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Bundesweites Flächenziel für die Gewässerentwicklung

<p>In einem breiten Korridor kann sich die Wümme eigendynamisch entwickeln.</p><p>Die Fließgewässer in Deutschland nehmen nur noch etwa 1 Prozent der Landesfläche ein. Das ist nur ein Bruchteil ihrer ursprünglichen Ausdehnung. Sie sind touristisch kaum noch erlebbar und nur wenig resilient gegenüber den Folgen des Klimawandels. Diese Situation lässt sich erheblich verbessern, indem Bächen und Flüssen in unserer Kulturlandschaft wieder mehr Fläche zurückgegeben wird.</p><p>Ziele der Wasserrahmenrichtlinie erreichen – den Gewässern Naturfläche zurückgeben</p><p>Deutschland wird von einem dichten Netz von Bächen und Flüssen durchzogen. Die gesamte Länge aller Fließgewässer beträgt etwa 590.000 Kilometer. Dieses Gewässernetz wird intensiv genutzt und wurde zu Gunsten von Siedlungen, Landwirtschaft, Verkehr und Energiegewinnung weitreichend umgestaltet. Auf Grund der vielfältigen Eingriffe gilt nur noch 1 Prozent aller Fließgewässer als unbelastet. Die Ziele des Gewässerschutzes werden deutlich verfehlt. Die europäische ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Wasserrahmenrichtlinie#alphabar">Wasserrahmenrichtlinie</a>⁠ fordert bis 2015 einen guten ökologischen Zustand der Fließgewässer herzustellen. Noch im Jahr 2022 wurde dieses Ziel in 90 Prozent der Bäche und Flüsse nicht erreicht <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/221010_uba_fb_wasserrichtlinie_bf.pdf">(Wasserrahmenrichtlinie – Gewässer in Deutschland 2021. Fortschritte und Herausforderungen).</a></p><p>Ein guter ökologischer Zustand und vielfältige Lebensraumangebote für unterschiedlichste Organismen sind eng miteinander verknüpft. Bäche und Flüsse können diese typischen Lebensräume jedoch nur ausbilden, wenn ihnen dafür Fläche zur Verfügung steht. Mehr Fläche bedeutet mehr Lebensraum und mehr ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biodiversitt#alphabar">Biodiversität</a>⁠.</p><p>Mehr Fläche für Gewässer schafft nicht nur die nötigen Randbedingungen für einen nachhaltigen Gewässerschutz. Naturnahe Fluss- und Auenlandschaften können nachweislich über 40 verschiedene Funktionen erfüllen und sind multifunktonal ( <a href="https://www.umweltbundesamt.de/leistungen-nutzen-renaturierter-fluesse">Leistungen und Nutzen renaturierter Flüsse</a>). Das Erschließen der Multifunktionalität eines Flächenziels für die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/g?tag=Gewsserentwicklung#alphabar">Gewässerentwicklung</a>⁠ ist daher auch Inhalt des <a href="https://www.bundesumweltministerium.de/natuerlicher-klimaschutz">Aktionsprogramms Natürlicher Klimaschutz</a> und der <a href="https://www.bundesumweltministerium.de/wasserstrategie">Nationalen Wasserstrategie</a>.</p><p>Wie wird die Gewässerentwicklungsfläche ermittelt?</p><p>Bei der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/den-gewaessern-raum-zurueckgeben">Berechnung der nötigen Gewässerentwicklungsfläche</a> macht man sich Gesetzmäßigkeiten der natürlichen Flussentwicklung zu nutze. Ein Gewässerbett wird beispielsweise umso breiter, je mehr Wasser ein Bach oder Fluss normalerweise mit sich führt, je geringer das Gefälle ist und je mehr Widerstand dem fließenden Wasser entgegengebracht wird. Für die Berechnung der Gewässerbettbreite werden daher Informationen zum Talgefälle, Windungsgrad, Böschungsneigung, Sohlrauheit und Breiten-Tiefen-Verhältnis sowie zum mittleren bordvollen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Abfluss#alphabar">Abfluss</a>⁠ benötigt. Diese Informationen liegen z.B. in Form von typspezifischen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/hydromorphologische-steckbriefe-der-deutschen">Gewässersteckbriefen</a> vor.</p><p>Wie viel Fläche benötigen unsere Flusslandschaften?</p><p>Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurde der Flächenbedarf unserer Fließgewässer berechnet. Alle Ergebnisse des Vorhabens sind in dem Bericht <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/den-gewaessern-raum-zurueckgeben">„Den Gewässern Raum zurückgeben. Ein bundesweites Flächenziel für die Gewässerentwicklung</a>“ und in dem Hintergrundpapier des Umweltbundesamtes <a href="https://umweltbundesamt.de/publikationen/fluessen-baechen-wieder-mehr-raum-zurueckgeben">„Flüssen und Bächen wieder mehr Raum zurückgeben“</a> publiziert.