Schnee von gestern

Die Erzeugung von technischem Schnee hat in den letzten rund 20 Jahren stark zugenommen. Während 1997 in der Schweiz noch weniger als 5 % der präparierten Pistenfläche beschneit wurden (mit Schnee von gestern), sind es aktuell um 40 % (mit Schnee von heute). Als Folge der Klimaerwärmung wird prognostiziert, dass die mittleren Temperaturen im Winter und damit verbunden auch die Schneefallgrenze deutlich ansteigen werden. Aktuell verkündet MeteoSchweiz in Höhenlagen über 1’000 m den drittwärmsten Januar seit Messbeginn 1864.

Situation in der Schweiz

Schneekanone

Seit 1990 hat sich der Anteil beschneiter Pistenfläche auf 92 km² verzehnfacht, was einer Fläche von 12’600 Fussballfeldern entspricht. Zurzeit sind 15’000 Schneekanonen und Lanzen im Einsatz. Der Wasserverbrauch schwankt je nach eingesetzter Technik, klimatischen Bedingungen und Standort. Für 1 m³ Schnee werden rund 0.2-0.5 m³ Wasser benötigt. Dies ergibt pro Hektare beschneiter Piste mit einer Schneehöhe von 30 cm einen Wasserbedarf von rund 600 bis 1’500 m³. Auf alle Beschneiungsanlagen der Schweiz hochgerechnet ergibt dies einen jährlichen Bedarf von 18 Millionen Kubikmeter Wasser, was etwa dem Bedarf von 140’000 Haushalten entspricht.

Charakterisierung von technischem Schnee und generelle Einflüsse

Für die Erzeugung von technischem Schnee sind Lufttemperaturen unter minus 3°C und eine Luftfeuchtigkeit von weniger als 80 % notwendig. Im Gegensatz zu natürlichem Schnee (20-300 kg/m³) ist technischer Schnee mit 400-480 kg/m³ um einiges dichter. Im Mittel enthält daher eine Kunstschneedecke rund doppelt soviel Wasser, wie eine natürliche Schneedecke. Technisch erzeugte Schneekörner sind rund und sehr klein (Körner mit 0.1 bis 0.8 mm Durchmesser). Da die Schneekörner beim Gefrierprozess oft platzen, entstehen sehr kleine und scharfe Schneesplitter. Der technisch erzeugte Schnee hat eine hohe Widerstandsfähigkeit und eignet sich daher bestens als Unterlage für den Aufbau einer Piste anfangs Saison.

Skipiste
Kunstschnee schmilzt später als natürlicher Schnee und führt dadurch zu einer veränderten Hydrologie.

Wasser für die künstliche Beschneiung wird vor allem dann gebraucht, wenn die Bäche wenig Wasser führen. Es braucht daher Speicher.

Der Wasserbedarf ist daher besonders im November und Dezember gross. Weil dann die Bäche wenig Wasser führen, wird das Wasser wenn möglich aus Reservoirs, Speicherseen oder natürlichen Seen bezogen. Mit dem Bau von Beschneiungsanlagen sind diverse bauliche Eingriffe in die Landschaft nötig (Leitungsbau, Betriebs- / Pumpgebäude, Verteilschächte, Pistenplanierungen, Speichersee etc.). Insbesondere der Leitungsbau und die Pistenplanierungen sind heikel und können Auswirkungen auf die Vegetation haben.

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Der Sache auf den Grund gehen

In der Gewässerökologie liegen die Antworten meist nicht an der Oberfläche. Man muss der Sache auf den Grund gehen. Teilweise im wahrsten Sinn des Wortes. Gefragt sind dann beherzter Einsatz und Fokussierung auf die Fragestellung. Und manchmal ein Sprung ins kalte Wasser.

Wissen wo man suchen muss …
… und das richtige Rüstzeug, um Antworten zu finden.

Wir freuen uns auch im 2020 auf neue Herausforderungen und wünschen frohe Festtage und einen guten Rutsch ins neue Jahr!

Das Blog-Team von AquaPlus.

Auf Artenjagd mit MESAV+

Nein, bei MESAV+ handelt es sich nicht um eine neuartige Waffe. Es ist die Methodik zur Erhebung der Wasserpflanzen- und Seegrundverhälnisse. Wenn es darum geht, neue Arten nachzuweisen, kann sie jedoch als Schützenkönigin bezeichnet werden.

Da hat es in den letzten drei Jahren gleich x-Mal eingeschlagen. Zuerst zwei Fliegen mit einer Methode, äh, Klappe: Chara denudata (Nackte Armleuchteralge, DD) und Tolypella glomerata (Knäuel-Armleuchteralge, EN) im Zürichsee wieder entdeckt! Im Folgejahr erneut zwei Volltreffer mit Chara tomentosa (Geweih-Armleuchteralge, VU) an zwei Standorten. Alle drei Arten wurden entweder noch nie in diesem Gewässer festgestellt oder sie wurden seit mehr als 70 Jahren nicht mehr nachgewiesen.

