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FORSCHUNGSVERBUN ELBE-ÖKOLOGIE Bundesanstalt für Gewässerkunde Projektgruppe Elbe- Ökologie [email protected] Forschungsverbund Elbe-Ökologie "Entwicklung von dauerhaft umweltgerechten Landbewirtschaftungsverfahren im sächsischen Einzugsgebiet der Elbe" - Einbindung des Projektes in den Forschungsverbund Elbe-Ökologie - Pillnitz 05. März 2003 Sebastian Kofalk Matthias Scholten Bundesanstalt für Gewässerkunde Projektgruppe Elbe-Ökologie

Bundesanstalt für Gewässerkunde Projektgruppe Elbe-Ökologie [email protected] Forschungsverbund Elbe-Ökologie "Entwicklung von dauerhaft umweltgerechten

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FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE

Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]

Forschungsverbund Elbe-Ökologie

"Entwicklung von dauerhaft umweltgerechten Landbewirtschaftungsverfahren im sächsischen

Einzugsgebiet der Elbe"

- Einbindung des Projektes in den Forschungsverbund Elbe-Ökologie -

Pillnitz 05. März 2003

Sebastian KofalkMatthias Scholten

Bundesanstalt für Gewässerkunde

Projektgruppe Elbe-Ökologie

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FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE

Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected] Landnutzungsformen

Hydrologie, Morphodynamik

Wasserbauliche Maßnahmen

Ökologie

Ausgangssituation

• Fluss, Auen und Einzugsgebiet

• Nutzungs- und Entwicklungskonzepte

für unterschiedliche Naturräume

• Ökologische Funktionsfähigkeit

verbessern

• Wirtschaftlich tragfähige Entwicklung

• Lösung von Nutzungskonflikten

• Prognoseverfahren und Modelle

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Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]

Ökologie der Auen

Foto: Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA)

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Ökologie der Auen

Foto: Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA)

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Ökologie der Auen

Foto: Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA)

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FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE

Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]

Gesamtübersicht Projekte „Elbe-Ökologie“

Jena

LenzenWittenberge

Rühstädt

Sandau

Magdeburg

Wittenberg

Berlin

RogätzHavel

Stepenitz

Spree

Parthe

MuldeUnstrut

Dessau

Halle

Erfurt

HamburgGeesthacht

Bleckede

Stör

Leipzig

Mulde

Mulde

Saale

Das Einzugsgebiet der Elbe- Deutscher Teil -Kartengrundlage: BfG, FZJ

Dresden

Übergeordnete ThemenKoordination: Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) - Projektgruppe Elbe-Ökologie

Elbe-Ökologie-Informationssystem ELISE (BfG) Ökonomische Bewertung und Monetarisierung (TU B)

Themenbereich Ökologieder Auen

Forschungsvorhaben:

• Naturschutz undLandwirtschaft (NNA)

• Auenregeneration durchDeichrückverlegung (LAGS)

• Rückgewinnung vonRetentionsflächen (LAU LSA)

• Bioindikationssysteme fürAuen (UFZ)

• Lebensgemeinschaften indynamischen Lebensräumen(TU BS)

• Ökologische Konzepte fürElbe-Auenwälder (TU DD)

• Schutz und Nutzung imBiosphärenreservat MittlereElbe (Uni Halle)

• Revitalisierung derUnstrutaue (TLU)

• Erosionsminderung undGrünlandnutzung (SLfL)

Lage vonUntersuchungsgebieten

FORSCHUNGSVERBUND ELBE-ÖKOLOGIE

Themenbereich Ökologieder Fließgewässer

Forschungsvorhaben:• Morphodynamik der Elbe

(Uni KA)• Vorlandbereiche und

Strömungsdynamik (BAW)• Buhnen und semiterrestri-

sche Flächen (TU DA)• Feststofftransport aus

Nebenflüssen (BfG)• Ökologie der Elbefische

(Uni HH)• Wanderverhalten von

Fischen (NLÖ)• Biofilme und Sohl-

permeabilität (TU DD)• Biozönosen und Stoffflüsse

(Uni HH)• Stillwasserzonen und

Wasserbeschaffenheit (BfG)• Stoffumsatz an morpho-

logischen Strukturen (IGB)• Stofftransport und -umsatz in

Buhnenfeldern (UFZ)

