Biologisch

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Das Saprobiensystem wird benutzt, um die Gewässerqualität zu bestimmen.
Quelle: Andreas Hoffmann / UBA

Der ökologische Zustand eines Flusses wird hauptsächlich über die im Wasser lebenden Organismen definiert, da die Zusammensetzung der aquatischen Lebensgemeinschaft des jeweiligen Gewässertyps die Gesamtheit aller Einflussfaktoren und Störgrößen widerspiegelt.

Inhaltsverzeichnis

 

Bewertungsinstrumente der WRRL - Ökologischer Zustand

Ergänzt wird die biologische Bewertung durch Umweltqualitätsnormen für flussgebietsspezifische Schadstoffe sowie durch Werte für allgemeine physikalisch-chemische Parameter wie Temperatur, Sauerstoff und Nährstoffe. Bei der Bewertung des sehr guten ökologischen Zustandes sind zudem hydromorphologische Merkmale zu berücksichtigen.

Die Einstufung in eine bestimmte Zustandsklasse misst sich daran, wie stark die Qualität eines Flusses von den Referenzbedingungen eines vergleichbaren, durch menschliche Einflüsse unbeeinträchtigten Bereichs abweicht. Daher war die Erarbeitung einer Fließgewässertypologie einer der ersten Schritte bei der Umsetzung der WRRL.

Für den ökologischen Zustand sind fünf Klassen definiert: sehr gut, gut, mäßig, unbefriedigend und schlecht. Die Einstufung wird über die Farben blau, grün, gelb, orange und rot kartografisch dargestellt.

Biologische Qualitätskomponenten zur Bestimmung des ökologischen Zustandes

Biologische Qualitätskomponenten sind das Phytoplankton, sonstige aquatische Florenkomponenten, die Wirbellosenfauna und die Fischfauna. Für sie werden die Artenzusammensetzung und die Artenhäufigkeit, bei der Fischfauna auch die Altersstruktur und beim Phytoplankton die Biomasse erfasst und bewertet (siehe Biologische Qualitätskomponenten).

Die Anforderungen der WRRL an die biologische Zustandsklassifikation gehen weit über die bisherige Praxis der Gewässerbewertung in Deutschland hinaus. Daher war und ist die Entwicklung neuer biologischer Bewertungssysteme notwendig. Eine Übersicht über die bisher entwickelten und in der Entwicklung befindlichen Bewertungsverfahren finden sie unter unten stehendem Link.

Darüber hinaus  ist es von besonderer Bedeutung, ein hohes Maß an Genauigkeit und Zuverlässigkeit der biologischen Bewertungsergebnisse zu erzielen. Denn bei Nichterreichen des "guten ökologischen Zustandes / ökologischen Potenzials" sind Maßnahmen durchzuführen, um den „guten ökologischen Zustand“ bzw. das „gute ökologische Potenzial wieder herzustellen. Je nach Ausgangslage sind damit mehr oder weniger umfassende Gewässersanierungsmaßnahmen durchzuführen, die mit hohen Kosten verbunden sein können. Daher soll bei allen Arbeitsschritten der biologischen Untersuchungen von der Probennahme bis zum Endergebnis die Qualität gesichert werden (siehe Qualitätssicherung).

Biologische Qualitätskomponenten zur Bewertung des ökologischen Zustandes von Flüssen

Die biologischen Qualitätskomponenten umfassen die aquatische Flora, die Wirbellosenfauna und die Fischfauna. Die wichtigsten Parameter sind die Artenzusammensetzung und die Artenhäufigkeit, bei der Fischfauna auch die Altersstruktur und beim Phytoplankton die Biomasse.

Die für die relevanten biologischen Qualitätskomponenten erhaltenen Bewertungsergebnisse gehen zur Einstufung des ökologischen Zustandes in die sogenannte Klassifizierung ein.  Dabei erfolgt die Einstufung des ökologischen Zustandes gemäß der EU-Leitlinie „Klassifikation“ auf Basis des schlechtesten Ergebnisses, dass für eine der für die jeweilige Gewässerkategorie relevanten Qualitätskomponenten erhalten wurde. Wurden zum Beispiel in einem Fluss die wirbellosen Tiere und die Gewässerflora mit gut bewertet, die Fischfauna dagegen nur mit mäßig, ist der ökologische Zustand des Flusses nur mäßig.

