Software 

Zur automatisiertenBewertung des ökologischen Zustands von Fließgewässern anhand des Phytoplanktons steht das Berechnungstool PhytoFluss zur Verfügung.

PhytoFluss steht als Online-Berechnungstool PhytoFluss Online 5.0 und als Desktop-Version PhytoFluss Version 2.2 (Böhmer & Mischke 2011) zur Vefügung. Es wird empfohlen das Online Berechnungstool zu verwenden.

Allerdings entspricht die Version 5.0 der Online Berechnung inhaltlich NICHT der Desktop-Version 2.2 und liefert demzufolge auch andere Bewertungsergebnisse. Die wichtigsten Änderungen im Online-Tool sind:

  • eine Einteilung der Gewässerprobestellen in eine PhytoFluss-Region ist zwingend notwendig, da es für jede PhytoFluss-Region eine eigene Indikatorliste gibt
  • die drei Algenklassen-Metriks „Chloro“, „Cyano“ und „Pennales“ sind nicht mehr bewertungsrelevant und werden nur als Zusatzinformation ausgegeben
  • alternativ zu dem bisher verwendeten Gesamtpigment kann auch das mehr übliche Chlorophyll a nach DIN für die Bewertung der Biomasse herangezogen werden
  • der bewertungsrelevante Zeitraum der Saisonmittelwerte wurde um den Monat März erweitert und umfasst nun März bis Oktober

Desktop Software PhytoFluss 2.2

Die Desktop-Software Version PhytoFluss 2.2 umfasst:

  • PhytoFluss_Vers2_2_download.mdb – Access-basierter Tool
  • Informationen_zur_Software_PhytoFluss_mit_EingabeformatMrz08.xls
  • Begleitbrief_zu_PhytoFluss_2_2_Version_Mai2011.pdf
  • Hinweise_fuer_Zahlenformat_PhytoFluss_PhytoSee.txt

Das Programm läuft unter folgenden Betriebssystemen:

  • Windows XP
  • Windows 7
  • Windows 8
  • Windows 10

Eine weitere Voraussetzung ist die Installation der Software Access von Microsoft.

Die Auswertungssoftware berechnet die für das Bewertungsverfahren erforderlichen Saisonmittel aus den chemischen und biologischen Eingangsdaten und die Gesamtbewertung.

Abb. 1: Ansicht der Startseite von PhytoFluss 2.2 im Microsoft Access Programm. Die Eingangsdaten werden importiert und die Berechnungsergebnisse in eine Exporttabelle (Excelformat) ausgegeben.


Das Programm enthält ein Import-Tool (s. Button in Abb. 1). Für den Import der Daten in das Programm ist das Excel-Dateiformat-Format (xls-Format) erforderlich.

Der Export der Ergebnisse erfolgt als .xls-Format: Excel2000-Format.

Datenimport 

Die erforderlichen Eingangsdaten sind:

  • Gewässername und Phytoplankton-Fließgewässertyp
  • Chlorophyll-a-Konzentrationen für mindestens sechs Probetermine
  • Artenliste mit Art-Biovolumen für mindestens sechs Probetermine

Die Vorbereitung der Erhebungsdaten besteht darin, diese nach den Angaben in der Datei "Informationen_zur_Software_PhytoFluss_mit_EingabeformatMrz08.xls“ anzuordnen.

Folgende Daten sind zu erheben:

a) Phytoplankton-Fließgewässertyp (PP-FG-Typ)

b) Konzentration "Gesamtpigment" der Probe, entspricht dem "unkorrigierten" Chlorophyll-a nach DIN

c) Taxoncode und Taxonbiovolumen pro Probe (Anleitung Nixdorf et al. 2010)

Die Erhebungsdaten müssen neben dem Beprobungsdatum entsprechend einer Excel-basierten Formatvorlage angeordnet werden. Die Erhebungsdaten werden in drei Tabellen gelistet, den so genannten Eingangstabellen.

