eQcharta - Defizitanalyse

Defizitanalyse Sandey Auen Auftraggeber: KWO AG, Bafu, Abteilung Naturförderung Kanton Bern Partner: Eawag Laufzeit: 2009 - 2010 Mit Hilfe der Verknüpfung von Luftbildauswertung, GIS Analysen und Prozessmodellierung wurde die historische Entwicklung der heute durch Wasserentnahme und Längsverbauung geprägten Sandey Auen der letzten 70 Jahre rekonstruiert und anhand der Variation verschiedener abgeleiteter struktureller (Habitatvielfalt und -änderung, Uferlängen, Gewässerverzweigungen etc.) und funktioneller Prozesse (Respiration) eine Defizitanalyse für das gesamte Ökosystem durchgeführt. Diese Studie zeigt, wie sich mit der Kombination aus einfacher Fernerkundung und Feldaufnahmen eine ganze Reihe von Indikatoren ableiten lassen, die eine effiziente Bewertung von ganzen Auensystemen, als Vorraussetzung für eine effektive Massnahmenplanung und Umsetzung, zulassen. Abb. 1: Der Vergleich von Luftbildern zeigt deutlich, wie sich der abgebildete Teilabschnitt der Sandey Aue zwischen 1940 (links) und 2007 (rechts) verändert hat. Die roten Linien markieren die Lage von Hochwasserschutzdämmen (Quelle: Swisstopo). Historische Luftaufnahmen von 1940-2007 (9 Serien) zeigen, wie stark sich das Auengebiet über die Zeit gewandelt hat. Die Häufigkeit bestimmter auentypischer Habitate und die Komplexität der Gerinne (Uferlängen, Verzweigungen, benetzte Fläche) nahmen über die Zeit erheblich ab, was für eine natürliche Flussaue dieser Art untypisch ist. Ebenso lag der abgeleitete Habitatwechsel über die Jahre, eine wichtige Eigenschaft von Auenlandschaften, deutlich unter der von natürlichen Auen. Verglichen mit dem naturnahen Zustand, wie er bis 1940 vorherrschte, präsentiert sich das Gebiet heute viel gleichförmiger und einzelne auentypische Habitate sind seltener geworden. Insbesondere Habitattypen, die wesentlich von einer intakten Überflutungdynamik abhängen wie Inseln oder bewachsenere Schotter, sind stark zurückgegangen, wohingegen mehr terrestrische Habitattypen wie der Auenwald zugenommen haben (Abb. 2). Abb. 2: Die Fläche (%) der einzelnen Habitate abgeleitet aus historischen Luftbildern (links) ändert sich deutlich zwischen 1940 und 2007 und hat Veränderungen im Kohlenstoffumsatz zur Folge (tC pro Jahr, berechnet aus den entsprechenden Respirationsraten; rechts). Entsprechende Unterschiede finden sich auch hinsichtlich der Respirationsraten. Respiration, hier gemessen als CO₂ Produktion pro m² Bodenfläche, ist ein Schlüsselprozess im Kohlenstoffkreislauf. Mit diesem Prozess lässt sich der Umsatz von organischem Material bzw. des Kohlenstoffs, einer wichtigen Energiequelle in aquatischen und terrestrischen Ökosystemen und auch die mikrobielle Aktivität abschätzen. Respirationsraten reagieren sehr sensitiv auf Umweltveränderungen und können somit gut als Indikator für die Erfassung von Eingriffen in Auensystemen herangezogen werden. Die Respirationsraten unterscheiden sich signifikant in den einzelnen Habitattypen. Hohe Respirationsleistungen finden sich in Habitaten mit einem hohen Anteil an organischem Material und relativ konstanten Umweltbedingungen (Inseln und Auenwald). Dagegen treten niedrige Respirationsleistungen in Habitaten mit stark wechselnden Umweltbedingungen (Schotter und Gerinne) und geringeren Anteilen an organischem Material auf. Die Zunahme von Habitattypen mit entsprechend hohen Respirationsraten bedingt auch gleichzeitig eine entsprechend hohe Zunahme des Kohlenstoffumsatzes. Ingesamt konnte von 1940 bis 2007 eine Erhöhung des jährlichen Umsatzes um etwa 17% berechnet werden, was für die gesamte Aue einer Erhöhung von 833 (1940) auf 1007 (2007) Tonnen Kohlenstoff pro Jahr entspricht. Insgesamt weisen die Sandey Auen im Vergleich zu ihrem naturnahen Zustand um 1940 heute erhebliche Defizite in ihrer strukturellen Vielfalt und Funktion auf. Diese Entwicklung lässt sich vermutlich auf die Wasserentnahme und insbesondere auf den Einsatz von Längsverbauungen zum Hochwasserschutz zurückführen, welche die natürliche Dynamik der Sandey Auen massgeblich einschränken. Weiterführende Literatur: Doering, M., Blaurock, M., Robinson, C.T. (2012): Landscape transformation of an Alpine floodplain influenced by humans: Historical analysis of aerial images. Hydrological Processes. 26, 3319-3326. [pdf] Doering, M., Schweizer, S., Blaurock, M., Oppliger, S., Fuchs, M., Robinson, C.T. (2013): Hydroökology und nachhaltiges Auenmanagement - Die Sandey Aue als Modellökosystem für eine Konzeptstudie. Wasser, Energie, Luft. 105. Jahrgang, Heft 1. [pdf]

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