Fließgewässerbiologie

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1 Fließgewässerbiologie Wilfried Schönborn Mit 169 Abbildungen, 4 Tafeln und 23 Tabellen 5 S Gustav Fischer Verlag Jena Stuttgart 1992

2 Inhaltsverzeichnis Einleitung Fließgewässer Standgewässer: Vergleich und Konzeption Physiographie der Fließgewässer Die Entstehung der Fließgewässer Die Tätigkeit des fließenden Wassers Erosion und Transport Akkumulation Talbildungen Morphologie der Fließgewässer Der Wasserhaushalt der Fließgewässer Physikalische Faktoren Temperatur, Eisbildung Strömung Licht Chemische Inhaltsstoffe Geologie der Einzugsgebiete und Transport chemischer Stoffe Übersicht biologisch bedeutender chemischer Elemente und Verbindungen in : Fließgewässern Die Rolle von Sediment und Freiwasser im Chemismus der Fließgewässer Radionuklide Grundlagen der Fließgewässerbiologie Die biozönotische Längsgliederung der Fließgewässer Die Fischregionen Zuordnungen und Abgrenzungen Die Höhenzonierung Wichtige benthische Organismengruppen und ihre horizontale Verteilung Besiedlungsmuster von Flußquerprofilen Das Potamoplankton Allgemeines Phytoplankton 85

3 6 Inhaltsverzeichnis Zooplankton Allochthones Plankton Das hyporheische Interstitial (Hyporheal) Autökologische Ursachen der Herausbildung der Fließgewässerzönosen Habitatstruktur und Nischen Die Bedeutung der Habitate für das Ökosystem der Fließgewässer Sedimente Steine Makrophyten Blätter, Äste, Holzstücke der Ufervegetation Detritus Besondere Habitate Tiefenrelief und Fließgeschwindigkeits-Mosaik als Habitatstrukturen Grad der Stabilität der Habitate Künstliche Habitate Raum- und Nahrungsnischen Physikalische und chemische Faktoren Die Kombination der Faktoren als Wirkungsgröße Temperatur Strömung Durchfluß Licht Chemismus: Allgemeines, Wasserstoffionen-Konzentration (ph-wert), Kationen und Anionen, Sauerstoff Zeitliche Strukturen Jahreszeitliche Muster Tageszeitliche Muster Über Ursachen der zeitlichen Strukturen Konkurrenz als Ursache räumlicher und zeitlicher Differenzen im Vorkommen der Arten Besiedlungsdynamik Entwicklungszyklen und populationsökologische Grundlagen ausgewählter Tiergruppen der Fließgewässer-Ökosysteme Morphologische Anpassungen an die Strömung Verhalten der Fließgewässerbewohner Taxien Bewegungsaktivitäten Territorien Räuber-Beute-Strategien Netzbau.. ' Köcherbau Die tierischen Ernährungstypen und ihre Verteilung Die Ernährungstypen Verteilung der Ernährungstypen 176

4 Inhaltsverzeichnis Seeausflüsse Andere Ernährungsweisen Die organismische Drift Die Zusammensetzung der Drift Die zeitlichen Strukturen der Drift Driftverhalten Ursachen der Drift Kompensationen der Drift Die Aufwärtsbewegung Kompensationsflug Andere Kompensationsmechanismen Funktionen der organismischen Drift Parabiosen und Parasitismus Biogeographische Aspekte der Fließgewässerbiologie Die geographische Verteilung der Fließgewässerregionen Biogeographische Aspekte der Fließgewässer der Holarktis unter besonderer Berücksichtigung von Europa Biogeographische Aspekte der Tropen und der gemäßigten Breiten der Südhemisphäre Tropische Fließgewässer Das Amazonasgebiet Andere biogeographische Probleme Die Isozönosen Das Flußsystem als Ökosystem Flußmündungen Einmündungen in Meere (Delta, Ästuar) Einmündungen in Binnenseen und Seedurchflüsse Die Quellen Überschwemmungsgebiete (Flußauen) Temporäre Fließgewässer " Klassifizierung der Fließgewässer Stoffhaushalt und Belastung der Fließgewässer Trophie und Saprobie Der Abbau der organischen Stoffe Die Zuführung von Nährstoffen und organischen Verbindungen Die biologische Selbstreinigung und der Stoffhaushalt der Fließgewässer Grundvorgänge der Selbstreinigung Der Sauerstoffhaushalt Die atmosphärische Belüftung Die biogene Belüftung Die chemische Belüftung Der mikrobielle Sauerstoffverbrauch Der Sauerstoffverbrauch der Pflanzen und Tiere 239

5 8 Inhaltsverzeichnis Der P/R-Quotient Mathematische Modelle Kohlenstoffhaushalt und Sestontransport Stickstoffhaushalt Phosphorhaushalt Der Einfluß organischer Abwässer auf die Organismen Tiere Mikroorganismen Pflanzen Die Indikation der Saprobie Grenzwerte der Wassergüte Fließgewässerüberwachung und Verbesserung der Wassergüte Die Belastung der Fließgewässer mit anorganischen und toxischen Abprodukten Schwermetalle Andere toxische Belastungen Detergentien Pestizide Versauerung Radioaktivität Verschiedene toxische Stoffe industrieller Abwässer Grenzwerte und Monitor-Organismen Versalzte Flußläufe Besondere Belastungen Thermische Belastung Detritushaushalt und natürliche Belastung der Fließgewässer durch Holz und Laub der Ufervegetation Detritushaushalt Abbau des Laubes Der Einfluß von Kahlschlägen auf die Fließgewässer-Ökosysteme... ' Braunwasserflüsse Der Energietransfer und das Kontinuum der Fließgewässer-Ökosysteme Primärproduktion Sekundärproduktion Bakterien Tiere Produktion der Invertebraten Produktion der Fische Emergenz.. * Energiebudgets Der Einfluß der Konsumption auf die Fließgewässer-Ökosysteme Einfluß auf die Primärproduktion Einfluß der Filtrierer auf den Sestontransport 325

6 Inhaltsverzeichnis Abundanzregulationen zwischen Räuber und Beute Stofftransport und Energiefluß in den Fließgewässer-Ökosystemen Rhithral Potamal und belastete Fließgewässer Allgemeine Aspekte Modellierungen von Fließgewässer-Ökosystemen (Biologische Komponenten) Allgemeine Beschreibung der Fließgewässer-Ökosysteme Diversität Stabilität Maturität Das Fließgewässer als Kontinuum Ökologischer Flußbau und Restauration regulierter Flußläufe Der Ausbau von Fließgewässern und seine ökologischen Folgen Hochwasserschutz Schiffahrt Andere Baumaßnahmen Naturnaher Ausbau, Renaturierung und Pflege von Fließgewässern Optimale Flußbettgestaltung Ufersicherung und Böschungsbepflanzung Die Verkrautung der Fließgewässer Gewässerpflege Ausblick Stauungen von Fließgewässern und ihre Folgen Physikalisch-chemische Änderungen flußabwärts unterhalb von Staudämmen Die biologischen Auswirkungen flußabwärts unterhalb von Staudämmen Plankton Benthos Fische Änderungen im Staubereich (Phytoplankton, Invertebraten) 368 Täfelteil Literatur 376 Organismenregister 467 Sachregister 490