Ökosystem Bach

Gliederung:

1.  Allgemeines Einleitung  

2.  Entstehung eines Baches  

2.1  Bachverlauf  

2.2  Schematischer Querschnitt durch den Bach  

2.3  Schematischer Längsschnitt durch den Bach  

3.  Sauerstoff im Wasser  

4.  Ökosystem Bach Nahrungskette  

4.1  Lebensbedingungen  

5.  Tiere und Pflanzen am Bach  

6.  Selbstreinigung des Baches  

7.  Der Bach im Wandel  

7.1.  Veränderung und Entwicklung  

8.  Gewässerbeurteilung  

9.  Quellenangabe  

1. Allgemeines / Einleitung :

Wasser ist für uns etwas ganz Selbstverständliches. Man begegnet ihm au Schritt und Tritt, sei es als Trinkwasser aus dem Wasserhahn, als Regen oder als Bach vor unserer Haustüre. Die Frage: „Bekommt das Element Wasser in unserer Gesellschaft genügend Schutz ?“, stellt sich kaum jemand. In den letzten zwei Jahrhunderten sind wir sehr unsanft mit unsern Fließgewässern umgegangen. Zur Gewinnung von fruchtbaren Landwirtschaftsflächen, zur Stromgewinnung und für den Hochwasserschutz. In den großen Talebenen wurden viele Flüsse und Bäche eingedämmt und begradigt. Dies hat jedoch große Folgen. Auen und Feuchtgebiete wurden zerstört. Zahlreiche Pflanzen- und Tierarten sind verschwunden oder stark bedroht. Unser Landschaftsbild hat sich stark verändert. Heute ist man sich dieser Problematik immer mehr bewusst. Einzelne Revitalisierungsprojekte sind bereits mit Erfolg umgesetzt, wie beispielsweise in Felsberg oder Strada. Die Natur kann sich in diesen freien Flusslandschaften langsam wieder erholen.

2. Entstehung eines Baches :

Ein Bach entsteht mit einer Quelle. Dort sickert, quillt oder sprudelt das Wasser aus der Erde. Das Quellwasser ist Regenwasser. Im Boden versickert und durch das Erdreich gefiltert, sammelt es sich über wasserundurchlässigen Bodenschichten, rinnt durch Fugen und Spalten und tritt nach Tagen oder auch nach vielen Jahren wieder aus der Erde hervor. Das Wasser sucht sich seinen Weg, nimmt Rinnsale und weiteres Wasser aus dem Boden auf und wird somit zum Bach.

2.1. Bachverlauf :

Quelle: Kristallklares Wasser, gleich bleibende Temperatur. Oft kantige Steine, die im Bachverlauf kleiner und runder werden. Es gibt Moospolster und Algen an den Steinen.

Oberlauf: Mehrere Quellbäche lassen den Bach breiter und reißender werden, schnell fließendes Wasser. Der Bach mäandriert d.h. er gräbt sich sein Bett in Schleifen, die sich im Laufe der Zeit vergrößern. Das Wasser prallt gegen einen Uferbereich, dabei trägt es Erde ab. Die Böschung wird steiler und bildet eine Ausbuchtung (Prallhang). Das Wasser staut sich davor, wird umgelenkt und fließt seitlich ab, wodurch es wieder gegen das andere Ufer prallt.

Außenkurve: Prallhang, höhere Fließgeschwindigkeit

Innenkurve: Gleithang, Sand und Kies werden abgelagert, langsame Fließgeschwindigkeit

Mittellauf: Der Bach ist tiefer und breiter, das Wasser fließt gleichmäßiger, Sand lagert sich ab.

Unterlauf: Träger fließend, Erde setzt sich als Schlick und Sand ab. Mit der Einmündung in einen Fluss oder See endet der Bach.

