Bewertung ökologischer Zustand

Die Bewertung erfolgt typbezogen. Grundlage für die Bearbeitung ist die Fließgewässer-Typologie der LAWA mit weiterer Differenzierung in rhithrale bzw. potamale Ausprägungen, z. B. Typ 19 rhithral und 19 potamal. Das methodische Vorgehen ist bei LANUV NRW (2015) beschrieben.

Aufgrund der weiten ökologischen Amplitude vieler Makrophyten-Arten wurde für die Klassifikation des NRW-Verfahrens ein vegetationskundlicher Ansatz gewählt. Für jeden untersuchten Abschnitt erfolgt die Zuordnung zu einem Vegetationstyp anhand der dominanten Wuchsform.

Dem Leitbild bzw. dem Referenzzustand entsprechen Vegetationseinheiten, die der potentiellen natürlichen Vegetation des zugehörigen Gewässertyps entsprechen. Diese Vegetationseinheiten finden sich an Referenzstellen. Falls keine Referenzstellen für einen bestimmten Gewässertyp vorlagen, erfolgte die Zuordnung anhand von Literaturangaben.

Nicht dem Leitbild entsprechen Vegetationseinheiten, die von Störzeigern dominiert werden. Hierzu zählen Elodeiden (Elodea canadensis, E. nuttallii, Egeria densa), Ceratophyllum demersum, C. submersum, Hydrocotyle ranunculoides, Parvopotamiden (Potamogeton pectinatus, P. pusillus agg., P. trichoides, P. crispus, Zannichellia palustris), Callitriche obtusangula, Leptodictyum riparium, Octodiceras fontanum und Lemniden (Lemna minor, L. gibba, L. minuta, L. turionifera, Spirodela polyrhiza, Azolla filiculoides), Cladophora spp. (> 0,5 m Länge), Oedogonium spec. (> 0,5 m Länge), Rhizoclonium spec. (> 0,5 m Länge), Spirogyra spec. (> 0,5 m Länge), Enteromorpha spec.

Die Bewertung umfasst mehrere Schritte und erfolgt gewässertypspezifisch: Zuerst wird die Gesamtdeckung der Makrophytenbestände im Untersuchungsabschnitt ermittelt oder aus dem Vor-Ort-Protokoll abgelesen.

Makrophytenarme bzw. makrophytenfreie Untersuchungsabschnitte

Diese Gewässerstrecken stellen hinsichtlich der Bewertung einen Sonderfall dar. Gewässerabschnitte, die keine oder nur sehr wenige Makrophyten (< 2%) aufweisen, können bei kompletter Beschattung des Gewässers und bei Fehlen struktureller und stofflicher Belastungen als „sehr gut“ bewertet werden. Im umgekehrten Fall können makrophytenfreie bzw. -arme Gewässerabschnitte (< 2% Bedeckung) ohne Beschattung oder mit Teilbeschattung und mit einer nachweislich starken Gewässerbelastung als verödet bzw. verarmt eingestuft und als „schlecht“ (ohne Makrophyten) bzw. „unbefriedigend“ (Makrophytendeckung < 2%) bewertet werden. Liegen in diesen Fällen keine belastbaren Erkenntnisse über die Belastungssituation vor, ist das Ergebnis mit „unklar“ zu bewerten.

Untersuchungsabschnitten mit mindestens 2% Makrophytenbedeckung

In diesen Fällen erfolgt die weitere Klassifikation. Dazu werden die Dominanzverhältnisse bestimmt und daraus der Vegetationstyp ermittelt. Im nächsten Schritt, der Bewertung, werden die Anteile der Störzeiger und der Gütezeiger sowie die Anzahl der Wuchsformen für die Bestimmung des ökologischen Zustands herangezogen.

