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

Ins Netz gegangen!

Fischers Fisch frisst Fischers Fisch. So unsere These nach der Untersuchung des Fälensees, in welchem die Fischereierträge dramatisch zurückgegangen sind. Doch stimmt es wirklich? Verbreitet wurden Zweifel geäussert.

Ob es wirklich funktioniert hat ist noch unklar, als das kleine Boot am frühen Morgen wieder auf den Fälensee hinausfährt, um die tags zuvor gesetzten Netze einzuholen. Die grossmaschigen Fallen wurden am Vortag sorgfältig gesetzt mit der Absicht, einem grossen Jäger auf die Schliche zu kommen: Der Kanadische Seesaibling (Salvelinus namaycush). Der gebietsfremde Fisch wurde über Jahre im See eingesetzt, weil er unter Anglern beliebt ist. Leider gingen die Fangerträge jedoch massiv zurück. Warum war lange Zeit unklar: in Fischerkreisen war von schlechter Wasserqualität die Rede, vom Einfluss der Alpbewirtschaftung oder sogar von giftigem Sediment am Boden des Sees.

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Die These steht, ihre Überprüfung steht bevor: Ökologisch begleitete Abfischung am Fälensee.

Die gewässerökologischen Untersuchungen von AquaPlus konnten schlechte Lebensraumbedingungen ausschliessen. In den Fokus geriet ein anderer Verdächtiger: Der Namaycush. Mit ausreichend Beute – rund das zehnfache des eigenen Körpergewichts – kann sich der schnellwüchsige Raubfisch zu einer stattlichen Grösse entwickeln. Aus den Fang- und Besatzzahlen liess sich ein Fischereimanagement–Modell zur Auswirkung grösserer Namaycush auf die Bestände der ebenfalls künstlich besetzten Seesaiblinge (Salvelinus alpinus) entwickeln. Nun ging es darum, die Theorie zu überprüfen.

Sorgfältig werden die Netze eingeholt: die Spannung unter den anwesenden Fischern, dem Fischrereiaufseher und besonders dem Gewässerexperten steigt. Die ersten Netze sind leer, Zweifel an der Frasstheorie werden wieder laut. Doch dann herrscht plötzlich Aufregung: „Kanadier!“ Der erste Namaycush ist da und wie eine Trophäe halten ihn die Fischer auf dem Boot in die Luft. Mit über 65cm entspricht er genau den Erwartungen der Fischökologen.

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Auf diese Kaliber haben die Angler am Fälensee vergeblich gewartet. Die kapitalen Jäger scheinen der Grund für den Ertragsrückgang zu sein.

Am Ende des Tages sind es sieben grosse Namaycush mit bis zu 74.5 cm Länge und 4.65 kg Gewicht. Die Magenanalyse der gefangenen Jäger zeigt: Hauptsächlich heimische Seesaiblinge mit bis zu 27 cm Länge und bis zu drei Fische gleichzeitig. Die Jäger haben einen gesunden Appetit. Eine überschlagsmässige Rechnung zeigt, dass die wenigen gefangenen Raubfische rund 280 kg Fischnahrung in ihrem Leben gefressen haben – was etwa 2800 Seesaiblingen entspricht.

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Eine Magenanalyse lügt nicht: bis zu 27 cm Länge weisen die gefressenen Seesaiblinge auf.

 

Medienspiegel

Beiträge zum Thema wurden bereits publiziert auf SRF, Luzerner Zeitung, Watson, FM1 TODAY, 20 Minuten und Die Ostschweiz.

Der Kanal im Kopf

Es ist zwar schon viele Jahre her, doch erinnere ich mich gut an eine Erkenntnis, welche während der Feldarbeit zu meiner Diplomarbeit kam: Die Leute wissen nicht mehr, wie ein natürlicher Bach im Mittelland aussieht.

Einen Sommer lang durfte ich für meine Diplomarbeit an der schönen Bünz im Kanton Aargau Daten erheben. Es ging um die Frage, wie sich die unterschiedlichen Revitalisierungen an verschiedenen Bachabschnitten auf die Artenvielfalt auswirken. Eher unbeabsichtigt und nebenbei erlangte ich in Gesprächen mit Spaziergängern einen Einblick in die Wahrnehmung «ihres Bachs».

Wie sieht ein natürlicher Bach im Schweizer Mittelland aus?