Lage vonUntersuchungsgebieten

ThemenbereichLandnutzung im Einzugsgebiet

Forschungsvorhaben:• Naturräumliche Klassifizierung des Elbe-

Einzugsgebietes (FZJ)• Landschaftswasser- und stoffhaushalt im

Elbe-Einzugsgebiet (PIK)• Wasser- und Stoffhaushalt im Tiefland

(ZALF)• Wasser- und Stoffhaushalt im Lößgebiet

(UFZ)• Wasser- und Stoffhaushalt im

Festgestein (TU DD)

Lage von Untersuchungsgebieten

• Grünlandnutzung und Erosionsminderung (SLfL)

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Ökologie der Fließgewässer

Jena

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Rühstädt

Sandau

Magdeburg

Wittenberg

Berlin

RogätzHavel

Stepenitz

Spree

Parthe

MuldeUnstrut

Dessau

Halle

Erfurt

HamburgGeesthacht

Bleckede

Stör

Leipzig

Mulde

Mulde

Saale

Das Einzugsgebiet der Elbe- Deutscher Teil -Kartengrundlage: BfG, FZJ

Dresden

Übergeordnete ThemenKoordination: Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) - Projektgruppe Elbe-Ökologie

Elbe-Ökologie-Informationssystem ELISE (BfG) Ökonomische Bewertung und Monetarisierung (TU B)

Themenbereich Ökologieder Auen

Forschungsvorhaben:

• Naturschutz undLandwirtschaft (NNA)

• Auenregeneration durchDeichrückverlegung (LAGS)

• Rückgewinnung vonRetentionsflächen (LAU LSA)

• Bioindikationssysteme fürAuen (UFZ)

• Lebensgemeinschaften indynamischen Lebensräumen(TU BS)

• Ökologische Konzepte fürElbe-Auenwälder (TU DD)

• Schutz und Nutzung imBiosphärenreservat MittlereElbe (Uni Halle)

• Revitalisierung derUnstrutaue (TLU)

• Erosionsminderung undGrünlandnutzung (SLfL)

Lage vonUntersuchungsgebieten

FORSCHUNGSVERBUND ELBE-ÖKOLOGIE

Themenbereich Ökologieder Fließgewässer

Forschungsvorhaben:• Morphodynamik der Elbe

(Uni KA)• Vorlandbereiche und

Strömungsdynamik (BAW)• Buhnen und semiterrestri-

sche Flächen (TU DA)• Feststofftransport aus

Nebenflüssen (BfG)• Ökologie der Elbefische

(Uni HH)• Wanderverhalten von

Fischen (NLÖ)• Biofilme und Sohl-

permeabilität (TU DD)• Biozönosen und Stoffflüsse

(Uni HH)• Stillwasserzonen und

Wasserbeschaffenheit (BfG)• Stoffumsatz an morpho-

logischen Strukturen (IGB)• Stofftransport und -umsatz in

Buhnenfeldern (UFZ)

Lage vonUntersuchungsgebieten

ThemenbereichLandnutzung im Einzugsgebiet

Forschungsvorhaben:• Naturräumliche Klassifizierung des Elbe-

Einzugsgebietes (FZJ)• Landschaftswasser- und stoffhaushalt im

Elbe-Einzugsgebiet (PIK)• Wasser- und Stoffhaushalt im Tiefland

(ZALF)• Wasser- und Stoffhaushalt im Lößgebiet

(UFZ)• Wasser- und Stoffhaushalt im

Festgestein (TU DD)

Lage von Untersuchungsgebieten

•Ökomorphologie (Feststofftransport, Strömungsdynamik, Habitatstrukturen)

•Arten und Lebensgemeinschaften, Bioindikation (Fische, Zoobenthos)

•Stoffumsatz an Gewässerstrukturen (Stromsohle, Interstitial, Buhnenfelder)