2.2 Schematischer Querschnitt durch einen Bach :

In jedem Ökosystem sind die grünen Pflanzen die Produzenten, die aus Kohlendioxid, Nährstoffen und Wasser mit Hilfe der Sonnenenergie organische Substanzen aufbauen, z.B. Holz, Blätter und Äste. Die Tiere sind Konsumenten und ernähren sich entweder von den Pflanzen oder sind Räuber und fressen andere Tiere. Im Gebirgsbach gibt es zwar viele Tiere, aber außer Algen und Moose nur wenige Pflanzen. Die Nahrungsgrundlage der Konsumenten ist organisches Material von außerhalb. Dieses gelangt in den Bach durch Laubfall (1) und wird bei Regen vom Ufer eingeschwemmt (2), kleine und gelöste organische Bestandteile gelangen durch unterirdische Zuflüsse in den Bach (3). Die Bachtiere können diese Pflanzenteile allerdings nicht sofort verwerten. Bakterien und Pilze können das organische Material verwerten und wachsen darauf als schleimiger Überzug, der so genannte Biofilm (6). Die Tiere (4) fressen dieses Material, verwerten aber nur den Biofilm und scheiden die nunmehr zerkleinerten organischen Partikel wieder aus. Diese werden wieder vom Biofilm besiedelt und von anderen Tieren gefressen. Das geht so lange bis die Pflanzenteile in winzige, gelöste Bestandteile zerlegt sind.

2.3 Schematischer Längsschnitt durch den Bach :

Durch die Abfolge von seichten und tiefen Bachbereichen wird das Wasser ständig zwischen Oberfläche und Schotter ausgetauscht (5). Auch der Schotter ist vom Biofilm (6) besiedelt, der die kleinsten organischen Bestandteile hier aus dem Wasser filtert und verwertet. Im RITRODAT ist der Schotterkörper bis 2 Meter tief. Die Bachtiere können daher noch tief im Sediment existieren. Unter einem m² leben bis zu 300.000 Individuen mit einer Körperlänge größer als 1 mm. Die sehr zahlreiche Fauna die kleiner als 0.1 mm ist dabei noch nicht mitgerechnet. 95 % der Tiere leben oberhalb einer Tiefe von 0.5 Meter. Unterhalb 1.5 Meter beginnt die Grundwasserfauna.

( RITRODAT ist der Name für das Forschungskonzept seit 1978 [ griechisch rheithron = Fluss ]. Der Fachbegriff Rhithral bezeichnet den Oberlauf = Forellenregion eines Flusses, was einem Schotterbach entspricht. )

3. Sauerstoff im Wasser :

Im Quellwasser, das längere Zeit unter der Erde von der Luft abgeschlossen war, ist Sauerstoff kaum vorhanden. Mit dem Hindernislauf des Wassers, immer wenn es gluckst, gurgelt, plätschert und schäumt ist das ein Zeichen, dass es sich mit Luft vermischt. Luftblasen werden eingeschlossen und mitgerissen, dabei löst sich der Sauerstoff im Wasser. Im Oberlauf des Baches ist das Wasser besonders reich an Sauerstoff, hier fühlt sich die Forelle wohl. Im Mittel- und Unterlauf, wo das Wasser ruhiger fließt, nimmt es weniger Sauerstoff auf. Hier gibt es Wasserpflanzen, die mit Hilfe des Sonnenlichts Sauerstoff produzieren und an das Wasser abgeben. Nachts nehmen die Pflanzen selbst Sauerstoff auf. Daher fühlen sich hier der Flussbarsch, der Plötz und der Hecht wohl. Auch die Temperatur des Wassers spielt eine Rolle. Das nahezu immer gleich warme Quellwasser kühlt sich im Winter auf seinem Lauf ab. Im Sommer erwärmt es sich dort, wo die Sonne hinkommt. Deshalb gedeihen dort mehr Wasserpflanzen, die Sauerstoff produzieren. Wärmeres Wasser kann jedoch weniger Sauerstoff aufnehmen als kaltes. Im Schatten, wo das Wasser kühl bleibt, gedeihen wiederum weniger Wasserpflanzen. So nimmt der Sauerstoffgehalt im Verlauf des Baches insgesamt ab.

4. Ökosystem Bach / Nahrungsketten :

Ein Ökosystem besteht aus einem Lebensraum mit Lebensgemeinschaften von Tieren und Pflanzen die an ganz bestimmte Bedingungen gebunden sind. Auch der Bach ist ein solches Ökosystem. Er beherbergt eine Vielzahl von Tieren und Pflanzen, die im Wasser und an seinen Ufern vorkommen. Im Bachbett selbst ist die Strömung einer der wichtigsten Faktoren.