Zu den Qualitätskompnenten für Flüsse gehören Phytoplankton, Makrophyten, Phytobenthos, Makrozoobenthos, Fischfauna
Biologische Qualitätskomponenten
Quelle: Umweltbundesamt Excel-Datei (Download)
 

Klassifizierung des ökologischen Zustandes

Nach der Wasserrahmenrichtlinie werden für den ökologischen Zustand  fünf Klassen definiert:  „sehr gut“, „gut“, „mäßig“, „unbefriedigend“ und „schlecht“. Die Einstufung des ökologischen Zustandes des betreffenden Wasserkörpers wird über die Farben blau, grün, gelb, orange und rot kartografisch dargestellt.

Sehr guter ökologischer Zustand

Die Werte für die biologischen Qualitätskomponenten des Oberflächengewässers entsprechen denen, die normalerweise bei Abwesenheit störender Einflüsse mit dem betreffenden Typ einhergehen, und zeigen keine oder nur sehr geringfügige Abweichungen an. Die typspezifischen Bedingungen und Lebensgemeinschaften sind damit gegeben.

Es sind bei dem jeweiligen Oberflächengewässertyp keine oder nur sehr geringfügige anthropogene Änderungen der Werte für die physikalisch-chemischen und hydromorphologischen Qualitätskomponenten gegenüber den Werten zu verzeichnen, die normalerweise bei Abwesenheit störender Einflüsse mit diesem Typ einhergehen.

Guter ökologischer Zustand

Die Werte für die biologischen Qualitätskomponenten des Oberflächengewässertyps zeigen geringe anthropogene Abweichungen an, weichen aber nur in geringem Maße von den Werten ab, die normalerweise bei Abwesenheit störender Einflüsse mit dem betreffenden Oberflächengewässertyp einhergehen.

Auch die physikalisch-chemischen Bedingungen weichen nur in geringem Maße von den Werten ab, die normalerweise bei Abwesenheit störender Einflüsse mit dem betreffenden Oberflächengewässertyp einhergehen.  Die Werte für spezifische Schadstoffe halten die Umweltqualitätsnormen ein. Ist dies nicht der Fall, erfolgt eine Abstufung in den mäßigen Zustand auch dann, wenn die Werte der biologischen Qualitätskomponenten einen guten ökologischen Zustand anzeigen. Bei Nichteinhaltung von einer oder mehrerer Umweltqualitätsnormen ist der Wasserkörper mit einem schwarzen Punkt zu kennzeichnen.

Mäßiger ökologischer Zustand

Die Werte für die biologischen Qualitätskomponenten des Oberflächengewässertyps weichen mäßig von den Werten ab, die normalerweise bei Abwesenheit störender Einflüsse mit dem betreffenden Oberflächengewässertyp einhergehen.

Die Werte geben Hinweise auf mäßige anthropogene Abweichungen und weisen signifikant stärkere Störungen auf, als dies unter den Bedingungen des guten Zustands der Fall ist.

Unbefriedigender ökologischer Zustand

Gewässer, bei denen die Werte für die biologischen Qualitätskomponenten des betreffenden Oberflächengewässertyps stärkere Veränderungen aufweisen und die Biozönosen erheblich von denen abweichen, die normalerweise bei Abwesenheit störender Einflüsse mit dem betreffenden Oberflächengewässertyp einhergehen, werden als unbefriedigend eingestuft.

Schlechter ökologischer Zustand

Gewässer, bei denen die Werte für die biologischen Qualitätskomponenten des betreffenden Oberflächengewässertyps erhebliche Veränderungen aufweisen und große Teile der Biozönosen, die normalerweise bei Abwesenheit störender Einflüsse mit dem betreffenden Oberflächengewässertyp einhergehen, fehlen, werden als schlecht eingestuft.

 

Biologische Gewässerklassifikation nach LAWA

Das Saprobiensystem ist die älteste Gewässergüteklassifikation und wurde als Biologische Gewässergütekarte der Bundesrepublik Deutschland zwischen 1975 und 2000 alle 5 Jahre von der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) publiziert.

