Ermittlung von Strömungspräferenzen benthischer Invertebraten zur Anwendung in der Habitatmodellierung in alpinen Fließgewässern.

Die schnell voranschreitenden Veränderungen der klimatischen Verhältnisse und die zunehmende anthropogene Beeinflussung aquatischer Lebensräume verlangen nach fundierten Methoden zur Einschätzung der Auswirkungen dieser Faktoren, um eine nachhaltige wasserwirtschaftliche Nutzung und eine negative Entwicklung der betroffenen Lebensräume zu verhindern. Habitatmodelle stellen ein praktikables Werkzeug für ökologische Fragestellungen dar und finden zunehmend Anwendung in der Evaluierung von Fließgewässern. Der bisherige Einsatz beschränkte sich in den letzten Jahren hauptsächlich auf die Modellierung von Fischhabitaten und der ufernahen Vegetation. Studien über die Lebensraumansprüche von benthischen Invertebraten wurden jedoch nur sehr begrenzt durchgeführt. Durch das häufige Fehlen von Fischzönosen und Ufervegetaton in alpinen Fließgewässern wird die wichtige Rolle des Makrozoobenthos in diesen Systemen klar ersichtlich. Die wenigen Studien über die Präferenzen dieser Vertreter beschränkten sich bisher hauptsächlich auf Untersuchungen von Gewässern im Alpenvorraum, weshalb ihre Relevanz für alpine Einzugsgebiete fraglich ist. Im Zuge dieser Arbeit sollen die Anwendung von CASiMiR (Computer Aided Simulation Model for Instream Flow and Riparia) in alpinen Gebirgsbächen und mögliche Unterschiede in den Habitatpräferenzen ausgewählter Zeigerarten in zwei verschiedenen Gebieten geprüft werden. In dieser Studie wurde jeweils eine Untersuchungsstrecke im Anlauftal (Anlaufbach) und im Innergschlöß (Viltragenbach) mit ähnlichen hydromorphologischen Eigenschaften für die Habitatmodellierung ausgewählt. Bei der Beprobung der benthischen Invertebraten wurde auf eine holistische Verteilung der Probenstellen geachtet. Für die Darstellung der Habitatansprüche wurden zwei hydrodynamische Modelle entwickelt, welche anschließend mit den bachspezifischen und standardisierten Präferenzkurven verknüpft wurden. Dadurch konnten Habitatprognosen für ausgewählte Zeigerarten erstellt werden. Die Ergebnisse wurden über die ermittelte nutzbare Fläche für die jeweiligen Arten analysiert und für beide Methoden verglichen. Die ausgewählten Arten zeigten einen signifikanten Zusammenhang zur sohlnahen Hydraulik in den Untersuchungsstrecken. Für die Habitatmodellierung wurden die Eintagsfliegenlarven Baetis sp. und Rithrogena sp. sowie die Zuckmückenlarven Diamesa sp. und Orthocladiinae sp. ausgewählt. Die Ergebnisse ergaben ähnliche Habitatprognosen in den alpinen Referenzstrecken für Baetis sp., Rhithrogena sp. und Orthocladiinae sp. Der Vergleich der standardisierten Präferenzkurven der Datenbank mit den gebirgsbachspezifischen Kurven zeigte jedoch signifikante Unterschiede in den nutzbaren Habitatflächen. Die Analyse mit den Standardkurven ergab grundsätzlich schlechtere Prognosen als die Auswertung mit den eigens erstellten Kurven. Im Zuge dieser Arbeit konnte die Bedeutung von Habitatmodellierungen als effektives Werkzeug zur Bewertung von Fließgewässern unterstrichen werden. Der Vergleich von Präferenzkurven aus ähnlichen Einzugsgebieten zeigte vielversprechende Ergebnisse. Der Einsatz von regional übergreifenden Präferenzkurven sollte jedoch kritisch betrachtet und gewässerspezifische Untersuchungen sollten präferiert werden.Climate change and the negative anthropogenic interference on aquatic ecosystems require the design of predictive models to evaluate the effects of climatic disturbances and to produce sustainable methods for managing running waters. Habitat modelling represents an effective tool for solving environmental problems and has become a recognised method in applied ecology. For the most part, ecohydraulic modelling has been applied to predict changes in fish habitat and riparian vegetation. Despite the important role of benthic invertebrates in alpine rivers, little is known regarding the habitat preferences of species in these harsh environments. Up to now studies that investigate preferences of macroinvertebrates where mainly conducted in lowland rivers, which makes the transferability of these findings in alpine regions debatable. The goal of this master thesis is to evaluate the performance of habitat models in order to predict the distribution of benthic communities in alpine rivers and to quantify changes in habitat conditions for indicator species in different streams. In the course of this study a transect in two separate rivers with similar hydromorphological characteristics was selected. Furthermore, the sampling sites were selected to represent a wide range of available habitat conditions. Two hydrodynamic models were developed to predict changes in flow velocity and water depth as a function of discharge. The findings showed that abundance of Baetis sp., Rhithrogena sp, Diamesa sp. and Orhtocladiinae sp. correspond significantly to bottom hydraulic forces and were therefore selected as indicator organisms. Statistic analyses revealed similar results in the habitat preferences for Baetis sp., Rhithrogena sp. and Orthocladiinae sp. in both studied river channels. Furthermore, the predictions of preference curves based on habitat use in alpine rivers were compared to the standardized preference curves from a database that is commonly used in rivers of the Alpine foothills. The simulations showed significant differences in availability of usable area when using alpine specific functions versus the standard functions of the indicator species. In general, standard functions underestimated availability of suitable habitats in both reaches. Overall this study was able to show the importance of ecohydraulic modelling in order to conduct a thorough evaluation of alpine river systems. The comparison of different catchment areas highlighted promising results. However, the transferability of regional preference curves to different areas should be critically assessed.Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprüftInnsbruck, Univ., Masterarb., 2020(VLID)483446