</p><p>Aus den Berechnungen hat sich ein Flächenbedarf von insgesamt 11.400 Quadratkilometern für das gesamte Fließgewässernetz Deutschlands ergeben. Zwei Drittel dieser Fläche stehen heute nicht mehr zur Verfügung. Das bedeutet, dass den <strong>Flüssen und Bächen 7.000 Quadratkilometer an Entwicklungsfläche zurückgegeben werden muss</strong>, um die Ziele im Gewässerschutz erreichen zu können. Dies entspricht <strong>etwa 2 Prozent der Fläche Deutschlands</strong>.</p><p>Ursprünglich dürften den Bächen und Flüssen etwa 7 Prozent der Fläche Deutschlands zur Verfügung gestanden haben. Diese Fläche wurde durch den Gewässerausbau und Eingriffe in Auen- und Gewässerflächen auf ca. 1 – 1,4 Prozent reduziert. Mit der Realisierung eines Flächenziels von 2 Prozent, würde den Fließgewässern daher der Entwicklungsraum zurückgegeben werden, den das Fließgewässer- und Auensystem im Minimum benötigt.</p><p>Naturfern begradigtes Gewässer (links) im Vergleich zu einem renaturierten Fluss (rechts). 2 Prozent mehr Fläche für Gewässer sind in Deutschland nötig.<br> Stephan Naumann (links), Wolfgang Kundel (terra-air services / Landkreis Verden) (rechts)</p><p>Diagramm, in dem auf der y-Achse die Fläche Deutschlands und auf der x-Achse die Zeit dargestellt. Es wird schematisch gezeigt, wie viel an Gewässerentwicklungsfläche durch den Gewässerausbau verloren wurde und wie viel Fläche für einen guten Ökologischen Zustand benötigt wird</p><p>Große Steine und Baustämme sorgen als Strömungslenker für eine Verzweigung der Fulda.</p><p>Gewundener Verlauf der neuen Wern mit deutlich erkennbarem Verlauf eines alten geradlinigen Grabens, der streckenweise in die Renaturierung integriert ist.<br> Wasserwirtschaftsamt Bad Kissingen</p><p>An der Wümme und ihren Nebengewässern wurden Gewässerrandstreifen auf einer Gewässerlänge von insgesamt ca. 35 km geschaffen.</p><p>An der renaturierten Ruhr hat sich schnell naturnaher Uferbewuchs eingestellt. Zudem verändert die Ruhr sich ständig. Laufverzweigungen und Inseln kommen und gehen.</p><p>Flüsse und Bäche beanspruchen je nach Typ unterschiedlich große Entwicklungsbreiten</p><p>Die berechneten Gewässerentwicklungsbreiten, die benötigt werden, um einen guten ökologischen Zustand erreichen zu können, weisen eine große Spannweite auf. In der Gewässerentwicklungsbreite ist sowohl die eigentliche Breite des Gewässers als auch die Breite enthalten, die ein Gewässer aktiv zum Beispiel bei Hochwasser umgestaltet. Wenn ein Fluss also eine Gewässerentwicklungsbreite von 50 m aufweist und das Gewässer selbst 10 Meter breit ist, werden links und rechts des Flusses also jeweils 20 Meter Fläche benötigt.</p><p>Bäche mit einem ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Einzugsgebiet#alphabar">Einzugsgebiet</a>⁠ größer als 10 Quadratkilometer benötigen, je nach Einzugsgebietsgröße und Gewässertyp, eine Entwicklungsbreite von 20 bis 40 Meter. Ihre Gewässerbreite beträgt natürlicherweise 4 bis 9 Meter. Noch kleinere Bäche mit einem Einzugsgebiet von weniger als 10 Quadratkilometer, sollten typischerweise Gewässerentwicklungsbreiten zwischen 7 und 14 Metern zur Verfügung gestellt bekommen.</p><p>Die Entwicklungsbreiten der kleinen Flüsse der Alpen und des Alpenvorlandes und die Mittelgebirgsflüsse betragen im Mittel 70 bis 110 Meter. Die potenziell natürliche Gewässerbreite dieser Gewässer liegt zwischen 15 und 22 Metern. Organisch geprägte Flüsse und Tieflandflüsse werden in der Regel bis 40 Meter breit. Das Ausmaß ihrer nötigen Gewässerentwicklungsbreite erreicht Werte von 150 bis über 200 Meter.</p><p>Werden die Einzugsgebiete der Flüsse noch größer und erreichen 1.000 bis 10.000 Quadratkilometer, nehmen auch ihr ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Abfluss#alphabar">Abfluss</a>⁠ und ihre Breite zu. Diese großen Flüsse können in Einzelfällen bis zu 130 Meter breit werden. Im Normalfall sind es 40 bis 100 Meter. Sie können bereits über 500 Meter Gewässerentwicklungsbreite beanspruchen, um ihr vollständiges Strukturinventar entwickeln zu können. Die mittleren Breiten der Gewässerentwicklungskorridore werden für 25 verschiedene Fließgewässertypen in den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/11850/publikationen/41_2025_texte_v2.pdf">Hydromorphologischen Steckbriefen</a> &nbsp;für verschiedene ökologische Gewässerzustände angegeben.