Ökosystem Fließgewässer

Gliederung:

1.  Einführung  

2.  Strömung  

3.  Erosion, Transport und Sedimentation  

4.  Wärme- und Sauerstoffhaushalt  

5.  Biotope und Biozönosen der Fließgewässer  

6.  Biozönotische Gliederung eines Flußlaufes  

6.1.  Rhithral- Salmonidenregion  

6.2.  Potamal- Cyprinidenregion  

7.  Literatur  

1. Einführung:

Hydrologisch / Geologisch gesehen ist ein Fließgewässer ein in langgestreckten, einseitig geöffneten Hohlformen der Landoberfläche, fließender natürlicher Wasserlauf, welcher die umgrenzenden Flächen des Festlandes mit natürlichem Gefälle entwässert. Für die Limnologie stellt ein Fließgewässer einen Lebensraum für spezifische

Organismengemeinschaften dar, welche in ihrer Zusammensetzung den ökologischen Zusammenhang mit der Umwelt widerspiegeln.

Ein Fließgewässer ist ein offenes Ökosystem, da es in enger Verbindung zu den Landökosystemen steht, d.h., daß der Energie- und Stoffhaushalt von Fließgewässern in einer Wechselwirkung mit terrestrischen Ökosystemen steht. Die in ein Gewässer eingetragenen organischen Nährstoffe werden vom Gewässer weitergeführt, an anderer Stelle in anorganisches Material umgesetzt und an wieder anderer Stelle erneut von Pflanzen aufgenommen. Endpunkt dieser Kreisläufe ist das Meer.

Ziel des Referates soll es sein, die unterschiedlichen Faktoren wie geomorphologische Dynamik, klimatische Verhältnisse, geologische Strukturen und die sich daraus entwickelnden biologischen Strukturen im Ökosystem „Fließgewässer“ zu erklären. Ein typisches Fließgewässer läßt sich in eine Quellregion, Oberlauf, Mittellauf, Unterlauf und eine Mündungsregion gliedern. Diese Gliederung kommt zustande, da sich auch die ökologischen Faktoren in diesen Regionen kontinuierlich ändern.

2. Strömung:

Der beherrschende ökologische Faktor in einem Fließgewässer ist die Strömung. Die Strömung ist somit ein kontrollierender und limitierender Faktor für das Ökosystem „Fließgewässer“. Ihre Geschwindigkeit nimmt zu mit größer werdendem Gefälle, aber auch mit zunehmender Abflußmenge. Die Abflußmenge ist abhängig von dem Wasser, welches dem Fließgewässer durch Niederschlag, Grundwasser und Nebenflüsse zugeführt wird. Eine Vergrößerung des Gewässerquerschnitts hat eine Strömungsgeschwindigkeitsabnahme zur Folge bei gleich bleibender Abflußmenge. Im Durchschnitt nimmt die Strömungsgeschwindigkeit eines Fließgewässers von der Quelle bis zur Mündung hin ab, da auch das Gefälle zur Mündung hin flacher wird. In einem Fließgewässer gibt es aber jeweils örtlich beträchtliche Geschwindigkeitsschwankungen, die zum Beispiel durch die

jahreszeitlich wechselnde Abflußmenge oder durch Veränderungen im Flußquerschnitt hervorgerufen werden. In Bezug auf die Ausbildung bestimmter Lebensgemeinschaften, ist die Durchschnittsgeschwindigkeit der Strömung von großer Bedeutung. So gibt es in einem Fließgewässer stark strömende und auch schwach strömende Bereiche. Mit größer werdender Tiefe nimmt die Strömungsgeschwindigkeit durch die Wirkung der Reibung ab, je rauher die Gewässersohle ist. Im Grenzbereich zur Sohle ist sie gleich null. Auch zum Ufer hin verringert sich die Strömungsgeschwindigkeit. Die größte Geschwindigkeit befindet sich demnach im Bereich der größten Wassertiefe, dem Stromstrich. Das Wasser in einem Fließgewässer fließt in der Regel turbulent. Nur in Bereichen geringer Strömungsgeschwindigkeit kann es laminar fließen. Solche Bereiche findet man zum Beispiel auch im Oberlauf an der Grenzschicht zu grobkörnigem Sohlensubstrat. Hinter solchen grobkörnigen Sohlensubstraten, wie zum Beispiel Steinen oder Baumwurzeln, entstehen Stillwasserbereiche (Totwasserräume und/oder leeseitige Kanten) die um so größer sind, je größer das Substrat ist. Die Strömung ist in diesen Bereichen so weit herabgesetzt, daß sie fast völlig ihre Bedeutung verliert. Diese Zonen sind bevorzugte Lebensräume, da sie Schutz vor der Abdrift bieten.

3. Erosion, Transport und Sedimentation:

Die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt und prägt die Substratbeschaffenheit des Gewässergrundes, die Gestalt des Flußquerschnitts und des Flußgrundrisses. Bei starker turbulenter Strömung, in der Regel im Oberlauf, entstehen kreisähnliche, walzenförmige Wasserbewegungen. Der Fluß erodiert und transportiert Schwebestoffe, Geschiebe und gelöstes chemisches Material. Typische morphologische Merkmale sind im Grundriß ein gestreckter Flußlauf, im Querschnitt ein Kerbtal in dem die Gewässersohle Fels, Geröll und Kies bilden.

Charakteristisch für den Mittellauf eines Fließgewässers ist das ausgeglichene Verhältnis von Erosion und Sedimentation. Es bilden sich im Grundriß verzweigte Läufe (Furkationen), welche durch das sich ständig ändernde Zusammenspiel von Erosion und Sedimentation entstehen. An Prallhängen wird erodiert und an Gleithängen sedimentiert. Im Unterlauf überwiegt die Sedimentation. Der Fluß mäandriert (stark gewundenes Flußbett) und Altwasserarme bilden sich aus. Die Strömungsgeschwindigkeit ist so weit vermindert, daß sich Sande, Lehmpartikel und organische Materialien ablagern (Aufschüttungsebenen).