt, wurde im Jahr 1988 abgeschlossen. Das Entlastungsgerinne soll gemeinsam mit der Donau die sichere Abfuhr von bis zu 14 m³/s ermöglichen. Das Gerinne ist 21,2 km lang. Das Aushubmaterial wurde zum Bau der Donauinsel verwendet. Die Aushubmenge betrug rund 3 Mio. m³ und war somit mehr als doppelt so groß wie bei der Donauregulierung von 1869 bis 1875.

40 5 Wasserbau an der Donau 27 Wesentlich weiter reichende Veränderungen als durch die Donauregulierung erfolgten allerdings durch die Stauhaltungen. Die österreichische Donaustrecke birgt wegen der hohen Wasserführung und dem hohen Gefälle ein großes Potenzial für die Elektrizitätsgewinnung. Nach 195 begann die Errichtung großer Laufkraftwerke mit dem Ziel, eine geschlossene Staukette zu errichten Problematik und Auswirkungen des Kraftwerkbaus Der Bau eines Flusskraftwerkes stellt einen großen Eingriff in die Natur dar. Nicht nur der Fluss selbst, sondern auch die angrenzenden ökologischen Systeme, wie Auen, Überschwemmungswiesen und Uferbegleitstreifen, sind davon stark betroffen. Für die Fischfauna ergeben sich schwerwiegende Veränderungen, vor allem durch die über lange Strecken vollständige Abtrennung der Nebengewässer vom Hauptstrom, durch uferparallele Rückstaudämme sowie durch die monotone Gestaltung und die Stabilisierung des Wasserstandes. Die charakteristischen limnologischen Verhältnisse im Stauraum sind: eine relativ kurze Retentionszeit niedrige Wassertemperaturen eine Sedimentation von feinpartikulärem Material im zentralen Stauraum die Verkleinerung litoraler Schotterbänke im Stauwurzelbereich geringe Planktondichten Dies wirkt sich folglich auf die im Fluss und deren Augewässersystemen lebenden Fischzönosen aus. Der zentrale Stauraumbereich entspricht hinsichtlich der Strömungsverhältnisse und der Beschaffenheit des Staugrundes eher dem Lebensraum stagnophiler und strömungsindifferenter Fischarten als dem der rheophilen. Im Gegensatz zu den Altarmen werden aber in den Stauräumen, infolge der kurzen Verweildauer des Wassers bei gleichzeitiger Durchmischung des gesamten Wasserkörpers, fast nie die für die Fortpflanzung der stillwasserliebenden Fischarten nötigen Temperaturen erreicht. Die Verbreitung dieser Fischarten ist daher trotz guter Nahrungsversorgung sehr eingeschränkt. Nur der Stauwurzelbereich entspricht noch stellenweise den Gegebenheiten der freien Fließstrecke. Folglich ist es besonders wichtig, freie Fließstrecken zu erhalten und einen möglichst hohen Vernetzungsgrad mit dem Umland zu gewährleisten. Dies sind wichtige Voraussetzungen, um die ursprüngliche Fischfauna der Donau erhalten zu können.

41 5 Wasserbau an der Donau 28 Im Zuge des Kraftwerkbaus Wien/Freudenau wurden Ausgleichsmaßnahmen zur Erhaltung bzw. Unterstützung der Fischartenvielfalt getroffen. Für die Augewässersysteme der Klosterneuburger- und Korneuburger Au bedeutete dies eine bessere Vernetzung mit der Donau, eine Erhöhung der Dotation sowie bauliche Veränderungen am Donauuferdamm und an den Schleusensystemen der Augewässer. 5.2 Das Kraftwerk Freudenau Seit den 5er Jahren wurden in Österreich eine Reihe von Kraftwerken an der Donau errichtet. In Tabelle 2 sind alle Donaukraftwerke mit dem Jahr ihrer Inbetriebnahme aufgelistet. Donaukraftwerke Inbetriebnahme Jochenstein 1955 Aschach 1964 Ottensheim Wilhering 1973 Abwinden Asten 1979 Wallsee Mitterkirchen 1968 Ybbs Persenbeug 1958 Melk 1982 Altenwörth 1976 Greifenstein 1984 Freudenau 1997 Tabelle 2: Auflistung aller Donaukraftwerke und Jahreszahl der Inbetriebnahme Dadurch gibt es nur mehr wenige lange, freie Fließstrecken. Nur die Wachau mit 35 km und der Nationalpark Donau-Auen östlich von Wien mit einer Länge von 36 km blieben als freie Fließstrecke erhalten. Die Kraftwerke haben den durchgehenden Donaustrom in eine Abfolge von Stauseen gewandelt, stellen Barrieren für die Migration der Fischfauna dar und halten das Geschiebe zurück. Dies verstärkt auch maßgeblich die Selbsteintiefung der Donau, die derzeit ca. 1 2 cm pro Jahr beträgt.

42 5 Wasserbau an der Donau 29 Abbildung 9: Stufenplan der Donaukraftwerke (Quelle: EBERSTALLER/PINKA, 21) Das Kraftwerk Freudenau ist das letzte Kraftwerk im Stufenplan des Österreichischen- Donaukraftwerke-Verbunds (Jochenstein Aschach Ottensheim Abwinden Wallsee Ybbs Melk Altenwörth Greifenstein Freudenau). Abbildung 1: Kraftwerk Freudenau (Quelle: Google, Inc./DigitalGlobe/TerraMetrics, Inc.)

43 5 Wasserbau an der Donau 3 Die Kraftwerksachse des Laufkraftwerks Wien/Freudenau (Abbildung 11) befindet sich im Südosten des Wiener Stadtgebietes bei Stromkilometer 1 921,5. Es wurde zwischen 1992 und 1998 gebaut und ist somit das jüngste der österreichischen Donaukraftwerke. Die Baudurchführung erfolgte in der Nassbauweise, d. h. im bestehenden Strombett. Diese Bauweise wurde gewählt, um einerseits den Hochwasserschutz für die Stadt Wien auch während der Bauphase zu gewährleisten und um andererseits die Schifffahrt nicht zu behindern. Abbildung 11: Kraftwerk Freudenau (links die beiden Schleusenkammern, mittig das Krafthaus mit 6 Turbinen, rechts die Wehranlage mit 4 Wehrfeldern) (Quelle: Am orografischen linken Donauufer befindet sich die Wehranlage mit vier Wehrfeldern, in der Strommitte das Krafthaus und am rechten Ufer die Schleusenanlage. Der Stauraum ist etwa 28 km lang und reicht bis Stromkilometer Der Wasserspiegel wurde im Stauraum bei Mittelwasser an der Staustelle um 8,32 m (13 m Wassertiefe), beim Pegel Reichsbrücke um 4,96 m (9,5 m Wassertiefe) und beim Pegel Korneuburg um,27 m (5 m Wassertiefe) angehoben. Bei einem Mittelwasserdurchfluss von 1 7 m 3 /s beträgt die Fallhöhe bei Mittelwasser 8,5 m. Das Kraftwerk Wien/Freudenau arbeitet mit einem Kipppegel, d. h. bei einem Durchfluss von 1 67 m 3 /s kommt es zu einer Stauspiegelabsenkung. Dadurch können im oberen Staubereich konstante Wasserspiegelhöhen erreicht werden, deren Schwankungen vom natürlichen Wasserangebot beeinflusst werden. Der Ausbaudurchfluss der 6 Kaplan-Rohrturbinen beträgt 3 m 3 /s. Bei Hochwasser laufen die überschüssigen Wassermengen über die abgesenkten Stauklappen bzw. bei weiter steigendem Abfluss über die geöffneten Wehrfelder. (EBERSTALLER/PINKA, 21) Der Laufratdurchmesser beträgt 7,5 m. Damit gehören die Turbinen zu den größten in Europa. Die Ausbauleistung beträgt 172 MW und die durchschnittliche Jahresleistung beläuft sich auf 1 37 GWh (= 1 37 Mio. KWh). (Donaukraft AG, Folder 1998 und der Broschüre Donauhochwasserschutz Wien der Magistratsabteilung 45)

44 5 Wasserbau an der Donau 31 Das Kraftwerk sollte nicht nur der Energiegewinnung dienen, sondern auch einen Beitrag zum Hochwasserschutz der Stadt Wien leisten. Weiters konnte damit die Sohleintiefung der Donau im Wiener Becken gestoppt werden. Um den Eingriff in das Flusskontinuum der Donau zu kompensieren, wurden einige Begleitmaßnahmen getroffen. Am orographischen linken Donauufer stellt die Fischaufstiegshilfe Kraftwerk Freudenau (FAH KWF) ein wichtiges Umgehungsgerinne für viele Fischarten dar. Die FAH KWF zieht sich vom Einstieg 5 m flussab der Wehrfelder bis zum Ausstieg im zentralen Stauraum mit einer Höhendifferenz von 8,7 m. (vgl. URBANEK, 21) Durch ein von der DONAUKRAFT ENGINEERING entwickeltes, computerunterstütztes und vollautomatisches Grundwasserbewirtschaftungssystem soll einerseits erreicht werden, dass es nach Fertigstellung der Staustufe zu keinen negativen Auswirkungen auf die Grundwasserverhältnisse der umliegenden Gebiete kommt, und andererseits soll es bei Donauhochwasser zu einer Verbesserung der Grundwassersituation im dicht verbauten Gebiet kommen. (Donaukraft AG, Folder 1998)