</p><p>Darstellung der 3 methodischen Schritte und Anteile, welche die Breite des Gewässerentwicklungskorridors bestimmen.</p><p>Diagramm der Gewässerentwicklungskorridorbreiten in Abhängigkeit vom Gewässertyp</p><p>Literaturangaben</p><p>⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BfN#alphabar">BfN</a>⁠ [Hrsg.] (2012): <a href="https://www.bfn.de/publikationen/schriftenreihe-naturschutz-biologische-vielfalt/nabiv-heft-124-oekosystemfunktionen">Ökosystemfunktionen von Flussauen - Analyse und Bewertung von Hochwasserretention, Nährstoffrückhalt, Kohlenstoffvorrat, Treibhausgasemissionen und Habitatfunktio</a>n. NaBiV Heft 124</p><p>BfN [Hrsg.] (2023): <a href="https://www.bfn.de/publikationen/broschuere/den-fluessen-mehr-raum-geben">Den Flüssen mehr Raum geben. Renaturierung von Auen in Deutschland</a></p><p>⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BMUV#alphabar">BMUV</a>⁠ [Hrsg.] (2023): <a href="https://www.bmuv.de/fileadmin/Daten_BMU/Download_PDF/Naturschutz/nbs_indikatorenbericht_2023_bf.pdf">Indikatorenbericht 2023 der Bundesregierung zur Nationalen Strategie zur biologischen Vielfalt</a></p><p>BMUV/⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠ [Hrsg.] (2022): <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/221010_uba_fb_wasserrichtlinie_bf.pdf">Die Wasserrahmenrichtlinie – Gewässer in Deutschland 2021</a>. Fortschritte und Herausforderungen. Bonn, Dessau.</p><p>Bundesregierung (2023a): Aktionsprogramm Natürlicher ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠. Kabinettsbeschluss vom 29. März 2023</p><p>Bundesregierung (2023b): Nationale Wasserstrategie. Kabinettsbeschluss vom 15. März 2023</p><p>Ehlert, T. &amp; S. Natho (2017): Auenrenaturierung in Deutschland – Analyse zum Stand der Umsetzung anhand einer bundesweiten Datenbank. Auenmagazin 12/2017.</p><p>Janssen, G., Wittig, S., Garack, S., Koenzen, U., Reuvers, C., Wiese, T., Wetzel, N. (2022): Wissenschaftlich fachliche Unterstützung der Nationalen Wasserstrategie - Kohärenz der flächenbezogenen Gewässerentwicklungsplanung gemäß WRRL mit der Raumplanung. Umweltbundesamt [Hrsg.] UBA -Texte 71/2022. Dessau.</p><p>⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LAWA#alphabar">LAWA</a>⁠ [Hrsg.] (2016): ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LAWA#alphabar">LAWA</a>⁠ Verfahrensempfehlung „Typspezifischer Flächenbedarf für die Entwicklung von Fließgewässern“ LFP Projekt O 4.13. Hintergrunddokument.</p><p>LAWA [Hrsg.] (2019b): LAWA-Verfahrensempfehlung zur Gewässerstrukturkartierung - Verfahren für mittelgroße bis große Fließgewässer.</p><p>Linnenweber, C., Koenzen, U., Steinrücke J. (2021): Gewässerentwicklungsflächen. Auenmagazin 20 / 2021. 4-9.</p><p>Müller, A., Kranl J., Pottgiesser, T., Schmidt,S., Albert, C., Greassidis, S., Stolpe H., Jolk C. (2025): Den Gewässern Raum zurückgeben. Ein bundesweites Flächenziel für die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/g?tag=Gewsserentwicklung#alphabar">Gewässerentwicklung</a>⁠. Umweltbundesamt [Hrsg.] UBA-Texte xx/2025: 92 Seiten, Dessau.</p><p>Statistisches Bundesamt (o. J.): FS 3 Land- und Forstwirtschaft, Fischerei, R. 5.1 Bodenfläche nach Art der tatsächlichen Nutzung, verschiedene Jahrgänge.</p><p>UBA [Umweltbundesamt, Hrsg.] (2023a): Flächenverfügbarkeit und Flächenbedarfe für den Ausbau der Windenergie an Land. CLIMATE CHANGE 32/2023. Autoren: Marian Bons, Martin Jakob, Thobias Sach, Dr. Carsten Pape, Christoph Zink, David Geiger, Dr. Nils Wegner, Olivia Boinski, Steffen Benz, Dr. Markus Kahles. Dessau.</p><p>WHG (2009): Wasserhaushaltsgesetz vom 31. Juli 2009 (BGBl. I S. 2585), das zuletzt durch Artikel 7 des Gesetzes vom 22. Dezember 2023 (BGBl. 2023 I Nr. 409) geändert worden ist.</p><p> <a href="https://www.lpv.de/uploads/tx_ttproducts/datasheet/DVL-Leitfaden_17_WRRL-web.pdf"><i></i> Kleine Fließgewässer kooperativ entwickeln</a> <a href="https://www.hcu-hamburg.de/fileadmin/documents/REAP/files/SCHWARK_etal_2005_Fliessgewaesserrenaturierung_heute_Effizienz_Umsetzungspraxis_BMBF-Abschlussbericht.pdf"><i></i> Schwark et al.: Fließgewässerrenaturierung heute – Effizienz und Umsetzungspraxis</a><a href="https://www.gewaesser-bewertung.de/"><i></i> UBA &amp; LAWA: Informationsplattform zur Bewertung der Oberflächengewässer gemäß Europäischer Wasserrahmenrichtlinie</a> </p>