  • Eingangstabelle 1: Gewässername: Formatvorlage in Excel für Datenimport nach Tabelle "Gewässername_SeeNr" in Access PhytoFluss
  • Eingangstabelle 2: Probentermin_Chla: Formatvorlage in Excel für Datenimport nach Tabelle "F_LaufNr_Datum" in Access PhytoFluss
  • Eingangstabelle 3: Import_Vorlage_Biodat: Formatvorlage in Excel für Datenimport nach Tabelle "F_Taxon_Biovol" in Access PhytoFluss

Die Tabellen sind im PhytoFluss-Tool nach einem hierarchischen Prinzip verknüpft. Es muss deshalb zuerst der Messort mit Gewässernamen eingetragen werden, danach die Probennummer mit den Probendaten und als letztes die taxonomischen Befunde.

An die gleichnamigen Tabellen im PhytoFluss-Access-Tool werden die Daten durch Drücken des Buttons "Datenimport" auf dem Startformular von PhytoFluss_XY.mdb schrittweise und in der Reihenfolge "Gewässer", "Proben", "Taxa" angefügt:

Gewässerimport 

Fenster: "1. Schritt: Gewässerimport – Wollen Sie Gewässerdaten importieren?“ - Hier mit "Ja“ bestätigen und den Pfad für die Excel-Datei mit den vorbereiteten Eingangstabellen (Eingangsformat_PhytoFluss_XY.xls) in dem nun erscheinenden Fenster auswählen und durch Button "öffnen“ aufrufen. Abschließend erscheint das Fenster "Gewässerimport abgeschlossen – Import erneut aufrufen für weitere Daten“.

Probenimport

Button "Datenimport" auf dem Startformular von PhytoFluss_XY.mdb drücken. Es erscheint das

Fenster: "1. Schritt: Gewässerimport – Wollen Sie Gewässerdaten importieren?“ - Hier "Nein“ drücken.

Es erscheint das Fenster: "2. Schritt: Probenimport – Wollen Sie Probendaten importieren?“ - Hier mit "Ja“ bestätigen und den Pfad für die gewünschte Excel-Datei mit den vorbereiteten Eingangstabellen (Eingangsformat_PhytoFluss _XY.xls) in dem nun erscheinenden Fenster auswählen und durch Button "öffnen“ aufrufen. Abschließend erscheint das Fenster "Probenimport abgeschlossen – Import erneut aufrufen für weitere Daten“.

Taxaimport

Botton "Datenimport" auf dem Startformular von PhytoFluss_XY.mdb drücken. Es erscheint das

Fenster: "1. Schritt: Gewässerimport – Wollen Sie Gewässerdaten importieren?“ - Hier "Nein“ drücken. Es erscheint das

Fenster: "2. Schritt: Probenimport – Wollen Sie Probendaten importieren?“ - Hier "Nein“ drücken. Es erscheint das

Fenster: "3. Schritt: Probenimport – Taxadaten importieren“ - Hier mit "Ja“ bestätigen und den Pfad für die gewünschte Excel-Datei mit den vorbereiteten Eingangstabellen (Formatvorlage_Seen_XY.xls) in dem nun erscheinenden Fenster auswählen und durch Button "öffnen“ aufrufen. Abschließend erscheint das Fenster "Taxaimport abgeschlossen – Import erneut aufrufen für weitere Daten“.

Bei allen drei Import-Schritten erscheinen Warnmeldungen in einem Fenster, wenn unzulässige Mehrfachnennungen (Schlüsselverletzungen) auftreten. Solche Schlüsselverletzungen treten auf, wenn die zu importierenden Daten schon in der Datenbank vorhanden sind oder die Probennummer oder eine Taxon-ID für eine Probe mehrfach vergeben worden ist. Es werden in der Importhilfe auch Hinweise zur Fehlerbehebung gegeben.

