Verfasser: TBR Dr. Walter Reckendorfer Technisches Büro Reckendorfer Gänserndorferstr. 56, 2241 Schönkirchen

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1 Europäische Kommission FLUSSBAULICHES GESAMTPROJEKT DONAU ÖSTLICH VON WIEN Strom-km 1921,0 1872,7 UMWELTVERTRÄGLICHKEITS- ERKLÄRUNG Inhalt: Fachbeitrag Pflanzen Bericht Funktionelle Prozesse Arbeitsgemeinschaft: ID.at Integratives Donauprojekt in Österreich DonauConsult Zottl & Erber ZT-GmbH Österreichisches Institut für Raumplanung A Wien, Klopstockgasse 34 Tel.: , Fax DW 10 office@donauconsult.at Verfasser: TBR Dr. Walter Reckendorfer Technisches Büro Reckendorfer Gänserndorferstr. 56, 2241 Schönkirchen ECS Dr. Thomas Hein TB für Ökologie und Umweltbiologie Lassallestr. 25, 2231 Strasshof Projektwerber: via donau Österreichische Wasserstraßen-Gesellschaft m. b. H. Donau-City-Straße Wien Ersteller: Reckendorfer W. Datum:Februar 2006 Ausfertigung: Einlage: U Plangröße: Maßstab: A4 Datei: U_07_3_1_FunktionelleProzesse.pdf

2 IMPRESSUM AUFTRAGGEBER: Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie via donau Österreichische Wasserstraßen-Gesellschaft m. b. H. Donau-City-Straße Wien AUFTRAGNEHMER: ID.at Integratives Donauprojekt in Österreich DonauConsult Zottl & Erber ZT-GmbH Österreichisches Institut für Raumplanung Klopstockgasse 34, 1170 Wien Tel.: , Fax DW 10 office@donauconsult.at FACHLICHE LEITUNG: Walter Reckendorfer Technisches Büro Reckendorfer Gänserndorferstrasse 56 A Schönkirchen Tel.: W.Reckendorfer@t-b-r.at BEARBEITUNG: Mag. Dr. Walter Reckendorfer, Mag. Margit Groiss Technisches Büro Reckendorfer Gänserndorferstrasse 56 A Schönkirchen Tel.: Dr. Thomas Hein ECS Dr. Thomas Hein TB für Ökologie und Umweltbiologie Lassallestr Strasshof W.Reckendorfer@t-b-r.at office@e-c-s.at DANKSAGUNG: Die Bearbeiter möchten sich bei allen Personen und Organisationen, die sie bei der Berichterstellung durch Diskussionen oder durch das Überlassen von Daten und Unterlagen unterstützt haben, recht herzlich bedanken. Februar 2006 Seite 2

3 INHALTSVERZEICHNIS 1 PRÄAMBEL 5 2 EINLEITUNG Untersuchungsraum Grundlagen Eignung als Indikator Phytoplankton Phytobenthos 10 3 METHODIK 11 4 IST-SITUATION Phytoplankton Artenliste und Zusammensetzung der Algengemeinschaft Indikatorarten Biomasse und Produktion des Phytoplanktons Phytobenthos Artenliste und Zusammensetzung der Algengemeinschaft Biomasse und Produktion des Phytobenthos 34 5 WIRKUNGEN DES VORHABENS Relevante Wirkungen Nicht relevante Wirkungen Offensichtlich nicht relevante Wirkungen Betriebs- und Erhaltungsphase Nebenarme Methodik Hydrologisches Modell Ergebnisse Hauptstrom und Uferbereich Planktische Algen Benthische Algen Auswirkungen von schifffahrtsbedingtem Wellenschlag Mikrobielle Abbauleistung Bauphase Konfliktfall 46 6 SCHUTZMAßNAHMEN Betriebs- und Erhaltungsphase Bauphase 48 Februar 2006 Seite 3

4 6.3 Konfliktfall 48 7 ZUSAMMENFASSUNG Schwierigkeiten Wechselwirkungen mit anderen Themenbereichen Beweissicherung und Kontrollen Zusammenfassende Beurteilung 49 8 VERZEICHNISSE Abbildungen Tabellen Literatur 52 9 ANHANG 55 Februar 2006 Seite 4

5 1 PRÄAMBEL Bei der ökologischen Bewertung von Eingriffen in Fluss-Au-Systeme ist ein holistischer, systemorientierter Ansatz notwendig, der sich am Leitbild orientiert. Das Leitbild entspricht dabei den natürlichen typspezifischen Verhältnissen aus ökologischer Sicht ( historischer Zustand des Flusses bzw. sehr guter ökologischer Zustand im Sinne der Wasserrahmenrichtlinie) (vgl. Einlage 3.1 Endbericht Ökologie). Die stark divergierenden Ansprüche einzelner Gruppen müssen in diesen systemorientierten Ansatz integriert werden. Eine Bewertung anhand nur eines Indikators ist nicht möglich. Im vorliegenden Bericht werden daher die Wirkungen des Flussbaulichen Gesamtprojektes auf die funktionellen Prozesse dargestellt ohne eine Bewertung des Projektes vorzunehmen. Die Zusammenführung der einzelnen Wirkungen und eine integrative Bewertung erfolgt in der Einlage U.7.0. Februar 2006 Seite 5

6 2 EINLEITUNG Unter funktionellen Prozessen versteht man die Produktion und den Abbau von organischem Material und Stoffflüsse zwischen verschiedenen Ökosystemkomponenten. Die folgenden Ausführungen haben ihren Schwerpunkt auf die Darstellung der Intensität der pflanzlichen Primärproduktion. Die mikrobielle Abbauleistung, speziell in Uferzonen und im Übergangsbereich zum Sedimentkörper, hat besondere Bedeutung für den Stickstoff- und Kohlenkreislauf in einem Fliessgewässer und damit für die Selbstreinigungskapazität. Alle Maßnahmen des flussbaulichen Gesamtprojektes Sohlstabilisierung, Niederwasserregulierung, Sohlanpassung, Uferrückbau und Gewässervernetzungen haben unmittelbare Auswirkungen auf die Produktionsprozesse im Hauptstrom (v.a. Uferbereiche) und den Nebenarmen. Die Uferzonen sind wesentliche Areale der Algenentwicklung im Strom und werden durch die hydrologische Vernetzung und die Ufermorphologie geprägt. In den Nebenarmen ist der Durchfluss ein Schlüsselparameter für die Algengemeinschaften und deren Produktion (SCHAGERL et al., 2004). Die oberflächige Anbindung der Seitenarme an den Hauptstrom bringt einerseits Nährstoffe, andererseits führt die eingebrachte hohe anorganische Trübe zu schlechten Lichtbedingungen. Mit der oberflächigen Abkopplung vom Hauptstrom treten zunehmend autogene Steuerfaktoren in den Vordergrund (Nährstofflimitation, Konkurrenzdruck, Grazing, Parasitismus). Die mit den Maßnahmen des Flussbaulichen Gesamtprojekts verbundene Reduzierung des Wasseralters durch Gewässervernetzungsmaßnahmen, bedeutet für die planktische Primärproduktion das Zusammentreffen von stimulierenden (Nährstoffeintrag) und hemmenden (Schwebstoffeintrag, höhere Strömungen) Effekten (HEIN et al., 2004). Im Hauptstrom wird einerseits die benthische Algengemeinschaft durch Änderungen des Substrates im Rahmen des Uferrückbaues andererseits die planktische Gemeinschaft durch Änderungen der Retention beeinflusst. Maßnahme Relevanz Anmerkung Sohlstabilisierung relevant Direkte Wirkungen ergeben sich durch den verringerten Geschiebetrieb; indirekte Wirkungen ergeben sich durch die Wasserspiegelanhebung und die damit verbundene Grundwasseranhebung im Hinterland Niederwasserregulierung relevant Änderungen in den Habitatparametern Strömung und Tiefe; indirekte Wirkungen ergeben sich durch die Wasserspiegelanhebung und die damit verbundene Grundwasseranhebung im Hinterland Sohlanpassung nicht relevant Sohlanpassungen führen zu geringen Änderungen der Tiefen- und Strömungsverteilung Uferrückbau relevant Änderungen in den Habitatparametern Strömung, Tiefe und Sediment Gewässervernetzungen relevant Die Durchströmungshäufigkeit ist einer der wesentlichen abiotischen Faktoren in Fluss-Au- Systemen Tabelle 1: Wirkungsmatrix Ziel des vorliegenden Berichtsteils ist Februar 2006 Seite 6