Benthische Makroinvertebraten kleiner Fließgewässer im Raum Aachen - Standortspezifische Biozönosen als ökologische Bewertungsgrundlage struktureller Beeinträchtigung

Neben der Wasserqualität stellen im ländlichen Raum strukturelle Veränderungen am Gewässer und seinem Umland eine wichtige Belastungsart für kleine Fließgewässer dar. Der Ausbau der Gewässer sowie die Nutzungen im direkten Umland führen in großen Teilen zu einer Degradierung der Fauna und Flora und somit der ökosystemaren Funktion. Die Verteilung von Arten (Tiere und Pflanzen) innerhalb eines Fließgewässers ist abhängig von einer Vielzahl biotischer und abiotischer Parameter. Sofern der Bezug zwischen Organismus und den Standortfaktoren bekannt ist, können somit Aussagen hinsichtlich des ökologischen Zustandes des Gewässers gemacht werden. Auf diesem Hintergrund werden die in Fließgewässern vorgefundenen Organismen schon lange zu dessen Bewertung herangezogen. Obwohl gerade in aquatischen Lebensräumen durch vergleichbare abiotische Bedingungen weitgehend geschlossene Biozönosen erwartet werden können, konnte sich eine integrierende Betrachtung von Biozönosen als Bewertungsgrundlage bisher nicht durchsetzen. Da jedoch Biotop und Biozönose ein adaptives System bilden, das die vorherrschenden Standortfaktoren im jeweiligen Artenspektrum widerspiegelt, sollte es möglich sein in Bächen eines begrenzten Naturraumes charakteristische Tiergesellschaften auszumachen. Durch ihr komplexes Wirkungsgefüge und da die ökologische Amplitude der Biozönosen in der Regel enger ist als die der Einzelarten aus der sie sich zusammensetzt, besitzen sie wesentlich höhere Indikatoreigenschaft als einzelne Taxa. Daher wird versucht typische biologische Referenzzönosen unterschiedlicher struktureller Fließgewässerstandorte zu formulieren. Über das resultierende Biozönose-Standortsystem soll es möglich sein auf der Grundlage der konkreten Lebensgemeinschaften Aussagen über die vorliegenden strukturellen Belastungsparameter und die Standortfaktoren zu machen. Außerdem können über die graduellen Verschiebungen innerhalb der Biozönosen, die eine Veränderung in den Standortfaktoren mit sich bringt, die strukturelle Belastung des Gewässers und seines Umlandes beurteilt werden. Die Untersuchung der Organismenzusammensetzung erfolgt hierbei sowohl auf soziologischem als auch auf autökologischem Niveau. Auf dieser Datengrundlage werden in einem zweiten Schritt charakteristische Artengruppen extrahiert, die in Abhängigkeit von Umwelt- und Strukturparametern zur Standortklassifikation herangezogen werden können und als Bewertungsgrundlage für strukturelle Degradation in der heutigen Kulturlandschaft dienen. Die Suche nach standortspezifischen Biozönosen steht hierbei im Mittelpunkt der Untersuchungen. Diese werden ausschließlich über die Stetigkeit/Präsenz und Abundanz der Arten an den jeweiligen Standorten gewonnen. Geographische, regionale oder autökologische Faktoren werden nicht berücksichtigt. Die ökologische Charakterisierung der einzelnen Zönosen erfolgt erst im Anschluß.