Die Akzeptanz gegenüber den Revitalisierungen hatte sich bei den Menschen aus der Gegend gemäss eigenen Aussagen über die Zeit verändert. Aus einer eher ablehnenden Haltung vor der Umsetzung («ich dachte, was soll der Seich?») entstand nach der Revitalisierung eine mehrheitlich positive Einstellung («wir kommen jetzt fast jeden Tag»). Viele Menschen schätzen naturnahe Gewässer als Naherholungsgebiete. Eine Schwierigkeit bei der Planung von Revitalisierungen kann jedoch darin bestehen, dass die Anwohner sich nicht mehr vorstellen können, wie ein naturnahes Gewässer eigentlich aussieht und welche «Augenweide» da im vergleichzu den öden Gerinnen möglich wäre. Denn: Im Mittelland ist der naturferne Zustand der Gewässer für die meisten seit ihrer frühen Kindheit der Normalfall. Entsprechend fehlt das Bedürfnis nach einer Aufwertung oder es mangelt an Akzeptanz für das Projekt.

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Ist das die «Baseline»? Unsere Umwelt prägt unsere Wahrnehmung.

Das Phänomen nennt sich Baseline-Shift. Eine Zustandsveränderung wird nicht gegenüber dem ursprünglichen Zustand bemessen, sondern gegenüber dem aktuellen Zustand. Natürlich, alles ist relativ. Im Januar empfindet man 10°C als angenehm. Im August hingegen würde man dies als übermässig kalt empfinden. Es hat also mit der Erwartungshaltung zu tun. Führt der Gedanke an einen Bach automatisch Bilder von korrigierten, eintönigen Strukturen herbei, so hat sich diese Erwartungshaltung massiv verschoben. Der verarmte Bach, der schlechte Zustand der Ökomorphologie, ist normal geworden. Er ist die neue Baseline.

Der strukturarme Bach ist die neue Baseline.

Diese Bilder wieder auszutauschen, den Wert naturnaher Bäche für die Menschen wieder erkennbar zu machen, das geht nur langsam. Man könnte sagen, es ist die Umkehrung des Sprichworts «Man weiss erst, was man hatte, wenn es weg ist». Erst wenn es wieder da ist, erkennt man, was einem gefehlt hat.

–  Tino Stäheli

Das neu erschienene Buch «Gewässerperlen – die schönsten Flusslandschaften der Schweiz» ist die beste Medizin gegen Baseline-Shift. Es zeigt die schönsten, unberührtesten Wasserlandschaften der Schweiz.

Mehr zur Bewertung des aktuellen Zustands und dem Vergleich mit der natürlichen Situation finden Sie hier.

Auf Schatzsuche im See

METHODENVORSTELLUNG: MESAV+

Man sieht die Wiese vor lauter Wasser nicht. Und so braucht man schon fast eine Schatzkarte, um das artenreiche Dickicht am Gewässergrund zu entdecken. Bestehend aus höheren Wasserpflanzen, Characeen, Algen und Moosen schlummert die wertvolle Unterwasservegetation wie ein unentdecktes Juwel im Verborgenen. Zeit, diesen geschützten Lebensraum sichtbar zu machen.

Publikation Methode MESAV+ als PDF

Wasserpflanzen spielen für das Ökosystem See eine zentrale Rolle. Sie sind das dominierende Strukturelement der Flachwasserzone und können hierzulande in nährstoffarmen Seen den Gewässergrund bis in rund 20 m Tiefe bedecken. Reichhaltiger Lebensraum, Nahrungsgrundlage für unzählige Organismen, Kinderstube für Fische, Selbstreinigungszentralen des Sees und CO2-Senke. Die Unterwasservegetation ist Vieles, jedoch kaum sichtbar.

Dichter Bestand aus Armleuchteralgen
Der Blick unters Wasser offenbart faszinierende Pflanzenwelten.

Mit den vielvältigen Ansprüchen an unsere Seen ergibt sich eine ganze Palette von Situationen, bei welchen detaillierte Kenntnisse über den geschützen Lebensraum unter Wasser notwendig sind. Sei dies bei Unterhalt oder Erweiterung von Hafenanlagen, im Rahmen von Seeregulierungsmassnahmen, im Zusammenhang mit Seeleitungen, bei der thermischen Nutzung von Gewässern oder wenn die Siedlungsentwässerung in den See führt aber auch als Vorstufe bei Uferaufwertungen: Die Auswirkungen auf die Unterwasservegetation müssen beurteilt werden.

Eine Methodik zur Erfassung der Wasserpflanzen- und Seegrundverhältnisse.