7 eine Darstellung der Ist-Situation der Algenflora im Projektsgebiet welche Arten kommen vor, wo findet die Primärproduktion statt? die Analyse der wesentlichen steuernden Faktoren welche abiotischen Parameter sind verantwortlich für die Algenproduktion? eine Analyse der Projektwirkungen kommt es zu projektbedingten Änderungen in den steuernden Faktoren? bei Vorliegen von projektbedingten Änderungen in den steuernden Faktoren was sind die Auswirkungen auf die Produktion? 2.1 UNTERSUCHUNGSRAUM Die Abgrenzung des Untersuchungsraumes erfolgt in der Form, dass alle relevanten Wirkungen erfasst werden. Von den 4 Untersuchungsräumen im Projektgebiet Untersuchungsraum 1 - das Flussbett selbst Untersuchungsraum 2 - die Uferbereiche Untersuchungsraum 3 - der Raum zwischen Donau und Hochwasserdämmen Untersuchungsraum 4 - der Raum darüber hinaus sind für Algen im Donauabschnitt zwischen dem Donaukraftwerk Freudenau (Strom-km 1921,05) und der Staatsgrenze zur Slowakei (Strom-km 1872,7), wie in Tabelle 1 begründet, die Untersuchungsräume 1, 2 und 3 maßgeblich (Abb. 1). Im Untersuchungsraum 4 kommt es zu Anhebungen des Wasserspiegels, die prinzipiell als positiv zu werten sind und daher nicht im Detail besprochen werden. Für das Vorhaben wurden vier Bearbeitungsabschnitte festgelegt. Der Teilraum Wiener Bereich (Bearbeitungsabschnitt A) umfasst den Abschnitt, in dem zurzeit die Geschiebezugabe zur Verhinderung einer weiteren Sohleintiefung stattfindet. Die Teilräume Fischamend bis Wildungsmauer (Bearbeitungsabschnitt B) und Wildungsmauer bis Marchmündung (Bearbeitungsabschnitt C) umfassen die freie Fließstrecke durch den Nationalpark. Der Teilraum Grenzstrecke (Bearbeitungsabschnitt D) bildet den gemeinsamen Stromabschnitt mit der Slowakei. Februar 2006 Seite 7

8 FLUSSBAULICHES GESAMTPROJEKT DONAU ÖSTLICH VON WIEN Strom-km 1921,0-1872,7 Inhalt: Arbeitsgemeinschaft: ID.at Integratives Donauprojekt in Österreich DonauConsult Zottl & Erber ZT-GmbH A-1170 Wien, Klopstockgasse 34 Projektwerber: Untersuchungsraum 1, 2 und 3 via donau - Österreichische Wasserstraßen-Gesellschaft m. b. H. Donau-City-Straße Wien Verfasser: TB Reckendorfer Dr. Walter Reckendorfer Gänserndorferstr. 56 A-2241 Schönkirchen Datum: November 2005 Layout: Groiss Hintergrundkarte: Österreichische Karte, BEV GZ 70015/99, LB Legende: Untersuchungsraum 1 (Flussbett) Untersuchungsraum 2 (Uferbereich) Untersuchungsraum 3 (Hochwasserabflussbereich) Gewässer Damm (m) Abbildung 1: Untersuchungsräume 1, 2 und 3 Februar 2006 Seite 8

9 2.2 GRUNDLAGEN EIGNUNG ALS INDIKATOR Phytoplankton Als Plankton werden die im Wasser treibenden ein- bis mehrzelligen Organismen, die sich durch Eigenbewegung nicht gegen Strömung durchsetzen können und passiv verfrachtet werden, bezeichnet. Man unterscheidet das Phytoplankton, zumeist durch Chlorophyll grün, braun bzw. bläulich gefärbte Mikroalgen, und das Zooplankton, von denen sicherlich die Wasserflöhe (Daphnien) am bekanntesten sind. Zudem existieren natürlich auch Bakterien als schwebende Organismen im Wasser der Seen und Flüsse. Für den Aufbau ihrer Biomasse benötigt das Phytoplankton vor allem die Elemente Stickstoff und Phosphor, welche in gelösten anorganischen Nährsalzen oder als gelöste organische Substanz vorliegen. Diatomeen benötigen außerdem Silikat zum Aufbau ihrer Schalen. Diese Nährsalze limitieren das Wachstum des Phytoplanktons. Im Gegenzug werden die Konzentrationen der Nährsalze in aquatischen Systemen von der Produktion des Planktons beeinflusst. Während die Sukzession des Phyto- und Zooplanktons in isolierten, stehenden Gewässern vor allem durch die Saisonalität bestimmt wird, kommt in großen Flüssen und ihren Ausystemen mit der Hydrologie ein weiterer abiotischer Faktor zum Tragen, der jedoch im Gegensatz zur Saisonalität in temperaten Fliessgewässern in der zeitlichen Variation, Dauer und Stärke eine hohe Stochastizität aufweist und daher schwer vorhersagbar ist (TOCKNER et al., 2000). Periodische Überschwemmungen haben großen Einfluss auf die abiotischen Bedingungen in Ausystemen. So kommt es zu einem Eintrag von nährstoff- und sedimentreichem Wasser aus dem Hauptstrom, gleichzeitig werden durch die Strömung Organismen aus der Au ausgeschwemmt. Zusätzlich limitieren die schlechten Lichtverhältnisse das Phytoplanktonwachstum. Erst mit abnehmenden Wasserständen und Strömungsgeschwindigkeiten und damit Sedimentation der Schwebstoffe können die eingetragenen Nährstoffkonzentrationen von den Algen genutzt werden. Mit zunehmender Isolation können jedoch auch Einflüsse durch Zooplanktonbeweidung, Saisonalität und Konkurrenz um Nährstoffe erwartet werden (KECKEIS et al., 2003; SCHAGERL et al., 2004). Für die Etablierung, Selektion und Produktivität von Phytoplanktonpopulationen in Fliessgewässern sind generell folgende Steuerfaktoren potentiell von Bedeutung: Struktur des vorhandenen Potamoplanktons, Animpfung aus durchflossenen Stand- und Randgewässern, Temperatur, Strahlungsklima, Durchfluss, Verweilzeit des Wassers, Nährstoffkonzentration und biotische Parameter (z.b. Fraßaktivität planktischer und benthischer Organismen). Im Wesentlichen wird die Entwicklung des Phytoplanktons durch die Wassertemperatur, das Lichtklima, die Nährstoffe und die Laufzeit der Wasserkörper bestimmt. Als Indikatororganismen eignen sich pelagische Algengemeinschaften (Phytoplankton) sehr gut, da sie kurze Generationszyklen aufweisen und rasch auf geänderte hydrologische Bedingungen reagieren. Veränderungen der hydrologischen Konnektivität führen daher auch zu geänderten Mustern beim Einbau der anorganischen Nährstoffe in Biomasse. Zahlreiche Untersuchungen aus Augebieten im Nationalpark Donau-Auen belegen die Bedeutung der hydrologischen Vernetzung für den Sedimentein- und Austrag (TOCKNER et al., 1999), die Nährstoffsituation, die planktische Primärproduktion (HEIN et al., 1999) und die Zusammensetzung und Entwicklung des Planktons (BARANYI et al., 2002; HEIN et al., 2001). Funktionelle Deskriptoren wie hydrochemische und Februar 2006 Seite 9