Nitella mucronata (Stachelspitzige Glanzleuchteralge, EN) wurde im Zürich-Obersee «entdeckt».

Und die Erfolgsmeldungen beschränken sich dabei nicht auf den unteren Zürichsee, auch im Obersee konnten jüngst drei Arten wiederentdeckt werden: Nitella mucronata (Stachelspitzige Glanzleuchteralge, EN), Nitella syncarpa (Verwachsenfrüchtige Glanzleuchteralge, EN) und Nitella opaca (Dunkle Glanzleuchteralge, VU). Alle diese Arten weisen einen Rote Liste Status auf, ihr Nachweis ist deshalb besonders wertvoll.

Lange verschollen und nun also wieder da! Nur systematische Untersuchungen haben das Potenzial, mit Zuverlässigkeit sehr seltene Arten (wieder) zu entdecken. Und der Nachweis von wieder auftretenden Characeen-Arten im Zürichsee ist bedeutend. Es ist ein biologischer Nachweis für die Gesundung des grossen Sees, welcher nach einer langen Phase der überhöhten Nährstoffbelastung wieder Lebensraum für empfindliche Wasserpflanzen bieten kann.


Revitalisierung von Fliessgewässern in Zeiten des Klimawandels

Der Fachartikel «Revitalisierung von Fliessgewässern in Zeiten des Klimawandels» ist neu unter Publikationen zum Download verfügbar. Darin legen die Autoren dar, warum die Beschattung ein intergraler Bestandteil von Fliessgewässerrevitalisierungen sein sollte.

Kröten-Liebe muss unten durch

Das Leben von Amphibien ist ein Drahtseilakt zwischen Leben und Tod. Für die Fortpflanzung werden während der Laichwanderung Kopf und Kragen riskiert und es endet oft in einer schicksalshaften Tragödie. Dem «Liebesglück» muss ganz unpoetisch mit Amphibienschutzmassnahmen nachgeholfen werden.

Laichwanderung Erdkröten
Und jetzt schnell weg! Amphibien, hier ein Paar Erdkröten (Bufo bufo), überqueren bei der Laichwanderung im Frühjahr Strassen. Unter Lebensgefahr. © Erik Paterson, CC BY 2.0

Die eisigen Winternächte gehen zu Ende, ein milder Frühlingsregen erfrischt die Abendluft und Erdkröte Romeo spürt den Frühling. Er verlässt sein Winterdomizil im Waldboden und begibt sich auf die Suche nach seiner Julia. Doch die lange nächtliche Laichwanderung zum angestammten Laichgewässer – Amphibien sind da sehr ortstreu – birgt jede Menge Gefahren. Dass Liebe blind macht, hilft da auch nicht. So stellen die den Wanderkorridor durchtrennenden Strassen tödliche Fallen dar, denn Erdkröte Romeo setzt sich bevorzugt in Spähhaltung mitten drauf, um keine herannahenden Weibchen zu verpassen. Und dabei ist er nicht alleine! In den ersten Frühlingsnächten werden Dutzende bis Hunderte Erdkröten auf den Plan gerufen, wobei die Mänchen überwiegen (bis zu 8 Mal mehr). Im «hormonellen Höhenflug» passiert es nicht selten, dass das Erdkrötenmännchen alles umklammert, was nicht bei drei auf den Bäumen ist. So wird auch leeren Coladosen, Holzstücken oder anderen Männchen Romeo’s «Krötenliebe» angediehen. Doch dank eisernem Durchhaltewillen erblickt unser Kröterich im trüben Regenschauer seine herankriechende «Traumdame». Blitzschnell packt er Erdkröte Julia mit seinen kräftigen Vorderbeinen und sie machen sich im Huckepack auf den Weg zur Laichablage. Doch plötzlich tauchen Scheinwerfer in der Ferne auf, nähern sich mit rasender Geschwindigkeit und – abrupt nimmt das «Liebesdrama» sein tragisches Ende.

Aber muss das sein? Kann man die Geschichte nicht umschreiben? Können Romeo und Julia nicht das «Liebesglück» im Teich finden? AmphibienspezialistInnen und GewässerökologInnen sind zwar nicht Amor, doch sie setzen sich ein für ein Happy End. Nicht mit Liebespfeilen, sondern mittels Planung und Umsetzung von Amphibienschutzmassnahmen.

