Die Struktur und Lebensgemeinschaften in Fließgewässern

Die Gliederung eines Fließgewässers folgt einem charakteristischen Muster vom Oberlauf bis zum Unterlauf. Im Quellbereich herrschen mit 5-10°C deutlich niedrigere Temperaturen als im Unterlauf, wo die Temperatur zwischen 0°C und über 20°C schwanken kann. Die Fließgeschwindigkeit nimmt dabei kontinuierlich ab - von über 100 cm/s im Oberlauf auf unter 10 cm/s im Unterlauf.

Definition: Der Sauerstoffgehalt in Fließgewässern wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst: Wassertemperatur, Fließgeschwindigkeit, Turbulenzen und Mikroorganismen. Im Quellbereich liegt zunächst ein niedriger Grundwasserwert vor, der im Oberlauf auf fast 100% Sauerstoffsättigung ansteigt.

Die Lebewesen im Gewässer haben sich an die unterschiedlichen Bedingungen in den verschiedenen Abschnitten angepasst. Es gibt verschiedene Ernährungstypen: Die Weidegänger Fließgewässer raspeln Algenaufwuchs ab, Filtrierer Fließgewässer ernähren sich von Plankton, während Räuber Fließgewässer aktiv Beutetiere jagen. Zusammen bilden sie ein komplexes Nahrungsnetz Fließgewässer.

Gewässergüte und Saprobiensystem

Der Saprobienindex ist ein wichtiges Instrument zur Bewertung der Gewässergüte. Nach der Wasserrahmenrichtlinie werden Fließgewässer in 5 Güteklassen eingeteilt, wobei Klasse 1 die sauberste und Klasse 5 die am stärksten verschmutzte Stufe darstellt.

Highlight: Das Saprobiensystem basiert auf der Analyse von Indikatororganismen, die bestimmte Belastungsstufen anzeigen. Die Saprobiestufen reichen von der oligosaproben (kaum belastet) bis zur polysaproben Zone (stark verschmutzt).

Die chemischen Parameter wie Sauerstoffgehalt, Ammonium und Nitrat verändern sich entsprechend der Belastung. In naturnahen Gewässern findet eine natürliche Selbstreinigung statt, während in belasteten Abschnitten die Dichte von Einzellern und Bakterien stark ansteigt.

Gewässerbewirtschaftung und Renaturierung

Die technische und ökologische Bewirtschaftung von Fließgewässern hat sich im Laufe der Zeit stark gewandelt. Während natürliche Fließgewässer sich ständig verändern, wurden durch menschliche Eingriffe wie Begradigung und Eindeichung massive Veränderungen vorgenommen.

Beispiel: Die Auenlandschaft wurde durch Gewässerausbaumaßnahmen grundlegend verändert: Der Grundwasserspiegel sank, die natürliche Hochwasserdynamik wurde eingeschränkt und viele Tiere im Bach und Fluss verloren ihre Lebensräume.

Heute liegt der Fokus verstärkt auf der Gewässerrenaturierung, bei der Fließgewässer in einen naturnahen Zustand zurückgeführt werden. Dies beinhaltet die Wiederherstellung von Mäandern, die Schaffung von Überflutungsflächen und die Verbesserung der Durchgängigkeit für Wasserorganismen.

Ökologische Zusammenhänge im Fließgewässer

Das Ökosystem Fließgewässer ist ein komplexes Gefüge aus biotischen und abiotischen Faktoren. Die Tiere und Pflanzen im und am Gewässer haben verschiedene Anpassungsstrategien entwickelt, um mit den unterschiedlichen Bedingungen zurechtzukommen.

Vocabulary: Das P/R-Verhältnis beschreibt das Verhältnis zwischen Produktion und Respiration im Gewässer. Bei einem Wert >1 nimmt die Biomasse zu, bei <1 ab.

Besonders wichtig für ein gesundes Ökosystem ist die Vielfalt der Arten und ihrer Funktionen. Durch menschliche Einflüsse wie Chemikalieneinträge und Verbauung sind viele dieser natürlichen Kreisläufe gestört worden, was zu einer Verschlechterung der Gewässerqualität führt.

Ernährungstypen und Anpassungen der Gewässerorganismen

Die Tiere und Pflanzen im und am Gewässer Grundschule lassen sich in verschiedene Ernährungsgruppen einteilen, die ein komplexes Nahrungsnetz Fließgewässer bilden.