Für jeden untersuchten Abschnitt erfolgt die Zuordnung zu einem der folgenden Vegetationstypen anhand der dominanten Wuchsform:

  • Makrophytenfreier- bzw. -armer Typ (Bäche und kleine Flüsse bis 10 m Breite)*                                  * Vegetationstyp entspricht dem Leitbild bzw. Referenzustand
  • Berula-Nasturtium-Apium-Veronica-Typ*
  • Sparganium emersum- Gesellschaft*
  • Potamogeton polygonifolius-Juncus bulbosus-Nitella flexilis-Utricularia -Gesellschaft*
  • Groenlandia-Ranunculus trichophyllus-Typ*
  • Groß-Laichkraut-Typ*
  • Myriophylliden-Typ der Mittelgebirge von Bächen und kleinen Flüsse (bis ca. 10 m Breite)*
  • Myriophylliden-Typ der Mittelgebirge von großen Flüssen (ab ca. 10 m Breite)*
  • Myriophylliden-Typ des Tieflandes*
  • Callitricho-Myriophylletum alterniflori*
  • Callitriche platycarpa/stagnalis/cophocarpa-Typ*
  • Scapania-Typ *
  • Platyhypnidium riparioides-Fontinalis antipyretica-Typ*
  • Kalk-Moos-Typ
  • Chara spp.-Typ
  • Makrophytenfreier Typ (große Flüsse ab 10 m Breite)
  • Elodeiden-Ceratophyllum-Typ
  • Parvopotamiden-Typ
  • Callitrichetum obtusangulae
  • Lemniden-Typ
  • Nitella mucronata-Typ
  • Leptodictyum-Typ
  • Octodiceas-Typ
  • Langfädiger Grünalgen-Typ
  • Thermophiler Neophyten-Typ
  • Helophyten-Typ

Die Vegetationstypen, die dem Leitbild bzw. dem Referenzzustand entsprechen, werden je nach Ausprägung den ökologischen Zustandsklassen sehr gut, gut bzw. mäßig zugeordnet. Die Zuordnung zu den ökologischen Zustandsklassen erfolgt anhand des Anteiles von Störzeigern. Im sehr guten Zustand fehlen Störzeiger. Im guten Zustand treten Störzeiger mit geringen Anteilen auf. Im mäßigen Zustand sind Makrophyten, die dem Leitbild entsprechen, und Störzeiger mit gleichen Mengenanteilen vorhanden.

Die Vegetationstypen, die nicht dem Leitbild bzw. dem Referenzzustand entsprechen, werden je nach Ausprägung den ökologischen Zustandsklassen mäßig bzw. unbefriedigend zugeordnet. Die Differenzierung erfolgt anhand der Anzahl der vorhandenen Wuchsformen.

  Abb. 1: Sparganium emersum-Gesellschaft.

Die Bewertung der typischen Vegetationseinheit potamaler Fließgewässer, der Sparganium emersum-Gesellschaft (Abb. 1), erfolgt anhand der Anzahl der vorhandenen Wuchsformen und des Anteils von Gütezeigern (Arten mit Verbreitungsschwerpunkt in oligo-, meso- bis schwach eutrophen Fließgewässern).

  Abb. 2: Ranunculus fluitans.                   

 

Plausiblisierung der Bewertung

Jede unkritische Anwendung von Bewertungsverfahren ist problematisch. Deshalb müssen formal durchgeführte Bewertungen plausiblisiert werden, um Fehlbeurteilungen zu verhindern. Dabei können die folgenden Fragen hilfreich sein:

  • Wie sieht die Gewässerstruktur im Wasserkörper aus?
  • Liegen thermische oder stoffliche Belastungen (z. B. durch Pestizide oder chemisch-physikalische Parameter, insbesondere Chlorid oder Nährstoffe) vor?
  • Liegen hydraulische Belastungen vor? Sind die Substrate lagestabil?
  • Erfolgte vor kurzem eine Mahd im Gewässer oder im Uferbereich?
  • Wie ist der Ausbauzustand des Gewässers, wie oft und wie intensiv wird es unterhalten?
  • Wie ist das Umfeld ober- und unterhalb der Untersuchungsstrecke strukturiert?
  • Gab es vor kurzem ein Hochwasserereignis, einen Störfall?
  • Gibt es deutliche Abweichungen zu Ergebnissen aus Voruntersuchungen?

