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Die im Jahr 2024 von der EU beschlossene Wiederherstellungsverordnung (W-VO) erklärt die Wiederherstellung von Ökosystemfunktionen zu einem Ziel der Renaturierung von Fließgewässern. Doch können bislang übliche Renaturierungsmaßnahmen, die sich vor allem auf die Form und Struktur der Gewässer konzentrieren, diese Aufgabe erfüllen? Eine Metaanalyse eines vom UFZ koordinierten Forschungsteams zeigt, dass dies nicht automatisch gelingt. In der Studie empfehlen die Forschenden daher, Monitoring und Erfolgskontrolle künftig stärker um funktionelle Indikatoren zu ergänzen und Renaturierungsmaßnahmen gezielter darauf auszurichten, welche Funktionen tatsächlich wiederhergestellt werden sollen.
Der Mensch hat viele Flüsse und Bäche in Europa durch Querbauwerke, befestigte Ufer und Sohlen sowie durch Begradigungen und Kanalisierungen des Gewässerverlaufs stark verändert. Das spiegelt sich auch im ökologischen Zustand wider: Laut Umweltbundesamt erreichen in Deutschland weniger als 10 Prozent der Flüsse und Bäche einen mindestens guten ökologischen Zustand. Gewässerausbau und Stoffeinträge lassen die Artenvielfalt schwinden und schwächen die Selbstreinigungskraft sowie die Widerstandsfähigkeit der Gewässer. Renaturierungsmaßnahmen sollen diesen Beeinträchtigungen entgegenwirken und den ökologischen Zustand der Gewässer verbessern. Typische Maßnahmen sind etwa die Neugestaltung von Gewässerverläufen, die Beseitigung von Querbauwerken, die Wiederanbindung von Auen, die Bepflanzung von Flussufern oder das Einbringen von Holzstämmen ins Gewässer. Solche Maßnahmen können sich positiv auf die Vielfalt und Zusammensetzung von Tier- und Pflanzenarten auswirken.
Ein vom UFZ koordiniertes Team internationaler Fließgewässerökolog:innen aus 13 Forschungseinrichtungen wertete nun 66 wissenschaftliche Studien aus und analysierte, wie die Ökosystemfunktionen auf diese Renaturierungen reagieren und ob sie sich zusammen mit der Biodiversität erholen. Dafür nutzten die Forschenden Daten von 281 Fließgewässern und Fließgewässerabschnitten in Europa, Nordamerika, Asien und Ozeanien. In der Literatur erfassten sie zunächst 27 funktionelle Kenngrößen; für neun davon lagen ausreichend vergleichbare Daten für die Metaanalyse vor. Dazu gehörten etwa die Bruttoprimärproduktion, die Nährstoffaufnahme, die Denitrifikation und die Zersetzung organischen Materials. Hinter diesen Funktionen stehen zentrale Prozesse im Gewässer, die zeigen, wie das Ökosystem funktioniert und ob sich seine Funktionsweise durch Belastung oder Renaturierung verändert. Beispielsweise bauen bei der Bruttoprimärproduktion Algen und Wasserpflanzen mithilfe von Sonnenlicht und Nährstoffen organische Biomasse auf. Bei der Denitrifikation wandeln Mikroorganismen Nitrat in gasförmige Stickstoffverbindungen um, wobei unter anderem auch das starke Treibhausgas Lachgas entstehen kann. „Hydromorphologische Renaturierung kann biologische Strukturen verbessern, aber die Ökosystemfunktionen erholen sich nicht automatisch mit. Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich aus einer verbesserten Gewässerstruktur oder biologischen Erholung nicht zwangsläufig auf eine Erholung der Ökosystemfunktionen schließen lässt“, sagt Ulrike Haase, Erstautorin und Doktorandin der TU Dresden.