WISE Water Framework Directive Database

The WISE Water Framework Directive database contains data from the River Basin Management Plans reported by EU Members States, Iceland, Norway and the United Kingdom according to article 13 of the Water Framework Directive (WFD). The database includes information about surface water bodies (number and size, water body category, ecological status or potential, chemical status, significant pressures and impacts, and exemptions) and about groundwater bodies (number and size, quantitative status, chemical status, significant pressures and impacts, and exemptions). The information is presented by country, river basin district (RBD) and river basin district sub-unit (where applicable).

Waterbase - Biology, 2024

Waterbase serves as the EEA’s central database for managing and disseminating data regarding the status and quality of Europe's rivers, lakes, groundwater bodies, transitional, coastal, and marine waters. It also includes information on the quantity of Europe’s water resources and the emissions from point and diffuse sources of pollution into surface waters. Specifically, Waterbase - Biology focuses on biology data from rivers, lakes, transitional and coastal waters collected annually through the Water Information System for Europe (WISE) – State of Environment (SoE) reporting framework. The data are expected to be collected within monitoring programs defined under the Water Framework Directive (WFD) and used in the classification of the ecological status or potential of rivers, lakes, transitional and coastal water bodies. These datasets provide harmonised, quality-assured biological monitoring data reported by EEA member and cooperating countries, as Ecological Quality Ratios (EQRs) from all surface water categories (rivers, lakes, transitional and coastal waters).

