Biologische Parameter

Hier finden Sie methodische Anleitungen und Hinweise zur Vorgehensweise bei der Entnahme Bioindikatoren aus dem Gewässer und zur Bestimmung des Saprobienindexes zur Beurteilung der biologischen Gewässergüte.

In FLUVIDAT steht ein eigener digitaler Bestimmungsschlüssel zu Verfügung. Auf ihn kann direkt vom Eingabeformular für die Bioindikatoren aus zugegriffen werden.

In FLUVIDAT können die Daten bei Internetzugang im Gelände direkt unter der entsprechenden Messstelle eingegeben werden. Die Berechnung übernimmt das Programm. Ist kein Netzzugang möglich, werden die Daten in die Bewertungsbögen M4a eingetragen und später in FLUVIDAT übertragen.

Die Probennahme

Zeitraum der Probennahme

Nach den standardisierten Methoden zur EG-Wasserrahmenrichtlinie orientiert sich der Zeitpunkt der Probenahme an der Größe des Einzugsgebietes:

  • Gewässer bis 100 km2: Monate März - April
  • Gewässer von 100 km2 bis über 1000 km2: Monate Juni - Juli
  • Je nach naturräumlichen Bedingungen kann der Monat Mai für Beprobungen sowohl kleiner wie größerer Fließgewässer genutzt werden.

Probenahmen sollten nicht durchgeführt werden

  • während oder kurz nach Hochwässern,
  • während oder kurz nach Unterhaltungsmaßnahmen,

Weiterhin ist zu bedenken

  • In wärmeren und länger regenarmen Zeiträumen herrschen ungünstigste Umstände für die Gewässerbiozönose.
  • Frost und kalte Jahreszeiten sind aus Sicherheits- und Gesundheitgründen nicht geeignet.
  • Im Zeitraum August und September muss damit gerechnet werden, dass mehr Insekten als zu anderen Zeiten bereits als Fluginsekten das Gewässer verlassen haben und evtl. nur frühe Larvenstadien vorzufinden sind.
  • bezüglich der Niederschlagssituation vor der geplanten Probennahme:
    • In durch Regenabschwemmungen getrübten Bächen ist die Struktur und Besiedlung nur mangelhaft zu erkennen.
    • Nach Starkregenereignissen und Trockenperioden, kann es längere Zeit dauern, bis sich die Biozönose wieder erholt hat.

Hilfsmittel

Hilfsmittel zum Absammeln und Bestimmen der Indikatororganismen

  • ein Kescher oder
  • ein engmaschiges Metallsieb (Küchensieb) von ca. 20 cm Durchmesser
  • 1 L Tiefkühlklarsichtbox oder größeres Glas (z.B. Gurkenglas)
  • Lupen (z.B. 10 x Einschlaglupe) oder Standlupen
  • Aquarellpinsel unterschiedlicher Stärke
  • Federstahlpinzetten oder Sieblöffel (Natriumlöffel)
  • flache weiße Deckel und/oder Petrischalen
  • weiße Präparierschalen unterschiedlicher Größe oder weiße Plastikcampingteller
  • Thermosflasche (zur Mitnahme von Wasserproben mit lebenden Organismen)
  • Tücher (zum Abtrocknen der Geräte)
  • Einmalhandschuhe
  • Bestimmungsbücher und -tabellen (die Tabellen zum Schutz vor Feuchtigkeit in Klarsichtfolie einschweißen)
  • Protokollbögen
  • Bleistift
  • Gummistiefel

Damit man beim Absammeln der Organismen, vor allem von Steinen, beide Hände frei hat und einem trotzdem beim Abheben der Steine keine Tiere weggespült werden, hat es sich bewährt, das Metallsieb an der dem Stiel gegenüberliegenden Rundung flach zu klopfen. Es lässt sich dann mit breiter Fläche auf den Gewässerboden aufstellen. Auch beim Aufwühlen des Sediments - eine andere Möglichkeit, Organismen aus dem Sediment zu sammeln - hat man damit eine breitere Auffangfläche als bei einem runden Sieb.