Die gewässerökologische Erfassung und Bewertung der Unterwasserwelten stellt keine leichte Aufgabe dar. Doch es gibt Mittel und Wege. Für die Erfassung, Beurteilung und schlussendlich zum Schutz der submersen Vegetation hat sich eine Vegetationskartierung mittels Tauchtransekten als optimal erwiesen und europaweit durchgesetzt. In der Schweiz ist diese massgeblich von AquaPlus entwickelte Methode bekannt unter der Bezeichnung MESAV+ («Methode zu Erfassung und Bewertung der submersen aquatischen Vegetation»). Sie erlaubt eine Aufnahme der Verhältnisse am Seegrund in leicht abstrahierter Form, jedoch mit der Möglichkeit zur differenzierten, quantitativen Betrachtung. Neben der reinen Vegetation werden gleichzeitig auch Grossmuscheln, Algen, die Sedimentverhältnisse und weitere Organismen aufgenommen, wie ggf. spezifische Leit- und Zielarten des Makrozoobenthos sowie von Auge erkennbare Neophyten und Neozoen, darunter auch die bekannten invasiven Arten. Der Informationsgehalt übertrifft dabei denjenigen anderer Methoden bei Weitem und bietet dadurch die Möglichkeit einer fundierten (quantitativ differenzierten) und verlässlichen Interpretation der Verhältnisse. So können konkrete Handlungsempfehlungen formuliert werden zum Schutz, zur Erhaltung und ggf. Wiederherstellung dieses nach Natur- und Heimatschutzgesetz (NHG) stark geschützten Lebensraumes, welcher sonst  verborgen bleibt.

Publikation Methode MESAV+ als PDF

Wand im Wandel

Die Arbeit im Bereich Gewässer hat viele Facetten. Künstler SMOG entwickelt die verschiedenen Aspekte zu einem Bild im Wandel. In seiner Interpretation von Revitalisierung, Klimawandel, Artenschutz oder Gewässerökologie widerspiegelt er auf kreative Weise die Vielfältigkeit unserer Tätigkeiten.

 

 

«Insect Armageddon»: Artensterben auch im Bach?

Regelmässige Schlagzeilen wie «Bienensterben» oder «Auf der Wiese wird es still» zeichnen ein düsteres Bild für die Zukunft der Insekten. Dabei denkt man zuerst an Schmetterlinge, Bienen oder Grillen. Doch Insekten sind auch Wasserlebewesen. Sie kriechen, schwimmen und fressen dort, wo man kein Summen hört und keine haarigen Beine sieht. Wie geht es diesen aquatischen Organismen? Sind auch sie am Verschwinden?

Ein Sommertag am Weiher, Libellen patrouillieren dem Ufer entlang, Wasserläufer huschen über die Oberfläche und unten schwimmt flink ein Gelbrandkäfer. Sie alle verbringen, wie viele andere Insekten auch, mindestens einen Teil ihres Lebens im Wasser. Sie zählen zusammen mit Schnecken, Muscheln, Würmern oder Krebsen zu den sogenannten Wasserwirbellosen (Invertebraten) und spielen eine zentrale Rolle im Ökosystem Gewässer, bauen organische Substanz ab, fressen Algen oder Mückenlarven und stellen eine wichtige Nahrungsgrundlage für Fische und Vögel dar.

Viele Insekten sind Wasserlebewesen. Auch etwa die Larven der prachtvollen Libellen oder der grazilen Eintagesfliegen.

 

 

 

Libelle bei der Eiablage
Eine Zweigestreifte Quelljungfer (Cordulegaster boltonii) bei der Eiablage in ein Gewässer. Diese Libellenart ist wie viele andere auf saubere Gewässer angewiesen.

Wie auch an Land sind die Lebensräume vieler aquatischer Arten stark unter Druck. Neben reinem Lebensraumverlust werden die Wasserorganismen durch verschiedene Formen der Gewässerverschmutzung beeinträchtigt. Über Abschwemmungen oder Abwässer gelangt ein richtiger Cocktail an Schadstoffen aus der Landwirtschaft und der Siedlungsentwässerung in die Bäche, Flüsse und Seen. In den Fokus geraten sind aktuell die Pestizide – 2000 Tonnen jährlich werden in der Schweiz ausgetragen. Aufgrund von fehlenden Pufferstreifen und übermässigem Einsatz gelangt ein Teil davon zwangsläufig auch in die Gewässer.