Die EG-Wasserrahmenrichtlinie verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz zur Bewertung der Oberflächengewässer, wobei sie insbesondere ökologische Fragen in den Vordergrund rückt. Einen besonderen Stellenwert nimmt dabei die Bewertung der Biologie ein. Der Saprobienindex wird weiterhin als Maß für die Belastung mit sauerstoffzehrenden, organischen Stoffen in Flüssen herangezogen (gewässertypspezifischer und leitbildbezogener Saprobienindexes nach DIN 38 410, Friedrich & Herbst 2004). Die „Saprobie“ ist neben der „Allgemeinen Degradation“ und der „Versauerung“ jedoch nur eines von drei Hauptkriterien (modulen) zur Bewerung des öklogischen Zustandes eines Flusses.

Die biologische Gewässergüteklassifikation hat folgende Klassen:

Güteklasse I (dunkelblau): unbelastet bis sehr gering belastet

Gewässerabschnitte mit reinem, stets annähernd sauerstoffgesättigtem und nährstoffarmen Wasser; geringer Bakteriengehalt; mäßig dicht besiedelt, vorwiegend mit Algen, Moosen, Strudelwürmer und Insektenlarven; sofern sommerkühl, Laichgewässer für Salmoniden (lachsartige Fische).

Güteklasse I-II (hellblau): gering belastet

Gewässerabschnitte mit geringer anorganischer Nährstoffzufuhr und organischer Belastung ohne nennenswerte Sauerstoffzehrung; dicht und meist in großer Artenvielfalt besiedelt; sofern sommerkühl, Salmonidengewässer.

Güteklasse II (dunkelgrün): mäßig belastet

Gewässerabschnitte mit mäßiger Verunreinigung und guter Sauerstoffversorgung; sehr große Artenvielfalt und Individuendichte von Algen, Schnecken, Kleinkrebsen, Insektenlarven; Wasserpflanzenbestände können größere Flächen bedecken; artenreiche Fischgewässer.

Güteklasse II-III (gelbgrün): kritisch belastet

Gewässerabschnitte, deren Belastung mit organischen sauerstoffzehrenden Stoffen einen kritischen Zustand bewirkt; Fischsterben infolge Sauerstoffmangels möglich; Rückgang der Artenzahl bei Makroorganismen; gewisse Arten neigen zu Massenentwicklung; fädige Algen bilden häufig größere flächendeckende Bestände.

Güteklasse III (gelb): stark verschmutzt

Gewässerabschnitte mit starker organischer, sauerstoffzehrender Verschmutzung und meist niedrigem Sauerstoffgehalt; örtlich Faulschlammablagerungen; Kolonien von fadenförmigen Abwasserbakterien und festsitzenden Wimpertieren übertreffen das Vorkommen von Algen und höheren Pflanzen; nur wenige gegen Sauerstoffmangel unempfindliche tierische Makroorganismen wie Egel und Wasserasseln kommen bisweilen massenhaft vor; mit periodischen Fischsterben ist zu rechnen.

Güteklasse III-IV (orange): sehr stark verschmutzt

Gewässerabschnitte mit weitgehend eingeschränkten Lebensbedingungen durch sehr starke Verschmutzung mit organischen sauerstoffzehrenden Stoffen, oft durch toxische Einflüsse verstärkt; zeitweilig totaler Sauerstoffschwund; Trübung durch Abwasserschwebstoffe; ausgedehnte Faulschlammablagerungen; durch Wimpertierchen, rote Zuckmückenlarven oder Schlammröhrenwürmer dicht besiedelt; Rückgang fadenförmiger Abwasserbakterien; Fische nicht auf Dauer und nur ausnahmsweise anzutreffen.

Güteklasse IV (rot): übermäßig verschmutzt

Gewässerabschnitte mit übermäßiger Verschmutzung durch organische sauerstoffzehrende Abwässer; Fäulnisprozesse herrschen vor; Sauerstoff über lange Zeit in sehr niedrigen Konzentrationen vorhanden oder gänzlich fehlend; Besiedlung vorwiegend durch Bakterien, Geißeltierchen und freilebende Wimpertierchen; Fische fehlen; bei starker toxischer Belastung biologische Verödung.

In der neuen Bewertung nach der WRRL ab 2010 wird der Saprobienindex anhand der leitbildbezogenen typspezifischen Klassengrenzen in eine Gewässergüteklasse überführt, die somit eine Bewertung des saprobiellen Zustandes anhand von fünf Zustandsklassen ermöglicht.