Vorlagen

  • Materialliste für die Saprobienbestimmung (ohne Mengenangaben)
  • Materialliste für die Saprobienbestimmung (Bsp. für 16 Teilnehmer/innen)

Zuweisung eines Gewässertyps

Bedeutung der Zuweisung eines Gewässertyps

  • Die einzelnen Gewässertypen beherbergen unterschiedliche Artengemeinschaften.
  • Je nach Artengemeinschaft und Gewässertyp werden unterschiedliche Kenngrößen (Metrics) benötigt, um ein Gewässer zu charakterisieren (um es zu bewerten).
  • Grundlage der Bewertung ist eine biozönotisch begründete Gewässertypologie.
  • Bewertet werden die Abweichungen der Metrics vom entsprechenden Wert eines weitgehend natürlichen Gewässerzustandes

Die deutsche Fließgewässertypologie umfasst insgesamt fünfundzwanzig "biozönotisch bedeutsame Fließgewässertypen":

  • vier für die Ökoregion der Alpen und des Alpenvorlandes,
  • acht für das Mittelgebirge,
  • neun für das Norddeutsche Tieflan
  • vier Fließgewässertypen, die als "Ökoregion unabhängige" Typen in verschiedenen Ökoregionen verbreitet sind [Stand April 2008].

Auswahl der Probestelle

Eine Probestelle soll den Zustand eines längeren Gewässerabschnitts oder eines ganzen Wasserkörpers widerspiegeln und nicht lokale Besonderheiten an der Probestelle selbst.

Die Länge der Probestelle sollte

  • 20 - 50 m bei Bächen (Einzugsgebiet 10 - 100 km²),
  • 50 - 100 m bei mittelgroßen und großen Flüssen ((Einzugsgebiet > 100 - 10.000 km²) betragen,
  • Falls es aus Gründen der Repräsentativität jedoch notwendig ist, kann sie um bis zu 50 % verlängert werden.

Bei der Auswahl der Probestelle sind u. a. folgende Punkte zu berücksichtigen:

  • Oberflächenform und Zusammensetzung der Teillebensräume (Habitate) der Probestelle
    • Beispiel 1: Wenn die Uferbereiche des gewählten Fließgewässerabschnitts zu ca. 10 % befestigt sind, sollten die Uferbereiche im Bereich der Probestelle zu wesentlich mehr als 10 % (z. B. über 20 %) befestigt sein.
    • Beispiel 2: Der Fließgewässerabschnitt ist fast vollständig frei von Totholz, dann sollte die Probestelle nicht so gewählt werden, dass die einzige größere Totholzansammlung des ganzen Gewässerabschnittes in ihr liegt.
  • Aufbau der Ufervegetation inklusive Beschattungsgrad
    • Beispiel: Wenn die Ufer des Fließgewässerabschnitts fast vollständig mit Gehölzen bestanden sind (Beschattungsgrad von a. 90 %), sollte die Probestelle nicht im einzigen Bereich mit lückenhaftem Uferbewuchs liegen, in dem das Gewässer nur zu ca. 50 % beschattet ist.
  • Anteile der Schnellen und Stillen
    • Beispiel: Sind Schnellen und Stillen gleichmäßig und zu vergleichbaren Anteilen über den Fließgewässerabschnitt verteilt, sollte die Probestelle nicht so gewählt werden, dass die Schnellen deutlich überwiegen und die Stillen nur sehr untergeordnet vertreten sind.
  • Nähe von Brücken oder Belastungsquellen wie punktuellen Einleitungen meiden, wenn ein Einfluss auf den zu untersuchenden Abschnitt nicht ausgeschlossen werden kann.

Quelle:

C. Meier, P. Haase, P. Rolauffs, K. Schindehütte, F. Schöll, A. Sundermann & D. Hering (2000): Methodisches Handbuch Fließgewässerbewertung - Handbuch zur Untersuchung und Bewertung von Fließgewässern auf der Basis des Makrozoobenthos vor dem Hintergrund der EG-Wasserrahmenrichtlinie

Vor und während der Probenahme ist zu beachten!

Alle Arbeiten, die die Biozönose beeinträchigen könnten, müssen nach dem Absammeln der Bioindikatoren erfolgen, z.B.

  • Messung der Gewässertiefe
  • Messung der Fließgeschwindigkeit
  • Abschätzen der Substratverteilung

Vor Beginn der Probennahme ist also zu beachten:

  • ​​das Substrat darf nicht gestört werden, d.h. nicht im Bach herumlaufen!
  • Bereits der Schatten des Probennehmers kann die Tiere zur Flucht veranlassen, dabei können sie von der Strömung mitgerissen werden.