Phosphatkulisse

Zur Erfüllung des Ziels der Düngeverordnung des Bundes vom 26.05.2017 (BGBl. I S. 1305), zuletzt geändert am 10.08.2021 (BGBl. I S. 3436), die den ressourcenschonenden Einsatz von Pflanzennährstoffen und die Erfüllung der Anforderungen des Gewässerschutzes vorsieht, ist am 30.11.2022 die Erste Verordnung zur Änderung der Thüringer Düngeverordnung (ThürDüV) in Kraft getreten. Damit wurde auf Grundlage der novellierten Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zur Ausweisung von mit Nitrat belasteten und eutrophierten Gebieten (AVV GeA; in Kraft getreten am 17.08.2022) zum 30.11.2022 eine neue Gebietskulisse zum Schutz der Gewässer vor Verunreinigung durch Phosphat ausgewiesen, um den Nährstoffeintrag aus der Landwirtschaft in diesen belasteten Gebieten zu senken. Mit der Neufassung der AVV GeA wird die von der Europäischen Kommission bemängelte Vorgehensweise bei der Ausweisung von eutrophierten Gebieten zur Umsetzung der EU-Nitrat-Richtlinie geändert und weiter vereinheitlicht. Danach werden landwirtschaftliche Flächen als eutrophierte Gebiete ausgewiesen, wenn sie innerhalb eines Einzugs- oder Teileinzugsgebietes von Oberflächenwasserkörpern liegen, in dem der allgemein-physikalisch-chemische und biologische Zustand schlechter als in die Klasse guter ökologischer Zustand oder gutes ökologisches Potential eingestuft wird und zugleich der Gesamtphosphoreintrag zu mehr als einem Fünftel auf landwirtschaftliche Quellen zurückgeführt werden kann sowie der Grenzwert der jeweiligen Ökoregion überschritten wird. Für Referenzparzellen, die mit mindestens 20 % ihrer Fläche innerhalb des eutrophierten Gebietes liegen, müssen zusätzliche Bewirtschaftungsanforderungen nach ThürDüV umgesetzt werden. Die ausgewiesenen landwirtschaftlichen Flächen sind die Referenzparzellen entsprechend der Thüringer Verordnung zur Umsetzung der gemeinsamen Agrarpolitik in der jeweils gültigen Fassung. Die Zuschnitte der Referenzparzellen werden jährlich zum 01.02. angepasst und in digitaler Form im Geoportal Thüringen veröffentlicht. Änderungen von Zuschnitten der Referenzparzellen zwischen den Stichtagen wirken sich somit erst ab dem folgenden 01.02. auf die Attributierung aus.

WRRL: Ökologischer Zustand OWK 2022-2027 - Fische

Nach Anlage 4 OGewV sind für die Bewertung des ökologischen Zustands vier biologische Komponenten heranzuziehen: hier Bewertung Fische

WRRL: Ökologischer Zustand OWK 2022-2027 - Gesamt - Fließgewässer

Gesamtdarstellung des ökologischen Zustands nach Anlage 4 OGewV für den Bewirtschaftungszeitraum 2022-2027

WRRL: Ökologischer Zustand OWK 2022-2027 - Gesamt - Standgewässer

Gesamtdarstellung des ökologischen Zustands nach Anlage 4 OGewV für den Bewirtschaftungszeitraum 2022-2027

WRRL: Ökologischer Zustand OWK 2022-2027 - benthische wirbellose Fauna

Nach Anlage 4 OGewV sind für die Bewertung des ökologischen Zustands vier biologische Komponenten heranzuziehen: hier Bewertung benthische wirbellose Fauna

Organischer Kohlenstoff in Flüssen - Charakterisierung, Herkunft und Abbaubarkeit

