Bayerisches Landesamt für Umwelt Auftraggeber: Vorbereitung des nationalen Universität Duisburg-Essen (Werkvertrag Nr. E055672/2) Bewertungsverfahrens für Makrophyten & Phytobenthos Auftragnehmer: Bayerisches Landesamt für Umwelt zur Interkalibrierung sowie Laufzeit: Fachliche Unterstützung beim September 2005 bis Dezember 2006 Interkalibrierungsprozess Endbericht Dr. Jochen Schaumburg Christine Schranz Dr. Doris Stelzer Dr. Gabriele Hofmann Dr. Antje Gutowski Dr. Julia Foerster Auftraggeber Länderarbeitsgemeinschaft Universität Duisburg-Essen(Werkvertrag Nr. E055672/2) Auftragnehmer Bayerisches Landesamt für Umwelt Projektleitung Dr. Jochen Schaumburg, Bayer. Landesamt für Umwelt Koordination Dipl.-Biol. Christine Schranz, Bayer. Landesamt für Umwelt Makrophyten Dr. Doris Stelzer, Hohenbrunn-Riemerling Diatomeen Dr. Gabriele Hofmann, Glashütten-Schloßborn Dipl.-Biol. Christine Schranz, Bayer. Landesamt für Umwelt Phytobenthos Dr. Antje Gutowski, Bremen Dr. Julia Foerster, Bremen Vorbemerkung 3 1 Einleitung 4 2 Interkalibrierung 6 2.1 Beratende Tätigkeiten 6 2.2 Datenbereitstellung 6 3 Arbeiten des Fachbeirates Makrophyten & Phythobenthos 10 3.1 Vorbesprechung, Mai 2005 in Leipzig 10 3.2 Erste Sitzung des Fachbeirates, Mai 2005 in Würzburg 11 3.2.1 Typologie 11 3.2.2 Weitere Themen 11 3.3 Zweite Sitzung des Fachbeirates, August 2005 in Hildesheim 12 3.3.1 Bewertungsverfahren 12 3.3.2 Weitere Themen 12 3.4 Dritte Sitzung des Fachbeirates, Januar 2006 in Wiesbaden 13 3.4.1 Bewertungsverfahren Diatomeen 13 3.4.2 Typologie 13 3.4.3 Gesamtbewertungsverfahren 14 3.5 Vierte Sitzung des Fachbeirates, Mai 2006 in Hildesheim 14 3.5.1 Plausibilitätsprüfung 14 3.5.2 Bericht Diatomeenworkshop 14 3.5.3 Korrelationen von Berechnungsergebnissen mit verschiedenen Belastungsfaktoren 14 4 Workshop Diatomeen 16 4.1 Probenahme 16 4.2 Präparation 17 4.3 Mikroskopische Analyse 18 4.4 Typzuordnung 19 4.5 Bewertung 19 5 Überarbeitung und Weiterentwicklung des Bewertungsverfahren Makrophyten & Phytobenthos in Fließgewässern 20 5.1 Datengrundlage 20 5.2 Probenahme und Datenerhebung 20 5.3 Typologie 21 5.3.1 Makrophyten 21 1 5.3.2 Benthische Diatomeen 23 5.3.3 Phytobenthos ohne Diatomeen 24 5.4 Bewertung 25 6 Plausibilitätsprüfung 27 7 Ausblick 29 8 Anpassung des DV-Tools „Phylib“ an den aktuellen Verfahrensstand 30 9 Verfahrensanleitung 31 9.1 Vorbemerkung 31 9.2 Probenahme und Ermittlung der Makrophyten & Phytobenthos-Biozönose 31 9.2.1 Makrophyten 32 9.2.2 Diatomeen 35 9.2.3 Phytobenthos ohne Diatomeen 44 9.3 Bestimmung des Fließgewässertyps 54 9.4 Bewertung 60 9.4.1 Makrophyten 60 9.4.2 Diatomeen 68 9.4.3 Phytobenthos ohne Diatomeen 95 9.4.4 Gesamtbewertung von Fließgewässern mit Makrophyten & Phytobenthos 98 9.4.5 Aufwandsabschätzung 119 Literatur 122 Anhang A Steckbriefe zur Makrophytentypologie 132 Anhang B Fixative für die Phytobenthosprobenahme 147 Anhang C Kartier- und Feldprotokolle 148 Anhang D Bewertungsergebnisse Stand März 2007 162 2 Vorbemerkung Über den hier vorliegenden Bericht hinausgehende Erläuterungen zur Entwicklung und Fortschreibung des Bewertungsverfahrens finden sich in folgenden Veröffentlichungen: SCHAUMBURG, J., SCHMEDTJE, U., SCHRANZ, C., KÖPF, B., SCHNEIDER, S., MEILINGER, P., STELZER, D., HOFMANN, G., GUTOWSKI, A. & FOERSTER, J. (2004): Erarbeitung