Während der Probennahme ist zu beachten:

  • Die Beprobung erfolgt grundsätzlich entgegen der Fließrichtung des Wassers: man beginnt am Ende der Probestelle.
  • Für die Entnahme einer Teilprobe wird eine Fläche von 25 x 25 cm bearbeitet..
  • Der Kescher/das Sieb wird immer in Strömungsrichtung des Wassers hinter das zu beprobende Substrat gestellt oder gehalten,
  • dadurch zeigt die Kescher-/Sieböffnung zum Substrat und gegen die Strömungsrichtung.
  • Die Strömung spült dann die Tiere in den Kescher/das Sieb.

Kartierung der Substrate (nach WRRL)

Die nachfolgende Anleitung bezieht sich auf Gewässer, die mit Gummistiefeln durchwatbar sind.

Wichtig: Um die Lebewesen der Gewässersohle möglichst nicht zu stören, sollte die Kartierung nach Möglichkeit vom Ufer aus vorgenommen werden. (siehe dazu Hinweise auf Seite: Vor und während der Probenahme zu beachten!

Ablauf der Kartierung:

  • Zunächst werden alle im Bereich der Probestelle vorkommenden Substrate (Habitate) kartiert.
  • Die Anteile der im Feldprotokoll aufgeführten Substrattypen (organische und mineralische Substrate) werden im Bereich der Probestelle in 5 %-Stufen abgeschätzt und in die Spalte „Deckungsgrad (5 %-Stufen)“ notiert.
  • Die Ergebnisse der Kartierung werden in einem Feldprotokoll festgehalten.
  • Beispiel:
    • 55 % Größtkorn: Faustgroße Steine, mit variablem Anteil kleinerer Korngrößen (= Mesolithal > 6 cm - 20 cm),
    • 25 % Sand (= Psammal > 0,063 mm - 2 mm),
    • 15 % Ablagerungen von grobpartikularem organischen Material, z.B. Falllaub (CPOM),
    • 5 % Fein- bis Mittelkies (= Akal > 0,2 cm - 2 cm),
    • für Baumstämme, Totholz, Äste, größere Wurzeln (Xylal) wurde ein Anteil von < 5 % abgeschätzt und die entsprechende Zeile im Feldprotokoll mit einem Kreuz markiert.
  • Die Summe des Deckungsgrades aller Substrattypen ≥ 5 % muss 100 % ergeben.
  • Ist mineralisches Substrat von organischen Substraten (z. B. CPOM oder Makrophyten) bedeckt, ist das bedeckende organische Substrat als Substrattyp in der Spalte „Deckungsgrad (5 % Stufen)“ zu notieren.
  • Das Vorkommen von Substraten mit weniger als 5 % Deckungsgrad wird durch ein Kreuz gekennzeichnet und ebenfalls in der Spalte „Deckungsgrad (5 % Stufen)“ vermerkt.
  • In der Spalte „Bemerkungen“ des Feldprotokolls können Besonderheiten der Teilproben, z. B. ein besonders hoher Anteil von organischem Material in sandigen Substraten oder ein hoher Anteil von Fein- bis Mittelkies (Akal) im Psammal, notiert werden.
  • Ebenfalls kann hier eingetragen werden, wenn es sich um Habitate mit hygropetrischer Ausprägung handelt.
  • In der Spalte „Bemerkungen“ ist zusätzlich zu vermerkten, welches „Mineralische Substrat“ vom „Organischen Substrat“ verdeckt wird.
  • Ist das Substrat in Teilbereichen des Gewässers sehr heterogen, z. B. eine kleinräumige Durchmischung von Mesolithal, Akal und Psammal, ist das Substrat mit dem größten Anteil an dieser Teilfläche des Gewässers zu notieren.
  • Wird FPOM als Substrat kartiert, wird unter „Bemerkungen“ notiert, welches Substrat, insofern ersichtlich, von FPOM bedeckt ist.

Anleitung dazu: Präsentation zur Untersuchung und Bewertung von Fließgewässern (2004)

Quelle:

C. Meier, P. Haase, P. Rolauffs, K. Schindehütte, F. Schöll, A. Sundermann & D. Hering (2000): Methodisches Handbuch Fließgewässerbewertung - Handbuch zur Untersuchung und Bewertung von Fließgewässern auf der Basis des Makrozoobenthos vor dem Hintergrund der EG-Wasserrahmenrichtlinie Seiten 9 - 16.