Beispiel: Zerkleinerer wie die Köcherfliegenlarve Potamophylax zerkleinern Falllaub in kleinere Stücke, während Räuber Fließgewässer wie die Großlibelle Aeshna andere Wassertiere jagen.

Die Fließgewässer Lebewesen haben erstaunliche Anpassungen entwickelt. Filtrierer Fließgewässer wie die Kriebelmückenlarven haben spezielle Fangnetze, mit denen sie Nahrungspartikel aus dem Wasser filtern. Sedimentfresser wie die Wasserassel (Asellus) durchkämmen den Gewässerboden nach organischen Partikeln.

Hinweis: Die Verteilung der Ernährungstypen ändert sich vom Oberlauf zum Unterlauf: Während im Oberlauf Zerkleinerer dominieren, nehmen im Unterlauf Filtrierer und Sedimentfresser zu.

Diese Vielfalt der Lebensformen und ihre Anpassungen machen Tiere im Bach bestimmen zu einer spannenden Aufgabe für Grundschüler und zeigen die Komplexität des Ökosystem Fließgewässer auf anschauliche Weise.

Lebensgemeinschaften in Fließgewässern: Von der Quelle bis zur Mündung

Die verschiedenen Abschnitte eines Fließgewässers weisen charakteristische Lebensgemeinschaften auf, die sich perfekt an die jeweiligen Bedingungen angepasst haben. Von der Quelle bis zur Mündung verändert sich das Ökosystem kontinuierlich, was sich besonders in der Nahrungskette Fließgewässer widerspiegelt.

Definition: Die biozönotische Längsgliederung beschreibt die Verteilung der Lebewesen entlang eines Fließgewässers, basierend auf den Fischarten als Leitorganismen.

Im Quellbereich und Oberlauf, wo das Wasser kühl und sauerstoffreich ist, finden wir typische Bewohner wie die Bachforelle und den Feuersalamander. Hier dominieren die Weidegänger Fließgewässer und Zerkleinerer, die sich hauptsächlich von Falllaub ernähren. Die Wassertemperatur liegt unter 10°C, und der Untergrund besteht aus Fels und Steinen.

Im Mittellauf verändert sich die Zusammensetzung der Tiere im Bach und Fluss deutlich. Hier treffen wir auf die Barbe als Leitfisch, und die Ernährungstypen werden vielfältiger. Filtrierer Fließgewässer wie Köcherfliegenlarven gewinnen an Bedeutung. Die Wassertemperatur steigt auf bis zu 15°C, und der Untergrund wird feiner, mit einer Mischung aus Kies und Sand.

Gliederung eines Fließgewässers

Die Gliederung eines Fließgewässers erfolgt in verschiedene Abschnitte, die entweder nach Leitfischarten oder als Ober-, Mittel- und Unterlauf bezeichnet werden. Dabei zeigen sich deutliche Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften entlang des Flusslaufs.

Highlight: Das Quellwasser ist mit 5-10°C deutlich kälter als der Unterlauf, der zwischen 0°C und über 20°C schwanken kann.

Die Fließgeschwindigkeit nimmt vom Oberlauf zum Unterlauf ab. Im Oberlauf kann sie bei starkem Gefälle über 100 cm/s betragen, während sie im Unterlauf auf unter 10 cm/s sinken kann. Diese Unterschiede in der Strömung beeinflussen auch das Bachsediment:

• Hohe Fließgeschwindigkeit führt zu Steinen und grobem Kies als Sediment
• Niedrige Fließgeschwindigkeit resultiert in feineren Kiesbestandteilen
• Im Unterlauf besteht das Bachsediment hauptsächlich aus Sand und Schlick

Definition: Das Bachsediment bezeichnet die Ablagerungen am Gewässergrund, die sich je nach Fließgeschwindigkeit in ihrer Zusammensetzung unterscheiden.

Diese Faktoren haben einen erheblichen Einfluss auf den Sauerstoffgehalt des Wassers, der durch Wassertemperatur, Fließgeschwindigkeit, Turbulenzen und Mikroorganismen beeinflusst wird. Im Quellbereich ist der Sauerstoffgehalt zunächst niedrig, erreicht aber im Oberlauf fast immer eine 100%ige Sättigung. Im Mittellauf können größere Tages- und Jahresschwankungen auftreten.

Beispiel: In nährstoffreichen Gewässern kann der Sauerstoffgehalt während der Vegetationsperiode mittags doppelt so hoch sein wie nachts.