45 6 Material und Methodik 32 6 Material und Methodik 6.1 Einleitung Um die Migration verschiedener Fischarten und deren Wanderrichtung untersuchen zu können, wurden Reusen eingesetzt. In der Klosterneuburger Au kam eine speziell adaptierte Reusenbox zum Einsatz, um Migrationsbewegungen der Fischfauna sowohl in Richtung Donau als auch in Richtung Ausystem zu untersuchen. Im Untersuchungsgebiet wurde die Fischzönose des Gewässers hinsichtlich der Dichte, des Artenspektrums und der Populationsverteilung erfasst. Der Untersuchungszeitraum umfasste insgesamt 47 protokollierte Tage. In dieser Zeit wurde die Reusenbox jeden Morgen entleert, gefangene Fische auf Artniveau bestimmt, vermessen und wieder zurückgesetzt. Zusätzlich wurden jeden Tag folgende Daten aufgenommen: Pegelstand des Tümpelpasses [müa] (Reuseneinlass) Wasserstand der Donau [cm] (Messstation Korneuburg) Durchfluss der Donau [m 3 /s] (Messstation Korneuburg) Maximaler Durchfluss der Donau [m 3 /s] (Messstation Korneuburg) Minimaler Durchfluss der Donau [m 3 /s] (Messstation Korneuburg) Tageshöchsttemperatur des Wassers [ C] (Reuseneinlass) 24h-Mitteltemperatur des Wassers [ C] (Reuseneinlass) Tagestiefsttemperatur des Wassers [ C] (Reuseneinlass) Wassertemperatur um 6: Uhr [ C] (Reuseneinlass) Wassertemperatur um 8: Uhr [ C] (Reuseneinlass) Die Wassertemperaturen wurden mittels einer Temperatursonde, die über den gesamten Untersuchungszeitraum im Wasser positioniert wurde, aufgezeichnet. Der Pegelstand konnte direkt beim Reuseneinlass abgelesen werden. Die Wasserstände und Durchflüsse der Donau konnten täglich im Internet über die Homepage Das Land Niederösterreich ( abgerufen werden. Alle aufgenommen Daten wurden in zuvor erstellte Protokolle eingetragen, wobei für jeden Tag ein neues Protokollblatt verwendet wurde. Danach wurden alle Werte in den Computer eingegeben und mit speziellen Auswertungsprogrammen ausgewertet. Dies bildete wiederum die Grundlage für alle Tabellen und Grafiken im Kapitel 7 (Ergebnisse). Zur Erfassung des Fischbestandes wurde die Methodik der Reusenbefischung durchgeführt. Hierfür war ein Umbau der vorhandenen Reuse notwendig, worauf im nächsten Kapitel näher eingegangen wird.

46 6 Material und Methodik

47 6 Material und Methodik 34 Modifikation der Reusenbox Um bestmögliche Befischungsergebnisse zu erzielen und einen verletzungsfreien Aufenthalt der Fische in der Reuse zu garantieren, war eine Modifikation bzw. Adaption der am Institut für Hydrobiologie und Gewässermanagement vorhandenen Reuse erforderlich. Zu Beginn wurde das alte Metallgitter abmontiert. Mittels Schleifgerät (Flex) wurden die Nietenköpfe, welche das Gitter am Aluminiumrahmen befestigten, abgeschliffen und danach die Beilagscheiben entfernt. Dadurch ließ sich das Gitter problemlos vom Rahmen ablösen, welches anschließend entsorgt wurde. Foto 1: Ursprüngliche Reusenbox vom Institut Hydrobiologie und Gewässermanagement Foto 2: Abschleifen der Nietenköpfe zum für Entfernen des Gitters Übrig blieb das Grundgerüst der Reusenbox, der Aluminiumrahmen (Foto 3). Im nächsten Schritt wurden die scharfen Eckkanten bzw. Nietenreste abgeschliffen, um auch hier wiederum die Verletzungsgefahr für die Fische zu minimieren. Foto 3: Grundgerüst der Reusenbox nach Abmontieren des alten Gitters

48 6 Material und Methodik 35 Um mehr Platz für die in der Reuse verweilenden Fische zu schaffen und dadurch das Aggressionspotenzial zwischen den verschiedenen Fischarten während des Aufenthalts in der Reuse zu minimieren, musste die Reuse vergrößert werden. Die Reuse wurde durch Anschweißen mehrerer zugeschnittener Aluminiumwinkelprofilen an der Vorderseite (strömungszugewandten Seite) um 3 cm verlängert, wobei uns Ing. Christian Dorninger hilfreich zur Seite stand. Foto 4, 5 und 6: Vergrößerung der Reusenbox durch Anschweißen von Aluminiumlatten Nach dem Ausbau des Aluminiumrahmens erfolgte das Anbringen des neuen Gitters. Dieses hatte im Gegensatz zum vorhergehenden Metallgitter (,5 cm Durchmesser) eine Plastikhülle sowie eine größere Maschenweite (1 cm Durchmesser). Grund für die Wahl einer größeren Maschenweite war die Verringerung des Strömungsdruckes auf die Gitterflächen, welche normal zur Fließrichtung standen. Dadurch konnte das angeschwemmte partikuläre organische Material (z. B. Blätter) das Gitter nicht verstopfen. Mithilfe einer Luftdrucknietmaschine wurde das neue Gitter an der Innenseite des Aluminiumrahmens angebracht. Die Montage an der Innenseite hatte wiederum den Hintergrund, das Verletzungsrisiko für die Fische an den Aluminiumkanten des Rahmens zu verringern. Foto 7: Befestigen des neuen Gitters

49 6 Material und Methodik 36 Foto 8 und 9: Bauchige Form der Reuse zur Minimierung des Strömungswiderstandes An der Strömungsrichtung zugewandten Seite der Reuse wurde eine halbrunde Form gestaltet, um den Strömungswiderstand und somit die Gefahr der Beschädigung der Reuse zu minimieren. Zudem kann dadurch das anfallende Schwemmgut, z. B. Blätter und Kleinholz, durch diese Bogenform automatisch leichter abgewiesen werden. Links und rechts von der Reusenbox befand sich jeweils eine Tür, welche vollständig herausnehmbar war, um bei der Fischentnahme leichter in die Reusenbox zu gelangen. Die Aufhängungen bzw. Verschlüsse der Türen sind im Foto 1 dargestellt. Foto 1: Verschließkonstruktion der Türen Die Reusenbox besaß eine Innenwand (parallel zur Fließrichtung), die die Konstruktion in zwei separate Kammern teilte. Jede der zwei Kammern verfügte, jeweils an der gegenüberliegenden Seite, über eine Öffnung, über die die Fische in die Reuse gelangen können (Foto 11). An diesen Öffnungen hing ein sich verengender Schlauch aus Stoff (sog. Reusenkehle), sodass die Fische, einmal in der Reuse gefangen, nicht mehr entkommen konnten. Eine Öffnung befand sich in Fließrichtung und fing somit Fische, die auf dem Weg vom Klosterneuburger Strandbad zurück in die Donau waren, die andere

50 6 Material und Methodik 37 Öffnung hingegen war gegen die Fließrichtung ausgerichtet und erfasste alle Fische, die von der Donau Richtung Klosterneuburger Strandbad wanderten. Foto 11: Sich verengende Öffnungen verhindern das Entkommen der Fische Zu guter Letzt wurde die Reuse mit einem weichen Innennetz (Verputzgitter) ausgestattet (Foto 12 bis Foto 14), welches mit Kabelbindern befestigt wurde. Dieses Netz war etwas engmaschiger als das Außengitter, somit konnten auch sehr kleine bzw. junge Fische gefangen werden. Nach den ersten Befischungen mit dieser Reuse musste jedoch festgestellt werden, dass sich das Verputzgitter nicht als Innennetz eignete und derartigen Belastungen nicht standhielt, da es schon nach wenigen Tagen dem Druck des Wassers nachgab und Risse aufwies. Aus diesem Grund musste das Innennetz durch ein reißfesteres Material ausgetauscht werden (Foto 15). Foto 12: Reuse ohne Innennetz Foto 13: Innennetz der Reuse Foto 14: Fertige Reusenbox

51 6 Material und Methodik 38 Das alte beschädigte Innennetz wurde entsorgt und ein reißfester Gardinenstoff an der Innenseite der Reuse angebracht. Jede Seite der Reuse wurde dabei einzeln mit dem Gardinenstoff bespannt der händisch mit reißfestem Garn angenäht wurde (Foto 16). Diese aufwendige Arbeit kostete eine Menge Zeit und vor allem Geduld. Foto 15: Reißfestes Material Foto 16: Annähen des Gardinenstoffes an der Innenseite der Reuse Darüber hinaus wurde zur Verstärkung des Reusenbodens ein steifes Drahtgitter an der Unterseite der Reuse angenietet. Dies bot der gesamten Konstruktion beim Herausziehen der Reuse aus dem Wasser mehr Halt und Stabilität. Foto 17: Transport der Reuse mit dem institutseigenen Bootsanhänger Mit dem institutseigenem Anhänger konnte die Reuse nun ins Untersuchungsgebiet in der Klosterneuburger Au geführt werden (Foto 17). 6.3

52 6 Material und Methodik 39 Reusenbefischung Allgemeines Reusen sind stationäre Fangeinrichtungen, in die Fische aktiv hineinschwimmen müssen. Sich verengende Öffnungen in Reusen verhindern das Entkommen der Individuen. Reusen eigenen sich in Kombination mit Leitzäunen oder Wehranlagen hervorragend, um Fischwanderungen in Flüssen bzw. Flussarmen zu erfassen. Im gegenständlichen Fall kam eine speziell adaptierte Reusenbox zum Einsatz, um Migrationsbewegungen der Fischfauna in Richtung Donau und Ausystem zu untersuchen. Die Fische schwammen in getrennte Kammern (je nach Fließrichtung). Die Reusenbox wurde täglich entleert, die gefangenen Fische auf ihre zugehörige Art bestimmt, vermessen und wieder zurück ins Wasser gesetzt Vorgehensweise In der Klosterneuburger Au befand sich für das Einsetzen der Reuse an der Untersuchungsstelle eine eigens dafür angefertigte Metallkonstruktion (Foto 18 bis Foto 2). Foto 18, 19 und 2: Einlassstelle der Reusenbox An dieser Metallführung (siehe auch Foto 25) konnte die Reuse täglich ins Wasser gelassen und wieder herausgezogen werden. Um diese Arbeiten zu erleichtern, wurde ein Kettenzug verwendet, der am obersten Querbalken der Führung befestigt wurde (Foto 21).