In bestimmten Fällen kann von der formalen Bewertung um eine Zustandsklasse (positiv bzw. negativ) abgewichen werden, sofern eine plausible Begründung vorliegt (subjektives Korrektiv). Kriterien für die begründete Abweichung von der formalen Bewertung können z. B. die Gesamtdeckung, der Anteil von Güte- bzw. Störzeigern oder die Anzahl der Wuchsformen sein.

Das NRW-Verfahren indiziert nicht nur eine ökologische Zustandsklasse, sondern gibt auch Hinweise auf Beeinträchtigungen und zielführende Maßnahmen zur ökologischen Verbesserung. Insbesondere Rhithralisierung bzw. Potamalisierung von Fließgewässern werden durch den verwendeten vegetationskundlichen Ansatz gut abgebildet. Das NRW-Verfahren indiziert aber auch Eutrophierung, thermische Belastung und strukturelle Degradation. Für den LAWA-Typ 19 potamal sind z.B. die folgenden Beeinträchtigungen und Maßnahmen aufgeführt:

  • Anthropogen erhöhte Fließgeschwindigkeit: Leitbildkonforme Maßnahmen zur Verringerung der Fließgeschwindigkeit sowie typkonforme Abflussregulierung
  • Anthropogen erhöhte Fließgeschwindigkeit und nicht leitbildkonforme Substrate: Leitbildkonforme Maßnahmen zur Verringerung der Fließgeschwindigkeit sowie typkonforme Abflussregulierung; Entfernung nicht typspezifischer Hart-Substrate (z. B. Wasserbausteine)
  • Anthropogen verringerte Fließgeschwindigkeit: Leitbildkonforme Maßnahmen zur Erhöhung der Fließgeschwindigkeit sowie typkonforme Abflussregulierung
  • Hochwüchsige Helophyten: Anthropogen verringerte Fließgeschwindigkeit: Leitbildkonforme Maßnahmen zur Erhöhung der Fließgeschwindigkeit sowie typkonforme Abflussregulierung; niedrigwüchsige Helophyten (Glyceria fluitans, Agrostis spp.) und Beweidung des Fließgewässers: Anlage von Uferrandstreifen
  • Hydromorphologische Degradation: Leitbildkonforme Maßnahmen zur Erhöhung der Strömungsdiversität, Tiefen- und Breitenvarianz
  • Eutrophierung: Maßnahmen zur Verringerung der trophischen Belastung
  • Thermische Belastung: Leitbildkonforme Maßnahmen zur Verringerung thermischer Belastungen (Reduzierung der Einleitungen von Sümpfungswässern) und typkonforme Dynamisierung des Abflusses
  • Eutrophierung und hydromorphologische Degradation: Leitbildkonforme Maßnahmen zur Verringerung der trophischen Belastung; Maßnahmen zur Erhöhung der Strömungsdiversität, Tiefen- und Breitenvarianz
  • Ursachenanalyse bei Makrophytenverödung: Sind die Substrate in Folge anthropogen erhöhter Fließgeschwindigkeit lageinstabil? Liegt eine stoffliche Belastung vor?

Bewertung nach dem metrifizierten NRW-Verfahren

Das NRW-Verfahren zur Bewertung von Fließgewässern mit Makrophyten beinhaltet auch eine Metrifizierung; hierzu wird in Kürze eine Software vorliegen, die auf dem Server des LANUV NRW verfügbar sein wird. Für die Metrifizierung wurde das NRW-Bewertungsverfahren in verschiedene Module aufgeteilt. Jedem Modul sind bestimmte Arten in Abhängigkeit vom Fließgewässertyp zugeordnet. Im Einzelnen werden bei der Bewertung die folgenden Arbeitsschritte unterschieden:

  1. Berechnung der Gesamtdeckung
  2. Auswertung der Referenzarten 1 und 2
  3. Auswertung und Berechnung der Ecological Quality Ratio (EQR) je Modul
  • Eutrophierung
  • Potamalisierung 1
  • Potamalisierung 2
  • Rhithralisierung 1
  • Rhithralisierung 2
  • thermische Belastung