10 planktische Parameter reagieren sehr rasch auf geänderte hydrologische Bedingungen und lassen daher unmittelbare Aussagen über Veränderungen zu Phytobenthos Neben der ökologischen Bewertung nach EU-Wasserrahmenrichtlinie kann das Phytobenthos auch zur Bioindikation der Trophie (Fließ- und Standgewässer) und für das Flussbauliche Gesamtprojekt nur von untergeordneter Bedeutung, der Versauerung (Fließgewässer) und der Versalzung (Fließgewässer, Halobienindex) herangezogen werden. Die Phytobenthosbiomasse stellt eine sehr bedeutsame Nahrungsgrundlage für die im Uferbereich lebende Makro- und Meiofauna dar. Mit den benthischen Algen wird eine wichtige Komponente der Fließgewässer erfasst, die in das Fließgleichgewicht der ein- und ausgeschwemmten Stoffe eingebunden ist. Vor allem in belichteten Abschnitten wird die Primärproduktion zum großen Teil von Algen geleistet. In mittelgroßen Flüssen sind sie sogar die wichtigsten Primärproduzenten. Benthische Algen akkumulieren so anorganischen Phosphor und Stickstoff und stellen damit wichtige sinks für Nährstoffe dar. Wegen der unterschiedlichen Generationszeiten der verschiedenen Organismen von wenigen Tagen bis zu mehreren Jahren bietet sich die Möglichkeit, sowohl Kurzzeit- als auch Langzeitveränderungen mit Hilfe des Phytobenthos zu beobachten. Benthische Algen werden in der Regel nur durch Hochwasserereignisse in ihrem Vorkommen dezimiert, und viele Taxa sind an den Standorten durchgängig vorhanden. Damit werden das ganze Jahr über Aussagen zu Nährstoffbedingungen sowie zu thermischen Bedingungen, Sauerstoffverhältnissen, Salzgehalt, Versauerung und zur Schadstoffbelastung ermöglicht. Diatomeen verfügen über eine hohe Empfindlichkeit gegenüber verschiedener Zustände der Gewässerbelastung und werden seit Beginn des vergangenen Jahrhunderts als Bioindikatoren herangezogen. Dabei stehen stets der Nachweis und die Quantifizierung spezifischer stofflicher Belastungen und deren Folgen im Mittelpunkt des Interesses. Insbesondere seit den 1970er Jahren wurde eine Vielzahl von Bewertungsverfahren entwickelt, die die Erfassung und Quantifizierung verschiedener Zustände der Gewässerbelastung ermöglichen. So werden Diatomeen zur biologischen Charakterisierung von stehenden und fließenden Gewässern bezüglich der Saprobie und Trophie, der Versauerung sowie der Salinität und damit der wesentlichen stofflichen Qualitätskomponenten herangezogen. Februar 2006 Seite 10

11 3 METHODIK Berichte und Studien zum Thema Phytoplanktonzusammensetzung und Einfluss von Öffnungsmaßnahmen auf planktische Prozesse sind aus den Bereichen Regelsbrunner Altarmsystem, Orther Donau-Auen und aus der Unteren Lobau vorhanden. Dabei wurden abiotische Parameter wie z.b. Lichtgradient im Wasserkörper, Leitfähigkeit, Sauerstoff-, Nährstoffund Schwebstoffgehalt erhoben und das Phytoplankton qualitativ und quantitativ über Zählung und Pigmentanalysen mittels HPLC (Hochleistungs-Flüssigkeits-Chromatographie) untersucht. Für Pigmentanalysen und Messungen der pelagischen Primärproduktion wurden Wasserproben unter der Wasseroberfläche entnommen. Die qualitative Phy-toplanktonanalyse erfolgte mit Netzplanktonzügen. Die chemischen Parameter wurden nach Standardmethoden analysiert (GOLTERMAN et al., 1978; PARSONS et al., 1984). Daten aus der Donau sind durch Einbeziehung langjähriger Monitoringprogramme z.b. des Bundesamtes für Gewässergüte und der Austrian Hydro Power (AHP) vorhanden. Strukturbezogene Daten vom Donauufer sind im Projektgebiet nicht vorhanden. Es wurden deshalb aktuelle Erhebungen im Gelände durchgeführt. Auftraggeber Verfasser Ziel & Methodik Ort der Datenerhebung Diplomarbeit Patricia Riedler Zeitraum der Datenerhebung Das Ziel der vorliegenden Studie war ein Vergleich von 2 Standorten bei Regelsbrunn ein ehemaliger Donauarm und der Donaustrom selbst hinsichtlich Phytoplanktonsukzession, sowie Veränderung der Biomasse und der Primärproduktion im Jahresverlauf. Darüber hinaus sollte der Einfluss abiotischer Faktoren, wie Licht, Temperatur und Wasserstand untersucht werden. Der Untersuchungszeitraum erstreckte sich vom bis zum , mit einer Probenahmefrequenz von etwa ein bis drei Wochen. Insgesamt wurden 28 Untersuchungen durchgeführt Altarmsystem Regelsbrunn Tabelle 2: Diplomarbeit: Vergleichende Untersuchung der Donau bei Haslau und des Regelsbrunner Altarmes hinsichtlich Phytoplanktonsuksession und Primärproduktion Auftraggeber Verfasser Diplomarbeit Irene Drozdowski Ziel & Methodik Ziel der Diplomarbeit war es, die steuernden Faktoren für die Phytoplanktongemeinschaft des dynamischen Altarmes zu ermitteln und die auftretenden Gemeinschaften zu charakterisieren. Dazu wurden im Jahr 2003 der wieder angebundene, dynamische Regelsbrunner Altarm im Bereich der Regelsbrunner Traverse und die Donau bei Haslau von März bis Oktober in zwei- bis dreiwöchigem Abstand beprobt. Da die Hydrologie verglichen über einen Zeitraum von mehreren Jahren sehr unterschiedlich sein kann und 2003 von einer ausgeprägten Isolationsphase dominiert war, wurden für die Analyse zusätzlich detaillierte Daten von 1997, 1998 und 1999 (HEIN et al., 2004; SCHAGERL et al., 2004) herangezogen. Ort der Datenerhebung Zeitraum der Datenerhebung 2003 Regelsbrunner Altarmsystem Tabelle 3: Diplomarbeit: Die Hydrologie Ein bedeutender regulierender Faktor für die Phytoplanktongemeinschaft eines restaurierten, dynamischen Altarmsystems (Regelsbrunn, Nationalpark Donau-Auen) Februar 2006 Seite 11

12 Auftraggeber Verfasser Diplomarbeit Stefan Preiner bzw. Maria Maschek Ziel & Methodik Ziel der Diplomarbeit war es, die steuernden Faktoren für die Phytoplanktongemeinschaft des dynamischen Altarmes zu ermitteln und die auftretenden Gemeinschaften zu charakterisieren. Dazu wurden im Jahr 2003 der wieder angebundene, dynamische Regelsbrunner Altarm im Bereich der Regelsbrunner Traverse und die Donau bei Haslau von März bis Oktober in zwei- bis dreiwöchigem Abstand beprobt. Ziel der zweiten Diplomarbeit war es die Entwicklung nach höheren Wasserführungen in Uferzonenbereichen bei Orth/Donau zu dokumentieren. Effekte auf die Phytoplanktongemeinschaft und chemische Parameter wurden im Sommer 2005 erhoben. Ort der Datenerhebung Zeitraum der Datenerhebung 2003 bzw Regelsbrunner Altarmsystem bzw. Uferzonen der Donau Tabelle 4: Noch nicht veröffentlichte Diplomarbeiten zur Primärproduktion und planktischen Entwicklung im Regelsbrunner Altarm bzw. in Uferzonen der Donau (Nationalpark Donau-Auen) Auftraggeber Verfasser Ziel & Methodik Ort der Datenerhebung via donau Zeitraum der Datenerhebung Thomas Hein, Christian Baranyi und Walter Reckendorfer Um die unmittelbaren Veränderungen von Öffnungsmaßnahmen im Zuge von Gewässervernetzungsmaßnahmen im Regelsbrunner Altarmsystem zu dokumentieren, wurden funktionelle limnologische Parameter untersucht. Die Erhebungen wurden an 7 Probestellen entsprechend den Voruntersuchungen 1991 bis 1996 im Jahre 1999 durchgeführt. Die Standorte Donau bzw. Fischa dienten als Kontrollstandorte. Die Probenahme wurde vor den Maßnahmen in 2 Serien im Herbst 1995 und Früh jahr 1996 durchgeführt und nach den Maßnahmen von 13. April bis 20. Juli Weitere Daten anderer Untersuchungen vor den Maßnahmen wurden in die statistischen Auswertungen miteinbezogen (HEIN et al., 1999). Insgesamt wurden jeweils 14 Termine zu entsprechenden hydrologischen Situationen in Abstimmung mit Untersuchungen zum Phytoplankton (SCHAGERL et al., 2004) organisiert. Regelsbrunner Altarmsystem Tabelle 5: Bericht: Einfluss von Öffnungsmaßnahmen auf die hydrochemische Situation und die planktischen Prozesse in einem dynamischen Ausystem Februar 2006 Seite 12