Temporäre Amphibienzäune werden oft an stark befahrenen Strassen eingesetzt, bei welchen noch keine Amphibiendurchlässe existieren oder  diese bei der Planung versäumt wurden. Die Anlagen können auch dazu dienen, wertvolle Informationen über die Wanderrouten zu erhalten. Ein fachlich begleitetes Monitoring der Wanderrouten, auftretende Arten und Individuenzahl liefern die notwendigen Grundlagen, um schliesslich korrekt dimensionierte und ausgestaltete Amphibiendurchlässe umzusetzen. So kann die Strassenmortalität bei dieser stark gefährdeten Artgruppe – 13 von 19 Arten stehen auf der Rote Liste – reduziert werden. Permanent installierte Zwei-Weg-Amphibiendurchlässe, stets in Kombination mit Barriere- und Leitsystemen, haben sich in der Praxis bewährt, da sie die Wanderung sowohl der Adulttiere zum Laichgewässer als auch die Rückkehr der Jungtiere gewährleisten. Eine fachliche Begleitung von Planung, Ausführung und Unterhalt ist essentiell, um nicht eine zusätzliche Fragmentierung der Amphibienlebensräume (Winter-, Sommer-, Laichhabitat) zu bewirken. Ausserdem dienen die Anlagen bei richtiger Umsetzung auch Reptilien und Kleinsäuger, welche die Strasse kreuzen möchten oder müssen.

Liebesglück
Gut festgeklammert auf Julia erreicht der «liebestolle» Romeo dank Strassendurchlass sein Laichgewässer. Das kann übrigens auch ein See sein.

Und so kann die Geschichte von Romeo und Julia – frei nach William Shakespeare – doch noch umgeschrieben werden: … im Huckepack erreichen die Erdkröten Romeo und Julia dank präzise geplanten und umgesetzten Amphibiendurchlässen ihren bevorzugten Tümpel, wo sie hunderte Nachkommen zeugen. Und wenn sie nicht vom Fuchs gefressen wurden, dann leben sie noch heute.

Hört man Ihnen zu, Herr Öko?

Folgendes Gespräch wurde 2002 unter dem Titel «Ökologischer Gedankenfluss im Wasserbau, eine fiktive Diskussion über Sinn und Zweck ökologischer Planung und Baubegleitung» publiziert. 17 Jahre später präsentiert sich die Situation im Berufsalltag von Gewässerökologen sehr ähnlich. Es gibt in erster Linie Hochwasserschutzprojekte. Nachträglich «gewürzt» mit einer Prise Aufwertung. Die Ziele im Gewässerschutz werden so leider zu wenig beachtet. Eine fundierte ökologische Begleitplanung ist unerlässlich um das Revitalisierungspotential auszuschöpfen.

Hochwasserschutzprojekt
In dieser Projektphase ist es zu spät für die ökologische Begleitplanung. Hochwasserschutz und Revitalisierung müssen schon auf der Stufe Zielformulierung gleichwertig vertreten sein.

Das Original dieses Artikels finden Sie hier.

… wir sind also im Jahr 2002. Der Dorfbach am Rande der Kleinstadt Beispielingen ist kanalisiert und weist deshalb eine harte Uferverbauung mit spärlicher Vegetation auf. Einige hohe Schwellen im Bach selbst dienen der Sohlensicherung – bei einem Hochwasser würde sonst das Bachbett aufgerissen und ausgespült. Dieser typische Mittellandbach bietet daher seinen Fischen – Bachforellen, Groppen und Bachschmerlen – einen tristen Lebensraum. Einige der erwähnten Verbauungen sind zudem am Zerfallen, so dass der Hochwasserschutz nicht mehr greift – der Dorfbach ist in den letzten paar Jahren immer wieder über die Ufer getreten. Eine Ingenieurin, Frau Ing, wurde daher beauftragt, ein Hochwasserschutzprojekt zu erarbeiten. Gleichzeitig sollte auch eine Revitalisierung einzelner Bachabschnitte angestrebt werden, um die Lebensbedingungen für die Fische zu verbessern. Im Planungsstadium hatte die Ingenieurin bereits ein Vorprojekt erstellt, das aber mangels hinreichender Berücksichtigung der ökologischen Aspekte von der Bewilligungsbehörde zurückgewiesen wurde. Deshalb soll nun ein Gewässerökologe beigezogen werden, um  das Projekt zu prüfen und konkrete Verbesserungsvorschläge anzubringen. Frau Ing und der angefragte Ökologe, Herr Öko, treffen sich, um die ökologische Planung zur Revitalisierung des Dorfbachs zu diskutieren. Andere Aspekte wie etwa die Problematik des Landerwerbs, die sich vorwiegend auf politischer Ebene abspielen, aber auch die landschaftsgestalterische Wirkung und der Erholungswert der Flüsse werden im folgenden Gespräch ausgeklammert. Nach einer kurzen Begrüssung kommen die beiden Fachleute gleich zur Sache:

Hochwasserschutzprojekte ohne hinreichende Berücksichtigung der ökologischen Aspekte sind unvollständig und eigentlich nicht bewilligungsfähig.