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Ökologie der Auen

Jena

LenzenWittenberge

Rühstädt

Sandau

Magdeburg

Wittenberg

Berlin

RogätzHavel

Stepenitz

Spree

Parthe

MuldeUnstrut

Dessau

Halle

Erfurt

HamburgGeesthacht

Bleckede

Stör

Leipzig

Mulde

Mulde

Saale

Das Einzugsgebiet der Elbe- Deutscher Teil -Kartengrundlage: BfG, FZJ

Dresden

Übergeordnete ThemenKoordination: Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) - Projektgruppe Elbe-Ökologie

Elbe-Ökologie-Informationssystem ELISE (BfG) Ökonomische Bewertung und Monetarisierung (TU B)

Themenbereich Ökologieder Auen

Forschungsvorhaben:

• Naturschutz undLandwirtschaft (NNA)

• Auenregeneration durchDeichrückverlegung (LAGS)

• Rückgewinnung vonRetentionsflächen (LAU LSA)

• Bioindikationssysteme fürAuen (UFZ)

• Lebensgemeinschaften indynamischen Lebensräumen(TU BS)

• Ökologische Konzepte fürElbe-Auenwälder (TU DD)

• Schutz und Nutzung imBiosphärenreservat MittlereElbe (Uni Halle)

• Revitalisierung derUnstrutaue (TLU)

• Erosionsminderung undGrünlandnutzung (SLfL)

Lage vonUntersuchungsgebieten

FORSCHUNGSVERBUND ELBE-ÖKOLOGIE

Themenbereich Ökologieder Fließgewässer

Forschungsvorhaben:• Morphodynamik der Elbe

(Uni KA)• Vorlandbereiche und

Strömungsdynamik (BAW)• Buhnen und semiterrestri-

sche Flächen (TU DA)• Feststofftransport aus

Nebenflüssen (BfG)• Ökologie der Elbefische

(Uni HH)• Wanderverhalten von

Fischen (NLÖ)• Biofilme und Sohl-

permeabilität (TU DD)• Biozönosen und Stoffflüsse

(Uni HH)• Stillwasserzonen und

Wasserbeschaffenheit (BfG)• Stoffumsatz an morpho-

logischen Strukturen (IGB)• Stofftransport und -umsatz in

Buhnenfeldern (UFZ)

Lage vonUntersuchungsgebieten

ThemenbereichLandnutzung im Einzugsgebiet

Forschungsvorhaben:• Naturräumliche Klassifizierung des Elbe-

Einzugsgebietes (FZJ)• Landschaftswasser- und stoffhaushalt im

Elbe-Einzugsgebiet (PIK)• Wasser- und Stoffhaushalt im Tiefland

(ZALF)• Wasser- und Stoffhaushalt im Lößgebiet

(UFZ)• Wasser- und Stoffhaushalt im

Festgestein (TU DD)

Lage von Untersuchungsgebieten

•Ökologisch orientierter Hochwasserschutz (Deichrückverlegung, Retentionsflächengewinnung)

•Nutzungs- und Renaturierungskonzepte (Auenwaldentwicklung, umweltverträgliche Landwirtschaft)

•Bioindikation (Bewertung, Prognose, Erfolgskontrolle)

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Landnutzung im Einzugsgebiet

Jena

LenzenWittenberge

Rühstädt

Sandau

Magdeburg

Wittenberg

Berlin

RogätzHavel

Stepenitz

Spree

Parthe

MuldeUnstrut

Dessau

Halle

Erfurt

HamburgGeesthacht

Bleckede

Stör

Leipzig

Mulde

Mulde

Saale

Das Einzugsgebiet der Elbe- Deutscher Teil -Kartengrundlage: BfG, FZJ

Dresden

Übergeordnete ThemenKoordination: Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) - Projektgruppe Elbe-Ökologie

Elbe-Ökologie-Informationssystem ELISE (BfG) Ökonomische Bewertung und Monetarisierung (TU B)

Themenbereich Ökologieder Auen

Forschungsvorhaben:

• Naturschutz undLandwirtschaft (NNA)

• Auenregeneration durchDeichrückverlegung (LAGS)

