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A new method for spatio-temporally explicit predictions of groundwater, surface water and habitat interactions in riparian ecosystems

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[Quelle: http://d-nb.info]

Verglichen mit der Bedeutung von Ökosystemdienstleistungen durch Auen und ihrer Rolle in der Biodiversität ist wenig erforscht, wie wissenschaftlich fundierte Informationen in die Planung und Entscheidungsfindung von Sanierungsprojekten integriert werden können, um sie effizienter und effektiver zu machen . Die Verteilung der Pflanzen hängt stark von den hydrologischen Bedingungen mit einer hohen zeitlichen und räumlichen Auflösung ab. Zum Beispiel bevorzugen hochwasserempfindliche Arten erhöhte Mikrositionen und sterben während großer Überschwemmungsperioden ab. Um die Relevanz detaillierter Kenntnisse des hydrologischen Regimes zu verdeutlichen, wurde ein sparsames Oberflächenwasser-Grundwassermodell unter Verwendung des Catchment Modeling Framework (CMF) entwickelt. Darüber hinaus wurde dieses prozessbasierte hydrologische Modell mit einem Artenverteilungsmodell verknüpft, um seltene und gefährdete Arten vorherzusagen. Das Naturschutzgebiet Kühkopf-Knoblochsaue (34,5 qkm) dient als Untersuchungsgebiet. Dieses Reservat ist von besonderer Bedeutung für seltene und gefährdete Flora und Fauna. In einem ersten Schritt wurde das Modell für die letzten 16 Jahre entwickelt, angepasst und getestet. Als nächstes wurde das Oberflächenwasser-Grundwasser-Interaktionsmodell mit einem Artenverteilungsmodell verknüpft, um das Auftreten seltener und gefährdeter Arten vorherzusagen. Eine Vergleichsstudie zeigte, dass die Einbeziehung zeitlich und räumlich hochaufgelöster Daten eines hier entwickelten hydrologischen Modells zu überlegenen Modellqualitäten führt. Darüber hinaus wurde die Relevanz einer Vielzahl von hydrologischen Prädiktoren für die Simulation ganzer Pflanzengemeinschaften mit unterschiedlichen spezifischen ökohydrologischen Anforderungen gezeigt. Anwendungen verschiedener Klimamodelle für das Oberflächenwasser-Grundwasser-Wechselwirkungsmodell zeigten große räumliche und quantitative Änderungen der Überflutungseigenschaften in naher und ferner Zukunft. Eine Verknüpfung dieser hydrologischen Regimeprojektionen mit dem Artenverteilungsmodell zeigte die Möglichkeiten für Habitatprojektionen und die Vorteile für Erhaltungsmaßnahmen auf.

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Seit Inkrafttreten der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) hat nur ein geringer Anteil der Fließgewässerwasserkörper in Deutschland den guten ökologischen Zustand bzw. das gute ökologische Potenzial erreicht. Trotz einer Vielzahl von durchgeführten Maßnahmen machen sich die damit verbundenen Verbesserungen der Gewässerbeschaffenheit nicht in einer veränderten Bewertung bemerkbar. Zum Teil liegt dies sicherlich an den natürlichen Rahmenbedingungen, die in der Regel nicht zu einer schnellen umfassenden Besiedlung mit Zielorganismen führen. Vermutlich sind aber auch weitergehende Gewässerentwicklungsmaßnahmen notwendig, um die angestrebten Ziele zu erreichen. In jedem Fall wurden in der Vergangenheit nicht gerade geringe Investitionen getätigt, ohne dass anscheinend ein Erfolg erzielt werden konnte, der in einer Verbesserung der ökologischen Qualitätskomponenten zum Ausdruck kommt. In dem Themenband wird der Status quo der "Erfolgsbewertung von Maßnahmen zur Erreichung eines guten Gewässerzustands" hinterfragt und geprüft sowie Vorschläge zum Weiterentwicklungsbedarf bzw. zur Weiterentwicklung dieses Themas zusammengestellt. Es soll damit die Diskussion zur bewertenden Darstellung von Maßnahmenerfolgen gefördert werden und letztlich ein Beitrag zur Weiterentwicklung der Zustandsbewertung in eine Erfolgsbewertung unserer Gewässerbewirtschaftung geleistet werden.

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Auen sind geomorphologische Elemente unserer Landschaft, die im Zusammenspiel von wiederkehrenden Überflutungen und dadurch bedingten Schwankungen des Grundwassers entlang der Fließgewässer für den Landschaftshaushalt von großer Bedeutung sind. Insbesondere sind sie ein wichtiges Regulativ im Wasser- und Stoffhaushalt der Gewässer. Aufgrund zeitlich und räumlich wechselnder Habitatbedingungen spielen intakte Auen zudem als Lebensraum zahlreicher Pflanzen, Tiere und Lebensgemeinschaften eine große Rolle. Sie sind "Hotspots" der Biodiversität. Weil Wasser ein Grundelement des Lebens ist, zog es den Menschen schon seit alters her an die Gewässer und in ihre Auen. Übermäßige Nutzung und resultierende anthropogene Veränderungen ließen intakte Auen jedoch auf einen Bruchteil ihrer ehemaligen Verbreitung schrumpfen. Damit gingen wichtige Funktionen im Natur- und Wasserhaushalt verloren. Ein Anliegen des Themenbandes ist daher, Anregungen zu geben, um die Funktionsfähigkeit von Auen zu erhalten oder wiederherzustellen. Maßgeblich hierfür sind die hydrologischen und stofflichen Prozesse vor dem Hintergrund der Nutzungsgeschichte, der Nutzungsansprüche und aktuellen Nutzungen. Der Themenband beschränkt sich auf Bachauen und Auen von kleineren Flüssen. Der Kenntnisstand dazu und der Umfang belastbarer Untersuchungen und Veröffentlichungen sind einigermaßen gut überschaubar, um sie zusammenfassend darzustellen. Mit möglichen Vorgehensweisen und Erfahrungen aus der Praxis ergänzen konkrete Fallbeispiele mit unterschiedlichen Standort- und Randbedingungen die aufgeführten Grundlagen und Empfehlungen.

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