Ing: Zugegeben, ich war schon sauer, als mein Projekt abgewiesen wurde. Da gibt man sich Mühe … Wenigstens hat mich der Kanton nicht im Stich gelassen und mir einige Adressen von Beratungsfirmen angegeben. Deshalb sind Sie nun da, Herr Öko. Mein Projekt ist nämlich, wie mir anhand der Kritik des Kantons klar geworden ist, zu stark auf die wasserbaulichen Belange ausgerichtet.

Öko: Gemäss der neuen Wasserbauverordnung muss bei Eingriffen in ein Gewässer der ökologische Zustand deutlich verbessert werden – ansonsten wird das Projekt nicht bewilligt. Das ist heute so.

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Der Wisent im Urner Reussdelta

Frühmorgens parkieren die Männer beim Seerestaurant Seedorf und trinken heissen Kaffee aus Thermoskannen. Ausgerüstet mit Feldstechern und Fotokameras ziehen sie los, einem der letzten grossen Säugetiere Europas auf der Spur. Werden sie heute endlich Glück haben? Schon seit Monaten ist die Suche nach dem Wisent im Urner Reussdelta erfolglos geblieben. Doch die Naturliebhaber wollen nicht aufgeben. Sie wissen es ist nur eine Frage der Zeit, bis sie den Europäischen Bison in dem kleinen Gebiet aufspüren.

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Zwei Wisent Bullen messen ihre Kräfte. Hier in Russland. Nicht im Urner Reussdelta. Bild: Alexandr Frolov

Nein, das mit dem Wisent im Reussdelta ist natürlich Quatsch. Die grossen Tiere, welche auch in den Schweizer Urwäldern verbreitet waren,  sind aus ganz Zentraleuropa verdrängt worden. Wildpopulationen kommen nur noch in Polen und Weissrussland vor. Doch es könnte rasch zu Situationen wie oben beschrieben kommen – zugegeben, etwas skurril überspitzt –, wenn beim Nachweis von Arten mittels eDNA keine saubere Plausibilisierung durch Fachexperten stattfindet.

Das Verfahren der Umwelt-DNA-Analyse kann bei der Artensuche sehr wertvoll sein.
Kann.

Das potenziell revolutionäre Verfahren der Umwelt-DNA-Analyse bedient sich molekularbiologischer Methoden, um Arten nachzuweisen. Dabei werden in verschiedenen Lebensräumen Proben entnommen, welche auch eDNA (environmental DNA) enthalten. Diese eDNA wird ständig von allen Lebewesen an die Umwelt abgegeben, etwa in Form von Haaren oder Kot. Da die DNA vieler Arten in Referenzdatenbanken vorliegt, können die Proben durch einen Abgleich einer Art zugeordnet werden. Doch ist es so einfach?

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Das Urner Reussdelta ist vielfältiger Lebensraum für allerlei Pflanzen und Tiere. Gibt es noch unentdeckte gefährdete Arten? Eins ist sicher: Der Wisent kommt hier nicht mehr vor.

Auch in kleinen Gewässern kann sich die Artsuche sehr schwierig gestalten. Kommt die Rote Liste Art vor?

Bei unserem Pilotprojekt «eDNA in den Gräben des Urner Reussdeltas» waren die hier vorkommenden aquatischen Tier- und Pflanzenarten von Interesse. Die eDNA aus den entnommenen Wasserproben ergab eine Artenliste – so weit so gut. Nun taugt die Zuweisung der Arten jedoch nur dann etwas, wenn die Qualität der Referenzdatenbank stimmt. Und um allfällige Fehler zu entdecken sind fundierte Artkenntnisse notwendig. Zugegebenermassen war es nicht schwer, den in der Artenliste aufgeführten Wisent (Bison bonasus) als Fehler zu identifizieren. Bei anderen, kleineren, im Verborgenen lebenden Arten – etwa einem Käfer – ist das schon schwieriger.

Das Beispiel zeigt: Einfach Proben entnehmen und die Artenliste vom Labor entgegennehmen, das reicht nicht. Kenntnisse über Arten und Lebensräume sind unabdingbar zur Plausibilisierung der Ergebnisse. Und auch zur Verbesserung der Referenzdatenbanken. Die Anwendungsmöglichkeiten der Umwelt-DNA-Analyse in der Gewässerökologie sind vielfältig. Und das Potenzial für Fehler auch, wie die enttäuschten Männer im Reussdelta bitterlich feststellen mussten.

Viel Wissenswertes zur Umwelt-DNA-Analyse ist im Artikel von AquaPlus mit dem Titel «Umwelt-DNA (eDNA) – die revolutionierte Artensuche» (Fauna Focus, August 2017) zu finden. PDF