• Rückgewinnung vonRetentionsflächen (LAU LSA)

• Bioindikationssysteme fürAuen (UFZ)

• Lebensgemeinschaften indynamischen Lebensräumen(TU BS)

• Ökologische Konzepte fürElbe-Auenwälder (TU DD)

• Schutz und Nutzung imBiosphärenreservat MittlereElbe (Uni Halle)

• Revitalisierung derUnstrutaue (TLU)

• Erosionsminderung undGrünlandnutzung (SLfL)

Lage vonUntersuchungsgebieten

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Themenbereich Ökologieder Fließgewässer

Forschungsvorhaben:• Morphodynamik der Elbe

(Uni KA)• Vorlandbereiche und

Strömungsdynamik (BAW)• Buhnen und semiterrestri-

sche Flächen (TU DA)• Feststofftransport aus

Nebenflüssen (BfG)• Ökologie der Elbefische

(Uni HH)• Wanderverhalten von

Fischen (NLÖ)• Biofilme und Sohl-

permeabilität (TU DD)• Biozönosen und Stoffflüsse

(Uni HH)• Stillwasserzonen und

Wasserbeschaffenheit (BfG)• Stoffumsatz an morpho-

logischen Strukturen (IGB)• Stofftransport und -umsatz in

Buhnenfeldern (UFZ)

Lage vonUntersuchungsgebieten

ThemenbereichLandnutzung im Einzugsgebiet

Forschungsvorhaben:• Naturräumliche Klassifizierung des Elbe-

Einzugsgebietes (FZJ)• Landschaftswasser- und stoffhaushalt im

Elbe-Einzugsgebiet (PIK)• Wasser- und Stoffhaushalt im Tiefland

(ZALF)• Wasser- und Stoffhaushalt im Lößgebiet

(UFZ)• Wasser- und Stoffhaushalt im

Festgestein (TU DD)

Lage von Untersuchungsgebieten

•Landschaftswasser- und -stoffhaushalt im Gesamtgebiet und in repräsentativen Teilgebieten (Tiefland, Lößregion, Mittelgebirge)

•Verminderung diffuser Stoffausträge, Erosionsvermeidung

durch sozioökonomisch akzeptable, dauerhaft-umweltgerechte Landnutzungskonzepte

• Grünlandnutzung und Erosionsminderung (SLfL)

( )

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Übergeordnete Themen

Jena

LenzenWittenberge

Rühstädt

Sandau

Magdeburg

Wittenberg

Berlin

RogätzHavel

Stepenitz

Spree

Parthe

MuldeUnstrut

Dessau

Halle

Erfurt

HamburgGeesthacht

Bleckede

Stör

Leipzig

Mulde

Mulde

Saale

Das Einzugsgebiet der Elbe- Deutscher Teil -Kartengrundlage: BfG, FZJ

Dresden

Übergeordnete ThemenKoordination: Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) - Projektgruppe Elbe-Ökologie

Elbe-Ökologie-Informationssystem ELISE (BfG) Ökonomische Bewertung und Monetarisierung (TU B)

Themenbereich Ökologieder Auen

Forschungsvorhaben:

• Naturschutz undLandwirtschaft (NNA)

• Auenregeneration durchDeichrückverlegung (LAGS)

• Rückgewinnung vonRetentionsflächen (LAU LSA)

• Bioindikationssysteme fürAuen (UFZ)

• Lebensgemeinschaften indynamischen Lebensräumen(TU BS)

• Ökologische Konzepte fürElbe-Auenwälder (TU DD)

• Schutz und Nutzung imBiosphärenreservat MittlereElbe (Uni Halle)

• Revitalisierung derUnstrutaue (TLU)

• Erosionsminderung undGrünlandnutzung (SLfL)