Materialien:

Festlegen der Teilproben (nach WRRL)

Bei der Verteilung der Teilproben in Abhängigkeit von den Substrattypen im Bachbett sind die folgenden Grundsätze zu berücksichtigen:

  • Die Teilproben in Substraten mit einem sehr hohen Deckungsgrad sollten sowohl die Uferbereiche als auch die zentralen Bereiche des Gewässers berücksichtigen, z. B. in Form eines Transektes.
  • Mindestens zwei bis drei Teilproben sollten den unmittelbaren Uferbereich abdecken.
  • Ist ein häufiger Substrattyp sowohl in Schnellen als auch in Stillen verbreitet, sollten die Teilproben Schnellen und Stillen berücksichtigen, in etwa gemäß der Häufigkeit des Substrattyps in diesen beiden Bereichen.
  • Entfällt nach der Kartierung nur eine Probe auf ein "komplexes Substrat" wie z. B. Xylal, ist mit der Teilprobe die typische Ausprägung zu beproben.
  • Ist die Verteilung der Substrattypen vom Ufer nicht einsehbar, kann das Gewässer an einzelnen Punkten betreten werden. Die späteren Teilprobestellen sollten hiervon unbeeinflusst bleiben.

Zur Verteilung der Teilproben in größeren Makrophytenbeständen (z. B. in Tieflandgewässern) sollten folgende Punkte beachtet werden:

  • Grundsätzlich sollte in größeren Beständen von Makrophyten (z. B. Callitriche sp., Elodea sp., Myriophyllum sp. oder Potamogeton sp.) die Teilprobe vorzugsweise im Anheftungsbereich des Bestandes liegen.
  • Handelt es sich um einen einzelnen schmalen, aber langen (flutenden) Bestand (z. B. Callitriche sp. oder Ranunculus sp.), dessen Anheftungsbereich im Vergleich zur Projektionsfläche des übrigen Bestandes weniger als 20 % beträgt, so kann eine Teilprobe auch außerhalb des Anheftungsbereiches des Bestandes genommen werden.
  • Wird nur eine Teilprobe genommen, so ist unter Beachtung der unterschiedlichen Wuchsformtypen verschiedener Arten der „typische“ (dominierende) Aspekt des Makrophytenbestandes zu erfassen.
  • Werden mehrere Teilproben in einem Makrophytenbestand entnommen, so sind die Teilproben so zu legen, dass wiederum die unterschiedlichen Aspekte inklusive verschiedener Wuchsformtypen des Bestandes bei der Beprobung erfasst werden.

Quelle:

C. Meier, P. Haase, P. Rolauffs, K. Schindehütte, F. Schöll, A. Sundermann & D. Hering (2000): Methodisches Handbuch Fließgewässerbewertung - Handbuch zur Untersuchung und Bewertung von Fließgewässern auf der Basis des Makrozoobenthos vor dem Hintergrund der EG-Wasserrahmenrichtlinie Seite 17.

Umfang der Probennahme

Zur biologischen Gewässergütebestimmung werden die mit bloßem Auge erkennbaren wirbellosen Tiere des Gewässergrundes herangezogen.

Man findet die Insektenlarven, Schnecken, Kleinkrebse, Muscheln, usw. vor allem unter Steinen, im Feinsediment, auf Totholz oder an Wasserpflanzen.

Da in den einzelnen Substraten sehr unterschiedliche Arten vorkommen, ist darauf zu achten, dass alle vorhandenen Substrate (Sand, Kies, Steine, Schlamm, Totholz etc.) nach Tieren abgesucht werden.

Zur Abschätzung der häufigsten Substrattypen siehe

Um vergleichbare Ergebnissen zu erzielen, wird folgendes Vorgehen empfohlen:

  • immer die gleiche Zeit für das Absammeln einer Probestelle aufwenden, z.B. 20 Minuten,
  • alle an der Probestelle vorkommenden Substrate entsprechend ihrem Anteil absammeln,
  • möglichst das ganze Querprofil des Gewässerbettes erfassen,
  • Beispiel einer Substratverteilung an einer Probestelle:
    • ca. 1/3 handgroße Steine,
    • ca. 1/3 Wasserpflanzen,
    • ca. 1/3 schlammiges Sediment
    • Dann sieht der Sammelvorgang etwa folgendermaßen aus:
      • 10 Steine aufnehmen und alle Seiten nach Tieren absuchen,
      • 5x im Wasserpflanzenbestand keschern,
      • 5x Feinsubstrat des Bodens (Kies, Sand, Schlamm) sieben („Goldwaschen"),
      • 3 Totholzanschwemmungen bzw. Laubpackungen durchsuchen.
  • Jede substratspezifische Kescherprobe wird gesondert ausgewertet, d.h. die Tiere einer Sandprobe sollten also nicht mit einer Steinprobe vermischt werden.
  • Jede substratspezifische Probennahme wird extra protokolliert.