13 Auftraggeber Verfasser Ziel & Methodik Ort der Datenerhebung Zeitraum der Datenerhebung 1999 und 2001 Nationalpark Donau-Auen GmbH Thomas Hein, Christian Baranyi und Walter Reckendorfer Im Rahmen des ökologischen Monitorings für den Umbau der Wehranlage bei der Gänshaufentraverse (LIFE98NAT/A/005422) wurden relevante geo- und nährstoffchemische Parameter und die Konzentration und Beschaffenheit der Schwebstoffe im Längsverlauf des Hauptgewässerzuges analysiert. Ziel war es die Wirkung rückstauender Hochwässer auf diese Parameter zu beschreiben und so die Konsequenzen der baulichen Maßnahmen abschätzen zu können. Im Zuge der Erhebungen wurden 12 Standorte, die im Einflussbereich der geplanten Maßnahmen liegen, ausgewählt. Des weiteren sind die Probenstandorte so positioniert, dass die räumliche Differenzierung (Schönauer Wasser, Kühwörther Wasser, Mittelwasser, Eberschüttwasser) des Hauptgewässerzuges dargestellt werden konnte. An insgesamt 11 Terminen sind 1999 abhängig von den Donauwasserständen (Referenz Pegel Orth) vom bis zum Proben genommen worden wurden die Probennahmen im Maßnahmenbereich im Zeitraum vom bis an weiteren 13 Terminen durchgeführt. Gänshaufentraverse, Untere Lobau Tabelle 6: Bericht: Ökologische Begleituntersuchung Umbau Gänshaufentraverse, Untere Lobau: Fachbereich Hydrochemie Auftraggeber Verfasser Ziel & Methodik Ort der Datenerhebung Nationalpark Donau-Auen GmbH Thomas Hein, Christian Baranyi und Walter Reckendorfer Die vorliegende Studie umfasst eine Erhebung hydrochemischer und planktischer Parameter im Orther Ausystem vor (1999) und nach (2001) durchgeführten Gewässervernetzungsmaßnahmen (LIFE98NAT/A/005422). Im Zuge der Erhebungen wurden 8 Standorte im Gebiet der Orther Donau-Auen und ein Standort in der Donau beprobt. 6 Standorte sind von den Maßnahmen betroffen, zwei dienten als Referenzstandorte. Die Referenzstandorte wurden untersucht um Veränderungen in den analysierten Parametern, die nicht auf die Maßnahme zurückzuführen sind, erfassen zu können (BACI-Design, Before-After- Controll-Impact). Vor Beginn der Bauarbeiten (1999) wurden 8 Probenahmen durchgeführt, nach den (teilweise) durchgeführten Öffnungsmaßnahmen wurde 3 Probenahmen durchgeführt. Um die generellen Zusammenhänge zwischen Hydrologie (Tage Durchströmung) und den hydrochemischen Schlüsselparametern erfassen zu können, wurden Daten aus anderen Untersuchungsprogrammen (Gewässervernetzung Regelsbrunn: HEIN et al. 1999) in die Analyse miteinbezogen. Orther Donau-Auen Zeitraum der Datenerhebung 1999 und 2001 Tabelle 7: Bericht: Bedeutung der hydrologischen Vernetzung für die hydrochemische Situation der Augewässer im Bereich Orth/Donau Februar 2006 Seite 13

14 Auftraggeber Verfasser Ziel & Methodik Ort der Datenerhebung via donau Michael Schagerl Die Nachuntersuchungen wurden im Zeitraum in wöchentlichen Abständen an den 7 Hauptprobestellen durchgeführt (P1 bis P7). Für statistische Analysen wurden zusätzlich Daten aus den Arbeiten von RIEDLER (1997) und WITTMAN (2001) herangezogen, um eine ausreichende Absicherung der Ergebnisse zu erreichen. Details sind den Jahresberichten zu entnehmen (SCHAGERL & RIEDLER, 1997). Im Freiland wurden Unterwasser-Lichtmessungen im Vertikalprofil durchgeführt und daraus vertikale Attenuationskoeffizienten berechnet. Für Pigmentanalysen und Messungen der pelagischen Primärproduktion wurden Wasserproben 15 cm unter der Wasseroberfläche entnommen und in 10 L Kanistern rasch ins Labor gebracht. Die qualitative Phytoplanktonanalyse erfolgte mit Netzplanktonzügen (Maschenweite 37 µm). Regelsbrunn Zeitraum der Datenerhebung Tabelle 8: Gewässervernetzung Regelsbrunn: Phytoplankton Nachuntersuchung Auftraggeber Verfasser Ziel & Methodik Ort der Datenerhebung via donau Michael Schagerl Die Voruntersuchungen wurden zwischen und in wöchentlichen Abständen an 7 Hauptprobestellen durchgeführt. Im Freiland wurden Unterwasser-Lichtmessungen im Vertikalprofil durchgeführt und daraus vertikale Attenuationskoeffizienten berechnet. Für Pigmentanalysen und Messungen der pelagischen Primärproduktion wurden Wasserproben 15 cm unter der Wasseroberfläche entnommen und in 10 L Kanistern rasch ins Labor gebracht. Die qualitative Phytoplanktonanalyse erfolgte mit Netzplanktonzügen (Maschenweite 37 µm). Regelsbrunn Zeitraum der Datenerhebung Tabelle 9: Gewässervernetzung Regelsbrunn: Phytoplankton Voruntersuchung Auftraggeber Verfasser Methodik Ort der Datenerhebung Bundesamt für Gewässergüte W. Rodinger, Renner Digitale Datensätze, mehr als Messungen des Chlorophyll a-gehaltes bzw. der in-situ Fluoreszenz Donau Zeitraum der Datenerhebung Tabelle 10: Laufende Chlorophyll-a Messungen im Hauptstrom bei Wolfsthal Februar 2006 Seite 14

15 Auftraggeber Verfasser Rudolf Maier und Wolfgang Waitzbauer Methodik Am rechten Ufer des Donaustromes wurden 1994 zwischen Stromkilometer 1943,2 und 1938,9 Untersuchungen zur Zusammensetzung des Mikrophytobenthos und Donauplanktons durchgeführt. Zusätzlich zur taxonomischen Bearbeitung mit Abundanzschätzungen wurde versucht mit Hilfe von klassenspezifischen Pigmentmarken die prozentuellen Anteile wichtiger Algenklassen zu ermitteln. Für die quantitative epilithische Probennahme fand ein modifizierter Probensammler nach DOUGLAS (1958) Verwendung; qualitative Planktonproben wurden mittels Planktonnetz (37 µm Maschenweite) gezogen. Für die Kieseltaxonomie wurden Glühpräparate angefertigt. Frischmaterial und Dauerpräparate wurden im Labor analysiert. Ort der Datenerhebung Zeitraum der Datenerhebung 1994 Donaustrom bei Klosterneuburg Tabelle 11: Aufwuchsalgen im Donaustrom bei Klosterneuburg Februar 2006 Seite 15

