Probenahme und Aufbereitung

Die Probenahme des PoD erfolgt als sogenanntes „Multiple Habitat Sampling“ (MHS) und zielt auf die möglichst vollständige Erfassung der in der Fließgewässerstrecke vorkommenden Algenbeläge und der Schätzung ihrer Abundanzen. Die Untersuchung folgt den Arbeitsschritten

Vorarbeiten

  • Festlegung der Verfahrensvariante
  • Festlegung des Probenahmezeitpunkts
  • Auswahl der Probestelle
  • Festlegung des Probenahmeabschnitts
  • Festlegung des biozönotisch relevanten PoD-Typs

Probenahme im Freiland

  • Kartierung und Probenahme
  • Beschriftung der Proben
  • Anfertigung des Feldprotokolls und Schätzung der Abundanzen
  • Transport und Fixierung der Proben

und Aufbereitung im Labor, u. a. Bestimmung. Grundlage zur Durchführung ist die „Verfahrensanleitung für die ökologische Bewertung von Fließgewässern zur Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie: Makrophyten und Phytobenthos (PHYLIB)“ mit dem Stand 2012.

Vorarbeiten 

Festlegung der Verfahrensvariante 

Für die Untersuchung des PoD gibt es zwei Verfahrensvarianten. Dabei bezieht das sogenannte „vollständige Verfahren“ alle am Standort nachgewiesenen Indikatortaxa, also auch die seltenen Formen, in die Bewertung ein.

Das sogenannte. „reduzierte Verfahren“ dagegen beschränkt sich auf die am Standort makroskopisch sichtbaren bzw. in der mikroskopischen Analyse massenhaft auftretenden Taxa.

Die Wahrscheinlichkeit, eine gesicherte Bewertung zu erreichen, ist bei Anwendung des reduzierten Verfahrens deutlich geringer. Die Probenahme in beiden Verfahren unterscheidet sich nicht.

Festlegung des Probenahmezeitpunkts 

Grundsätzlich gilt die Empfehlung, die Probenahme zu einem Zeitpunkt mit möglichst niedrigem Wasserstand und nach einer stabilen Abflussphase durchzuführen. Obwohl einige Arten des PoD grundsätzlich das ganze Jahr über vorhanden sind, ist eine einmalige Beprobung im Sommer (Mitte Juni bis Anfang September), die gemeinsam mit Makrophyten und Diatomeen durchgeführt werden kann, vorgesehen.

Auswahl der Probestelle 

Die Probestelle sollte ein repräsentativer und möglichst ungestörter Abschnitt der zu begutachtenden Fließgewässerstrecke sein.

Festlegung des Probenahmeabschnitts 

Für Bäche werden Abschnitte von mindestens 20 m und für Flüsse solche von 50 m Länge beprobt. In der Praxis orientieren sich viele Probenehmende an dem für die Makrophyten vorgesehenen Abschnitt von 100 m.

Festlegung des biozönotisch relevanten PoD-Typs 

Die Probestelle wird anhand der Ökoregion, der geochemischen Prägung und dem Sohlsubstrat einem PoD-Typ zugeordnet. Damit entspricht die PoD-Typologie häufig dem LAWA-Typ. Allerdings gibt es auch Abweichungen.

So entsprechen die LAWA-Typen der silikatisch geprägten Fließgewässertypen 5, 5.1 und 9 des Mittelgebirges einem PoD-Typ PB 3. Bei den LAWA-Typen 14 und 16 erfolgt eine Differenzierung anhand der geochemischen Prägung. Dabei gilt als Hilfskriterium für die Zuordnung eine Gesamthärte oder Säurekapazität von < 1,6 mmol/l für die silikatische Prägung bzw. von > 1,6 mmol/l für eine karbonatische Prägung. Analog dazu werden Gewässer der LAWA-Typen 11 und 12 im Norddeutschen Tiefland in einen Typen mit basenarmer bzw. basenreicher Ausprägung unterschieden. Auf Grund des unterschiedlichen Sohlsubstrates werden im LAWA-Typ 9.1 die Löss-, Keuper- und Kreideregionen von den Muschelkalk-, Jura-, Malm, Lias, Dogger- und anderen Kalkregionen unterschieden.