Im Bach leben ca. 1500 Tierarten, aber nur wenige Großpflanzen. Dies ist im Verhältnis zum Ökosystem Wald relativ wenig. Sie haben sich alle an die Strömungen im Bach angepasst. Auch gegen die geringen Temperaturen müssen sie resistent sein.

Tiere und Pflanzen haben sich auf vielfältigste Weise daran angepasst :

- Algen bilden flache Lager aus

- Andere Pflanzen bilden robuste, lang gestreckte Sprosse, die sich der Strömung anpassen (z.B.: Wasserhahnfuss)

- Anhefter die sich am Untergrund festsaugen (z.B.: Schnecken und Egel)

- Beschwerer, wie zum Beispiel die Köcherfliegenlarve. Sie baut ihren Köcher aus Steinchen und Sand, die sie an Ort und Stelle halten.

- Klammerer halten sich mit Beinkrallen an den Steinen und Pflanzen fest. Zum Beispiel die Wasserassel

- Größere Tiere, wie Amphibien, meiden eher starke Strömungen

- Fische sind durch ihre stromlinienförmige Bauweise und ihre Abflachung gegen die Strömung gewappnet.

Weitere wesentliche ökologische Faktoren sind Temperatur, der Gehalt des Sauerstoffes und an gelösten Stoffen. Das Ökosystem Bach endet nicht am Ufer, sondern steht in enger Verbindung mit dem umgebenden Land (Land- Wasser- Verschmutzung). Diese Uferbereiche sind Lebens- und Rückzugsraum für viele Pflanzen und Tiere.

Im Bach herrscht ein Gewimmel von Kleinstlebewesen. Im Sand oder unter Steinen versteckt findet man je nach Wassergüte verschiedene Tiere. In sauberen Gewässern (Güteklasse 2 und besser) kann man den Bachflohkrebs, die Eintagsfliegenlarve (flach und rund), die Steinfliegen- und Köcherfliegenlarve so wie Wasserasseln und Hakenkäfer entdecken. In Gewässern, die nicht in Ordnung sind (Güteklasse 3 und schlechter) findet man z.B. die Rote Zuckmückenlarve, die Waffenfliegenlarve, die Kriebelmückenlarve, den Rollegel und den Schlammröhrenwurm. In Gewässer, die teilweise oder ganz verödet sind trifft man auf wenige bis keine der oben angeführten Kleinlebewesen.

Die gefundenen Lebewesen lassen sich mit einer Lupe gut erkennen und bestimmen. Nur noch kleinere Tiere wie Glockentierchen und Rädertierchen kann man nur mit Hilfe eines Mikroskops sehen.

Kleinlebewesen sind Abfallvertilger im Bach. Sie zerlegen Pflanzenreste und Tierkadaver und bauen sie Stufe um Stufe ab. Zum Schluss bleiben von den Abfällen nur noch Mineralstoffe übrig. Diese lösen sich im Wasser und sind für die Pflanzen wichtige Nährstoffe. Den Sauerstoff für die Abbauarbeit liefern die Pflanzen. Die Wasserpflanzen geben ihn direkt, die anderen Pflanzen über die Luft in den Bach ab.

Somit schließt sich der Kreis: Die Kleinlebewesen sind Nahrung für die Fische, diese, wenn sie klein sind, Nahrung für z.B. Libellenlarven, wenn sie größer werden für die Vögel z.B. für den Eisvogel und für andere Tiere wie den Fischotter. Hier wird jeder gebraucht und es bleiben keine Reste übrig.

4.1 Lebensbedingungen :

Der beherrschende Faktor in Bächen ist die Strömung. Wenn der Bach enger wird, wird diese stärker, bei zunehmender Breite wird sie geringer. Durch sie werden Schlammablagerungen im Bach verhindert und das Wasser mit Sauerstoff durchmischt. Dies führt zu einer hohen Sauerstoffsättigung des Wassers.

Der größte Teil der organischen Masse stammt nicht vom Bach selbst, sondern aus dem Grundwasser oder Falllaub. Der Bach ist also sehr von seiner Umwelt abhängig.