16 4 IST-SITUATION 4.1 PHYTOPLANKTON ARTENLISTE UND ZUSAMMENSETZUNG DER ALGENGEMEINSCHAFT Das Phytoplankton des Untersuchungsgebietes ist sehr artenreich. Im Rahmen einer Studie von RIEDLER (1997) konnten in der Donau 224 Taxa und im Altarm bei Regelsbrunn 216 Taxa nachgewiesen werden. Tabelle 12 stellt eine Gesamtartenliste der Studie von SCHAGERL (2000) dar. Im Donaustrom dominieren mit zentrischen Kieselalgen r-strategen mit hohen Wachstumsraten (HOLAREK et al., 1996). Laut der Untersuchung von RIEDLER (1997) war sowohl im Altarmsystem Regelsbrunn als auch in der Donau die Klasse der Bacillariophyceae qualitativ und quantitativ am häufigsten vertreten. Auch in der Untersuchung von DROZDOWSKI (2005) stellten sie den Hauptanteil der Phytoplanktongemeinschaft im Altarmsystem Regelsbrunn dar. Mit 150 Arten waren Bacillariophyceae auch bei SCHAGERL (2000) am stärksten vertreten. Diese Beobachtungen bestätigt die bereits von mehreren Autoren beschriebene Dominanz zentrischer Diatomeen in großen, temperaten Flüssen. Denn Kieselalgen, die dominante Algenklasse in den Flüssen der gemäßigten Breiten (DESCY, 1993; SCHAGERL et al., 2004) gut an die dynamischen Bedingungen angepasst. Die Zunahme der Grünalgen im Frühling und Sommer steht in Zusammenhang mit einem niedrigen Wasserstand, höherer Temperatur und guten Lichtverhältnissen. Während laut RIEDLER (1997) im Haupstrom Chlorophyceae v.a. während der Sommermonate an Bedeutung gewannen, waren es im Regelsbrunner Arm Cryptophyta, die besonders nach Hochwasserereignissen beachtliche Populationen aufbauen konnten (RIEDLER, 1997). In der Untersuchung von DROZDOWSKI (2005) zeigten die Grünalgen im Altarmsystem Regelsbrunn nur in Isolationsphasen höhere Abundanzen. Cryptophyceae, die besser mit einem geringen Nährstoffangebot zurechtkommen, waren zwar immer in geringen Mengen zu finden, erreichten Werte höherer Biomasse aber nur während Isolationsperioden im September. Februar 2006 Seite 16

17 BACILLARIOPHYCEAE Achnanthes conspicua A. Mayer Achnanthes lanceolata (Breb.) Grun. In Cleve & Grun. Achnanthes minutissima Kütz. Achnanthes ploenensis Hustedt Actinocyclus normanii (Gregory ex Greville) Hustedt Amphipleura pellucida (Kütz.) Kütz. Amphora aequalis Kramer Amphora libyca Ehr. Amphora ovalis (Kütz.) Kütz. Amphora pediculus (Kütz.) Grun. Anomoeoneis sphaerophora (Ehr.) Pfitzer Asterionella formosa Hassall Aulacoseira granulata (Ehr.) Simonsen Aulacoseira islandica (O. Müller) Simonsen Aulacoseira subarctica (O. Müller) Haworth Caloneis amphisbaena (Bory) Cleve Caloneis bacillum (Grun.) Cleve Caloneis schumanniana (Grun.) Cleve Caloneis silicula (Grun.) Cleve Cocconeis pediculus Ehr. Cocconeis placentula Ehr. Cyclostephanos dubius (Fricke) Round Cyclotella comensis Grun. in van Heurck Cyclotella comta (Grun.) Lemmermann Cyclotella kuetzingiana Grun. in Schneider Cyclotella meneghiniana Kütz. Cyclotella ocellata Pantocsek Cyclotella stelligera Cleve & Grun. (in van Heurck) Cymatopleura elliptica (Breb.) W. Smith Cymatopleura solea (Breb.) W. Smith Cymbella affinis Kütz. Cymbella amphicephala Naegeli in Kütz. Cymbella caespitosa (Kütz.) Brun Cymbella cistula (Ehr.) Kirchner Cymbella cuspidata Kütz. Cymbella cymbiformis Agardh Cymbella helvetica Kütz. Cymbella lanceolata (Ehr.) Kütz. Cymbella microcephala Grun. in van Heurck Cymbella minuta Hilse ex Rabenh. Cymbella naviculiformis (Auerswald) Cleve Cymbella prostrata (Berkeley) Cleve Cymbella silesiaca Bleisch in Rabenh. Cymbella sinuata Gregory Cymbella tumida (Breb.) van Heurck Cymbella tumidula Grun. in A. Schmidt et al. Diatoma mesodon (Ehr.) Kütz. Diatoma moniliformis Kütz. Diatoma tenuis Agardh Diatoma vulgaris Bory Diploneis elliptica (Kütz.) Cleve Diploneis oblongella (Naegeli) Cleve-Euler Diploneis oculata (Breb.) Cleve Epithemia adnata (Kütz.) Breb. Eunotia bilunaris (Ehr.) Mills Eunotia incisa Gregory Fragilaria arcus (Ehr.) Cleve Fragilaria capucina Desmazieres Fragilaria crotonensis Kitton Fragilaria leptostauron (Ehr.) Hustedt Fragilaria parasitica var. parasitica (W. Smith) Grun. in van Heurck Fragilaria parasitica var. subconstricta Grun. in van Heurck Fragilaria pinnata Ehr. Fragilaria ulna (Nitzsch) Lange-Bertalot Frustulia vulgaris (Thwaites) de Toni Gomphonema acuminatum Ehr. Gomphonema angustatum (Kütz.) Rabenh. Gomphonema angustum Agardh Gomphonema clavatum Ehr. Gomphonema olivaceum (Hornemann) Breb. Gomphonema parvulum (Kütz.) Kütz. Gomphonema truncatum Ehr. Gyrosigma acuminatum (Kütz.) Rabenh. Gyrosigma attenuatum (Kütz.) Rabenh. Hantzschia amphioxys (Ehr.) Grun. in Cleve & Grun. Melosira varians Agardh Meridion circulare (Greville) C. A. Agardh Navicula bacillum Ehr. Navicula capitata Ehr. Navicula capitatoradiata Germain Navicula costulata Grun. in Cleve & Grun. Navicula cuspitata (Kütz.) Kütz. Navicula decussis Ostrup Navicula elginensis (Gregory) Ralfs in Pritschard Navicula globulifera Hustedt Navicula goeppertiana (Bleisch) H. L. Smith Navicula gregaria Donkin Navicula lanceolata (Agardh) Ehr. Navicula menisculus Schumann Navicula mutica var. ventricosa (Kütz.) Cleve & Grun. Navicula oblonga (Kütz.) Kütz. Februar 2006 Seite 17

