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Ökologie von Gräben und Kleingewässern Grundkurs Ökologie SS 2006 NSG Westliches Hollerland, Bremen (Anja Schanz verändert nach Nathalie Plum SS 2004)

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Präsentation zum Thema: "Ökologie von Gräben und Kleingewässern Grundkurs Ökologie SS 2006 NSG Westliches Hollerland, Bremen (Anja Schanz verändert nach Nathalie Plum SS 2004)"—  Präsentation transkript:

1 Ökologie von Gräben und Kleingewässern Grundkurs Ökologie SS 2006 NSG Westliches Hollerland, Bremen (Anja Schanz verändert nach Nathalie Plum SS 2004)

2 Inhalt Wie entstanden die Gräben? Historische Entwicklung, Bedeutung für Landwirtschaft Was sind Gräben? Strukturelle und funktionale Charakteristika des Grabens als Gewässertyp und Lebensraum Ökologie von Gräben und Kleingewässern

3 ?! Geschichte der Gräben Ökologie von Gräben und Kleingewässern DAS Kulturlandschaften mit systematisch angelegten Entwässerungssystemen natürliche/ o. künstl. Hauptgewässer (Fleete, Wettern) mit anschließendem Grabensystem Graben kommt vom Verb graben Gräben sind anthropogen angelegte Entwässerungssysteme! (Wesermarsch > km Gräben; zum Vgl. = 2x um die Erde herum)

4 Verbreitung km Gräben im Landkreis Wesermarsch! Ökologie von Gräben und Kleingewässern Grünland-Grabenareale in den Niederungsgebieten um Bremen (n. Rosenthal et al. 1998) Striche kennzeichnen nur große Gräben…

5 Hollerkolonisation (12. Jhd.) begann in Bremen- Horn (Vertrag mit Erzbischof über Eigentum an kultiviertem Land) Marschhufensiedlungen wurden mit einer an den Hof angrenzenden Breitstreifenflur geplant Feldmarken übergreifendes System aus Deichen, Gräben und Sielschleusen Eigentumsgrenzen Entwässerung, Bewässerung (Düngung) Verkehrs- und Transportwege (Torfhandel!) Fischfang, Entenzucht Historische Entwicklung und Funktion von Gräben

6 Hohe Grabendichte im Bremer Becken NSG Ochtumniederung bei Brokhuchting: Jeder Strich ein Graben! Ökologie von Gräben und Kleingewässern Verschlechterung der Abfluss- bzw. Entwässerungsbedingungen Holländer praktizierten Realerbteilung Grabenunterhaltung (loten, grabenmachen, kleigraben)

7 Reduktion der Grabensysteme im 20. Jh. Historische Entwicklung und Funktion von Gräben Modernisierung der Landnutzung seit den 60er Jahren (Reduktion von km auf ca km) - Grabenverfüllungen (Verbesserte Drainagen) - Gesunkener Grundwasserstand Mineralischer Dünger Verlust von Grünland-Grabenareale durch Bebauung Flächenfraß! (seit 1970)

8 Charakterisierung der Gewässertypen Charakterisierung der Gewässertypen Fluss Bach Graben/Fleet See Weiher/Teich Ökologie von Gräben und Kleingewässern

9 Charakterisierung der Gewässertypen Charakterisierung der Gewässertypen Querschnitt/Wassertiefe Licht Strömung Wasseraustausch Struktur der Sohle Ökologie von Gräben und Kleingewässern Temperatur Sauerstoff Stickstoff Phosphor Trübung Abiotische Parameter:

10 Trophie Saprobie P/R-Verhältnis Ökologie von Gräben und Kleingewässern Biotische / funktionale Parameter: Vernetzung

11 Wassertiefe/ Querschnitt Veränderung durch: Akkumulation von Biomasse Grabenräumung Veränderung der Wasserstände Ökologie von Gräben und Kleingewässern Wassertiefe meist < 1m (wie beim Bach) Besiedelbarkeit der Sohle Ausdehnung / Entwicklung des freien Wasserkörpers (Pelagial) Kulturstau zur Regulation des Wasserstands

12 Durchlichtung Durchlichtung Bis zur Sohle Makrophyten überall Eigenbeschattung Ökologie von Gräben und Kleingewässern Wichtig für die Intensität der autotrophen Produktion Beeinflussung durch Wassertiefe, Trübung u. Beschattung

13 Strömung Strömung sehr unterschiedlich, eher gering strömungsgeschützte Bereiche Richtungsumkehr möglich Ökologie von Gräben und Kleingewässern Schlüsselfaktor für Zusammensetzung der Biozönose Mechanische Belastung Einfluss auf Wasserchemismus (Sauerstoff, Nährstoffe, etc.)