Lage vonUntersuchungsgebieten

FORSCHUNGSVERBUND ELBE-ÖKOLOGIE

Themenbereich Ökologieder Fließgewässer

Forschungsvorhaben:• Morphodynamik der Elbe

(Uni KA)• Vorlandbereiche und

Strömungsdynamik (BAW)• Buhnen und semiterrestri-

sche Flächen (TU DA)• Feststofftransport aus

Nebenflüssen (BfG)• Ökologie der Elbefische

(Uni HH)• Wanderverhalten von

Fischen (NLÖ)• Biofilme und Sohl-

permeabilität (TU DD)• Biozönosen und Stoffflüsse

(Uni HH)• Stillwasserzonen und

Wasserbeschaffenheit (BfG)• Stoffumsatz an morpho-

logischen Strukturen (IGB)• Stofftransport und -umsatz in

Buhnenfeldern (UFZ)

Lage vonUntersuchungsgebieten

ThemenbereichLandnutzung im Einzugsgebiet

Forschungsvorhaben:• Naturräumliche Klassifizierung des Elbe-

Einzugsgebietes (FZJ)• Landschaftswasser- und stoffhaushalt im

Elbe-Einzugsgebiet (PIK)• Wasser- und Stoffhaushalt im Tiefland

(ZALF)• Wasser- und Stoffhaushalt im Lößgebiet

(UFZ)• Wasser- und Stoffhaushalt im

Festgestein (TU DD)

Lage von Untersuchungsgebieten

•Koordination durch die Projektgruppe

•Aufbau und Betrieb von ELISE

•Ökonomische Fragestellung

•Elbe-Literaturdatenbank

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Laufzeiten Forschungsverbund „Elbe-Ökologie“Nr. Vorhaben1 BfG

2 BfG

3 TU B

4 Uni KA

5 BAW

6 Uni HH

7 NLÖ

8 TU DA

9 Uni HH

10 TU DD

11 BfG

12 BfG

13 IGB

14 UFZ

15 LAGS

16 TLU

17 NNA

18 UFZ

19 TU BS

20 LAU

21 LfL

22 TU DD

23 Uni Halle

24 FZJ

25 PIK

26 TU DD

27 ZALF

28 UFZ

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 20041994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

(Stand Feb. 2003)

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Ergebnisse Ökologie der Fließgewässer• Charakterisierung der hydrologischen und hydraulischen

• Auswirkungen von wasserbaulichen Maßnahmen auf Fluss und

Lebensräume

• Interaktion zwischen hydrologischen und morphologischen Prozessen

Büchele & Nestmann 2000

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Ergebnisse Ökologie der Auen

raum-spezifisch

Alternativ /ergänzend

Ver

urs

ach

erb

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Bet

rach

tun

gsw

.A

kze

pto

rbez.

Bet

rach

tun

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eis

e

Identifiz ierung von Be wirtschaftungs-form en , Maßnahm en e tc., d ie

auf bestim m te P aram eter wirken

9/98

gebietsspezif ische U Q Z/U QS -Vorsch läge = m it unterschie dlicher G ewichtung der Leitlin ien; jew eils bestehend aus

Leitbild er

a ) v erb ind lic he r S oc k e l (ge s etz lich e V o rg a be n )b ) w e ite rg e h e nd e Z ie le (g u ta ch terl . E m p fe hlun g e n)

Kata logrelevanterUQ Z/UQS

ggf. Ba ndbre iten

D arstellungvon Lücke n-

Ü b erg e-o rd ne te L e itlin ien

Experten-Vorsch läge

raum-unspezifisch

Status quo-Bew ertun g und Festlegung von R ahm enbed ingungen

Entwicklungszie le

Maßnahmen

Entwicklungs-konzept

Nu tzer-interessen Partiz i-pation,Entscheidung

gesetz liche Vorgaben m it U QZ-Charakter

Richtw er te mit UQS -Charakter

Grenzwerte m it UQ S-Charakter

Inform ation Betroffener

S ze n arien

m eth od isch e E b ene L eitb ilden tw ick lung E ntscheidungsm atrix Prognosem odelle für A uen K ooperationsproze sse

N aturrau m eben e B iotop typen (1 :50 .000) P unktdaten (N L Ö , versch . G utac h ten) B Ü K 50 / N IB IS -A usw ertungen A grarstatistik S zen arien für G esam traum