18 Navicula placentula (Ehr.) Kütz. Navicula cf. protracta (Grun.) Cleve Navicula pseudanglica Lange-Bertalot Navicula pupula Kütz. Navicula pygmaea Kütz. Navicula radiosa Kütz. Navicula reinhardtii (Grun.) Grun. in Cleve & Grun. & Möller Navicula rhynchocephala Kütz. Navicula slesvicensis Grun. in van Heurck Navicula splendicula van Landingham Navicula subhamulata Grun. in van Heurck Navicula tripunctata (O. F. Müller) Bory Navicula trivialis Lange-Bertalot Navicula tuscula Ehr. Navicula viridula (Kütz.) Ehr. Neidium ampliatum Hustedt Neidium binodis (Ehr.) Hustedt Neidium dubium (Ehr.) Cleve Nitzschia acicularis (Kütz.) W. Smith Nitzschia cf. amphibia Grun. Nitzschia angustata (W. Smith) Grun. in Cleve & Grun. Nitzschia cf. angustatula Lange-Bertalot Nitzschia constricta (Kütz.) Ralfs in Pritschard Nitzschia dissipata (Kütz.) Grun. Nitzschia dubia W. Smith Nitzschia fonticola Grun. in Cleve & Möller Nitzschia fruticosa Hustedt Nitzschia levidensis (W. Smith) Grun. in van Heurck Nitzschia linearis (Agardh) W. Smith Nitzschia pura Hustedt Nitzschia sigmoidea (Nitzsch) W. Smith Nitzschia cf. sinuata (Thwaites? in W. Smith) Grun. in Cleve & Grun. Nitzschia sociabilis Hustedt Nitzschia sublinearis Hustedt Nitzschia cf. tubicola Grun. in Cleve & Grun. Pinnularia borealis Ehr. Pinnularia globiceps Gregory Pinnularia microstauron (Ehr.) Cleve Pinnularia viridis (Nitzsch) Ehr. Rhoicospenia abbreviata (C. Agardh) Lange-Bertalot Rhopalodia gibba (Ehr.) O. Müller Skeletonema potamos (Weber) Hasle in Hasle & Evensen Stauroneis anceps Ehr. Stauroneis phoenicenteron (Nitzsch) Ehr. Stauroneis smithii Grun. Stephanodiscus hantzschii var. tenuis Grun. (in Cleve & Grun.) Stephanodiscus minutulus (Kütz.) Cleve & Möller Stephanodiscus neoastraea Hakansson & Hickel Surirella angusta Kütz. Surirella bifrons Ehr. Surirella biseriata Breb. in Breb. & Godey Surirella linearis W. Smith Surirella minuta Breb. in Kütz. Surirella tenera Gregory Tabellaria fenestrata (Roth) Kütz. CRYPTOPHYTA Cryptomonas cf. erosa Ehr. Cryptomonas rostratiformis Skuja Cryptomonas sp. Ehr. Rhodomonas sp. Karsten DINOPHYTA Ceratium hirundinella (O. F. Müller) Dujardin Gymnodinium sp. Stein Peridiniopsis penardii (Lemmermann) Bourrelly Peridinium sp. Ehr. EUGLENOPHYTA Euglena oblonga Schmitz Euglena spirogyra Ehrb. Euglena tripteris (Duj.) Klebs Euglena sp. Ehr. Phacus helicoides Pochm. Phacus pleuronectes (O. F. M.) Dujardin Phacus tortus (Lemm.) Sku. Phacus sp. Dujardin CHLOROPHYTA Actinastrum aciculare Playf. Actinastrum gracillimum G. M. Smith Actinastrum hantzschii Lagerh. Ankistrodesmus gracilis (Reinsch) Kors. Ankistrodesmus sp. Corda Basichlamys sacculifera (Scherffel) Skuja Chlamydomonas sp. Ehr. Closteriopsis cf. longissima (Lemm.) Lemm. Closterim cf. aciculare T. West Closterium monoliferum (Bory) Ehr. ex Ralfs Closterium sp. Nitzsch ex Ralfs Coelastrum astroideum De-Not. Coelastrum microporum Näg. in A. Br. Coelastrum reticulatum (Dang.) Senn Cosmarium sp. Corda Crucigenia cf. fenestrata (Schmidle) Schmidle Februar 2006 Seite 18

19 Crucigenia tetrapedia (Kirchn.) W. & G. S. West Crucigenia sp. Morren Crucigeniella cf. apiculata (Lemm.) Kom. Crucigeniella crucifera (Wolle) Kom. Crucigeniella cf. pulchra (W. & G. S. West) Kom. Crucigeniella rectangularis (Näg.) Kom. Dictyosphaerium ehrenbergianum Näg. Dictyosphaerium pulchellum Wood Dictyosphaerium tetrachotomum Printz Didymogenes cf. anomala (G. M. Smith) Hind. Didymogenes cf. palatina Schmidle Eudorina elegans Ehr. Eudorina illinoisensis (Kofoid) Pascher Eutetramorus sp. Walton cf. Golenkinia radiata Chod. Gonium pectorale O. F. Müller Gonium sociale (Dujardin) Warming Hyalotheka dissiliens (Smith) Breb. in Ralfs Kirchneriella contorta (Schmidle) Bohl. Kirchneriella dianae (Bohl.) Comas Kirchneriella irregularis (G. M. Smith) Kors. Kirchneriella obesa (W. West) Schmidle Lagerheimia marssonii Lemm. Micractinium cf. bornhemiense (Conr.) Kors. Micractinium pusillum Fres. Monoraphidium cf. arcuatum (Kors.) Hind. Monoraphidium circinale (Nyg.) Nyg. Monoraphidium cf. tortile (W. & G. S. West) Kom.-Legn. Nephrocytium limneticum (G. M. Smith) G. M. Smith Oedogonium sp. Link Oocystis cf. lacustris Chod. Oocystis sp. A. Braun Ophiocytium capitatum Wolle Pandorina morum (O. F. Müller) Bory Pediastrum biradiatum Meyen Pediastrum boryanum (Turp.) Menegh. Pediastrum duplex Meyen Pediastrum simplex Meyen Pediastrum tetras (Ehrenb.) Ralfs Planktosphaeria gelatinosa G. M. Smith Scenedesmus acuminatus (Lagerh.) Chod. Scenedesmus acutus Meyen Scenedesmus dimorphus (TURP.) Kütz. Scenedesmus cf. intermedius Chod. Scenedesmus linearis Kom. Scenedesmus longispina Chod. Scenedesmus cf. magnus Meyen Scenedesmus obtusus Meyen Scenedesmus opoliensis P. Richt. Scenedesmus cf. protuberans Fritsch Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. sensu Chod. Schroederia cf. nitzschoides G. S. West) Kors. Schroederia cf. robusta Kors. Sphaerocystis planctonica (Kors.) Bourr. Sphaerocystis schroeteri Chod. Spirogyra sp. Link Staurastrum cf. paradoxum Meyen Staurastum sp. Meyen Tetrachlorella alternans (G. M. Smith) Kors. Tetraedron caudatum (Corda) Hansg. Ulothrix cf. zonata Kütz. Ulothrix sp. Kütz. Tabelle 12: Artenliste der Algen, die im Untersuchungsgebiet Regelsbrunner Au beobachtet wurden Februar 2006 Seite 19

20 Blaualgen, die vor allem Konkurrenzvorteile bei Stickstoffmangel zeigen, gewannen im Regelbrunner Altarmsystem nur während einer Isolationsphase 1997 an Bedeutung (DROZDOWSKI, 2005). Da ihre metabolische Flexibilität sehr gering ist, können sie sich nicht an häufig und stark schwankende Umweltbedingungen anpassen. Blaualgen leben vorwiedend in stehendem oder nur leicht bewegtem, eutrophen Süßwasser Wasser. Cyanobakterien, im speziellen die fadenbildende Oscillatoria limosa, konnten auch im Rahmen der Untersuchung von RIEDLER (1997) nur im untersuchten Augewässer bei Regelsbrunn nicht jedoch in der Donau mit ziemlich hohen Abundanzen nachgewiesen werden. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit der Donau verhindert das quantitative Aufkommen dieser Algenklasse. 100 Algenklassen [%] Chl-a [µg l -1 ] Dinophyceae Cyanoprokaryota Chlorophyceae Cryptophyceae Bacillariophyceae 0 JFMAMJ JASONDJFMAM J J A SOND J FM AMJ JASOND JFMAMJ J A SOND Abbildung 2: Zeitliche Entwicklung der Zusammensetzung der Algenklasen (gemessen mittels HPLC) und der Chlorophyll a Konzentrationen im Regelsbrunner Altarmsystem (aus DROZDOWSKI, 2005) Im Folgenden sollen die Ergebnisse zur Artenzusammensetzung der Untersuchung von SCHAGERL et. al. (2004) kurz dargestellt werden: Donaustrom: Im Rahmen der mikroskopischen Analysen der Artenzusammensetzung (SCHAGERL et. al., 2004) im Regelsbrunner Augebiet wurden im Donaustrom als wichtigste Gruppe die Kieselalgen festgestellt. Typische planktische Formen wie Asterionella formosa, Stephanodiscus hantzschii oder Cyclotella meneghiniana waren stets in großen Abundanzen anzutreffen. Bei höheren Wasserständen wurden auch kettenbildende Arten wie Aulacoseira granulata, Aulacoseira islandica und Aulacoseira italica häufig verzeichnet. Grünalgen spielten sowohl im Frühling 1996 als auch 1999 eine quantitativ bedeutende Rolle, neben verschiedenen Vertretern kokkaler Grünalgen (Actinastrum, Coelastrum, Dictyosphaerium, Pediastrum, Scenedesmus) traten auch zart gebaute Flagellaten wie Pandorina morum, Gonium spp., oder Basychlamys sacculifera auf. Mit ansteigendem Pegel wurde generell eine Verminderung der Algenmengen verzeichnet (Ausdünnungseffekt). Der Donaustrom ist im Wesentlichen von kokkalen Algen dominiert, Flagellaten sowie fädige Formen treten in den Hintergrund. Haslauer und Regelsbrunner Seitenarm: Neben den donautypischen Vertretern der Kieselalgen traten an diesem Standort verstärkt koloniebildende Arten wie Asterionella formosa, Diatoma tenius oder Tabellaria flocculosa auf. Goldalgen erreichten im Bereich Haslau die höchsten Abundanzen (Dinobryon spp., Mallomonas sp. und Synura petersenii). Während der Februar 2006 Seite 20