14 Wasseraustausch Wasseraustausch mäßig / unterschiedlich gezielte Erhöhung durch den Menschen (Tränkeversorgung) Ökologie von Gräben und Kleingewässern Von Bedeutung für Nährstoffhaushalt und Regenerations- potential eines Gewässers (z.B. nach Schadstoffeintrag)

15 Struktur der Sohle Sediment schlammig hohe biologische Aktivität (hoher organischer Anteil) periodische Räumung (initiiert Primärsukzession) Ökologie von Gräben und Kleingewässern Beeinflusst die Besiedelbarkeit der Sohle sowie den Stoffhaushalt (Resuspension von Nähr- u. anderen Stoffen)

16 Temperatur In einem kleinen Wasserkörper (Graben) folgen die Wassertemperaturen dem Jahresgang der Lufttemperatur (geringe Pufferwirkung) Große Tagesamplitude (fehlende Randbeschattung) Ökologie von Gräben und Kleingewässern Steuert als Schlüsselfaktor alle biologischen Aktivitäten Amplituden auf verschiedenen Raum- u. Zeitskalen von hoher Bedeutung

17 Sauerstoff Amplituden Spätes Frühjahr: Zehrung Sommer: O 2 -Mangel Vertikale Sauerstoff-Gradienten Ökologie von Gräben und Kleingewässern (> 200 %)

18 Nährstoffe Nährstoffe Sommer wenig Winter höher (2-4 mg N/l) Enge Kopplung v. Ammonifikation u. Nitrifikation Ökologie von Gräben und Kleingewässern Sommer hoch (Landwirtschaft u. Eutrophierungs-Kaskade) Frühjahr: niedrig (Inkorporation in Phytoplankton) Stickstoff und Phosphor sind essentiell für die Primärproduktion (limitierende Faktoren) Nitrat PO4 u. Gesamtphosphor

19 Korreliert mit Schwebstoffen (Nahrung für heterotrophe Organismen) Trübung normalerweise gering wenig Plankton hohe Trübung nach Räumung o. auf Lehm Ökologie von Gräben und Kleingewässern

20 Trophie Trophie (Aufbau organischer Substanz; Photoautotrophe Produktion) Indikatoren: Sommerliche O 2 -Übersättigung Pflanzen-Biomasse mesotroph bis eutroph durch Eigenbeschattung limitiert Ökologie von Gräben und Kleingewässern Trophiestufen kennzeichnen den Nährstoffgehalt eines Gewässers (oligo-, meso-, eut-, polytroph) Makrophyten, benthische Algen, Phytoplankton)

21 Saprobie Saprobie (Umsetzung/Abbau organischer Substanz; heterotrophe Produktion) Indikator = Sauerstoffverbrauch hoch in Sedimenten Ökologie von Gräben und Kleingewässern Saprobiensystem ursprünglich Hilfsmittel der Abwasserbiologen (Auf alle Gewässertypen anwendbar!) Tiere u. Pflanzen, die sehr eng an bestimmte Zonen stärkerer oder geringerer organischer Verunreinigung gebunden sind (Anzeiger, Indikatoren, Leitorganismen)

22 P/R-Verhältnis (Produktion / Respiration) Produktion findet im Wasserkörper statt P/R ca. 1 Aufbau = Abbau Ökologie von Gräben und Kleingewässern Charakterisierung der energetischen Grundlagen in aquatischen Ökosystemen Verhältnis P/R wird als Maß für die Reife eines Systems (Sukzessionstheorie)

23 Vernetzung Vernetzung Stets Teil eines großen Systems, Wenig Verinselung Ökologie von Gräben und Kleingewässern Ochtumpolder Möglichkeit des Austauschs von Organismen u. Stoffen

24 Einfluss der Biozönose auf ihren Lebensraum Makrophyten bestimmen räumlich-physikalische Struktur und Besiedelbarkeit durch Fauna Ökologie von Gräben und Kleingewässern Schwertlilie, Krebsschere Wechselwirkung von Organismen und ihrer biotischen und abiotischen Umwelt)

25 Langzeitliche Struktur zügige Sukzession (der Pflanzen) temporärer Lebensraum Räumung notwendig Ökologie von Gräben und Kleingewässern

26 Zusammenfassung Prozesse laufen gleichzeitig nebeneinander Kurzgeschlossener Nährstoffkreislauf Makrophyten von hoher Bedeutung Schnelle Sukzession (Räumung Notwendig) Vernetzung (wie Fließgewässer) Ökologie von Gräben und Kleingewässern

27 Fazit "Der Graben ist ein langgezogener, von Menschen angelegter und erhaltener Weiher", aber in jedem Fall ein eigener Gewässertyp. Ökologie von Gräben und Kleingewässern Kuhgraben = Beispiel für ein Fleet


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