5. Tiere und Pflanzen am Bach :

Amphibien:

Am Bach findet man folgende Lurcharten: Grasfrösche, Teichfrösche, Teichmolche Feuersalamander und Erdkröten. Sie sind wechselwarme Tiere, deren Jungstadien (Larven) in der Regel durch Kiemen atmen. Erwachsene Lurche atmen durch Haut und Lungen. Die Haut

der Lurche ist weich, feucht und drüsenreich. Sie wird mit Hilfe der Drüsen ständig feucht gehalten. Lurche fühlen sich kühl, feucht und schlüpfrig an. Unsere heimischen Lurche sind getrenntgeschlechtlich. Ihre Paarungszeit liegt im Frühjahr. Viele Arten wandern zu bestimmten Laichplätzen. Die Froschlurchweibchen setzen den Laich ab, der anschließend von den Männchen besamt wird. Bei den Schwanzlurchen kommt es durchweg zur Innenbefruchtung. Die häufigsten Vertreter der Froschlurche sind bei uns der Grasfrosch, der Teichfrosch und die Erdkröte. Alle Arten bedürfen unseres Schutzes und sind durch Vernichtung, Zerstörung oder Verschmutzung ihres Lebensraums bedroht.

Fische: Bachforelle, Regenbogenforelle, Bachschmerle (nachtaktiv)

Vögel: Wasseramsel, Gebirgsstelze, Eisvogel

Tiere unter Wasser:

• Fortbewegung:

Wasserkäfer: bewegen sich hauptsächlich mit ihren verbreiterten und mit langen Haaren besetzten Hinterbeinen fort Mückenlarven: schlagende Bewegungen mit dem ganzen Körper

Bachflohkrebs: mit Hilfe ihres gekrümmten Hinterleibs Libellenlarven: pressen Wasser durch ihren Enddarm (Rückstoßprinzip) Wasserläufer: gleiten mit unbenetzbaren Fußspitzen über die Wasseroberfläche

• Atmung:

Manche Tiere nehmen sich einen gewissen Luftvorrat mit nach unten: die meisten Käfer mit einer Luftblase unter den Flügeldecken. Andere Tiere können durch bestimmte Körperpartien den Sauerstoff aus dem Wasser entziehen: dünnhäutige Wassertiere wie Würmer oder kleine Larven. Andere atmen mit Kiemen.

Pflanzen am Ufer und im Wasser:

6. Selbstreinigung des Baches :

Verschmutzungen in Fließgewässern sind meist organische Substanzen, wie z.B. aus Waschmitteln oder Fäkalien. Sie werden von den Biofilmen aus dem Wasser gefiltert und von den Tieren weiter verwertet, im selben Kreislauf wie im natürlichen System. Um diese Selbstreinigungskraft zu erhalten ist es daher wichtig die natürlichen Schotterkörper und die Uferstrukturen zu erhalten. Ökologisch intakte und funktionierende Fließgewässer sind Grundlage für sauberes Trinkwasser.

7. Der Bach im Wandel :

Bäche und Flüsse stellen die Lebensadern in unserer Landschaft dar. Sie durchfließen weite Landstriche und sind ein wesentlicher Bestandteil des Wasserkreislaufes. Naturnahe Bäche und Flüsse wechseln häufig ihre Richtung, auf kurzen graden Abschnitten folgen Schleifen und Windungen. Man sagt: „Der Bach mäandriert“.

Ufer und Bachbett sind in solchen natürlichen Fließgewässern reich strukturiert. Sie beherbergen je nach Strömung, Wassertemperatur, Qualität oder Bodenbeschaffenheit verschiedene Tier- und Pflanzengemeinschaften.

Ohne äußere Einflüsse kann der Lebensraum Bach Störungen abfangen und sich selbst erhalten. Der Wandel in unserer Kulturlandschaft zeigt jedoch eine andere Entwicklung. Naturnahe Bäche und Flüsse sind zur Seltenheit geworden. Fast die Hälfte aller Fließgewässer sind in der Schweiz verbaut oder eingedolt. Die Gewässer unterliegen vielfältigen Nutzungen: sei es zur Stromerzeugung, sei es in der Landwirtschaft oder für den Tourismus. Ebenso hat die zunehmende Besiedlung einen großen Einfluss auf unser Landschaftsbild und damit auch auf den Raum, den wir unseren Bächen und Flüssen zugestehen. Naturnahe Bäche und Flüsse sind heutzutage zu ökologischen Nischen in einer oft sehr intensiv bewirtschafteten Kulturlandschaft geworden.