Die Forschenden fanden zudem heraus, dass Ökosystemfunktionen sehr unterschiedlich auf die Renaturierungsmaßnahmen reagieren. Von den neun untersuchten Funktionen war nur die Denitrifikation in renaturierten Gewässerabschnitten signifikant geringer als in degradierten. „Das bedeutet allerdings nicht automatisch, dass sich die Funktion verschlechtert hat: Niedrigere Denitrifikationsraten können beispielsweise auch darauf hinweisen, dass weniger überschüssiger Stickstoff im Gewässer vorhanden ist“, sagt UFZ-Fließgewässerökologe Dr. Mario Brauns, Koordinator der Studie und Co-Autor. Für die übrigen Funktionen ließen sich keine eindeutigen Unterschiede gegenüber den degradierten Gewässern nachweisen. „Das zeigt, dass die bislang üblichen Renaturierungsmaßnahmen allein meist nicht ausreichen, um eine messbare Erholung aller Ökosystemfunktionen sicherzustellen“, sagt er. Im Unterschied dazu zeigten die biologischen Strukturmerkmale, etwa Artenvielfalt sowie Häufigkeit und Biomasse der vorkommenden Arten, nach der Renaturierung im Durchschnitt positive Veränderungen. „Ob sich eine Ökosystemfunktion tatsächlich erholt, lässt sich jedoch nur beurteilen, wenn wir wissen, wie sie unter geeigneten Referenzbedingungen ausgeprägt ist“, bilanziert er.
Ökosystemfunktionen spielen in der Bewertung von Renaturierungsmaßnahmen bislang kaum eine Rolle, obwohl die EU-Biodiversitätsstrategie 2030 ausdrücklich die Wiederherstellung der natürlichen Funktionen von Flüssen fordert. Auch die Globale Vereinbarung zum Schutz der Natur, das Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework, nennt die Wiederherstellung von Ökosystemfunktionen als Ziel. „Ökosystemfunktionen wie die Bruttoprimärproduktion oder die Nährstoffaufnahme lassen sich oft nur vergleichsweise aufwendig quantifizieren“, sagt der UFZ-Forscher. Für ihre Bewertung fehlen bislang international vergleichbare Standards und geeignete Referenzwerte, wie sie für die Biodiversität bereits etabliert sind.
Notwendig werden solche Standards jedoch, da die EU-WVO die Wiederherstellung von Ökosystemfunktionen zu einem Ziel von Renaturierungsmaßnahmen für Fließgewässer erklärt. Dafür müssen Ökosystemfunktionen direkt gemessen und anhand geeigneter Referenzbedingungen bewertet werden. Auf dieser Grundlage lassen sich funktionelle Indikatoren für die Erfolgskontrolle ableiten. „Der wesentliche Handlungsbedarf besteht vor allem darin, funktionelle Indikatoren für die Praxis weiterzuentwickeln und zu standardisieren. Wir müssen Monitoring und Erfolgskontrolle künftig um diese Indikatoren ergänzen“, sagt Mario Brauns. Die dafür nötigen wissenschaftlichen Messgrößen sind bereits etabliert. Nun geht es darum, sie mit geeigneten Referenzbedingungen zu verknüpfen und für bestehende Monitoring- und Berichtssysteme nutzbar zu machen.
Dr. Mario Brauns
UFZ-Department Fließgewässerökologie
mario.brauns@ufz.de
Ulrike Haase, Daniel C. Allen, Christine Anlanger, Iola G. Boëchat, Clara Mendoza-Lera, Wyatt F. Cross, Pia Ebeling, Davi G. Fernandes Cunha, Patrick Fink, Nicolas Finkler, Björn Gücker, Andreas Lorke, Julia Pasqualini, Christopher J. Patrick, Marc Peipoch, Oskar Schröder, Ryan Sponseller, Daniel von Schiller, Markus Weitere, Mario Brauns: Hydromorphological restoration of streams does not ensure the recovery of ecosystem functioning, Global Change Biology, https://doi.org/10.1111/gcb.71126
Flussrenaturierungsmaßnahmen an der unteren Mulde: Durch die Entfernung des Uferverbaus wird die nat ...
Quelle: M. Vieweg
Copyright: M. Vieweg
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Studierende, Wissenschaftler
Biologie, Umwelt / Ökologie
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
Flussrenaturierungsmaßnahmen an der unteren Mulde: Durch die Entfernung des Uferverbaus wird die nat ...
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