Alternativ zur Anwendung der Importhilfe kann das Importieren der vorbereiteten drei Eingangstabellen auch ohne die Importfunktion erfolgen. Die in der Exceldatei vorbereiteten Datenbereiche werden in den Zwischenspeicher des Computers kopiert und durch den Access Anfüge-Befehl (im Menü "Start - Einfügen - Am Ende anfügen) an die entsprechende und gleichnamige Acccess-Tabelle angefügt.

Bewertungsergebnisse ansehen 

Um die Berechnung des Phyto-Fluss-Gesamtindex und aller Metrics auszuführen, muss auf dem Startformular von PhytoFluss_xy.mdb der Button "Bewertungsergebnisse“ gedrückt werden (s. Button in Abb. 1).

Die Bewertung wird numerisch im Feld "Gesamtindex“ und als Status Klassen im Feld "Verbale Bewertung“ des erscheinenden Tabellenfensters "Gesamtbewertung“ angezeigt.

Der Aufruf der Tabelle "Gesamtbewertung“ dient zur Kontrolle vor dem Exportieren der Ergebnisse hinsichtlich der Vollständigkeit der gelisteten Untersuchungsjahre und der Messorte.

Export 

Das Programm enthält ein Export-Tool (s. Button in Abb. 1)..

Die Ergebnisse werden im .xls-Format: Excel2000-Format exportiert.

Die Ausgabe erfolgt, indem der Button "Export Bewertungsergebnisse“ im PhytoFluss- Startformular angeklickt wird. Es öffnet sich ein Fenster "Auswahl der Datensätze nach Bundesland“ mit der Voreinstellung "alle“. Wird dieser Eintrag durch die Anfangsbuchstaben eines Bundeslandes vom Anwender überschrieben und mit "OK“ bestätigt, findet eine entsprechende Auswahl für die Ausgabedatei statt. Danach erscheint das

Fenster "Speichern unter“, indem automatisch ein Dateiname vorgeschlagen wird:

z. B. PhytoFluss-Export_28-04-2010_13-13Uhr.xls

Die PhytoFluss-Exportdatei enthält die folgenden Arbeitsblätter:

  • Tabelle Info
  • Tabelle Gesamtbewertung   
  • Tabelle Trophieindex_Taxa   
  • Tabelle Trophieindex
  • Tabelle Praedegradation
  • Tabelle Chloro_Cyano
  • Tabelle Pennales

Für jedes Untersuchungsjahr und jeweils für jeden Messort getrennt wird eine Zeile mit dem Bewertungsergebnis, den erforderlichen Zusatzinformationen und mit ggf. mit Warnhinweisen ausgegeben.

Die Bewertung wird numerisch im Feld "Gesamtindex“ und als Status Klassen im Feld "Verbale Bewertung“ im Arbeitsblatt "Gesamtbewertung“ ausgegeben.

In der Tabelle "Info“ werden alle Spaltennamen der Tabelle "Gesamtbewertung“ erläutert. In den weiteren Tabellen befinden sich Zwischenergebnisse der Einzelkenngrößen.

Die exakte Beschreibung der erforderlichen Eingangsdaten und die Berechnung sind dem "Handbuch zum Bewertungsverfahren von Fließgewässern mittels Phytoplankton zur Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie in Deutschland" zu entnehmen (Mischke & Behrendt 2007).

Die Software steht unter "weiterführende Literatur" zum Download bereit.

PhytoFluss online 5.0

Zur Berechnung der PhytoFluss Version 5.0se ht ein Online-Tool unter https://www.gewaesser-bewertung-berechnung.de zu Verfügung.

Datenimport

Für den Datenimport in das Online-Tool ist auf der Internetseite https://www.gewaesser-bewertung-berechnung.de eine Beispiel-Excel-Datei verfügbar. In dieser sind drei Tabellenblätter angelegt, in welche für das anschließende Hochladen gemäß des Datenbeispiels die Befunde sowie Stamm- und Probendaten einzufügen sind.