Veranlassung Der gelöste und der partikuläre organische Kohlenstoff (dissolved organic carbon, DOC und particulate organic carbon, POC) sind zentrale Komponenten im Naturhaushalt von Gewässern. Die Akkumulation von organischem Kohlenstoff - beziehungsweise die damit verbundene hohe Sauerstoffzehrung - ist insbesondere in den Ästuaren ein wichtiger Belastungsfaktor für den Sauerstoffhaushalt und trägt damit zu deren schlechtem ökologischem Zustand bei. Die Bewertung der zu erwartenden Sauerstoffzehrung kann aber nur mit umfassender Kenntnis der Qualität der organischen Kohlenstoffgehalte in gelöster Form oder als Bestandteil der Schwebstoffe erreicht werden. Des Weiteren spielt die Zusammensetzung des organischen Materials eine wichtige Rolle bei der Sorption und dem Transport von Schadstoffen, sodass eine umfassende Beschreibung des organischen Kohlenstoffs auch die Vorhersage der Ausbreitung von Schadstoffen ermöglicht. Im Projekt OrgCarbon soll eine umfassende Charakterisierung des organischen Kohlenstoffs jenseits der traditionell erfassten Parameter (TOC, DOC und POC) stattfinden, da bekannt ist, dass sowohl POC als auch DOC eine komplexe, bisher wenig erforschte Vielzahl unterschiedlicher Stoffklassen beinhaltet. In einem ersten Schritt erfolgt eine Fraktionierung von partikulärem und gelöstem organischem Material, basierend auf der chemischen Zusammensetzung und mikrobiellen Abbaubarkeit. Wichtige Parameter wie Sauerstoffverbrauch, mikrobielle Atmung, chemische Zusammensetzung und die Herkunft des organischen Materials werden für jede Kohlenstofffraktion bestimmt. Durch die daraus resultierende Verbesserung des Verständnisses bezüglich organischem Kohlenstoff in Ästuaren und Flüssen zielt das OrgCarbon-Projekt darauf ab, zu besseren Umweltmanagement- und Naturschutzstrategien für die Bundeswasserstraßen beizutragen. Ziele Ein zentrales Ziel des OrgCarbon-Projekts ist es, eine Vielzahl interdisziplinärer Methoden zu testen, um die vielfältigen Eigenschaften des Kohlenstoffes zu erfassen. Es werden verschiedene chemisch-analytische Verfahren mit Messungen zur biologischen Aktivität und Abbaubarkeit des Kohlenstoffs sowie mit mineralogischen Untersuchungen kombiniert. Dadurch lässt sich ein Set an Methoden identifizieren, das zukünftig auch mit weniger Aufwand eine detaillierte Charakterisierung des Kohlenstoffs ermöglicht. Als Ergebnis von OrgCarbon angestrebt ist die Entwicklung eines standardisierten Protokolls, das den gesamten Prozess von der Probenahme über die Kohlenstofffraktionierung bis hin zur Analyse und Datenauswertung umfasst. Dieses ermöglicht es, die Qualität des organischen Kohlenstoffs sowie dessen Eigenschaften und Abbaubarkeit in Zukunft besser abzuschätzen und gemeinsam zu interpretieren. Dieses Protokoll soll in bestehende Messprogramme der BfG integriert werden, um regelmäßig die Herkunft, das Sorptionspotenzial für Schadstoffe sowie die Abbaubarkeit und die Sauerstoffzehrung von organischem Kohlenstoff zu bestimmen. Organischer Kohlenstoff spielt eine entscheidende Rolle in Ästuaren und Flüssen. Seine Zusammensetzung beeinflusst Prozesse wie die (mikro)biologische Produktivität, den Sauerstoffverbrauch, den Schadstofftransport und die Agglomeration von Schwebstoffen. Die Bestimmung erfolgt routinemäßig nur als Summenparameter (total organic carbon, TOC) weshalb über die Zusammensetzung des organischen Materials, dessen Abbauverhalten und Quellen meist wenig bekannt ist. Darüber hinaus reicht die Betrachtung des Gesamtkohlenstoffgehalts in vielen Fällen nicht aus, um eine Vergleichbarkeit von Schwebstoffen aus unterschiedlichen Quellen zu gewährleisten. Das OrgCarbon-Projekt widmet sich darum einer umfassenden Analyse des organischen Kohlenstoffs in Feldproben aus Ästuaren und Flüssen mit unterschiedlichen Kohlenstoffgehalten und Zusammensetzungen, wie der Tide-Ems und der Tide-Elbe. (Text gekürzt)

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