Quid pro quo! Aber wie?

Methodenvorstellung

Der Rechtsgrundsatz «dies für das», wonach eine angemessene Gegenleistung zu erbringen ist, findet auch im Lebensraumschutz Anwendung. Kann die Beeinträchtigung eines Schutzinteresses nicht vermieden werden und ist eine Wiederherstellung nicht möglich, so ist entsprechend Ersatz zu leisten. Doch wie ist dieser Ersatz zu bemessen? Wie sieht die angemessene Gegenleistung aus?

Die präsentierte Methode schliesst eine Lücke und ermöglicht erstmals eine spezifische Quantifizierung des Ersatzbedarf in aquatischen Lebensräumen. Dabei werden Wasserpflanzen als Indikatorstruktur genutzt, um das Ausmass des Eingriffs abzuleiten. Methoden für die Ersatzberechnung im terrestrischen Bereich sind für die Situation in untergetauchten Uferbereichen nicht geeignet.

Ersatzbedarf bei Eingriffen in schutzwürdige aquatische Lebensräume (Umweltrecht in der Praxis, URP 7, 2021). PDF

Glückskäfer, Herzkäfer, Laufkäfer

Mit den ersten beiden kommen hoffentlich alle im Laufe ihres Lebens in Kontakt. Laufkäfer geniessen wohl weniger Sympathien, doch auch sie treffen wir in revitalisierten Ufern vermehrt an. Denn viele der Arten der Laufkäfer haben spezielle Lebensraumansprüche und weisen auf funktionsfähige Ökosysteme hin.

Gefährdete Laufkäferarten, von links nach rechts: Schwarzmetallische Ahlenläufer (Bembidion prasinum, EN), Gold-Uferläufer (Elaphrus aureus, EN), Auwald-Schnellläufer (Harpalus progediens, VU) und Sandahlenläufer (Perileptus areolatus, NT). Quelle: http://eurocarabidae.de/.

Laufkäfer und ihre Lebensräume in der Schweiz

Laufkäfer sind eine artenreiche Familie, welche in der Schweiz mit 526 Arten vertreten ist. Sie besitzen eine vielfältige Ökologie und sind gut erforscht. Aufgrund der Rote Liste ist u.a. bekannt, welche Arten wie stark gefährdet sind.

Unter den Laufkäfern gibt es weit verbreitete Generalisten; viele Arten sind aber auch absolute Spezialisten. So kommt rund ein Viertel (139 Arten) aller Laufkäfer in der Schweiz entweder ausschliesslich oder vorwiegend in Auenbiotopen vor. Von diesen sind rund 50 % (78 Arten) auf der Roten Liste. Dies zeigt die ausgesprochene Wichtigkeit der in intakten Auenlandschaften vorgefundenen Lebensraumvielfalt für diese Artengruppe.

Ufernahe, vegetationsarme bzw. –freie Kies-, Sand- und Schlickflächen bilden die Lebensgrundlage für eine Vielzahl an (gefährdeten) Laufkäferarten. Gerade diese Arten sind oft sehr mobil und können, sofern Habitatfragmente mit entsprechenden Reliktpopulationen noch vorhanden sind, neu geschaffene Lebensräume relativ schnell wiederbesiedeln.

Laufkäfer als Zielarten bei Gewässerrevitalisierungen

Bei Revitalisierungsmassnahmen werden oft Fische oder Vögel, teilweise Wasserwirbellose als Zielarten aufgeführt. Laufkäfer gehen in der Regel vergessen, obwohl sie hervorragende Indikatoren für die Wiederherstellung funktionierender Auen bzw. Auenstrukturen sind. Dies ungeachtet dessen, dass sie abgesehen von den Kurzflüglern und Spinnen die mit Abstand artenreichste Gruppe in Auenbiotopen bilden. Sie können nach Absprache mit dem BAFU via «Indikator-Set 11 – Spezifisches Ziel» in einer Wirkungskontrolle einbezogen werden. Das Revitalisierungsziel wäre also die Besiedlung eines aufgewerteten Gebietes durch (hochspezialisierte) Auenarten oder eine Vergrösserung der Population schon vorhandener Arten.

Lebensraum für Laufkäfer am Alpenrhein.