53 6 Material und Methodik 4 Foto 21: Kettenzug Foto 22: Einsetzen der Reuse Foto 23: Einsetzen der Reuse Am 23. Mai 26 wurde die Reuse mithilfe von Dipl.-Ing. Michael Straif das erste Mal eingesetzt. Ab diesem Zeitpunkt wurde die Reuse jeden Morgen, abgesehen von zwei längeren Pausen (Pause 1: 23. Mai 26 bis 9. Juni 26, und Pause 2: 19. Juni 26 bis 2. Juli 26), 47 Tage lang entleert und wieder eingesetzt. Foto 24: Eingesetzte Reuse Foto 25: Führungsschiene für die Reuse Nach dem Herausziehen der Reuse wurden auf beiden Seiten die Türen entfernt, umso besser zu den Fischen, welche sich in den Reusenkammern befanden, zu gelangen (Foto 26 und Foto 27). Danach wurden die gefangenen Fische so rasch als möglich mittels Kescher aus der Reuse entnommen und in zuvor bereitgestellte, mit Wasser gefüllte Fischhälterbehältnisse zwischengehältert. Hierbei musste darauf geachtet werden, für jede Kammer einen Fischhälterbottich vorzubereiten ist, um einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten.

54 6 Material und Methodik 41 Foto 26: Blick in die Reuse Foto 27: Gefangene Individuen Nachdem die Reuse vollständig entleert worden war, musste jeder einzelne Fisch auf Artniveau bestimmt, vermessen und protokolliert werden (Foto 28 und Foto 29). Individuen, die aufgrund ihrer Größe bzw. aufgrund ihres Altersstadium vor Ort nicht bestimmbar waren, wurden in kleinen Plastikbehältern mit verdünntem Formaldehyd fixiert, um später im Labor bestimmt werden zu können. Die Artbestimmung erfolgte mithilfe eines Binokulars bei einer maximalen 4-fachen Vergrößerung. Foto 28 und 29: Bestimmung und Vermessung der Fische Zum Schluss erfolgte die Reinigung der Reuse, um ein Verkleben des Gitters bzw. des Netzes zu verhindern. Am besten eignete sich dafür ein Hochdruckreiniger, der an einer Pumpe hing, welche wiederum an einem Notstromaggregat angeschlossen war (Foto 3). Alle verwendeten Geräte wurden in der Nähe der Reuse in einem kleinen Anhänger abgestellt und mussten somit nicht jeden Tag mitgebracht werden (Foto 31).

55 6 Material und Methodik 42 Foto 3: Reinigen der Reuse Foto 31: Verwendete Utensilien Die vor Ort nicht eindeutig bestimmbaren Fische wurden wie oben erwähnt fixiert, ins Labor des Institutes für Hydrobiologie und Gewässermanagement gebracht und unter dem Binokular bestimmt (Foto 32 bis Foto 35). Hierfür wurden bei jedem Individuum die Gabelstrahlen der Analis bzw. der Dorsalis gezählt, die Stellungen der einzelnen Flossen zueinander sowie die Maulstellung ermittelt. Diese Ergebnisse wiederum wurden mit einem Bestimmungsschlüssel verglichen und so die Fische auf Artniveau bestimmt. Danach konnten alle Protokolle vervollständigt werden und zur Auswertung gelangen. Foto 32, 33, 34 und 35: Bestimmen der Fische mit dem Binokular

56 6 Material und Methodik Datenarchivierung und Auswertemethoden Um alle Daten auswerten zu können, wurden die Daten der angefertigten Protokolle in das Kalkulationsprogramm Microsoft Excel eingegeben. Nachdem alle Daten in Excel aufbereitet worden waren, konnten sie in das Grafikprogramm Sigma Plot und in das Statistikprogramm SPSS importiert werden. Mittels dieser Programme wurden die importierten Werte ausgewertet bzw. aussagekräftige Grafiken erstellt. Im Folgenden werden die in dieser Arbeit angewendeten Darstellungen und statistischen Auswertemodelle einzeln beschrieben Box-Plot Das Box-Plot (Abbildung 12) stellt in sehr kompakter Art wesentliche Kenngrößen eines Datensatzes grafisch dar. Es ist sehr robust, sodass bis zu 25 % der Werte untypisch sein können, ohne dass die Form zerstört wird. Die Anwendung des Box-Plots ist jedoch nur bei eingipfeligen Verteilungen sinnvoll. Als Box wird das durch die Quartile bestimmte Rechteck bezeichnet. Sie umfasst 5 % der Daten. Durch die Länge der Box ist der Interquartilsabstand (interquartile range, IQR) abzulesen. Dies ist ein Maß der Streuung, welches durch die Differenz des oberen und unteren Quartils bestimmt ist. Als weiteres Quartil ist der Median in der Box eingezeichnet, welcher durch seine Lage innerhalb der Box einen Eindruck von der Schiefe der den Daten zugrunde liegenden Verteilung vermittelt. Vorraussetzung für die Konstruktion des Box-Plots ist die Berechnung von Median und Quartilen einer Stichprobe. (vgl. MODER, Skriptum Angewandte Statistik für LAP ) Abbildung 12: Schematische Darstellung eines Box-Plots (Quelle:

57 6 Material und Methodik 44 Median Bei einer Stichprobe ist der Median definiert als jener Beobachtungsungswert, bei dem die Werte jeweils mindestens der Hälfte der Beobachtungen kleiner oder gleich und die Werte mindestens der Hälfte größer oder gleich diesem Wert sind. Sortiert man die Beobachtungswerte der Größe nach ( geordnete Stichprobe ), so ist der Median bei einer ungeraden Anzahl von Beobachtungen der in der Mitte dieser Folge liegende Beobachtungswert. Bei einer geraden Anzahl von Beobachtungen gibt es kein einziges mittleres Element, sondern zwei. Hier sind die beiden in der Mitte liegenden sowie alle denkbaren (auch nicht beobachteten) Werte dazwischen ein Median der Stichprobe, da für alle diese Werte obige Bedingung zutrifft. Bei kardinal skalierten Messgrößen verwendet man im Falle einer geraden Anzahl an Beobachtungen meist das arithmetische Mittel der beiden mittleren Beobachtungswerte. Der Median (x) ist somit der mittelste Wert einer Verteilung und wird je nach Datenanzahl folgendermaßen berechnet: Formel 1: Berechnung des Medians (Quelle: MODER, Skriptum Angewandte Statistik für LAP ) Der Median, oder auch Zentralwert, bezeichnet eine Grenze zwischen zwei Hälften. In der Statistik halbiert der Median eine Stichprobe. Gegenüber dem arithmetischen Mittel, auch Durchschnitt genannt, hat der Median (= in der Mitte liegend) den Vorteil, robust gegenüber Ausreißern (extrem abweichenden Werten) zu sein und sich auch auf ordinal skalierte Variablen anwenden zu lassen. Der Median ist außerdem jener Wert, bei dem die Summe der absoluten Abweichungen von ihm minimal sind: x_ - x.i = min. Allerdings gleichen sich die positiven und negativen Abweichungen vom Median nicht aus (es sei denn, er fällt mit dem Durchschnitt zusammen). Durch seine Resistenz gegen Ausreißer eignet sich der Median besonders gut als Lageparameter für nicht normalverteilte Grundgesamtheiten. (vgl

58 6 Material und Methodik 45 Quantile und Quartile Quantile bzw. Quartile sind Positionsmerkmale, die angeben, wie viele Werte unterhalb bzw. oberhalb der gewählten Position in der geordneten Zahlenreihe sind. Ein α-quantil (q α ) ist ein Lagenmaß unterhalb dem n x α und oberhalb dem n x (1 - α) Werte liegen. Nimmt α die Werte 25 % bzw. 75 % an, so spricht man vom unteren bzw. oberen Quartil. (vgl. MODER, Skriptum Angewandte Statistik für LAP ) Whiskers Als Whisker werden die horizontalen Linien bezeichnet. In der Literatur finden sich drei verschiedene Definitionen über die Länge der Whisker: (vgl. Variante 1: Die Länge der Whisker beträgt maximal das 1,5-Fache des Interquartilsabstandes (1,5 IQR) und wird immer durch einen Wert aus den Daten bestimmt. Werte, die über dieser Grenze liegen, werden separat in das Diagramm eingetragen und als Ausreißer bezeichnet. Gibt es keine Werte außerhalb der Whisker, so wird die Länge des Whiskers durch den maximalen bzw. minimalen Wert festgelegt. Häufig werden Ausreißer, die zwischen 1,5 x IQR und 3 x IQR liegen, als milde Ausreißer bezeichnet und Werte, die über 3 x IQR liegen, als extreme Ausreißer. Diese werden dann auch unterschiedlich im Diagramm gekennzeichnet. Grundlage ist die Definition von John W. TUKEY. Variante 2: Die Länge der Whisker entspricht der Differenz zwischen dem Minimum und dem unteren Quartil bzw. zwischen dem oberen Quartil und dem Maximum. Ausreißer werden in dieser Variante nicht dargestellt; Minimum und Maximum sind sofort erkennbar. Variante 3: Berechnung des unteren Whiskers als 2,5 % Quantil. Berechnung des oberen als 97,5 % Quantil. Innerhalb der Whiskergrenzen liegen somit 95 % aller beobachteten Werte. Die Behandlung von Ausreißern erfolgt wie in Variante 1.