(A u sw ah l-)B etrieb seb en e D G K 5 / N IB IS A usw ertu ngen Pflanzensozolog . A ufna h m en Fauna- u . S truk tu raufna h m en Futterw erte B etriebs- u . B ew irtsch .date n B etriebsszenarien /

A npassungsvarian tenQuelle: NNA 2001

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Ergebnisse Ökologie der Auen

Veränderungen in Auen

Prognosemodell Bioindikationsmodell

Quelle: BfG 2001

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Ergebnisse Landnutzung im Einzugsgebiet

Quelle: Wendland & Kunkel 2000, Behrendt et al. 1999

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Forschungsdefizite• Boden als Faktor der Retention bewerten • Verfahren anwendungsorientierter

Bodennutzungskonzepte erproben • Forderungen der Bodenschutzgesetzgebung umsetzen • Zusammenhang von

Landbewirtschaftung/Gewässerschutz darstellen• Hochwasserschutz

Untersuchung der Ursachen von Erosion Bewertung von Maßnahmen

Managementkonzepte

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ELISE

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Informationsaustausch über ELISE

http://elise.bafg.de/?169

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J ena

Lenze nW ittenb erg e

Rüh städ t

Sa n dau

M ag d ebu rg

W itt enb erg

Berlin

R og ätzH av el

S te pen itz

Spre e

Par the

M uldeU nstrut

D essa u

Hal le

Erfu rt

Ham b urgG ees th ach t

Blecked e

Stör

Le ipzig

M ulde

Mulde

Saa le

D as E in z u g sg eb iet d e r E lbe- D e u ts c h er Te il -Ka rte n g ru n d la g e: B fG, FZ J

D re sden

Them enbereichLand nutzung im Einzugsgebiet

Fo rs chungsvorhaben:• Naturräumliche Klassifizieru ng des Elbe-

Ein zugsg ebietes (FZJ)• Landsch aftswasser- und stoffhaushalt im

Elb e-Einzugsgebie t (P IK )• Wass er- und Sto ffhaushalt im T iefland

(ZALF)• Wass er- und Sto ffhaushalt im Lö ßgebiet

(UFZ)• Wass er- und Sto ffhaushalt im

Festgestein ( TU D D)

Lag e von Untersuchungsg ebieten

FORSCHUNGSVERBUND EL B E-ÖK OL O GIE

Them enbereich Ö kologieder F ließgewäs ser

Fors chungsvorhaben :• Morphodynamik de r Elb e

(Uni KA)• Vo rlandbereiche und

Strömungsdynam ik (BAW )• Buhnen u nd sem iterrestri-

sche F lächen (TU DA)• Feststofftran sport au s

Nebenflüssen (B fG)• Ökologie d er Elbefisch e

(Uni HH)• Wanderverhalten von

Fisch en ( NLÖ)• Biofilme und Sohl-

permeabilität (TU DD)• Biozönosen u nd Stoffflüsse

(Uni HH)• Stillw asserzonen und

Wass erbeschaffenheit (B fG )• Stoffum satz an morpho-

logischen Strukturen (IGB)• Stofftransport und - um satz in

Buhnenfe ld ern (UFZ)

Lage vonUntersuchung sgebieten

5 Thema tisc h e B ä nd e zur E lbe - Ök o lo gie F o rsc hun g(A rbei ts ti te l)

FO R S C H U N G S VE R B U N D EL B E- ÖK OLOGI E

Biolog isc he F ra geste llungen und

B ioindikation

Landscha ftswasser - und - stoff hausha lt

und deren Beeinfl uss ung du rc h

Landn utzung und -bewi rtsc ha f tung

Strukturgebundene Stoff dynamik im Fl ießgewässer

Umweltver trägl ic he Nutzung und Entwic klung

von Auen

Struktur und Dynamik des F lussla ufs und

deren B ee infl ussung durc h wasserbauli c he

M aßnahmen

Them enbereich Ökologieder Auen

Fo rs chungsvorhaben:

• Naturschutz un dLandwirtsc ha ft (NNA)

• Aue nregeneration durchDeichrückverlegu ng (LAGS)

• Rüc kgewinnung vonRetentionsflächen (LAU LSA)