Die drei Import-Tabellen für das PhytoFluss Online-Tool umfassen:

1. Arbeitsblatt "Gewässername"
Eintrag von Stammdaten der Probestelle mit Pflichtfeldern und optionalen Feldern


2. Arbeitsblatt "Probentermin_Chla"
Eintrag der Probenahmetermine und der Kenngröße Chlorophyll a DIN oder optional Chlorophyll a unkorrigiert ("Gesamtpigment") sowie für die Plausibilisierung weitere Messwerte wie Gesamtphosphor und Chlorid

Das Tabellenbeispiel enthält in der ersten Zeile Angaben zu den "Pflichtfeldern", d. h. für die Bewertung obligatorische Angaben oder Messwerte. Beim Chlorophyll a ist der Wert nach DIN die erste Wahl. Falls dieser Parameter nicht vorliegt, wird wie bisher in der Version 2.2 das Gesamtpigment zur Bewertung eingesetzt.

Falls für einzelne Termine keine Chl a-Werte vorliegen, müssen die betreffenden Zellen leer bleiben. Liegt die Anzahl der Chl a-Werte unter 6, wird in der Bewertungsausgabe eine Warnmeldung ausgegeben. Liegen nur 3 oder weniger Chl a-Werte vor, wird der Gesamtindex PhytoFluss nicht mehr berechnet und es erfolgt eine Warnmeldung in der Spalte "KeineBerechnung" (Warnmeldungen s. auch Verfahrensanleitung Mischke et al. 2020).

Weitere Erläuterungen zu den Spalten: (orange Felder = Pflichtfelder)

* In Messprogrammen, in denen Chlorophyll und Phytoplankton nicht gemeinsam oder sogar in verschiedenen Kampagnen an verschiedenen Tagen beprobt werden, müssen die Termine für die Bewertung harmonisiert werden.

 
3. Arbeitsblatt "Import_Vorlage_Biodat"
enthält die codierten Phytoplanktonbefunde und den Probencode "Laufende Nr"

Erläuterung zu den Spalten:

 

  •  Laufende Nr: Verknüpfung mit Probentermin in Tabellenblatt "Probentermin_Chla"

  • T_ID: Taxon-ID gemäß der Harmonisierten Taxaliste Phytoplankton (HTL)

  •  Biovolumen mm3 l-1: Taxonbiovolumen in [mm³/L]

 (Die ebenfalls in der Vorlage enthaltenen Spalten "Zellzahl/ml" und "Zellvol µm3" (hier nicht gezeigt) sind optional und werden im weiteren Rechenprozess nicht verwendet.)

Datenexport

Nach dem Import der mit Daten vorbereiteten Importdatei führt das Tool die Berechnungen aus und gibt verschiedene Exportformate aus (csv- und xlsx-Format). Die Excel-Tabelle "export_standard" enthält in verschiedenen Tabellenblättern die "gesamtbewertung" sowie verschiedene Zwischenergebnisse der Metrik-Berechnung, wie sie in den Exporttabellen der Access-Tool-Versionen ebenfalls üblich waren und sind, so z. B. die TIP-Indikatortaxa an den Untersuchungsterminen (TIP_Tax_dom) oder das Vorkommen von Brackwasserarten in den Untersuchungsjahren (Taxa_in_Kuestengewaessern).

Die Spalten in der Ausgabetabelle " gesamtbewertung" sind mit ihren Bezeichnungen und Erläuterungen in der Tabelle 1 aufgeführt.

Tab. 1: Spaltenbezeichnungen und Inhalte in der Ausgabetabelle "gesamtbewertung" (Version PhytoFluss 5.0).

In den Export-Dateien ist wie in den Vorgängerversionen eine Tabelle "Info" enthalten, in der die Export-Tabellenblätter aufgelistet und deren Inhalte erläutert sind.


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