eines öko- logischen Bewertungsverfahrens für Fließgewässer und Seen im Teilbereich Makrophyten und Phytobenthos zur Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie. – Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft, Abschlußbericht an das Bundesministerium für Bildung und Forschung (FKZ 0330033) und die Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (Projekt Nr. O 11.03), 635 S., München. SCHAUMBURG, J., SCHMEDTJE, U., SCHRANZ, C., KÖPF, B., SCHNEIDER, S., MEILINGER, P., STELZER, D., HOFMANN, G., GUTOWSKI, A., FOERSTER, J. (2005): Bewertungsverfahren Makrophyten & Phytobenthos, Fließgewässer- und Seenbewertung in Deutschland nach EG- WRRL. – Informationsberichte des Bayerischen Landesamtes für Wasserwirtschaft, Heft 1/05: 245 S., München. SCHAUMBURG, J., SCHRANZ, C., STELZER, D., HOFMANN, G., GUTOWSKI, A., FOERSTER, J. (2005): Bundesweiter Test: Bewertungsverfahren „Makrophyten & Phytobenthos“ in Fließ- gewässern zur Umsetzung der WRRL.- Bayerisches Landesamt für Umwelt. Endbericht an die Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (Projekt Nr. O 2.04): 225 S. München: 225 S. Diese und weiter Publikationen zum Thema stehen auf Seite http://www.lfu.bayern.de/wasser/forschung_und_projekte/phylib_deutsch/index.htm zum down- load bereit. Das hier vorgestellte Bewertungsverfahren wurde anhand einer begrenzten Anzahl von Probestellen im Rahmen eines Untersuchungsprogramms in den Jahren 2000 bis 2003 erstellt und in einer zweiten Phase im Rahmen eines bundesweiten Praxistests (2004) weiterentwickelt. Dabei wurden Organismen in Indikations-Gruppen eingeteilt. Die entstandenen Listen wurden durch Literaturwissen ergänzt. Diese Artenlisten können Lücken oder Fehler aufweisen, die sich erst im Zuge der breiten Anwendung erkennen lassen. Eine eventuell notwendige Anpassung der Einteilungen muss unbedingt und ausschließlich an einer zentralen Stelle in Zusammenar- beit mit Spezialisten erfolgen. Idealerweise sollten hierfür die Bearbeiter des Projektes, in Zusammenarbeit mit dem Bayerischen Landesamt für Umwelt, herangezogen werden. 3 1 Einleitung Die im Dezember 2000 verabschiedete EG-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) (EUROPÄISCHE UNION 2000) schreibt die ökologische Bewertung von Oberflächengewässern nach biologischen Kriterien vor. Dabei werden in Fließgewässern und Seen vier biologische Qualitätskomponenten be- rücksichtigt: das Phytoplankton, die Makrophyten und das Phytobenthos, das Makrozoobenthos und die Fische. Nach Anhang V der WRRL (Stand 23. Oktober 2000) soll der „ökologische Zu- stand“ der Gewässer anhand der „Artenzusammensetzung und Abundanz“ der jeweils zur Bewer- tung herangezogenen Organismengruppe ermittelt werden. Das dazu verwendete Verfahren muss „typbezogen“ und „leitbildorientiert“ sein. Der „ökologische Zustand“ eines Gewässers wird im Text der WRRL über die vorhandenen Bio- zönosen der jeweiligen Qualitätskomponente in den Gewässern definiert. Der Grad der Abwei- chung der rezent vorhandenen Biozönose von der in diesem Gewässertyp anzunehmenden anthro- pogen unbeeinflussten Biozönose (Referenz) bestimmt die Ökologische Zustandsklasse. Im