Vier Artbeispiele, welche in der Schweiz nur in Auenbiotopen vorkommen

Der stark gefährdete Schwarzmetallische Ahlenläufer (Bembidion prasinum, durchschnittlich 4.9 mm lang) ist feuchtigkeitsliebend und kommt an sand- und kiesigen Ufern ohne Vegetation vor. Ebenfalls stark gefährdet ist der Gold-Uferläufer (Elaphrus aureus, durchschn. 6.3 mm). Er ist ausgesprochen feuchtigkeitsliebend und besiedelt Ufer mit Vegetation sowie Auenwälder mit tonig- bis sandigem Substrat.

Der gefährdete Auwald-Schnellläufer (Harpalus progediens, durchschn. 7.5 mm) ist feuchtigkeitsliebend und besiedelt Ufer mit Vegetation, Auenwälder sowie Wiesen an Gewässern und entlang von Flüssen. Der potenziell gefährdete Sandahlenläufer (Perileptus areolatus, durchschn. 2.5 mm) ist feuchtigkeitsliebend und besiedelt sand- und kiesige Ufer ohne Vegetation, wo er direkt an der Wasserlinie im Interstitial (Lückensystem zwischen den Sandkörnern und Kieseln) vorkommt.

Laufkäfer als Indikatoren bei Gewässerrevitalisierungen

Revitalisierungsmassnahmen an Fliessgewässern und Seeufern zielen u.a. gerade auf die Schaffung der auch für Laufkäfer erforderlichen Strukturen ab. Eine gelungene (Wieder-) Besiedlung mit Laufkäfern ist daher ein geeignetes Mass für den Erfolg der umgesetzten Massnahmen. Laufkäfer sollten daher Bestandteil von Erfolgskontrollen sein.

Download Infoblatt Laufkäfer hier.

Einen kühlen Kopf bewahren

Die Erwärmung unserer Gewässer aufgrund des Klimawandels erhitzt in der Gewässerökologie die Gemüter. Der Sommer 2021 war eine Verschnaufpause, die nächste Hitze kommt bestimmt. Als Kontrastprogramm wirft man am besten einen Blick in eiskalte Gewässer.

Am richtigen Ort schauen …
… mit den richtigen Tools.

Der Bach ist ganzjährig ein Lebensraum, an welchen die Lebensstadien der Organismen angepasst sind. Welche Veränderungen sind problematisch? Was kann man tun?

Einen kühlen Kopf bewahren und auch im 2022 wieder Lösungen finden! Wir wünschen frohe Festtage und einen guten Rutsch ins neue Jahr!

Das Blog-Team von AquaPlus.

Algen – ein Partyknaller

Beim Smalltalk gibt es viele ungeschriebene Regeln und individuelle Verhaltensweisen. Ein unschlagbarer Trick von Gewässerökologen um aus einer Smalltalk-Runde auszusteigen ist es, gnadenlos und aus dem Nichts heraus das Thema auf Algen zu lenken. Das interessiert niemanden und schon bald entfernen sich die Gesprächspartner mit entschuldigenden Worten. Sollte doch einmal jemand zuhören muss man trotzdem ein paar faszinierende Wissensbissen parat haben.

Erfahrungsgemäss generiert das Wort «Algen» eher eine Abneigung. Gemäss einer vor Jahren ausgeführten Google-Analyse wird der Begriff gehäuft im Frühjahr und Vorsommer gesucht. Also zum Zeitpunkt der Veralgungen in Biotopen. Während vor Jahren noch Hinweise zu «Algiziden» als bestes Resultat erschien, so sind heute Definitionen und biologische Erläuterungen wie auch Algen als Lebensmittel und Algen als grüne Energiequelle auf den ersten Positionen. Doch wer glaubt, dass dies ein Sympathiegewinn gegenüber Algen ist, irrt. Auch auf die Wortsuche wie ‚Pandabär‘, ‚Fisch‘ oder ‚Mord‘ kommen als beste Antworten immer die Definitionen und Worterklärungen. Es wurden also bloss der Algorithmus angepasst.

Algen leben nicht nur im Wasser, werden jedoch vor allem als glitschige grüne Suppe wahrgenommen.