21 Frühsommerperiode kam es sowohl bei den Goldalgen als auch bei den koloniebildenden Grünalgen (Pandorina morum und Eudorina elegans) zu Blütenbildungen. Zusätzlich ergänzten Gattungen der kokkalen Chlorophyceae (Actinastrum, Pediastrum und Scenedesmus) das mikroskopische Bild. Bei der Nachuntersuchung konnte innerhalb der Kieselalgen eine wechselnde Abfolge dominanter Arten beobachtet werden. Unmittelbar nach Abklingen des Hochwassers wurden Skeletonema potamos und Stephanodiscus hantzschii häufiger, eine Woche später dominierten Nitzschia acicularis und N. fruticosa, während bereits kurze Zeit später wiederum Asterionella formosa und Stephanodiscus hantzschii stärker auftraten. Die Artenzusammensetzung weist diesen Standort als strömungsberuhigt aus. Die Baumaßnahmen der Gewässervernetzung Regelsbrunn bewirkten in diesem Bereich eine deutliche Steigerung der Algenmengen. Während bei der Voruntersuchung an diesem Standort gegenüber der Donau signifikant höhere Flagellatendichten verzeichnet wurden, bewirkten die baulichen Änderungen eine Angleichung in den Lebensformen. Flußabwärts im Hauptarm wurde ein ähnliches Bild gefunden. Folgende Aspekte waren hier auffallend: Obwohl sich das Wasseralter durch die getroffenen Maßnahmen deutlich verringerte (RECKENDORFER et al. 2004; HEIN et al., 2004), konnten sich Dinoflagellaten als eher langsamwüchsige K-Strategen in großen Abundanzen etablieren (Peridinium penardii) INDIKATORARTEN Im Rahmen der Untersuchung von DROZDOWSKI (2005) wurden mit Hilfe einer Clusteranalyse die Probentermine der Jahre 1997 bis 2003 unter Verwendung der relativen Häufigkeiten der Algen nach den Unterschieden innerhalb der Phytoplanktongemeinschaften gruppiert. Für die Gruppen wurden über eine Indikatorarten-Analyse charakteristische Arten bestimmt und ihr Verhältnis zu verschiedenen Umweltfaktoren mit einer Detrended Canonical Correspondence Analysis ermittelt. Im Folgenden werden die wesentlichsten Ergebnisse kurz dargestellt: Die Analyse zeigte deutlich die hohe Bedeutung der Hydrologie für die Phytoplanktonzönose. Bei niedrigem Wasseralter werden 88 % der Indikatorarten von Kieselalgen vertreten, von denen die wichtigsten (Nitzschia dissipata, N. fonticola, N. linearis, N. recta and N. sublinearis) benthische Formen sind, die durch die starken Turbulenzen aufgewirbelt werden. Wie schon erwähnt, handelt es sich um r-strategen, die mit hohen Metabolismusraten und kurzen Generationszeiten die guten Nährstoffbedingungen mit maximalem Wachstum nützen können. Bei sehr hohem Wasseralter sind 40 % der fast ausnahmslos planktischen Indikatorarten Grünalgen wie etwa Oocystis marsonii. Viele Arten sind langsam wachsende K-Strategen, die knappe Ressourcen gut nützen und auch Nährstoffe speichern können und nur unter stabilen Bedingungen überleben können. Der hohe Anteil an Arten, die durch Bildung von Kolonien, langen Anhängen oder Gallerthüllen vor Beweidung durch Zooplankton geschützt sind, könnte zeigen, dass bei niedrigerem Wasseralter eine Selektion durch Fraßdruck stattgefunden hat. Bei hohem Wasseralter findet man ebenso euplanktische Grünalgen (Staurastrum paradoxum, Pediastrum duplex) und Euglenen (Euglena acus, Euglena oxyuris, Euglena tripteris). Sie scheinen gut an Isolationsphasen angepasst zu sein und sehr gute Lichtbedingungen und Zeiträume ohne Störung zu brauchen. Diese Arten gehen aber offensichtlich mit weiter zunehmendem Wasseralter durch Nährstofflimitation oder Beweidung durch Zooplankton verloren. Bei mittlerem Wasseralter wurden drei Gruppen gefunden, deren Auftrennung hauptsächlich durch den Einfluss der Saisonalität zu erklären ist. Die Zönosen, die zu einem großen Teil aus für Flüsse der gemäßigten Zonen typische planktischen Arten darunter Cyclotella radiosa, Stephanodiscus minutulus, Stephanodiscus medius und Asterionella formosa bestehen, vertragen Februar 2006 Seite 21

22 keine großen Turbulenzen verbunden mit schlechten Lichtbedingungen. Sie dürften auf niedrigeres Wasseralter verbunden mit guter Nährstoffversorgung und Auftreten von Störungen, die ein Wachstum von Zooplankton verhindern (KECKEIS et al., 2003), angewiesen sein. Zusammenfassend kann man sagen, dass die Hydrologie einen sehr dominanten regulierenden Faktor für die Phytoplanktongemeinschaft darstellt. Bei niedrigem Wasseralter treten alle anderen Faktoren in den Hintergrund. Nur wenn es durch die hydrologischen Bedingungen zu einem höheren Wasseralter kommt, ist auch der Einfluss anderer Faktoren wie etwa Saisonalität, Beweidung durch Zooplankton oder interspezifische Konkurrenz innerhalb der Phytoplanktongemeinschaft von Bedeutung BIOMASSE UND PRODUKTION DES PHYTOPLANKTONS Donaustrom und Uferbereiche: Die Produktion und Verteilung von planktischen Algen wird vor allem durch Temperatur, Licht und Nährstoffangebot gesteuert. Daraus ergeben sich eine potentielle Bedeutung der Saisonalität (steuert die Temperatur) und der Hydrologie, welche die Nährstoffkonzentration und den Schwebstoffgehalt steuert. Der Schwebstoffgehalt beeinflusst die Tiefe der belichteten Schicht (euphotische Zone), also die Dicke der Wasserschicht in welcher Algen wachsen können. Des Weiteren können auch Austauschprozesse zwischen Strom und Ufer eine Rolle spielen. Auswertungen der in-situ Fluoreszenzmessungen beim Standort Wolfsthal ergeben für die Jahre 2002 bis 2004 folgendes Bild (Abb. 3). Der saisonale Verlauf ist durch frühjährliche Spitzen gekennzeichnet, sowie höhere Konzentrationen bei mittleren Wasserführungen. Bei Hochwasser und anhaltenden Niederwasserperioden (Sommer 2003) sind geringere Konzentrationen (unter 10 µg l -1 Chla in-vitro Fluoreszenz) gemessen worden. Das Tagesmittel für diesen Zeitraum beträgt 11 +/- 8 µg l -1 Chla in-vitro Fluoreszenz) und für die tägliche Fracht 1842+/ kg Chla d -1. Die höchsten Werte konnten bei mittleren Wasserständen registriert werden (Abb. 3, 4). Februar 2006 Seite 22