7.1 Veränderung und Entwicklung :

Ökosysteme durchlaufen allmählich eine als Sukzession bezeichnete Entwicklung, die uns kaum bewusst wird, da sie nur sehr langsam abläuft.

- Beeinflussung der Sukzession durch den Menschen

In den letzten Jahrhunderten greift der Mensch immer mehr in die Ökosysteme ein. Bäche werden begradigt und umverlegt, Monokulturen gepflanzt und der Urwald wird abgeholzt. Auch werden künstlich Seen angelegt und andere zugeschüttet.

All diese Veränderungen sind Folgen der Industrialisierung und werden aus wirtschaftlichen Gründen vorgenommen.

Die Folgen der Eingriffe des Menschen sind noch nicht vorhersehbar. Es gibt aber schon Anzeichen für eine negative Entwicklung wie etwa den Treibhauseffekt oder die zunehmenden Überschwemmungen und Schlammlawinen, die in Gebirgen durch die fehlenden Bäume nicht mehr aufgehalten werden können.

(Sukzession: Entwicklungsreihe von Pflanzen- oder Tiergesellschaften am gleichen Ort, die durch Änderung der Umweltverhältnisse [z. B. Klimaänderungen, menschliche Einflüsse] oder durch die Gesellschaft selbst verursacht wird.)

8. Gewässerbeurteilung :

Im Laufe eines Jahreszyklus ist der Lebensraum Bach mit seinen zahlreichen Lebensgemeinschaften einem steten Wandel unterworfen. Dieser manifestiert sich vor allem in der Vegetation aber auch in der Zusammensetzung der Tiergemeinschaften. Andere Veränderungen können durch die Beeinträchtigung der Wasserqualität, d.h. durch den Einfluss der Menschen hervorgerufen werden.

Es gibt verschiedene Untersuchungsmethoden, um den Zustand eines Baches feststellen zu können:

Gewässerchemie: Das Messen verschiedener Parameter (pH, Temperatur, Sauerstoffgehalt, Nitrat, Nitrit, Phosphat) gibt Auskunft über die Belastung des Gewässers. Das untersuchte Fließgewässer kann einer Güteklasse zu geordnet werden.

Biologische Wassergüte: Biologische Gütebestimmungen eignen sich, um den Langzeitzustand eines Gewässers zu beurteilen. Bestimmte Organismen, so genannte Bioindikatoren, lassen Rückschlüsse auf die Wasserqualität zu. Saprobien, so genannte „Abbauer“, verwerten Schmutzstoffe im Wasser und reinigen es somit. Mit dem Saprobienindex lassen sich die Gewässer mehreren Güteklassen (I – III) zuordnen.

Landschaftsökologische Bachbeurteilung:

Diese Form der Beurteilung beruht nach klar definierten Kriterien auf dem genauen Beobachten und Beschreiben der Bachsohle so wie seiner Uferbereiche. Das Fließgewässer lässt sich in verschiedene Kategorien von natürlich über naturnah, verbaut bis naturfremd einteilen.

9. Quellenangabe :

Abbildung 1: http://www.bayern.de/LFU/natur/flaechenschutz/oekoflaechen/fluss.jpg Abbildung 2: http://www.vib-bw.de/tp4/Start/regal/ordner/bach/bilder/bach5c.jpg Abbildung 3: http://www.bsl.oeaw.ac.at/images/section.jpg Abbildung 4: http://www.bsl.oeaw.ac.at/images/flow.jpg Abbildung 5: http://www.vib-bw.de/tp4/Start/regal/ordner/bach/bilder/bach12kl.jpg

„Menschen und Umwelt“

„Umwelt Lexikon“ „Das große Buch des Allgemeinwissens Natur“

http://www.migy.de/oekologie/Oekosystem%20Bach.htm http://www.bsl.oeaw.ac.at/funktion.htm http://www.vib-bw.de/tp4/Start/regal/ordner/bach/sach.html