Probenahme im Freiland  

Material

  • großer Eimer zum Transport
  • Wathose bzw. Gummistiefel
  • Sichtkasten / Sichtrohr / Aquascope
  • Handlupe
  • Löffel, Pinzetten, Spatel, Skalpell oder Messer (rostfrei)
  • Glas- oder Plastikgefäße (15-20 ml)
  • Gefrierbeutel verschiedener Größen
  • Lugol ́sche Lösung oder neutralisiertes Formaldehyd
  • vorgefertigte wasserfeste Etiketten oder Gewebeband und wasserfeste Filzstifte zur Beschriftung der Proben
  • Protokollbuch oder Feldprotokollblatt und Stift
  • Kühlboxen mit Kühlakkus oder Ventilator
  • topographische Karten im Maßstab 1:25 000 bzw. 1:50 000 oder GPS-Gerät
  • Fotokamera
  • ggf. Schwimmweste und Sicherungsseil
  • ggf. Rechen oder Zange mit langem Griff
  • ggf. Pipetten, Petrischalen (Plastik)
  • ggf. weiße Plastikschale (2 bis 3 l) zum Sortieren des Materials
  • ggf. Schnelltests zur Bestimmung der Wasserhärte oder Säurekapazität, falls keine ausreichenden  Informationen über die Ausprägung des PoD-Typs vorhanden sind

Durchführung der Probenahme 

Für die Erkennung und Differenzierung der Algen im Gewässer ist die Kenntnis der verschiedenen Wuchs- und Lagerformen, ihrer unterschiedlichen Färbung und ihrer Konsistenz entscheidend. Zusätzlich werden für eine spätere Bestimmung häufig Informationen zum Habitat (Substrat, räumliches Vorkommen) benötigt. Eine detaillierte Beschreibung der Beläge und der Probenahme findet sich im Feldführer „Benthische Algen ohne Diatomeen“ (Gutowski & Foerster, 2009).

Die Probenahme erfolgt in mehreren Schritten. Zunächst wird die strukturelle Vielfalt der Probestelle beachtet, um die unterschiedlichen Habitate und Substrate der benthischen Algen an der Probestelle zu erkennen. In watbaren Gewässern wird der Gewässerabschnitt anschließend entgegen der Strömung möglichst im Zickzack abgegangen und auf makroskopisch auffällige Algenbeläge und Wuchsformen abgesucht. Dazu ist meist ein Sichtkasten zur Betrachtung des Gewässerbodens hilfreich. Bei der Begehung werden von jeder auffälligen Wuchsform Proben genommen. Proben aus tieferen Bereichen können mit einem Rechen oder einer Zange aufgenommen werden. Dabei können dünne Beläge oder Krusten sowie dickere, weiche Überzüge und kleine Büschelchen kurzer Fäden auf Hartsubstrat sowie epiphytische Algen auf Substrat direkt mit dem Substrat entnommen werden. Gelingt dies nicht, werden Teile davon abgekratzt. Andere Wuchsformen, wie lange Fäden, netzförmige Geflechte, breite Fäden oder flächige Thalli sowie gelatinöse Formen können direkt entnommen werden. Alle Proben (Unterproben) werden getrennt aufbewahrt. Das Material wird in Gefrierbeutel ohne Wasserzugabe oder Gefäße mit Wasserzugabe verbracht. Kommen an einer Probestelle Makrophyten oder Moose vor, so wird zusätzlich eine Quetschprobe erstellt, indem Material in einem Gefrierbeutel zusammen mit Wasser gegeben und dieser gequetscht wird. Die Suspension wird in ein Gefäß überführt. So können epiphytische und metaphytische Arten gewonnen werden.