23 800 Pegel Donau bei Orth (cm) Jan Jul Jan Jul Jan Jul Jan 50 Chlorophyll a Konzentration (µg l -1 ) Jan Jul Jan Jul Jan Jul Jan Jahre Abbildung 3: Pegel Orth, Referenzlinien Mittelwasser, HSW. Daten Fluoreszenzmessung Chlorophyll a Donau bei Wolfsthal Februar 2006 Seite 23

24 50 Chlorophyll a Konzentration (µg l -1 ) Pegel Donau bei Orth (cm) Abbildung 4: Zusammenhang mittlerer Pegel einer Woche (running mean) und Chlorophyll a Gehalt (in-situ Fluoreszenzmessung). Pegel logarithmisch skaliert. Trendlinie schematisch eingezeichnet Februar 2006 Seite 24

25 Fläche Seichtwasserbereiche Donau (ha) mittlere Fracht Chla (kg d -1 ) 0 <RNW RNW+1/3RNW+2/3 MW MW+1/3 MW+2/3 HSW 0 25 Chlorophyll a Konzentration (µg l -1 ) <RNW RNW+1/3RNW+2/3 MW MW+1/3 MW+2/3 HSW Wasserstandsklassen Abbildung 5: Obere Grafik: Verteilung der Uferzonen bei 6 Wasserstandsklassen, sowie die mittlere Fracht Chla (Daten Wolfsthal), untere Grafik: mittlere (+/- Standardabweichung) Chla Konzentration bei den 6 Wasserstandsklassen Aus den Erfahrungen in anderen großen Flüssen ergab sich dann die Frage inwieweit flache strömungsberuhigte Zonen im Uferbereich die Phytoplanktonkonzentrationen und Frachten beeinflussen. Hinsichtlich der Verfügbarkeit von Flachwasserzonen ergab sich allerdings kein Zusammenhang mit Biomassen und Frachten an Phytoplankton im Hauptstrom (Abb. 5). Betrachtet man allerdings die Konzentrationen am Ufer, so zeigt sich deutlich der Einfluss der Ufermorphologie auf die Phytoplanktonproduktion. Die Umweltbedingungen in Uferzonen sind entscheidend für deren Bedeutung als Initialbereiche der planktischen Produktion. So kommt es durch verringerte Strömungsgeschwindigkeiten zur Sedimentation von suspendierten Feinstoffen, daher ist dort das Lichtklima tendenziell besser wie im Hauptstrom (Tab. 13). Dies und die höheren Temperaturen führen zu gesteigerter Primärproduktion von benthischen und planktischen Algen (Tab. 13). Februar 2006 Seite 25

26 Parameter Donau Isoliertes Buhnenfeld Anorganische Schwebstoffe (mg/l) 15,2 12,2 Organische Schwebstoffe (mg/l) 1,5 3,2 Attenuationskoeffizient > 1,9 < 1,2 1 % Lichtgrenze (m) < 2 > 4 Chlorophyll a (µg/l) 3,6 24,6 Tabelle 13: Vergleich Donau Isoliertes Buhnenfeld (Ergebnisse des Projektpraktikums Ökologie von Flussauen 2004 ) Vergleiche der mittleren Konzentrationen an Chlorophyll a im Hauptstrom und Seitenbereichen ergaben rund 25 % höhere Werte in den Randzonen (gemittelte Werte über mehr als 5 Jahre, HEIN et al., 2005). In einer im Jahre 2005 begonnen Diplomarbeit wurden in 3 Uferzonen im Bereich Orth/Donau die Entwicklung der Phytoplanktongemeinschaft nach höheren Wasserständen in einem naturnahen Uferbereich zwischen Ufer des Stromes und Paradeisinsel, sowie in einem unter Mittelwasser abgeschlossenen Leitwerk und einem Buhnenfeld (beide bei Strom-km 1901) untersucht. Erste Ergebnisse deuten auf die Bedeutung dieser Bereiche für erhöhte Biomasseentwicklungen nach Hochwässern hin (Abb. 6). Während sich im offenen Buhnenfeld ähnliche Konzentrationen wie im Hauptstrom einstellen, wurde in der naturnahen Uferzone sowie dem abgeschlossenen Leitwerk bis zu 4-fache Konzentrationen gemessen. Damit konnte in einem ersten Vergleich die Bedeutung und auch die Unterschiede verschiedener künstlicher und naturnaher Uferzonenstrukturen veranschaulicht werden. Weitere Messungen mittels in-situ Fluoreszenz im Sommer 2005 (2. bis ) während niederer Wasserführung (Pegel Wildungsmauer zwischen 250 und 270 cm) zeigen im Vergleich unterschiedlicher Uferstrukturen im Bereich Stromkilometer 1901 bis 1900 das Potential der Phytoplanktonentwicklung räumlich aufgelöst. Erhöhte Konzentrationen treten im Uferbereich von deutlich strömungsberuhigten Zonen auf und erreichen max. 4-fache Konzentrationen der Werte in der Schifffahrtsrinne (siehe Karte im Anhang). Auch in durchströmten Bereichen werden tendenziell höhere Konzentrationen festgestellt. Februar 2006 Seite 26

27 800 Wasserstand (cm) Uferzone Insel abgeschlossenes Leitwerk Buhnenfeld offen Schifffahrtsrinne 20 Pegel Donau Wildungsmauer (cm) Chl a in-situ Fluoreszenz (µg l -1 ) Jahr Abbildung 6: Wasserstand Donau und Verlauf der Chl a Konzentrationen in 3 Uferzonentypen und dem Hauptstrom (Daten von M. Maschek, unveröffentlicht). Strichlierte Linie: MW 96 Im Zuge der Erhebungen für das gegenständliche Vorhaben wurde am bei Niederwasser (Pegel Wildungsmauer 212 cm) die Phytoplanktonentwicklung über eine Strecke von 29 km (zwischen Strkm 1916 und 1887) alle 300 bis 500 m im nördlichen Uferbereich und der Schifffahrtsrinne mittels in-situ Fluoreszenzmessungen der photosynthetisch-aktiven Pigmente (Chlorophyll-a) erhoben und grafisch dargestellt (Einlage 7.3.2). In der Schifffahrtsrinne wurden im Längsverlauf ähnlich geringe Werte über die gesamte untersuchte Strecke gemessen. Die Uferzonenbereiche, die bei diesem Wasserstand durch geringe Winkel und daher flache Ufer charakterisiert waren, zeigten die höchsten Konzentrationen. Besonders von Bedeutung sind rechtsufrig die Bereiche Stromkilometer 1889, 1901 und 1905/06, wo über mehrere Messungen deutliche höhere Konzentrationen festgestellt wurden. Leitwerkartige Strukturen in diesen Bereichen waren bei dieser Befahrung durch die höchsten Chlorophyll-a Konzentrationen charakterisiert. Betrachtet man Buhnenfelder und natürliche Uferzonen nicht isoliert, sondern in ihrem Kontext (den hydrologischen Austauschbedingungen) zum Hauptstrom, so beeinflussen Buhnen einen Uferzonenabschnitt durch gesteigerte Retentionswirkung meist über einen sehr engen Wasserstandsbereich. Komplett abgeschlossene Buhnenfelder ohne Verbindung zum Hauptstrom zeigen zwar eine hohe Produktion, leisten aber limitiert durch den oberflächigen Wasseraustausch einen geringeren Beitrag zum Gesamtstoffwechsel des Flusses. Natürliche Ufer sind in das Abflussgeschehen wechselnd, aber über einen breiten Wasserstandbereich integriert und so findet ein variabler Austausch des Wassers zwischen Ufer und Hauptstrom über lange Zeiträume statt. Hinterland, Seitenarme: Im Rahmen der Untersuchung von DROZDOWSKI (2005) im Regelsbrunner Ausystem zeigten die Verläufe der Biomasse angegeben als Chlorophyll-a- Februar 2006 Seite 27