59 6 Material und Methodik Histogramm Histogramme sind besonders gut für solche Daten gedacht, bei denen Gruppen durch numerische Attribute charakterisiert werden. Histogramme sind die graphische Darstellung der Häufigkeitsverteilung von Messwerten. Man geht dabei von den nach Größe geordneten Daten aus und teilt den gesamten Bereich der Stichprobe in k Klassen auf. Diese müssen nicht notwendig gleich breit sein. Allerdings vereinfachen zumindest im Mittelbereich gleich große Klassen die Interpretation. Über jeder Klasse wird ein Rechteck errichtet, dessen Fläche proportional zur klassenspezifischen Häufigkeit ist. Ist die Fläche des Rechtecks gleich der absoluten Häufigkeit, wird das Histogramm absolut genannt, wenn die relativen Häufigkeiten verwendet werden, wird es entsprechend als relativ oder normiert bezeichnet. Anwendung finden Histogramme in der beschreibenden Statistik und in der Bildverarbeitung. Man verwendet Histogramme dann, wenn man vermutet, dass mehrere Faktoren einen Prozess beeinflussen, und man diese nachweisen will, wenn man sinnvolle Spezifikationsgrenzen für einen Prozess definieren möchte und wenn man den tatsächlichen Verlauf der Häufigkeitsverteilung sehen möchte und nicht nur Einzeldaten wie den Mittelwert und die Standardabweichung Konstruktion eines Histogrammes Um ein Histogramm zeichnen zu können, muss eine genügend große Anzahl an Messwerten einen sinnvollen Verlauf ergeben. Drei Kennzeichen eines Histogrammes können zu dessen Beurteilung herangezogen werden: der allgemeine Kurvenverlauf die Streuung die Zentrierung Ist die Variation innerhalb des Prozesses zufällig, so ergibt sich eine normale Kurve, auch Glockenkurve genannt. Zukünftige Werte können in diesem Fall gemäß der Standardabweichung vorhergesagt werden. Andere Verteilungskurven sind möglich, aber weniger üblich.

60 6 Material und Methodik 47 Die Daten werden in eine Anzahl von Gruppen geteilt. Für jede Gruppe wird ein Rechteck konstruiert, dessen Breite mit der Differenz von Gruppenmaximum minus Gruppenminimum korrespondiert. Die Fläche (nicht unbedingt die Höhe) ist proportional zur Häufigkeit innerhalb der Gruppe. Die Skalierung beider Achsen sollte so gewählt werden, dass die Rechtecke in das Grafikfeld passen Längenfrequenzdiagramm Die Einteilung in Größenklassen und die Erstellung der Längenfrequenzdiagramme geben einen groben Überblick bezüglich des Populationsaufbaus einer Fischart wieder. Diese werden unter anderem für die Bewertung der fischökologischen Funktionsfähigkeit herangezogen. Eine Klassenbreite wird definiert, wobei jeweils die Untergrenze angegeben wird. Der Populationsaufbau liefert wesentliche Erkenntnisse über die Funktionsfähigkeit von Populationen. Die Analyse des Populationsaufbaus zeigt z. B., ob Jungfischaufkommen gewährleistet ist, und liefert damit auch einen indirekten Beleg für natürliche Reproduktion. Das Verhältnis von Adulten, Subadulten und Juvenilen verdeutlicht, ob die Ansprüche dieser Stadien grundsätzlich im Lebensraum abgedeckt sind oder ob bei gewissen Stadien Defizite bestehen Korrelation Stärke und Richtung des Zusammenhangs Die Korrelation ist eine Beziehung zwischen zwei oder mehreren statistischen Variablen. Wenn sie besteht, ist noch nicht gesagt, ob eine Größe die andere kausal beeinflusst, ob beide von einer dritten Größe kausal abhängen oder ob sich überhaupt ein Kausalzusammenhang folgern lässt. Zeitliche Korrelation beschreibt man als kontemporär korreliert. Es gibt positive (= je mehr, desto mehr) und negative (= je mehr, desto weniger) Korrelationen. Häufig benutzt man zu Recht die Korrelation, um einen Hinweis darauf zu bekommen, ob zwei statistische Größen ursächlich miteinander zusammenhängen. Das funktioniert immer dann besonders gut, wenn beide Größen durch eine "je/desto"-beziehung miteinander verbunden sind und eine der Größen nur von der anderen Größe abhängt. Die Korrelation beschreibt aber nicht unbedingt eine Ursache-Wirkung-Beziehung in die eine oder andere Richtung. Die direkte Kausalität kann aber auch gänzlich fehlen.

61 6 Material und Methodik 48 Im Gegensatz zur Proportionalität ist die Korrelation nur ein statistischer Zusammenhang. Es kann nur eine ungefähre Zu- oder Abnahme prognostiziert werden. (vgl Korrelationskoeffizient Der Ausdruck Korrelation wird oft auf spezielle Weise auf den statistischen Zusammenhang zweier Ereignisse bezogen. Zur Quantifizierung der statistischen Korrelation dienen unter anderem der Korrelationskoeffizient oder aus der Informationstheorie stammend die Transformation und die Kullback-Leibler-Divergenz. Korrelationskoeffizienten wurden mehrfach so schon von Tönnies entwickelt, heute wird allgemein der von Pearson verwendet. Daneben gibt es allerdings auch sogenannte nicht-parametrische Testverfahren, z. B. die Spearman-Rangkorrelationskoeffizient oder die Kendall-Rangkorrelation. Der Korrelationskoeffizient (von Bravais-Pearson) ist ein dimensionsloses Maß für den Grad des linearen Zusammenhanges (Zusammenhangsmaße) zwischen mindestens zwei intervallskalierten Merkmalen. Er kann lediglich Werte zwischen -1 und 1 annehmen. Bei einem Wert von +1 (bzw. -1) besteht ein vollständig positiver (bzw. negativer) linearer Zusammenhang zwischen den betrachteten Merkmalen. Wenn der Korrelationskoeffizient den Wert aufweist, hängen die beiden Merkmale überhaupt nicht linear voneinander ab. Allerdings können diese ungeachtet dessen in nicht-linearer Weise voneinander abhängen. Damit ist der Korrelationskoeffizient kein geeignetes Maß für die (reine) stochastische Abhängigkeit von Merkmalen. Je nachdem, ob der lineare Zusammenhang zwischen zeitgleichen Messwerten zweier verschiedener Merkmale oder derjenige zwischen zeitlich verschiedenen Messwerten eines einzigen Merkmals betrachtet wird, spricht man entweder von der Kreuzkorrelation oder von der Autokorrelation. (vgl.

62 6 Material und Methodik Korrelationsintegral Die Korrelation ist mathematisch durch das Korrelationsintegral für Zeitfunktionen beschrieben: Formel 2: Korrelationsintegral für Zeitfunktionen (Quelle: Für komplexe Zeitfunktionen gilt: Formel 3: Korrelationsintegral für komplexe Zeitfunktionen (Quelle:

63 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 5 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 7.1 Die Fischfauna der österreichischen Donau Im Verlauf der faunistischen Erhebungen der letzten Jahre konnten 63 Fischarten für die österreichische Donau festgestellt werden. Von diesen sind 52 autochthon bzw. langfristig bekannt. (vgl. SCHIEMER, 1998) Dieser Fischartenreichtum ist auf die Funktion der Donau als Einwanderungsroute für eine ponto-kaspische und innerasiatische Fauna und als Entstehungsgebiet neuer Formen zurückzuführen. Einige Fischarten, wie Frauennerfling (Rutilus pigus virgo), Zingel (Zingel zingel) oder Weißflossengündling (Gobio albipinnatus), sind ausschließlich im Donaugebiet heimisch. Vergleicht man die derzeitige Fischartenliste mit historischen Funden so zeigt sich, dass ein Grossteil der ursprünglichen Fauna noch immer vorhanden ist. Lediglich die Störe (Acipenseriden), welche als saisonale Einwanderer aus dem Schwarzen Meer im österreichischen Donauabschnitt auftraten (Waxdick Acipenser gueldenstaedti, Glattdick Acipenser nudiventris, Sternhausen Acipenser stellatus, Hausen Huso huso) haben infolge der starken Überfischung seit dem 18. Jahrhundert sehr stark abgenommen. (vgl. JUNGWIRTH, 1975) Allerdings wurden auch einige Fischarten, wie Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss), Bachsaibling (Salvelinus fontinalis), Schwarzer Amur (Mylopharyngodon piceus), Tolstolob (Hypophthalmichthys molitrix), Aal (Anguilla anguilla) und Sonnenbarsch (Lepomis gibbosus), im Donausystem neu eingebürgert bzw. besetzt. (vgl. SCHIEMER et. al., 1994)

64 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 51 Tabelle 3: Autochthone bzw. langfristig bekannte Fischarten in der österreichischen Donau; * vor 19 besetzt, ** Wildkarpfen; (SCHIEMER/WAIDBACHER, 1998) Fischartenliste für die Donau Die Tabelle 4 zeigt jene Fischarten, die in der Donau im Untersuchungsgebiet vor (1993/94) und nach (1999) der Kraftwerkserrichtung aufgefunden wurden. Es wird erkennbar, dass 1993/94, also vor der Kraftwerkserrichtung Freudenau, mit 49 Fischarten 11 Fischarten mehr als im Jahre 1999 nachgewiesen werden konnten. Fischart Wissenschaftlicher Name Ökologische Gruppe Donau 1999 Donau 1993/94 Sterlet Acipenser ruthenus RA X Bachforelle Salmo trutta forma fario RA X X Huchen Hucho hucho RA X X Regenbogenforelle Oncorhynchus mykiss EX X* Nase Chondrostoma nasus RA X X Barbe Barbus barbus RA X X Frauennerfling Rutilus pigus RA X Hasel Leuciscus leuciscus RA X X Strömer Leuciscus souffia RA X* Aitel Leuciscus cephalus RA X X Rußnase Vimba vimba RA X X Elritze Phoxinus phoxinus RA X