Auftrag des BMBF und der LAWA wurde am Bayerischen Landesamt für Wasserwirtschaft das deutsche Bewertungsverfahren für die Qualitätskomponente Makrophyten & Phytobenthos nach den Bedingungen und Vorgaben der WRRL entwickelt. Im Januar 2004 wurde dieses in einer ersten Version vorgelegt (SCHAUMBURG et al. 2004a). Im Rahmen einer weiteren Projektphase, welche ebenfalls am Bayerischen Landesamt für Umwelt (ehemals Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft) durchgeführte wurde, konnten nach den Vorschriften dieses vorgelegten Verfahrens bundesweit neue Daten erhoben und damit die Datengrundlage vor allem für die Gewässer Nordostdeutschlands wesentlich verbessert werden. Das bisherige Verfahren konnte überarbeitet und für bisher nicht bewertbare Gewässertypen ergänzt werden. Der vorliegende Bericht fasst die Ergebnisse des Projektes „Vorbereitung des nationalen Bewer- tungsverfahrens für Makrophyten & Phytobenthos zur Interkalibrierung sowie Fachliche Unter- stützung beim Interkalibrierungsprozess“ zusammen. Dieses beinhaltete neben der Koordinierung, rechnerischen Auswertung und ggf. notwendigen Überarbeitung des Bewertungsverfahrens, die Anpassung der Berechnungs-Software „Phylib“ an den neuestenVerfahrensstand. Ein Schwerpunkt des Projektes waren Datenlieferungen zum Zwecke der von der WRRL vorgeschriebenen Interkalibrierung, Beiträge und beratende Tätigkeiten bei der Interkalibrierung des Bewertungs- systems „Makrophyten & Phytobenthos“ für die Central-Baltic-GIG (Geographische Interkali- brierungsgruppe). Die folgenden Aufgaben waren vertraglich vereinbart: • Koordinierung, rechnerische Auswertung, Überprüfung und ggf. Anpassung des Bewertungsverfahrens inkl. Bericht und DV-Tool • Datenlieferung „Makrophyten“ und „Phytobenthos“ zum Zwecke der Interkalibrierung • Beitrag zum 2. Zwischenbericht: Beschreibung des nationalen Bewertungssystems „Makrophyten und Phytobenthos“ als Grundlage für die Interkalibrierung 4 • Beratende Tätigkeit bei der Interkalibrierung des Bewertungssystems „Makrophyten“ und „Phytobenthos“ Dieses Projekt war ursprünglich als LAWA-Projekt konzipiert und sollte ausschließlich die Fortschreibung des Bewertungsverfahrens Makrophyten & Phytobenthos beinhalten. Das Projekt wurde zunächst wegen Haushaltsmittelknappheit von der LAWA in den Leistungen und Kosten gekürzt. Nachdem sich herausstellte, dass die LAWA die Finanzierung schliesslich nicht übernehmen konnte, wurde diese vom UBA (Umweltbundesamt) im Rahmen eines Interkalibrierungsvorhabens übernommen und ein Teilauftrag über die Universität Duisburg- Essen (UDE) an das Bayerische Landesamt für Umwelt vergeben. Bearbeitungsschwerpunkte des ursprünglich konzipierten LAWA-Projektes wurden zugunsten der Interkalibrierung verschoben, die geplante Fortschreibung des Bewertungsverfahrens sollte dennoch erfolgen. Die Aktivitäten zur Unterstützung der Interkalibrierung haben erheblich mehr Kapazitäten gebunden, als abzusehen war. Da die Terminkette der EU für die Interkalibrierung sehr eng und strikt ist, mussten Fortschreibungswünsche seitens der Bundesländer zur Weiterentwicklung des Verfahrens zugunsten der Interkalibrierungsaktivitäten auf Grund der Auftragssituation teilweise zurückgestellt werden.