Sortieren des Fanges

  • Weißschalen ca 2 cm hoch mit Bachwasser füllen,
  • die Tiere mit einem Guss Wasser aus dem Sieb in die Weißschale spülen oder
  • sehr vorsichtig mit Pinsel oder Federstahlpinzette (keine anderen Pinzetten verwenden!) aufnehmen und in die Weißschalen überführen.
  • gut unterscheidbare Formen in getrennte Schalen (weiße Deckel, Petrischalen, o.ä.) übertragen,
  • vor Ort bestimmbare Organismen möglichst rasch bestimmen, auszählen und wieder in Gewässer zurücksetzen, insbesondere räuberisch lebende Tiere, die sich sofort über andere hermachen,
  • vor Ort unbestimmbare Tiere können in Schraub-Deckelgläsern mitgenommen werden, um sie zu Hause mit Hilfe eines Binokulars zu bestimmen,
  • dazu
    • Die Probenahmeorte auf den (trockenen!) Gläsern mit Permanentstift vermerken,
    • für den Transport die Gläser nur zur Hälfte mit Wasser füllen, um die Sauerstoffversorgung zu gewährleisten,
    • die Gläser in Kühltaschen transportieren evtl. zusätzlich kühlen (=> Beweglichkeit und damit auch den Sauerstoffverbrauch reduzieren)
    • Es ist günstig, Wasserpflanzen mit in die Gläser zu füllen, damit die Tiere sich verstecken können. Steine sind nicht geeignet, da sie die zarten Tiere zerdrücken würden. Bei warmem Wetter sollten die Tiere in transportiert werden.

Nach dem Bestimmen müssen die Tiere wieder in ihren Bach zurückgesetzt werden!

Das Bestimmen der Organismen

Ermittlung der Häufigkeit der Taxa

Die Ermittlung der Häufigkeit der einzelnen Taxa geschieht nach folgendem Prinzip:

  • Nach genauer Sichtung des Probenmaterials werden die Individuenzahlen aller im Gelände klar unterscheidbarer Taxa (Arten bzw. Gattungen) von Tieren ausgezählt oder geschätzt.
  • Die Individuen seltener Taxa (bis 10 Individuen) werden gezählt, die Häufigkeit der anderen Taxa wird enstsprechend der unten stehenden Skala geschätzt.
  • Dabei werden alle im Wasser ablaufenden Entwicklungsstadien eines Taxons (Larve, Puppe, Imago) zusammen gewertet.

Im Einzelnen:

  • Sind einzelne (1-10) Individuen eines Taxon in einer Weißschale vorhanden, wird die genaue Anzahl notiert.
  • Bei größeren Individuenzahlen wird jeweils deren Häufigkeitsstufe (Abundanzklasse) geschätzt und in der Häufigkeit (h) angegeben, die sich am Mittelwert der in der DIN (38410) angegebenen Individuenzahlen für die Abundanzklassen 3 - 6 orientiert (siehe Tabelle Abundanzskala).

Tabelle: Abundazskala

Abundanzziffer
Häufigkeit(h)

Häufigkeitsstufe
(Abundanzklasse)

Anzahl der gefundenen Organismen
1 Einzelfund 1- 2 Tiere
2 wenig 3-10 Tiere
3 wenig bis mittel 11-30 Tiere
4 mittel 31-100 Tiere
5 mittel bis viel 101-300 Tiere
6 viel 301-1000 Tiere
7 Massenvorkomen über 1000 Tiere

Quellen:

Bestimmen der Organismen

Zum Bestimmen der Tiere

  • bei Verwendung einer einfachen oder Einschlaglupe:
    • das zu bestimmende Tier mit Federstahlpinzette oder Pinsel aus der Petrischale entnehmen,
    • es auf die Handfläche oder einen weißen Deckel legen,
    • einen Wassertropfen auf das Tier geben,
    • zur Untersuchung die Lupe dicht ans Auge halten und durch Annähern der Hand focussieren.
  • bei Verwendung einer Standlupe:
    • das Tier in einen weißen Deckel/Petrischale geben,
    • soviel Wasser dazugeben, dass das Tier ganz davon bedeckt ist,
    • die Lupe so über das Tier stellen, dass im Becher der Standlupe gefangen ist.

Die Bestimmung der gesammelten Organismen