Immerhin, Algen sind mehr als nur störende Organismen. Interessant ist nur schon – und dies als geeignetes Thema in der Badi – wie sich Algen vor der Sonne schützen. Je nach Bedingungen und Art bilden gewisse Algen neben dem bekannten Blattgrün (Chlorophyll) noch weitere akzessorische Pigmente. Bekannt sind z. B. die Karotinoide, also gelblich bis rötliche Farbstoffe, wie wir sie von den Rüebli kennen. Dazu gehören die Astaxanthine – Aussprache üben, das macht Eindruck bei den Zuhörern! – welche als UV-Schutz dienen können. So etwa bei Schneealgen (z. B. Chlamydomonas nivalis), welche den sogenannten Blutschnee bilden. Oder die Luftalgen der Gattung Trentepohlia, welche an Mauern, auf grossen Steinen wachsen. Oder gewisse Arten wie die Grünalge Haematococcus pluvialis (Blutregenalge), welche unter schlechten Lebensbedingungen rötlich gefärbte Dauerstadien bildet.

Sollte das Thema Sonnenschutz etwa «austrocknen» und gerade Lachshäpchen serviert werden, Päng!: ein Übergang zur Kulinarik ist ohne Weiteres möglich. Die Astaxanthine sind nämlich verantwortlich für die Rotfärbung der Krebstiere wie Krill, da diese solche rot verfärbte Algen fressen. Auch die zart rosa Färbung des Lachses entsteht dank dem erlaubten Futtermittelzusatzstoff Astaxanthin (2a161j). Die Futtermittelbuch-Verordnung (FMBV, SR 916.307.1) regelt den Einsatz genau. Und woher haben dann die Wildlachse ihre Färbung? Eben, von sonnenbadenden Algen. Und somit nochmals einen Anlauf beim Sonnencreme-Thema.

Marine planktische Algen schützen sich auch vor zu viel Licht. Sie haben aber eine ganz andere, viel komplexere Lösung gefunden. Diese Algen generieren im Wasser einen Stoff, genannt DMSP (Dimethylsulfidpropionat), welcher anschliessend im freien Wasser bakteriell zum gasförmigen Aerosol DMS (Dimethylsulfid) umgewandelt wird. Diese schwefelhaltige organische Verbindung gibt dem Meer den typischen Geruch. Das Gas DMS steigt in die Atmosphäre auf, wird dort oxidiert bis hin zu Schwefelsäure, welche zu Tröpfchen kondensieren, was letztlich zu Wolkenbildung führt. Die Algen sorgen so für Beschattung, vor allem über den Ozeanen der Südhalbkugel. Also mit diesen Ausführungen beeindruckt man an jeder Strandparty!

Ah, da wird Sushi herumgereicht! Also zurück zur Ernährung. Da haben Algen viel zu bieten: Das Nori zur Ummantelung der Reisbällchen beim Sushi ist natürlich eine Alge. Soll auch den Cholesterinspiegel senken. Unglaublich reich an Aminosäuren, Sterolen, Vitaminen und Mineralstoffen ist die marine Braunalge Laminaria japonica. Ihre Blätter können bis 3 m lang werden. Dank den Sterolen (Fucosterol) soll die Art Blutgerinsel (Thrombosen) verhindern. Das Thema ist abendfüllend!

Doch über Algen lässt sich auch mit Energiefreaks und Technik-afinen Personen sprechen. Arten der fädigen Grünalgengattung Cladophora, welche bei uns sehr häufig vorkommt, aber auch andere Algen, enthalten Zellulose. Diese Algen-Zellulose hat grosses Potenzial als Alternative zu Plastik, also als biologisch abbaubare Kunststoffmaterialien. Es können sogar Nanopartikeln gewonnen und High-Tech Filter produziert werden. Das macht natürlich Eindruck, wer hätte das von den Algen gedacht?

Ohne Weiteres schafft man auch den Wechsel vom Dauerthema Klimawandel zu den Algen. Etwa, weil die Algen in den Ozeanen sehr viel Kohlenstoffdioxid (CO2) binden. Geoingeenering ist das Schlagwort, wenn es darum geht, die Meere zu düngen, damit mehr Algen wachsen. Je nach Zuhörerschaft kann man dann die ökonomischen Aspekte – völlige Geldverschwendung! – oder die ökologischen Bedenken – Ökosystemkollaps! – erörtern. Aber Algen als Energielieferanten, sei es für Bio-Diesel, Bio-Ethanol oder Biomasse, werden in Zukunft an Bedeutung gewinnen. Hat man schon Algen-Benzin im Tank kann man sich ganz avantgardistisch geben!