Der Fachbereich der Ökotoxikologie befasst sich mit der unmittelbaren oder chronischen Wirkung von Schadstoffen und Schadstoffgemischen auf Lebewesen. Meist wird dabei mit Testorganismen wie Bachflohkrebsen, Muschelkrebsen, Würmern, Algen oder Wasserpflanzen gearbeitet. Untersucht wird die Wirkung auf die Vitalität der Organismen, die Entwicklung der Biomasse, die Nahrungsaufnahme, die Fortpflanzung oder die Verbreitung von Arten. Mit regelmässigen Bestandeserhebungen können zudem langfristige Auswirkungen und Entwicklungen festgestellt werden. Solche Monitorings helfen, nicht nur die Wirkung einzelner Schadstoffe, sondern auch die summarischen Wechselwirkungen verschiedener Stoffgemische feststellen zu können. Anders als bei den meisten ökotoxikologischen Tests, welche die kurzfristige, akute Toxizität von Einzelstoffen anschauen, kann mit Untersuchungskampagnen eine langfristig wirkende, chronische Beeinträchtigung von Stoffen oder Stoffgemischen festgestellt werden, welche häufig bereits bei sehr tiefen, kaum messbaren Konzentrationsbereichen auftreten.

Ökotoxikologie Frassverhalten Gammariden
Ergebniss eines in-situ Monitorings zur ökotoxikologischen Wirkung von Schadstoffen auf Bachflohkrebse: Je vitaler die Tiere sind, desto mehr von den Blattscheiben fressen sie.

Biologische Datenbanken sind unerlässlich, will man Aussagen über die langfristige Entwicklung von aquatischen Lebensgemeinschaften machen.

Neben den gewässerökologischen Erhebungen nimmt bei Langzeitmonitorings auch die Speicherung und Auswertung der Daten eine zentrale Rolle ein. Der Aufbau der dazu notwendigen Datenbanken mag zwar aufwändig und die Pflege sowie die Qualitätssicherung zeitintensiv sein, die daraus resultierenden Möglichkeiten für Gesamtauswertungen oder die Nachverfolgung von Entwicklungen über die Zeit (Zeitreihen sind insbesondere bei chronischen Beeinträchtigungen, wie sie beispielsweise durch Pestizide entstehen, umso wertvoller. Implementierte Schnittstellen zu anderen Datenbanken von Behörden oder nationalen Datenzentren ermöglichen zudem einen reibungslosen Datentransfer ohne unnötigen Informationsverlust.

Biologische Datenbank BIS AquaPlus
Neben fundierten Kenntnissen zur Artbestimmung und Ökologie der aquatischen Insekten sind auch biologische Datenbanken notwendig, um die Entwicklung der Lebensgemeinschaften zu analysieren.

Findet nun unter Wasser ein «Armageddon» statt, die «letzte Entscheidungsschlacht», wie dies für die Insekten der terrestrischen Lebensräume befürchtet wird? Um diese Frage zu beantworten wäre eine Erhebung an einer grossen Zahl von repräsentativen Untersuchungsstellen erforderlich und dies über längere Zeit (Monitoring). Doch auch heute schon könnten die bereits verfügbaren Daten in einer Flächenstudie zusammengetragen und systematisch ausgewertet werden. Unter anderem ginge es auch darum, den Verlust an «terrestrischen» Insektenarten in Verbindung zu bringen mit möglichen Implikationen durch «Verunreinigungen» im Gewässer, ist doch ein grösserer Anteil dieser Arten in der frühen Lebensphase an aquatische Lebensräume gebunden.

Links zum Thema:

Die Studie von Hallmann et al. (2017), welche die aktuelle Diskussion ins Rollen gebracht hat.

Beitrag «Das stille Sterben» im Beobachter vom 12. April 2018.

Artikel «Gefährdung von Vögeln: Die Schweiz ist Spitzenreiterin» in der NZZ vom 17. Mai 2018.

Zusammenstellung auf SRF zum Thema «Gute Nachrichten für Bienen – EU verbietet drei für Bienen schädliche Insektizide» vom 27. April 2018.

Studie «Der stumme Frühling – Zur Notwendigkeit eines umweltverträglichen Pflanzenschutzes» (2018) der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina (D).

BAFU Webseite: Nationale Beobachtung Oberflächengewässerqualität (NAWA).

Die Kompetenzen von AquaPlus in diesem Bereich finden Sie hier.

Reaktionen auf die Studie von Hallmann et al. in internationalen Medien hier und hier.