65 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 52 Weißflossengründling Gobio albipinnatus RA X X Steingreßling Gobio uranoscopus RA X* Schmerle Barbatula barbatula RA X* X Koppe Cottus gobio RA X X Schrätzer Gymnocephalus schraetser RA X X Zingel Zingel zingel RA X X Streber Zingel streber RA X X Donaukaulbarsch Gymnocephalus baloni RB X X Nerfling Leuciscus idus RB X X Zobel Abramis sapa RB X X Zope Abramis ballerus RB X Sichling Pelecus cultratus RB X* X Schied Aspius aspius RB X X Steinbeißer Cobitis taenia RB X* Gründling Gobio gobio RB X* Aalrutte Lota lota RB X X Kessler Grundel Neogobius kessleri RB X Aal Anguilla anguilla KA X* X Hecht Esox lucius EU X X Rotauge Rutilus rutilus EU X X Laube Alburnus alburnus EU X X Güster Abramis björkna EU X X Brachse Abramis brama EU X X Giebel Carassius gibelio EU X X Barsch Perca fluviatilis EU X X Zander Sander lucioperca EU X X Marmorierte Grundel Protherorhinus marmoratus EU X X Wels Silurus glanis EU X X Amur Ctenocepharyngodon idella EU X* Kaulbarsch Gymnocephalus cernua EU X X Karpfen Cyprinus carpio EU X X Rotfeder Scardinius erythrophthalmus ST X X Bitterling Rhodeus sericeus ST X X Schleie Tinca tinca ST X X Wolgazander Sander volgensis ST X X Stichling Gasterosteus aculeatus ST X X Coregone Coregonus sp. ST X* Tostolob Hypophthalmichthys molitrix ST X* Gesamt Tabelle 4: Fischartenliste für die Donau im Untersuchungsgebiet vor (1993/94) und nach (1999) Kraftwerkserrichtung; X...nachgewiesene Fischarten; X*...Einzelfänge Habitatbindung nach SCHIEMER/WAIDBACHER (1992) (RA rheophil A; RB rheophil B; EU eurytop, ST stagnophil, EX exotisch, KA katadrom) 7.1.2

66 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 53 Fischartenliste für die Au und Nebengewässer Tabelle 5 zeigt, geordnet nach Rheophilie, die Fischartenliste für die Au und Nebengewässer der Donau im Untersuchungsgebiet vor und nach der Kraftwerkserrichtung. (vgl. HOLLENSTEINER, 2) In den beprobten Au- und Nebengewässern konnten vor und nach der Kraftwerkserrichtung beinahe gleich viele Arten nachgewiesen werden. Fischart Wissenschaftlicher Name Ökologische Gruppe Au und Nebengewässer /94 Bachforelle Salmo trutta forma fario RA X X Nase Chondrostoma nasus RA X X Barbe Barbus barbus RA X X Frauennerfling Rutilus pigus RA X Hasel Leuciscus leuciscus RA X X Strömer Leuciscus souffia RA X Aitel Leuciscus cephalus RA X X Rußnase Vimba vimba RA X X Weißflossengründling Gobio albipinnatus RA X X Schmerle Barbatula barbatula RA X X Koppe Cottus gobio RA X X Donaukaulbarsch Gymnocephalus baloni RB X X Schrätzer Gymnocephalus schraetser RA X X Zingel Zingel zingel RA X X Streber Zingel streber RA X X Nerfling Leuciscus idus RB X X Zobel Abramis sapa RB X X Zope Abramis ballerus RB X X Sichling Pelecus cultratus RB X X Schied Aspius aspius RB X X Steinbeißer Cobitis taenia RB X X Gründling Gobio gobio RB X X Aalrutte Lota lota RB X X Aal Anguilla anguilla KA X Hecht Esox lucius EU X X Rotauge Rutilus rutilus EU X X Laube Alburnus alburnus EU X X Güster Abramis björkna EU X X Brachse Abramis brama EU X X Giebel Carassius gibelio EU X X Barsch Perca fluviatilis EU X X

67 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 54 Zander Sander lucioperca EU X X Marmorierte Grundel Protherorhinus marmoratus EU X X Wels Silurus glanis EU X X Kaulbarsch Gymnocephalus cernua EU X X Karpfen Cyprinus carpio EU X X Rotfeder Scardinius erythrophthalmus ST X X Bitterling Rhodeus sericeus ST X X Karausche Carassius carassius ST X X Schleie Tinca tinca ST X X Schlammpeitzger Misgurnus fossilis ST X X Moderlieschen Leucaspius delineatus ST X Stichling Gasterosteus aculeatus ST X X Tostolob Hypophthalmichthys molitrix ST X Gesamt Tabelle 5: Fischartenliste für die Au und Nebengewässer der Donau im Untersuchungsgebiet vor (1993/94) und nach (1999) Kraftwerkserrichtung; X...nachgewiesene Fischarten Habitatbindung nach SCHIEMER/WAIDBACHER (1992) (RA rheophil A; RB rheophil B; EU eurytop, ST stagnophil, EX exotisch, KA katadrom) 7.2 Ökologische Charakteristik der Fischarten im Untersuchungsgebiet Viele Fischarten sind im Laufe ihres Lebens an verschiedene Bereiche des Strom-Au-Gewässersystems gebunden. Abbildung 13 zeigt schematisch die Verknüpfung verschiedener Habitattypen durch den Habitatswechsel der Fische im Laufe ihres Lebenszyklus. In Hinblick auf die bevorzugten Aufenthaltsbereiche der Adultfische bzw. die jeweiligen Reproduktions- und Brutzonen lassen sich 5 (6) ökologische Gruppen unterscheiden. (vgl. SCHIEMER/WAIDBACHER, 1991)

68 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 55 Abbildung 13: Schematische Darstellung der Habitatsverknüpfung durch die Lebensraumansprüche von 5 (6) ökologischen Hauptgruppen Kreise: bevorzugte Aufenthaltsorte der Adulten; Pfeile: Laich- und Bruthabitate (SCHIEMER/WAIDBACHER, 1991) Gruppe : Anadrome Langstreckenwanderer Sie erlangen im Schwarzen Meer die Geschlechtsreife und ziehen dann mehr als 2 km flussaufwärts zu ihren Laichplätzen. Hierzu gehören die großen Störarten, die in Österreich aufgrund der Überfischung und der Errichtung der Staustufen am Eisernen Tor inzwischen verschwunden sind. Gruppe 1: Rhithrale Arten Sie ziehen zumindest zur Fortpflanzung in klare, sommerkalte, sauerstoffreiche Zubringer der Forellen- oder Äschenregion (Huchen, Aalrutte).

69 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 56 Gruppe 2: Rheophile Flussfische rheophil A Der gesamte Lebenszyklus spielt sich im Hauptstrom ab. Die Jugendentwicklung ist je nach Art und Stadium an unterschiedliche Uferstrukturen gebunden. Gruppe 3: Rheophile Kieslaicher rheophil B Adulte Fische komme zumindest phasenweise in Altarmen des Flusses vor. Zur Fortpflanzung und im Brutfischstadium sind sie aber an die Uferzonen des Flusses gebunden. Rheophile Kieslaicher sind wichtige Indikatoren für die Vernetzung von Fluss und Nebengewässer. Gruppe 4: Eurytope Arten Eurytope Arten sind Fischarten, die einen breiten ökologischen Toleranzbereich hinsichtlich der Schwankungen eines oder mehrerer lebenswichtiger Umweltfaktoren haben, z. B. der Wassertemperatur oder der Strömung. Eurytope Arten können daher in einem breiten Spektrum unterschiedlicher Lebensräume vorkommen (Fluss stehendes Gewässer). Die Fortpflanzung erfolgt überwiegend in Altarmen. Gruppe 5: Stagnophile Arten Stagnophile Arten sind ruhigwasserliebend. Sie besiedeln bevorzugt Stillgewässer (Altarme) und sind in fließenden Gewässern auf Strukturen mit ausgeprägten Stillwasserbedingungen beschränkt. Im folgenden Abschnitt soll näher auf die Ökologie der einzelnen Arten eingegangen werden. Die Auflistung der Fischarten erfolgt nach der Nomenklatur rheophil A, rheophil B, eurytop und stagnophil. Die Kurzcharakteristiken basieren auf den Ausführungen von GERSTMEIER & ROMIG (23) und HONSIG-ERLENBURG & PETUTSCHNIG (22). Alle Abbildungen sind, mit Ausnahme von Abbildung 29 und Abbildung 43, aus GERSTMEIER & ROMIG (23) entnommen