Zur Bewertung ist es erforderlich, die Summe der Häufigkeiten bzw. Deckungswerte je Modul und die Gesamthäufigkeit bzw. Gesamtdeckung aller Arten zu berechnen. Aus dem Verhältnis eines Moduls im Vergleich zur Gesamthäufigkeit wird ein Quotient gebildet, der wiederum einem EQR zugeordnet ist. Bei einigen Modulen ist es erforderlich, die Anzahl der Wuchsformen für die Zuordnung zu einem EQR zu ermitteln. Tab. 1 zeigt ein entsprechendes Beispiel für das Modul Eutrophierung, LAWA-Typ 5: Grobmaterialreiche, silikatische Bäche der Mittelgebirge. Für das Modul Eutrophierung wird zunächst die Summe Häufigkeiten der Eutrophierungszeiger ermittelt. Dann wird der Quotient Häufigkeiten der Eutrophierungszeiger/Gesamthäufigkeit aller Makrophyten berechnet. Liegt das Verhältnis > 0,5 (s. Tab. 1), ist zusätzlich die Berechnung der Wuchsformen erforderlich. Anhand der Zahl der Wuchsformen erfolgt die Zuordnung zu den EQR 0,6 (>= 2 Wuchsformen), EQR 0,5 (1 Wuchsform) bzw. EQR 0,4 (0 Wuchsformen). Die grau markierten Zellen indizieren eine trophische Belastung; empfohlen werden Maßnahmen zur Verringerung der trophischen Belastung.

Tab. 1: Modul Eutrophierung, LAWA-Typ 5: Grobmaterialreiche, silikatische Bäche der Mittelgebirge des NRW-Verfahrens (Auszug aus: LANUV NRW 2015).

ÖKZ

sehr gut

gut

gut

gut

mäßig

mäßig

unbefriedigend

unbefriedigend

schlecht

EQR

1

0,95

0,85

0,75

0,65

0,6

0,5

0,4

0,2

Summe der Häufigkeiten der Eutrophierungszeiger*/
Gesamthäufigkeit aller Makrophyten

0

<0,1

0,1-<0,25

0,25-<0,4

0,4-0,5

> 0,5

> 0,5

>0,5

 

Zahl der Wuchsformen (ohne dominante Wuchsform und ohne Eutrophierungszeiger und ohne Potamalisierungszeiger)

         

>=2

1

0

 

 *Eutrophierungszeiger: Potamogeton pectinatus, P. crispus, P. pusillus, P. berchtoldii, P. trichoides, Zannichellia palustris, Callitriche obtusangula, Crassula helmsii, Elodea canadensis, Elodea nuttallii, Egeria densa, Ceratophyllum demersum, C. submersum, Lagarosiphon major, Leptodictyum riparium, Hygrohypnum ochraceum f. obtusifolia, Octodiceras fontanum, Cladophora spp. (> 0,5 m Länge), Oedogonium spec. (> 0,5 m Länge), Rhizoclonium spec. (> 0,5 m Länge), Spirogyra spec. (> 0,5 m Länge), Enteromorpha spec.

Die Bewertung der ökologischen Zustandsklasse auf Basis der Teilkomponente Makrophyten gemäß NRW-Verfahren erfolgt durch Verschneidung der einzelnen Module, wobei immer die schlechteste Bewertung eines einzelnen Moduls maßgeblich ist (worst-case-Ansatz). Für die potamalen LAWA-Typen erfolgt die Bewertung der Sparganium emersum-Gesellschaft in einem separaten Datenblatt. Hierbei erfolgt die Bewertung durch eine Zuordnung der Anzahl der Wuchsformen in Kombination mit dem Anteil der Gütezeiger. Separat wird auch der Myriophylliden-Typ von Flüssen der Mittelgebirge bewertet. Hierbei sind die Anzahl der Wuchsformen und das Vorkommen von Gütezeigern relevant. Dies sind Arten, die ihren Schwerpunkt in oligo-, meso- bis schwach eutrophen Fließgewässern haben.