• Bioindikationssy stem e f ürAue n (UF Z)

• Lebensg em einsch aften indynamischen L ebensräum en(TU BS )

• Ökologische Konzepte fürElb e-Auenwälder (TU DD)

• Schu tz und Nutzung imBiosphärenreservat MittlereElb e (Uni Halle)

• Revitalis ierung d erUns trutaue (TLU)

• Erosionsminderung undGrünland nutzung (SLfL )

Lage vonUntersuchung sgeb ieten

Überg eordnete ThemenKoordination: Bundesanstalt für Ge wässerkunde (BfG ) - P rojektgruppe El be -Ö kologie

E lbe-Ökologie-Info rmationssystem E LISE (BfG)

Ökonomisch e Bewertung und Monetarisierung (TU B)

Entw urf e ines System diagramm s für ein Elb e-D SS

-

F lu s sg eb ie t

F lu s sa bs c hn itts m o du l

F lus sm o du l

E inz ug s ge b ie tsm o du l

LANDNUTZUNG

1D HYDROMORPHOLOGISCHES MODUL

ÖKOLOGISCHES MODUL(Auen-/Flu ss-/Uferbereich )

S oz io-ö ko no m isc he r

Z us ta nd

Ö ko lo gis ch e r Z us ta nd

1D/2D HYDROMORPHOLOGISCHES MODUL

HYDROLOGIE

1D GEWÄSSERNETZ WASSE RQ UALITÄT + -S CH ADSTOFFE

C h e m isc h e rzu s ta n d

Bau- und Unterha ltung von B uhn en

Deichrück-verlegung

Schif fbarke it

Über-flutungs-risiko

Geschiebe-zugabe

Überflutungs-häufigkeit,Abfluß

Landwirtschaft,Forst

Städt ischeAbwässer

P unktquellen Diffuse Q .

Ergebniszusammenführung

fünfbändige Publikation

Decision Support System (DSS)

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FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE

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Konzepte für die nachhaltige Entwicklung einer Flusslandschaft

FORSCHUNGSVERBUND ELBE-ÖKOLOGIE

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J ena

Lenze nW ittenb erg e

Rüh städ t

Sa n dau

M ag d ebu rg

W itt enb erg

Berlin

R og ätzH av el

S te pen itz

Spre e

Par the

M uldeU nstrut

D essa u

Hal le

Erfu rt

Ham b urgG ees th ach t

Blecked e

Stör

Le ipzig

M ulde

Mulde

Saa le

D as E in z u g sg eb iet d e r E lbe- D e u ts c h er Te il -Ka rte n g ru n d la g e: B fG, FZ J

D re sden

Them enbereichLand nutzung im Einzugsgebiet

Fo rs chungsvorhaben:• Naturräumliche Klassifizieru ng des Elbe-

Ein zugsg ebietes (FZJ)• Landsch aftswasser- und stoffhaushalt im

Elb e-Einzugsgebie t (P IK )• Wass er- und Sto ffhaushalt im T iefland

(ZALF)• Wass er- und Sto ffhaushalt im Lö ßgebiet

(UFZ)• Wass er- und Sto ffhaushalt im

Festgestein ( TU D D)

Lag e von Untersuchungsg ebieten

FORSCHUNGSVERBUND EL B E-ÖK OL O GIE

Them enbereich Ö kologieder F ließgewäs ser

Fors chungsvorhaben :• Morphodynamik de r Elb e

(Uni KA)• Vo rlandbereiche und

Strömungsdynam ik (BAW )• Buhnen u nd sem iterrestri-

sche F lächen (TU DA)• Feststofftran sport au s

Nebenflüssen (B fG)• Ökologie d er Elbefisch e

(Uni HH)• Wanderverhalten von

Fisch en ( NLÖ)• Biofilme und Sohl-

permeabilität (TU DD)• Biozönosen u nd Stoffflüsse

(Uni HH)• Stillw asserzonen und

Wass erbeschaffenheit (B fG )• Stoffum satz an morpho-

logischen Strukturen (IGB)• Stofftransport und - um satz in

Buhnenfe ld ern (UFZ)