70 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 57 Rheophil A Bachforelle Salmo trutta (Linnaeus, 1758) Familie: Lachse Salmonidae Die Bachforelle bevorzugt schnell fließende, klare, sauerstoffreiche Gewässer und ist der Leitfisch der Forellenregion. Sie ist standorttreu und revierverteidigend und ernährt sich von Anflugnahrung, Insekten, Kleinkrebsen etc. Die Laichzeit beginnt in Hochlagen bereits im Oktober, im Tiefland kann sie sich bis März verschieben. Als Kieslaicher schlägt das Weibchen an einer Abbildung 14: Bachforelle Salmo trutta flachen Stelle eine Mulde in den kiesigen Untergrund und laicht dort die Eier ab. Nach der Befruchtung bedeckt das Männchen die Grube wieder mit Kies. Nach dem Schlüpfen verbringen die Jungfische noch einige Zeit in den Zwischenräumen des Kieses, bis der Dottersack aufgebraucht ist. Die Geschlechtsreife tritt nach 3 4 Jahren ein Barbe Barbus barbus (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Die Barbe bevorzugt rasch fließende Gewässer mit klarem, sauerstoffreichem Wasser. Sie benötigt ein strukturreiches Flussbett mit sandigem oder kiesigem Grund. Die Nahrung besteht aus Insektenlarven, Kleinkrebsen, Pflanzenkost, aber auch Fischlaich. Während der Laichzeit (Mai bis Juli) wandern Barben eine Wanderung flussaufwärts und laichen dann ihre Eier an Abbildung 15: Barbe Barbus barbus einer flachen kiesigen Stelle mit kräftiger Strömung ab. Nach 1 15 Tagen schlüpfen die Jungfische. Mit 3 4 Jahren werden Barben geschlechtsreif

71 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 58 Frauennerfling Rutilus pigus (La Cepède, 183) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Der Frauennerfling bewohnt stark strömende Flüsse mit tiefem Flussbett. Er ernährt sich ausschließlich von Bodenorganismen. In der Laichzeit von April bis Mai suchen Frauennerflinge geschützte, strömungsarme, vegetationsreiche Uferzonen auf, wo die Weibchen die klebrigen Eier abgeben. Die Männchen tragen einen starken Laichausschlag. Abbildung 16: Frauennerfling Rutilus pigus Hasel Leuciscus leuciscus (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Die gesellig lebende Hasel bevorzugt rasch fließende Gewässer mit kiesigem oder sandigem Untergrund. Als Nahrung dienen ihr Bodentierchen, Anflugnahrung, Insektenlarven und seltener Pflanzen. Die Laichzeit ist zwischen März und Mai. Abgelaicht wird in Gruppen über kiesigem Untergrund, auf dem die abgelegten Eier später haften. Die Männchen tragen einen Abbildung 17: Hasel Leuciscus leuciscus einkörnigen Laichausschlag. Nach 3 Jahren tritt die Geschlechtsreife ein

72 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 59 Koppe Cottus gobio (Linnaeus, 1758) Familie: Koppen Cottidae Die Koppe, ein typischer Boden- und Dämmerungsfisch, bevorzugt seichte, sauerstoffreiche Fließgewässer mit rascher Strömung, kommt aber auch in der Uferzone klarer, hochgelegener Seen mit sandigem Grund vor. Sie ernährt sich von Insektenlarven, kleinen Bodentierchen, aber auch von Fischlaich. Abgelaicht wird von Februar bis Mai. Die Laichgruben werden Abbildung 18: Koppe Cottus gobio vom Männchen bewacht. Nach 4 5 Wochen schlüpfen die Jungfische Nase Chondrostoma nasus (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Die Nase benötigt als Lebensraum Gewässer mit felsigem oder großkiesigem Untergrund, auf dem sich Aufwuchsalgen festsetzen können. Sie ernährt sich von eben diesen Algen, die sie von Steinen abweidet, aber auch von Kleintieren. In der Laichzeit, zwischen März und Mai, tragen beide Geschlechter einen Laichausschlag. Zum Ablaichen wandern Nasen in die Oberläufe Abbildung 19: Nase Chondrostoma nasus oder Seitengewässer, um dann an flachen, kiesigen Stellen die Eier abzulegen

73 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 6 Nerfling Leuciscus idus (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Der Nerfling ist ein Flussfisch und benötigt vor allem zur Laichzeit strömende Fließgewässer mit kiesig-sandigem Untergrund. Die Nahrung besteht aus Anflugnahrung und kleinen Wirbellosen. Er ist eher ein Einzelgänger, während der Laichzeit (April bis Juni) lebt er jedoch gerne gesellig. In dieser Zeit zieht der Nerfling flussaufwärts, um dann im Flachwasser über kiesigem Abbildung 2: Nerfling Leuciscus idus Grund abzulaichen. Danach zieht er sich in vegetationsreiche Flachwasserzonen zurück, um sich bis zum Winter der Nahrungsaufnahme zu widmen Rußnase Vimba vimba (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Die Rußnase ist ein gesellig lebender Grundfisch und bevorzugt langsam fließende Flussunterläufe. Sie bildet gemeinsam mit Brachse und Güster gemischte Schwärme und haltet sich meist in flachen Uferzonen auf. Zu ihrer Nahrung zählen hauptsächlich Kleintiere, die sie beim Wühlen im schlammigen Grund findet. Während der Laichzeit von Mai bis August tragen die sonst Abbildung 21: Rußnase Vimba vimba unscheinbaren Fische ein auffällig schwarzoranges Hochzeitskleid. Die Eier werden an flachen kiesigen Stellen im strömenden Wasser abgelegt

74 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 61 Schied Aspius aspius (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Der strömungsliebende Schied bevorzugt Fließgewässer der Barbenregion. Er ist der einzige europäische Karpfenfisch, der sich als adultes Tier ausschließlich räuberisch ernährt. Jungfische leben gesellig in Oberflächennähe und ernähren sich von Kleintieren, ab einer Größe von 2 3 cm wird der Schied zum räuberischen Einzelgänger. Abgelaicht wird von April bis Abbildung 22: Schied Aspius aspius Mai. Die Eier werden im stark strömenden Wasser über Kiesgrund abgelegt. Nach 2 Wochen schlüpfen die Jungfische. Mit 4 5 Jahren ist der Schied geschlechtsreif Schrätzer Gymnocephalus schraetser (Linnaeus, 1758) Familie: Echte Barsche Percidae Der Schrätzer lebt am Grund von großen Flüssen und bevorzugt Bereiche mit mäßiger Strömung. Zur Nahrung zählen Würmer, Bachflohkrebse, Insektenlarven, aber auch Fischlaich. Die Laichzeit ist zwischen April und Mai. Während dieser Zeit werden Kiesbänke im tiefen Wasser aufgesucht, um dort die Eier abzulaichen. Die Eier sind in gallertartigen Bändern eingebettet. Nach Abbildung 23: Schrätzer Gymnocephalus 6 1 Tagen schlüpfen die Jungfische. schraetser

75 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 62 Steinbeißer Cobitis taenia Familie: Schmerlen Cobitidae Der einzelgängerische, standorttreue Steinbeißer bevorzugt klare, fließende oder stehende Gewässer mit sandigem Grund. Tagsüber ist er im Sand eingegraben, nachts durchsucht er den Boden nach Nahrung. Dabei nimmt er die Bodenpartikel in sein Abbildung 24: Steinbeißer Cobitis taenia Maul, filtert diese nach Essbarem und scheidet sie dann durch die Kiemen wieder aus. Zu seiner Nahrung zählen Kleintiere, organischer Detritus, Insektenlarven, Würmer und dgl. Die Eier werden zur Laichzeit (April bis Juni) im flachen Wasser auf Sand oder Pflanzen abgelegt Streber Zingel streber (Siebold, 1863) Familie: Echte Barsche Percidae Der nachtaktive Streber ist ein Grundfisch und bevorzugt schnell fließende Flachwasserzonen mit kiesigem Grund. Er kann seine Augen unabhängig voneinander bewegen und ist in der Lage, seinen Kopf nach beiden Seiten hin zu drehen. Zur Abbildung 25: Streber Zingel streber Nahrung zählen Bodentierchen. In der Laichzeit (März bis Mai) werden die Eier an Steinen abgelegt

76 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 63 Weißflossengründling Gobio albipinnatus (Lukash, 1933) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Der Weißflossengründling ist ein Bodenfisch und lebt gesellig. Er bevorzugt Flussabschnitte mit höherer Strömungsgeschwindigkeit, die jedenfalls frei von Schlammablagerungen sind (BANARESCU 1962; WANZENBÖCK et al. 1989), laut GERSTMEIER & ROMIG (1998) kommt er jedoch auch in langsam strömenden, tieferen Bereichen des Flussbettes und in Altarmen Abbildung 26: Weißflossengründling Gobio albipinnatus vor. Er ernährt sich von kleinen Bodentieren und Algen. Die Laichzeit ist vermutlich wie beim Gründling zwischen Mai und Juni. (vgl. SCHIEMER et. al., 1994) Zingel Zingel zingel (Linnaeus, 1766) Familie: Echte Barsche Percidae Der Zingel ist ein nachtaktiver Bodenfisch und kommt in seichten Uferpartien von Flüssen vor. Er kann, wie der Streber, seinen Kopf zu den Seiten hin und seine Augen unabhängig voneinander bewegen. Tagsüber versteckt er sich unter den Steinen, nachts Abbildung 27: Zingel Zingel zingel geht er auf Nahrungssuche. Seine Nahrung besteht aus Kleintieren, aber auch aus Fischlaich. Die Laichzeit ist von März bis Mai. An stark strömenden Stellen werden die Eier an das Substrat geheftet

77 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 64 Zobel Abramis sapa (Pallas, 1814) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Der Zobel lebt in Unter- und Mittelläufen größerer schnellfließender Fließgewässer. Er ernährt sich von Insektenlarven, Mollusken und Wirbellosen, selten auch von Pflanzen. Die Laichzeit ist im April und Mai. Während er für die Nahrungssuche schon mal in weniger durchströmte Alt- und Nebenarme geht, braucht er zum Ablaichen schneller strömende Abschnitte mit steinigem, Abbildung 28: Zobel Abramis sapa sedimentfreiem Grund. Männchen weisen einen starken Laichausschlag auf. Nach 4 Jahren tritt beim Zobel die Geschlechtsreife ein Rheophil B Donaukaulbarsch Gymnocephalus baloni (Holcik & Hensel, 1974) Familie: Echte Barsche Percidae Der Donaukaulbarsch lebt fast das ganze Jahr über im Hauptgerinne der Donau und sucht während der Laichzeit als phyto-/lithophile Art Altarme auf. (vgl. ZAUNER/PINKA, 1998) Da der Donaukaulbarsch erst 1974 zum ersten Mal als eigenständige Art beschrieben wurde, ist über seine Lebensansprüche noch wenig bekannt. (vgl. LELEK, 1987) Abbildung 29: Donaukaulbarsch Gymnocephalus baloni (Quelle: SPINDLER, 1997)

78 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 65 Zope Abramis ballerus (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Die Zope bevorzugt große, langsam fließende Fließgewässer, kommt aber auch in Seen vor. In Fliessgewässern hält sie sich eher in Ufernähe auf, in Seen besiedelt sie aber schon mal die offene Wasserzone. Sie ernährt sich vorrangig von tierischem Plankton. Die Laichzeit ist zwischen April und Mai. Zum Ablaichen wandert die Zope flussaufwärts, um an kiesigen, überströmten, Abbildung 3: Zope Abramis ballerus bewachsenen Stellen ihre Eier abzulegen. Nach etwa 4 Jahren erreicht die Zope ihre Geschlechtsreife Eurytop Aalrutte Lota lota (Linnaeus, 1758) Familie: Quappen Lotidae Die Aalrutte ist ein nachtaktiver, räuberisch lebender Grundfisch. Sie bevorzugt kühle, klare, sauerstoffreiche, stehende oder langsam fließende Gewässer. Wichtig ist Sand- oder Kiesboden, weicher und schlammiger Grund wird vermieden. Jungfische ernähren sich von Plankton, kleinen Muscheln, Insektenlarven usw., adulte Fische ernähren sich in erster Linie Abbildung 31: Aalrutte Loto lota von Fischen, Krebsen und Neunaugen, aber auch von Fischlaich. Die Aalrutte ist ein Winterlaicher (Laichzeit von November bis März). Die Eier enthalten eine Ölkugel und werden an Ästen oder über Sand- und Steingrund abgelegt. Nach 6-1 Wochen schlüpfen die Jungfische. Die Geschlechtsreife tritt im 3. oder 4. Jahr ein

79 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 66 Aitel Leuciscus cephalus (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Das Aitel bevorzugt zwar fließende Gewässer der Äschen- und Barbenregion, ist aber auch in Flussunterläufen häufig anzutreffen. Es kann sogar bis in die Forellenregion aufsteigen. Als Jungfisch lebt das Aitel in kleinen Schwärmen im freien Wasser. Mit zunehmendem Alter wird es zum Einzelgänger, bezieht feste Standplätze an geschützten Uferstellen und verteidigt diese Abbildung 32: Aitel Leuciscus cephalus auch. Jungfische ernähren sich von Plankton, Würmern, Insektenlarven, Kleinkrebsen und Anflugnahrung. Größere Fische ernähren sich meist räuberisch. In der Laichzeit (April bis Juni) tragen die Männchen einen feinkörnigen Laichausschlag. Die Eier werden an Steinen oder Pflanzen abgelegt Brachse Abramis brama (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Die Brachse ist der Hauptfisch der Brachsenregion. Brachsen leben in kleinen Gruppen nahe den Uferzonen. Sie durchwühlen den weichen Boden nach Fressbaren, in dem sie mit ihrem rüsselartig vorstreckbaren Maul in den Boden eindringen und trichterförmige Brachsenlöcher hinterlassen. Brachsen ernähren sich von Schlammröhrenwürmern, Zuckmückenlarven, Abbildung 33: Brachse Abramis brama Schnecken, kleinen Muscheln, Pflanzenteilen usw. Die Männchen tragen in der Laichzeit (Mai bis Juli) einen staken Laichausschlag am ganzen Körper, mit Ausnahme der Rückenflosse. Brachsen laichen in dichten Pflanzbeständen des ufernahen Flachwassers, die Eier bleiben an den Pflanzen kleben

80 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 67 Flußbarsch Perca fluviatilis (Linnaeus, 1758) Familie: Echte Barsche Percidae Der Flußbarsch ist ein unspezialisierter und anpassungsfähiger Standfisch. Er kommt in fließenden und stehenden Gewässern vor, geht ins Brackwasser und steigt im Gebirge bis in eine Höhe von ca. 1 m auf. Er bevorzugt jedoch klare Gewässer ohne starke Strömung mit tiefem, hartem Untergrund. Jungfische schließen sich zu Schwärmen zusammen und leben in Abbildung 34: Flußbarsch Perca fluviatilis Ufernähe. Adulte Fische ziehen sich in tiefere Zonen zurück und werden zu Einzelgängern. Die Nahrung der Jungfische besteht aus tierischem Plankton, Insektenlarven und Kleinkrebsen, mit zunehmender Größe werden sie dann zu Raubfischen. Flußbarsche laichen von März bis Juni bei einer Wassertemperatur von 7 8 C. Die Eier werden bei der Abgabe an Wasserpflanzen, Steinen oder anderen Gegenständen, in lange, aus gallertigem Material bestehenden, Bändern eingebettet. Nach 2 3 Wochen schlüpfen die Jungfische Giebel Carassius gibelio (Bloch, 1782) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Der Giebel ist nicht ausschließlich auf Stillgewässer beschränkt, sonder er kommt auch in langsam fließenden Gewässern vor. Männliche Giebel treten nur selten auf. Die in gemischten Laichschwärmen mit anderen Arten abgegebenen Eier werden durch das Eindringen fremder Spermien in ihrer Entwicklung angeregt, ohne dass es zu einer Befruchtung mit Kernverschmelzung kommt. Abbildung 35: Giebel Carassius gibelio Aus diesen Eiern entstehen wiederum ausschließlich weibliche Giebel. (GERSTMEIER/ROMIG, 23)

81 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 68 Güster Abramis bjoerkna (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Der Güster lebt in langsam fließenden Gewässern oder seichten, warmen Flachlandseen. Er ist ein bodenorientierter Fisch und ernährt sich von Insektenlarven, Schnecken, kleinen Muscheln, Pflanzen usw. Während der Laichzeit im Mai und Juni tragen die Männchen einen sehr feinkörnigen Laichausschlag. Das Ablaichen erfolgt im Schwarm an seichten Uferstellen. Abbildung 36: Güster Abramis bjoerkna Hecht Esox lucius (Linnaeus, 1758) Familie: Hechte Esocidae Hechte bewohnen bevorzugt stehende oder langsam fließende, wärmere, klare Gewässer mit Kiesgrund und krautiger Ufervegetation. Der Hecht ist wohl der bekannteste Raubfisch unserer Gewässer. Er ist ein stationärer Ansitzjäger und lauert seiner Beute bewegungslos auf. Die Laichzeit ist von Februar bis Mai. Abgelaicht wird gerne auf überschwemmten Uferzonen oder anderen Abbildung 37: Hecht Esox lucius pflanzenreichen Stellen. Die Eier sind klebrig und haften an Wasserpflanzen. Die Jungfische schlüpfen nach etwa 1 3 Tagen und können sich mithilfe eines Drüsenfeldes am Kopf an Wasserpflanzen oder anderen Dingen ankleben. Die Geschlechtsreife tritt nach 3 4 Jahren ein

82 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 69 Kaulbarsch Gymnocephalus cernuus (Linnaeus, 1758) Familie: Echte Barsche Percidae Abbildung 38: Kaulbarsch Gymnocephalus cernuus Der Kaulbarsch gilt als Pionierart. Er lebt in großen Schwärmen und hält sich meist am Grund von stehenden oder langsam fließenden Gewässern mit Sandboden auf. Als Nahrung dienen ihm Kleinkrebse, Würmer, Insektenlarven usw., aber auch Fischlaich und Fischbrut. Die Laichzeit ist zwischen März und Mai. Bei einer Temperatur von 1 bis 15 C wird abgelaicht und nach etwa 8 12 Tagen schlüpfen die Jungfische Laube Alburnus alburnus (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Die Laube ist ein typischer Oberflächenfisch stehender oder langsam fließender Gewässer. Sie kommt in Schwärmen vor und hält sich sowohl in Ufernähe wie auch im Freiwasser auf. Allzu dichte Vegetation und trübe Gewässer meidet sie. Sie ist jedoch gegen Sauerstoffmangel und Verschmutzung relativ resistent. In der Auswahl ihrer Nahrung ist sie nicht sehr wählerisch. Sie ernährt sich Abbildung 39: Laube Alburnus alburnus von tierischem und pflanzlichem Plankton sowie von Würmern und Insektenlarven. Die Laichzeit ist zwischen April und Juni. Abgelaicht wird an flachen, kiesigen Uferstellen. Die Laube gilt als wichtige Nahrung für zahlreiche Raubfische