Befindet man sich auf einer Kunstausstellung mit einem Publikum mit Sinn für Ästhetik? Auch dann: Algen sind faszinierende Organismen! Einfach schön, zumindest im Mikroskop betrachtet. Ganz attraktiv sind Zieralgen (Desmidiaceen, Desmidiales) oder Kieselalgen (Diatomeen, Bacillariophyceae). Beide Algengruppen zeitlos beliebt als fotogene Sujets bei Mikroskopievereinigungen, aber auch Inspiration bei der Schmuckherstellung und im Zusammenhang mit Architektur ein Hammer.

Aber wenn am Schluss doch noch die Ökologie durchdrückt: Kieselalgen wie auch andere Algen sind bekannte Bioindikatoren. Insbesondere die Kieselalgen sind im Süsswasser indikativ hinsichtlich Abwasser-, Nährstoff-, Salz- und Säurebelastungen. Und das aus Siliziumdioxid bestehende Skelett der Kieselalgen bleibt normalerweise über Jahrhunderte bis sogar Jahrmillionen (Baikalsee) im Seesediment erhalten, so dass mit gezielten Analysen eines Sedimentes die Trophiegeschichte eines Sees über die Zeit rekonstruiert werden kann.

Man sieht gleich: das Thema «Algen» wäre DER Partyknaller! Und doch findet es kaum Anklang. In der Schweiz gibt es ein paar wenige Algologen; viele von ihnen ältere Semester. Die Algen hätten Einiges zu bieten; wenn sie denn auch in den Fokus von Lösungen beigezogen würden. Mit dem Klimawandel werden subtropische Algenarten vermehrt in unseren stehenden Gewässern aufkommen und möglicherweise Probleme bieten. Sei es durch die Massenentwicklungen und/oder durch die Bildung von Toxinen; was die Bade- und Trinkwasserqualität wie auch die Haltung von Nutztieren beeinträchtigen kann. Die Zahl diesbezüglicher Schlagzeilen nimmt jedenfalls zu. Insofern gäbe es noch viele Themen, die nicht Smalltalk-Themen sind, sondern sehr konkrete, ernst zu nehmende Themen. Und von künftiger Bedeutung.

Den Algen selbst ist es egal, etliche werden aussterben, sind schon ausgestorben ohne dass es bemerkt wurde. Andere gebietsfremde Arten profitieren, verdrängen die einheimischen Arten, ohne grosses Aufsehen zu erregen. Wer weiss, vielleicht hilft ja der eine und andere Smalltalk beim richtigen Anlass, um den Algen zu mehr Bedeutung zu verhelfen.

Da müssen wir ganz genau hinschauen

Luftbilder sind eine tolle Sache! Leider ist die Auflösung für gewisse gewässerökologische Fragestellungen nicht gut genug. Oder doch!?

Bei Bedarf können wir sie einfach selber herstellen! Mit modernen Methoden der Photogrammetrie ist eine Bodenauflösung von <1 cm möglich, genug etwa, um in Flussauen sandige von kiesigen Flächen zu unterscheiden. Oder um Weiden und Erlen auseinanderzuhalten. Arbeitet man erstmals mit solchen Bildern, kommt es einem vor, als hätte man bisher eine Schicht Butter auf dem Bildschirm gehabt.

Den Blick schärfen: Bodenauflösung von 25cm vs. 1.5 cm.

Arbeitet man erstmals mit solchen Bildern, kommt es einem vor, als hätte man bisher eine Schicht Butter auf dem Bildschirm gehabt.

Neben der tollen räumlichen Auflösung können natürlich auch die Zeitintervalle zwischen Aufnahmen selbst gewählt werden. Beim Monitoring von kontinuierlichen, periodischen oder episodischen Veränderungen ist dies sehr hilfreich. Die Veränderungen in den Lebensräumen können so präzise verfolgt und dokumentiert werden.

Die Entwicklung überwachen: Delta eines neu geschaffenen Gerinnes.

Aber auch bei kurztfristigen, zu erwartenden Veränderungen kann es helfen, sich «ein (hochaufgelöstes) Bild» zu machen. Etwa bei einem Dotierversuch – um die Auswirkungen von Schwall-Sunk auf ein Gewässer zu untersuchen – können Vorher-Nachher Aufnahmen kleinste Unterschiede zu Tage fördern, welche im Feld nur schwer erkennbar sind.