Die Anzahl der Unterproben schwankt je nach Vielfalt des makroskopisch erkennbaren Algenbewuchses. Empfohlen wird eine Entnahme von 4 bis 8 Unterproben. Bei einer geringeren Anzahl von Unterproben bleiben die Bewertungen nach PHYLIB häufig ungesichert. Finden sich an der Probestelle in größerer Abundanz ähnlich aussehende Beläge, ist es oft sinnvoll, an verschiedenen Stellen Parallelproben zu entnehmen, da sich solche Beläge häufig aus unterschiedlichen Arten mit verschiedenen Abundanzen zusammensetzen.

Es empfiehlt sich, den Untersuchungsabschnitt stromauf- als auch abwärts ebenso wie auffällige Vorkommen benthischer Algen fotografisch zu dokumentieren.

Bei nicht watbaren, größeren Gewässern wird ein längerer Untersuchungsabschnitt der flacheren Uferbereiche beprobt.

Beschriftung der Proben 

Jede Unterprobe muss sorgfältig mindestens mit Angabe der Probestellennummer, der Unterbefundnummer und des Datums der Probenahme beschriftet werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die Beschriftung trotz späterer Fixierung oder Lagerung an dem Gläschen bzw. dem Gefrierbeutel haften und lesbar bleibt. Wenn möglich, sollten auch noch der Auftraggeber und die Namen des Gewässers sowie der Messstelle vermerkt werden.

Anfertigung des Feldprotokolls und Schätzung der Abundanzen 

In einem Feldprotokoll (Abb. 1) werden die Unterproben (Unterbefunde) einzeln aufgeführt. Dazu werden den Proben Nummern zugeordnet. In der Beschreibung der Proben werden Angaben über die Wuchs- bzw. Lagerform, Farbe, Konsistenz und eventuell Lage im Gewässer vermerkt. Zusätzlich sollte das Substrat angegeben werden. Für eine spätere Bewertung unabdingbar ist die Angabe des Deckungsgrades des Bewuchses.

  Abb. 1: Feldprotokoll.

Für die Bewertungen werden später drei makroskopisch erkennbare Abundanzklassen (3 bis 5) des Feldprotokolls beachtet (Tab. 1). Eine Beschränkung auf Angabe dieser drei Klassen im Feldprotokoll ist aber nicht sinnvoll. Geeigneter sind Angaben in Prozentstufen (< oder > 1%, < oder > 5%, dann in 5%-Stufen bis 40% bzw. 10%-Stufen über 40% Deckung). Durch die Angabe der Prozente kann später bei gleichartigen Belägen die Gesamtabundanz eines jeden Taxons besser bestimmt werden. Dabei ist zu beachten, dass im Verfahren bei den Deckungsgraden von 5% und 33% Wechsel der Abundanzklassen erfolgen.

Tab. 1: Definition dermakroskopisch erkennbaren Abundanzklassen.

Abundanz-klasse

Beschreibung

5

massenhaft, mehr als 1/3 des Gewässerbettes bedeckend (> 33%)

4

häufig, aber weniger als 1/3 des Gewässerbettes bedeckend (< 33%)

3

makroskopisch selten, gerade noch erkennbar (Einzelfund oder < 5%) oder mikroskopisch massenhaft

Transport und Fixierung der Proben 

Frischproben werden in Kühlboxen ins Labor gebracht und dort so schnell wie möglich aufgearbeitet. Ist eine schnelle Aufarbeitung nicht möglich, müssen die Proben fixiert werden. Dies kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Weichsubstrate sollten möglichst direkt nach der Probenahme, spätestens aber am Abend der Probenahme mit Formol (37 %) oder Lugol’scher Lösung fixiert werden. Dabei sollte eine Überfixierung vermieden werden (bei Formol wegen der Giftigkeit und bei Lugol wegen der zu intensiven, zu dunklen Färbung, die die Mirkoskopie erschwert). Für Steine empfiehlt sich ein Einfrieren (Kryofixierung).