83 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 7 Marmorierte Grundel Proterorhinus marmoratus (Pallas, 1814) Familie: Grundeln Gobiidae Die Lebensräume der Marmorierten Grundel sind vielfältig; Uferbereiche rasch fließender Flüsse, flache Restwassertümpel etc. Die Marmorierte Grundel ist ein Einzelgänger, kommt aber dafür oft in hoher Siedlungsdichte vor. Sie benötigt steinige Ufer, um sich dort eine Möglichkeit zum Verstecken zu suchen. Am Höhleneingang lauert sie der Beute auf. Die Nahrung besteht Abbildung 4: Marmorierte Grundel aus Wirbellosen, aber auch aus kleinen Proterorhinus marmoratus Fischen. Die Laichzeit ist im Frühjahr. Das Weibchen klebt den Laich auf festen Untergrund in einer Höhle. Nach etwa 3 Wochen schlüpfen die Jungfische Rotauge Rutilus rutilus (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Das Rotauge ist ein Schwarmfisch und bevorzugt vegetationsreiche Uferzonen stehender oder langsam fließender Gewässer. Es ist sehr anpassungsfähig und kommt sogar noch dann in organisch belasteten Gewässern vor, wenn alle anderen Fischarten längst verschwunden sind. Die Nahrung des Rotauges besteht aus Kleintieren oder Wasserpflanzen. Zwischen Abbildung 41: Rotauge Rutilus rutilus April und Mai wird abgelaicht, wobei Pflanzen, Steine oder dergleichen notwendig sind, an denen die Eier bzw. später die Larven mittels Sekret daran haften. Aus den Eiern schlüpfen nach etwa 5 1 Tagen die Larven. Nach 3 Jahren sind die Rotaugen dann geschlechtsreif

84 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 71 Karpfen Cyprinus carpio (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Der Karpfen bevorzugt warme, stehende bis langsam fließende Gewässer mit vegetationsreichen Ufern und Sand- oder Schlammgrund. Mit ihrem ausstülpbaren Rüssel durchwühlen sie den weichen Boden nach Nahrung, wie z. B. Insektenlarven. Zwischen Mai und Juli ziehen sie zum Ablaichen in seichte, pflanzenbestandsreiche Uferstellen (Überschwemmungszonen). Abbildung 42: Karpfen Cyprinus carpio Weibliche Karpfen laichen mit bis zu 15 Milchner. Nach 3 5 Tagen ist die Eientwicklung abgeschlossen Schwarzmundgrundel Neogobius melanostomus (Pallas, 1814) Familie: Grundeln Gobiidae Die Schwarzmundgrundel laicht von April bis September. Sie legt 32 bis 1 große, ovale (2,2 x 3,9 mm) Eier, die an Steine geklebt und vom Männchen bewacht werden, welches während der Brutzeit schwarz gefärbt ist. Die Jungen schlüpfen nach zwei Abbildung 43: Schwarzmundgrundel Neogobius melanostomus Wochen und sind schon voll entwickelt. Die (Quelle: Grundel hat kein Larvenstadium. Weibchen heet.asp?speciesid=713) werden nach 2 bis 3, Männchen nach 3 bis 4 Jahren geschlechtsreif. Nach ihrer ersten Brutsaison sterben die Männchen. (vgl

85 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 72 Wels Silurus glanis (Linnaeus, 1758) Familie: Welse Siluridae Abbildung 44: Wels Silurus glanis Der einzelgängerische, wärmeliebende und standorttreue Wels bevorzugt stehende und langsam fließende Gewässer mit weichem Untergrund. Er ist ein ausgeprägter Bodenfisch und nachtaktiv. Zu seiner Nahrung zählen Fische, Amphibien, Wasservögel und Kleinsäuger. Sobald eine Mindestwassertemperatur von 18 C erreicht wird (Mai bis August), beginnt das Ablaichen. Die Eier werden an seichten Uferstellen in flache Gruben oder einfache Pflanzennester abgelegt. Nach etwa 3 1 Tagen schlüpfen die Jungfische. Mit 2 3 Jahren ist er fortpflanzungsfähig. Welse können ein sehr hohes Alter erreichen und bis zu 1 Jahrealt werden Zander Sander lucioperca (Linnaeus, 1758) Familie: Echte Barsche Percidae Der lichtscheue Zander bevorzugt sommertrübe, sauerstoffreiche Gewässer mit hartem Untergrund. Als Nahrung dienen größeren Zandern kleine Fische der Freiwasserzone (Lauben, Barsche, Rotaugen). Abgelaicht wird von April bis Mai bei einer Temperatur von ca. 1 C. Dafür wird eine Stelle mit hartem Untergrund ausgewählt, an der versunkenes Astwerk und Abbildung 45: Zander Sander lucioperca Wurzeln vorhanden ist. In einer Art Nest werden die Eier abgelegt und bis zum Schlüpfen der Jungfische vom Männchen bewacht. Nach 2 5 Jahren tritt die Geschlechtsreife ein

86 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 73 Stagnophil Bitterling Rhodeus amarus (Bloch, 1782) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Der gesellige Bitterling bevorzugt vegetationsreiche Uferzonen stehender oder langsam fließender Gewässer mit sandigem Grund. Er ernährt sich von Kleintieren und Pflanzen. Für die Fortpflanzung ist ein ausreichender Bestand der großen Teichoder Flussmuschel wichtig, da diese eng aneinander verknüpft sind. Während der Laichzeit (April bis Juni) tragen die Männchen Abbildung 46: Bitterling Rhodeus amarus ein prächtig schillerndes Hochzeitskleid, die Weibchen bilden eine mehrere Zentimeter lange Legeröhre aus. Beim Laichvorgang führt das Weibchen blitzschnell beim Öffnen der Muschelschalen ihre Legeröhre in die Kloakenröhre der Muschel ein und lässt 1 4 Eier in die Kiemenhöhle gleiten. Unmittelbar danach gibt das Männchen über der Muschel seinen Samen ab, welcher mit dem Atemwasser in die Muschel gelangt und somit die Eier besamt. Nach etwa 4 5 Wochen schwimmen dann die Jungfische aus der Muschel. Mit 2 Jahren sind Bitterlinge geschlechtsreif Blaubandbärbling Pseudorasbora parva (Temminck & Schlegel, 1842) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Der Blaubandbärbling ist ein Schwarmfisch. Die Männchen besitzen während der sehr langen Laichzeit (Mai bis zum Herbst) zwei Hornfortsätze. In Österreich laichen Blaubandbärblinge in warmen Teichen, wobei sie die stark klebenden Eier an Steinen ablegen. Das Männchen übernimmt die Brutpflege. Nach einem Jahr ist der Blaubandbärbling bereits geschlechtsreif. Abbildung 47: Blaubandbärbling Pseudorasbora parva

87 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 74 Dreistachliger Stichling Gasterosteus aculeatus (Linnaeus, 1758) Familie: Stichlingsfische Gasterosteidae Der Dreistachlige Stichling bevorzugt ruhige, flache und vegetationsreiche Wasserzonen stehender oder langsam fließender Gewässer. Er ernährt sich von Würmern, Insektenlaven, Kleinkrebsen und anderen Kleintieren. Zur Laichzeit (März bis Juli) baut das Männchen aus Pflanzenmaterial ein Nest, in das das Weibchen eindringt und die Eier ablaicht. Danach befruchtet das Abbildung 48: Dreistachliger Stichling Gasterosteus aculeatus Männchen die Eier und bewacht das Gelege. Auch die frisch geschlüpften Jungfische werden noch einige Zeit bewacht und verteidigt. Nach einem Jahr tritt die Geschlechtsreife ein Karausche Carassius carassius (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Die Karausche ist ein geselliger Pflanzenlaicher und bevorzugt warme, stark verkrautete stehende Gewässer. Sie ist gegenüber niedrigem Sauerstoffgehalt und starker Erwärmung widerstandsfähig. Im Winter gräbt sie sich im Boden ein und verharrt dort in einer Art Winterschlaf. Bei Austrocknung des Wohngewässers kann sie noch einige Zeit im nassen Schlamm Abbildung 49: Karausche Carassius überleben. Zu ihrer Nahrung zählen kleine carassius Bodentierchen und Pflanzen. Die Laichzeit ist im Mai und Juni. In Schwärmen laichen sie an seichten, dicht bewachsenen Uferstellen ab. Nach 3 7 Tagen schlüpfen die Jungfische

88 7 Fischökologische Situation an der österreichischen Donau 75 Rotfeder Scardinius erythrophthalmus (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Die Rotfeder hält sich gerne in kleineren Gruppen auf und kommt vorzugsweise in ruhigen, meist flachen Gewässern mit reichlich Ufervegetation und seichtem Grund vor. Sie ernährt sich überwiegend von Algen und Makrophyten. Zur Laichzeit im April und Mai sammeln sich kleine Gruppen. Die Eier bleiben an Pflanzen kleben. Gelegentlich kommt es zu gemischten Laichschwärmen Abbildung 5: Rotfeder Scardinius erythrophthalmus von Rotfedern, Rotaugen, Güstern und anderen pflanzenlaichenden Cypriniden. Dabei können Artbastarde entstehen. Rotfedern sind langlebige Fische (bis 19 Jahre) Schleie Tinca tinca (Linnaeus, 1758) Familie: Karpfenfische Cyprinidae Schleien bevorzugen langsam fließende Gewässer sowie flache sauerstoffarme Seen mit üppigen Pflanzenbeständen und schlammigen Grund. Sie sind sehr anpassungsfähig. Die Schleie hält im Bodenschlamm eine Winterruhe, bei Temperatur über 3 C einen Wärmeschlaf. Zu ihrer Nahrung zählen Pflanzen, halb verrottete Pflanzenreste und kleine Abbildung 51: Schleie Tinca tinca Bodentierchen, die aus dem Schlamm gewühlt werden. Die Laichzeit ist abhängig vom Gewässer zwischen April und August. Das Weibchen gibt über einige Tage verteilt mehrere Portionen Eier ab, die auf den Wasserpflanzen haften bleiben. Bereits nach 3 Tagen schlüpfen die Jungfische, welche jedoch bis zum Freischwimmen mit einem auf dem Kopf befindlichen Drüsenfeld an der Pflanze kleben bleiben. Dies verhindert ein Absenken in den Schlamm, wo sie zugrunde gehen würden. 7.3