Die Unterschiede erkennen: Benetzte Flächen bei Sunk und Schwall.

Und schlussendlich ist der Mensch schlichtweg ein visuell orientiertes Wesen. Noch so viele Worte können nicht beschreiben, was ein (zwei) Bild(er) vor Augen führt. Wie die Erosion durch ein grosses Hochwasser.

Die Prozesse sichtbar machen: Ersosion und Deposition nach einem Hochwassereigniss.

Und, wo möchten Sie genauer hinschauen? Wir haben die Werkzeuge.

Die Theorie in der Seeuferrevitalisierung: eine äusserst praktische Angelegenheit?

Wieviel Theorie ist zu viel und wieviel Praxis ist zu wenig? Im Artikel «Ökologisches Konzept» stellt der Autor einen Ansatz für Seeuferrevitalisierungen vor, welcher die Herleitung der Massnahmen in einem «PRAKTIK-Modus» und einem «EXPERT-Modus» unterscheidet.

AquaPlus_OEK_Variante_Intermedia
Ökologisches Konzept Seeuferrevitalisierung, Variante «INTERMEDIA». Grafik: AquaPlus AG.

Link zum Artikel «Ökologisches Konzept» (Fachzeitschrift Ingenieurbiologie, Heft Nr.1/2020).

Dynamik oder «Disneyland»?

Dieser Frage geht der Autor im neu zum download verfügbaren Artikel nach. Eine Frage des Platzangebotes, heisst die einfache Antwort. Doch: was wollen wir?

Dynamik oder Disneyland
Die Visualisierung zeigt wie die Thur bei Niederbüren nach einer Revitalisierung aussehen könnte. Quelle: Zeitschrift aqua viva 03/2020. Foto: Peter Rey, Netzwerk HYDRA

Link zum Artikel: Revitalisierung von Fliessgewässern: Dynamik oder «Disneyland»? Eine Frage des Raumangebotes

Nichts gegen die Froschperspektive

Wir mögen Frösche und würden uns niemals über deren Untersicht lustig machen. Wenn es aber darum geht, für ein grösseres Gebiet die Übersicht zu erhalten, dann ist uns die Vogelperspektive lieber. Insbesondere die Perspektive der «Wasseramsel 1», unserer Drohne.

Die seeseitige Schilffront am Zugersee wird alle zwei Jahre vermessen und kartographisch dargestellt. Um die Bestandesentwicklung des Schilfgürtels zu erfassen kam dabei 2019 erstmals die Nahbereichsfernerkundung zum Einsatz, also die Datenerfassung mit einer Drohne. Die Auswertung mittels Photogrammetrie-Software und Geografischem Informationssystem erlaubt eine präsize und effiziente Vermessung der Schilffront. Doch sind es auch die weiteren Möglichkeiten der Auswertung, welche für diese Vorgehensweise sprechen. Die hochauflösenden Orthofotos und das digitale Oberflächenmodell, welche generiert wurden, erlauben die Erhebung einer ganzen Reihe von weiteren Parametern. Erosions- und Depositionsprozesse, Vegetationsindizes oder das Vorkommen von invasiven Neophyten sind einige der Aspekte, welche mit dem notwendigen Hintergrundwissen und einem geschulten Auge beurteilt werden können. Dem ökologischen Monitoring bieten sich so ganz neue Möglichkeiten.

UAV_Schilf_3_red

UAV_Schilf_2_red

UAV_Schilf_1_red

Bei der Planung und Durchführung solcher Aufnahmen ist es sehr wichtig, Störungen von empfindlichen Arten zu vermeiden. Aufnahmezeitpunkt und -dauer sowie weitere Parameter der Befliegung sind daher sorgfältig zu wählen. Und auch die notwendige Rücksichtsnahme auf Erholungssuchende ist angezeigt. Werden diese Aspekte berücksichtig ist eine Aufnahme mit Drohne weit weniger «invasiv» als herkömliche Vermessungsmethoden.

Weiterführende Links:

 

Beispieldarstellung hochaufgelöst:

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.

Weiterlesen „Schnee von gestern“

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.

%d Bloggern gefällt das: