Funktion der Durchgängigkeit für sentation... · Ökologie der Abwärtswanderung Rolle im...
Transcript of Funktion der Durchgängigkeit für sentation... · Ökologie der Abwärtswanderung Rolle im...
www.boku.ac.at/hfa Funktion der Durchgängigkeit fu ̈r
potamodrome Populationen
S. Schmutz
Institute of Hydrobiology and Aquatic Ecosystem Management
Department of Water, Atmosphere and Environment
BOKU - University of Natural Resources and Applied Life
Sciences, Vienna, AUSTRIA
BOKU - University of Natural
Resources and Applied Life Sciences
Department of Water, Atmosphere and
Environment
www.boku.ac.at/hfa
Inhalt
Welche Bedeutung hat die Durchgängigkeit für Populationen und
Lebensgemeinschaften?
Auf welchem räumlichen Maßstab brauchen wir Durchgängigkeit?
Was bringt die Durchgängigkeit für den ökologischen Zustand?
www.boku.ac.at/hfa
Wissensstand potamodrome Wanderungen
Wissensstand
Guter Wissensstand bei flussaufgerichteter Wanderung
Große Defizite bei der flussabgerichteten Wanderung
Hypothesen Flussabwanderung
Eine Flussaufwanderung wird durch eine entsprechende
Flussabwanderung „kompensiert“
Rückwanderung der Adultfische
Flussabwanderung der Jungfische
www.boku.ac.at/hfa
Wissensstand potamodrome Wanderungen
River Mean flow
[m3/s] Location Fish pass Year Number of species Number of fish Citation
Rhine 1 000 Iffezheim Vertical
slot 2001-2010 38 13 077-27 039 Degel 2010
Rhine 1 000 Gambsheim Vertical
slot 2006-2010 - 30 184-64 546 Degel 2010
Danube 2 000 Freudenau Nature-like 1999-2000 38 19 801 Eberstaller & Pinka 2001
Danube 1 850 Melk Nature-like 2007-2008 42 - Frangez et al. 2009
Elbe 728 Geesthacht Vertical
slot 2010 43 300 000 Adam et al. 2012
Fischaufstieg bei FIschpässen
www.boku.ac.at/hfa
Melk Pielach Mank Total Melk Pielach Mank Total
Barbus barbus (L.) 953 265 7 1225 35.0 39.4 18.4 35.7
Alburnus alburnus (L.) 563 14 0 577 20.7 2.1 0.0 16.8
Leuciscus cephalus (L.) 101 141 9 251 3.7 21.0 23.7 7.3
Abramis brama (L.) 230 0 0 230 8.4 0.0 0.0 6.7
Gobio gobio (L.) 179 21 2 202 6.6 3.1 5.3 5.9
Chondrostoma nasus (L.) 100 46 10 156 3.7 6.8 26.3 4.5
Rutilus rutilus (L.) 113 2 0 115 4.1 0.3 0.0 3.3
Blicca bjoerkna (L.) 111 0 0 111 4.1 0.0 0.0 3.2
Thymallus thymallus (L.) 19 60 1 80 0.7 8.9 2.6 2.3
Carassius gibelio (Bloch) 63 0 0 63 2.3 0.0 0.0 1.8
Salmo trutta f.f. (L.) 27 25 4 56 1.0 3.7 10.5 1.6
Oncorhynchus mykiss (Walbaum) 25 15 0 40 0.9 2.2 0.0 1.2
Leuciscus leuciscus (L.) 27 13 0 40 1.0 1.9 0.0 1.2
Cyprinus carpio (L.) 37 2 0 39 1.4 0.3 0.0 1.1
Alburnoides bipunctatus (Bloch) 0 34 0 34 0.0 5.1 0.0 1.0
Gobio albipinnatus (Lukasch) x 27 0 0 27 1.0 0.0 0.0 0.8
Perca fluviatilis (L.) 22 4 0 26 0.8 0.6 0.0 0.8
Hucho hucho (L.) x 1 20 2 23 0.0 3.0 5.3 0.7
Aspius aspius (L.) x 22 0 0 22 0.8 0.0 0.0 0.6
Phoxinus phoxinus (L.) 17 0 2 19 0.6 0.0 5.3 0.6
Cottus gobio (L.) x 11 5 0 16 0.4 0.7 0.0 0.5
Zingel zingel (L.) 11 0 0 11 0.4 0.0 0.0 0.3
Abramis ballerus (L.) 10 0 0 10 0.4 0.0 0.0 0.3
Sander lucioperca (L.) 8 0 0 8 0.3 0.0 0.0 0.2
Scardinius erythrophthalmus (L.) 6 1 0 7 0.2 0.1 0.0 0.2
Vimba vimba (L.) 7 0 0 7 0.3 0.0 0.0 0.2
Esox lucius (L.) 5 1 0 6 0.2 0.1 0.0 0.2
Salvelinus fontinalis (Mitchill) 5 0 0 5 0.2 0.0 0.0 0.1
Leuciscus idus (L.) 5 0 0 5 0.2 0.0 0.0 0.1
Proterorhinus marmoratus (Pallas) 2 3 0 5 0.1 0.4 0.0 0.1
Gymnocephalus cernuus (L.) 4 0 0 4 0.1 0.0 0.0 0.1
Tinca tinca (L.) 3 0 0 3 0.1 0.0 0.0 0.1
Barbatula barbatula (L.) 2 0 1 3 0.1 0.0 2.6 0.1
Gymnocephalus schrätzer (L.) x 3 0 0 3 0.1 0.0 0.0 0.1
Gymnocephalus baloni (Holcik & Hensel) 2 0 0 2 0.1 0.0 0.0 0.1
Cobitis taenia (L.) x 1 0 0 1 0.0 0.0 0.0 0.0
Silurus glanis (L.) 1 0 0 1 0.0 0.0 0.0 0.0
Abramis sapa (Pallas) 1 0 0 1 0.0 0.0 0.0 0.0
Total number of species 6 37 17 9 38 - - - -
Total number of individuals 2724 672 38 3434 100.0 100.0 100.0 100.0
FFHTotal number of individuals Percentages
Species
Anzahl Arten 37
Anzahl Fische 2 724
Fischwanderung kleine u mittelgroße Flüsse
Bsp. Melk
www.boku.ac.at/hfa Driftindex
Zitek et al. 2004a
Drift index: propensity of species to drift,
larval drift compared with adult fish stock
www.boku.ac.at/hfa
0
50
100
150
200
3.1
0
5.1
0
7.1
0
9.1
0
11.1
0
13.1
0
15.1
0
17.1
0
19.1
0
21.1
0
23.1
0
25.1
0
27.1
0
29.1
0
31.1
0
2.1
1
4.1
1
6.1
1
8.1
1
10.1
1
12.1
1
14.1
1
16.1
1
18.1
1
20.1
1
22.1
1
24.1
1
26.1
1
28.1
1
30.1
1
2.1
2
4.1
2
6.1
2
Datum
Ind
ivid
ue
na
nza
hl
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Te
mp
era
tur
[°C
]
Aufstieg
Abdrift
Temperatur
Aufstieg bzw. Abstieg an FWH MFK
n (gesamt) = 4650
Abstieg: 2202 Individuen
19 Arten 03.10. - 06.12.1997
www.boku.ac.at/hfa
0
100
200
300
400
500
600
15 40 70 95 120 145 170 195 220 245 275 310 345 405 480
Länge [mm]
Ind
ivid
uen
an
zah
l
Abdrift
Aufstieg
Längenhäufigkeit
Aufstieg/Abdrift
n = 4650
www.boku.ac.at/hfa
0 10 20 40 Kilometers
Nase (Chondrostoma nasus)
Barbel (Barbus barbus)
Danube salmon (Hucho hucho)
Measures and efficiency at the sub-catchment scale
www.boku.ac.at/hfa Conducted measures
(1) 11 fish ladders
Types of fish ladders
rock-ramps
nature like bypass channels
pool and weir bypass
bypassed heigths 1- 4 m
channel slopes from 0.7 to 7.5 %
Lenghts from 20 - 300 m
discharges from 250 l to >1500 l
(2) River restoration
Leitbild-orientated restoration of
2200 m regulated river channel
(3) Protection of river sections with
natural dynamics
Purchase of 71 ha land
www.boku.ac.at/hfa
after
Ecological quality – Fish Index
before
N
Danube
10
2.6 = moderate quality 2.4 = good quality
3.2 = moderate quality 3.0 = moderate quality
River
Pielach
River
Melk
Danube
km Zitek et al. 2008
www.boku.ac.at/hfa
Anzahl der Zubringer/Nebengewässer der Enns mit
anthropogen bedingten bzw. keinen Migrationsbarrieren
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
anthropogene Migrationsbarrieren durchgehende Passierbarkeit
An
zah
l d
er
Zu
bri
ng
er/
Ne
ben
gew
ässe
r
Lauenbach
Entwässerungsgraben
Wildfluß
Wildbach geschiebeführend
Wildbach stark geschiebeführend
Wildbach murfähig
www.boku.ac.at/hfa
Fotos: © Wolfgang Hauer
Nase
Barbe
Huchen
Continuity restoration:
Rivers of priority
www.boku.ac.at/hfa
Barriers in Austrian rivers
~ 26 000
Barrier not passable or fish
Barrier passable or fish
Planned hydropower plant
Total: > 28 000 barriers
www.boku.ac.at/hfa
Risk assessment of Austrian rivers
Total for A
ustria
General chemical physical parameters
EU-defined chemical pollutans
Hydro-morphology
Residual flow
Hydropeaking
Impoundment
Connectivity interruptions
Morphology
Risk
Risk not known
No risk
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100 Risk
Risk not known
No risk
% o
f w
ate
r body length
[>1
00km
² catc
hm
ent]
BMLFUW, 2005. EU-WFD, 2000/60/EG
Austrian report on the current situation.
www.boku.ac.at/hfa F
ish
Ind
ex
1 2 3
Number of pressure types
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
N=433 sites
Schmutz et al. 2007
Effects of multiple pressures
www.boku.ac.at/hfa
Nr. of sites per country
Austria
Switzerland
Germany
France
Finland
Spain
Hungary
Italy
Netherlands
Lithuania
Poland
Portugal
Romania
Sweden
United
Kingdom
N = 14221
sites spread
over 4800
rivers and 16
ecoregions
Data availability – EFI+ DB
www.boku.ac.at/hfa
Results
Combination of pressures (in total)
Figure: Proportion of sites affected by (a) water quality
pressures only, (b), by water quality and hydromorpholgocial
pressues, (c) by hydromorphological pressures only and (d)
nearly undisturbed sites.
W: water quality pressures only
W + HMC: water quality and hydromorpholgocial pressues
HMC: hydromorphological pressures only
No P: nearly undisturbed sites
Multiple pressures at European scale
www.boku.ac.at/hfa
Spatial scales and river bed morphology
Correlation between river bed morphology
and fish at different spatial scales
local 1km 5km 10km
Spatial buffer scale
Correla
tio
n
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
local 1km 5km 10km
Spatial buffer scale
Corr
ela
tion
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
local 1km 5km 10km
Spatial buffer scale
Corr
ela
tion
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
N=433 sites
www.boku.ac.at/hfa
after
Ecological quality – Fish Index
before
N
Danube
10
2.6 = moderate quality 2.4 = good quality
3.2 = moderate quality 3.0 = moderate quality
River
Pielach River
Melk
Danube
km Zitek et al. 2008
www.boku.ac.at/hfa
0,1 0,4
1,8
2,3 0,6 Barrieren / km
Belastungen in WK u. Barrieren / km
ÖZ 1 ( 4321 km ) ÖZ 2 ( 6567 km ) ÖZ 3 ( 15042 km ) ÖZ 4 ( 4051 km ) ÖZ 5 ( 1158 km )
PERC_WK_RESTW
PERC_WK_STAU
PERC_WK_SCHWALL
PERC_MORPH_4U5
Ökologischer Zustand (Länge km)
Ante
il am
Wasserk
örp
er
[%]
020
40
60
80
Datenquelle: NGP 2009
www.boku.ac.at/hfa
Zusammenfassung und offene Fragen
Abwärtswanderung
Fischabwanderung spielt bei wahrscheinlich allen heimischen
Fischarten eine wesentliche Rolle
Larvendrift im Frühsommer, Jungfischwanderung im Herbst
Verbessertes Wissen notwendig über:
Ökologie der Abwärtswanderung
Rolle im Lebenszyklus, Quantifizierung, räumlich-zeitliche Variabilität
Wieweit ist ein Fischabstieg wiederherstellbar? Welchen Beitrag liefert
der Fischabstieg zur Lebensfähigkeit von Populationen?
www.boku.ac.at/hfa Schlussfolgerungen
Wo es keine Fische gibt, können auch keine
wandern.
Es sind umfassende Sanierungen zur Rettung
der Fischbestände notwendig.
Insbesondere die Kontinuumsfrage bedarf
einer einzugsgebietsbezogenen Betrachtung.
www.boku.ac.at/hfa Schlussfolgerungen
Neben dem Kontinuum sind auch andere Belastungen zu
sanieren. Beispiel Österreich
Wo der ÖZ heute mäßig ist, trägt die
Kontinuumssanierung sehr effizient zur Zielerreichung
bei.
Wo der ÖZ unbefriedigend oder schlecht ist, wird sich
bei alleiniger Kontinuumssanierung kaum ein Effekt
zeigen.