Lage vonUntersuchung sgebieten

5 Thema tisc h e B ä nd e zur E lbe - Ök o lo gie F o rsc hun g(A rbei ts ti te l)

FO R S C H U N G S VE R B U N D EL B E- ÖK OLOGI E

Biolog isc he F ra geste llungen und

B ioindikation

Landscha ftswasser - und - stoff hausha lt

und deren Beeinfl uss ung du rc h

Landn utzung und -bewi rtsc ha f tung

Strukturgebundene Stoff dynamik im Fl ießgewässer

Umweltver trägl ic he Nutzung und Entwic klung

von Auen

Struktur und Dynamik des F lussla ufs und

deren B ee infl ussung durc h wasserbauli c he

M aßnahmen

Them enbereich Ökologieder Auen

Fo rs chungsvorhaben:

• Naturschutz un dLandwirtsc ha ft (NNA)

• Aue nregeneration durchDeichrückverlegu ng (LAGS)

• Rüc kgewinnung vonRetentionsflächen (LAU LSA)

• Bioindikationssy stem e f ürAue n (UF Z)

• Lebensg em einsch aften indynamischen L ebensräum en(TU BS )

• Ökologische Konzepte fürElb e-Auenwälder (TU DD)

• Schu tz und Nutzung imBiosphärenreservat MittlereElb e (Uni Halle)

• Revitalis ierung d erUns trutaue (TLU)

• Erosionsminderung undGrünland nutzung (SLfL )

Lage vonUntersuchung sgeb ieten

Überg eordnete ThemenKoordination: Bundesanstalt für Ge wässerkunde (BfG ) - P rojektgruppe El be -Ö kologie

E lbe-Ökologie-Info rmationssystem E LISE (BfG)

Ökonomisch e Bewertung und Monetarisierung (TU B)

Entw urf e ines System diagramm s für ein Elb e-D SS

-

F lu s sg eb ie t

F lu s sa bs c hn itts m o du l

F lus sm o du l

E inz ug s ge b ie tsm o du l

LANDNUTZUNG

1D HYDROMORPHOLOGISCHES MODUL

ÖKOLOGISCHES MODUL(Auen-/Flu ss-/Uferbereich )

S oz io-ö ko no m isc he r

Z us ta nd

Ö ko lo gis ch e r Z us ta nd

1D/2D HYDROMORPHOLOGISCHES MODUL

HYDROLOGIE

1D GEWÄSSERNETZ WASSE RQ UALITÄT + -S CH ADSTOFFE

C h e m isc h e rzu s ta n d

Bau- und Unterha ltung von B uhn en

Deichrück-verlegung

Schif fbarke it

Über-flutungs-risiko

Geschiebe-zugabe

Überflutungs-häufigkeit,Abfluß

Landwirtschaft,Forst

Städt ischeAbwässer

P unktquellen Diffuse Q .

Ergebniszusammenführung

fünfbändige Publikation Decision Support

System (DSS)

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Was ist ein DSS?(1) Computergestütztes Informations-System

(2) Zugang / Lösung interdisziplinärer Probleme

(3) Zugang / Nutzung Daten & Modelle

(4) Unterstützt Entscheidungsfindung

(5) Anwendung innerhalb “Entscheidungsraum”

(6) Entscheider und Wissenschaftler beteiligt

in Anlehnung an Scott [1971], El-Najdawi & Stylianou [1993]

„Bessere Entscheidungsgrundlagen führen auch zu besseren Entscheidungen.....“

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Decision Support System DSS

Benutzeroberfläche

Werkzeug-basis

Daten-basis

Modell-basis

Quelle: RIKS 2001

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Was kann ein DSS?Es kann ....

... in verschiedenen Skalen arbeiten

... Modelle kommunizieren lassen

(Naturwissenschaften - Ingenieurwissenschaften - Ökonomie)

... Ergebnisse in kurzer Zeit generieren

... Alternativen analysieren

... Entscheidungsprozesse erleichtern

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Modulares Layout

Flussabschnittsm odul

Charakteristikder Auen

Überflutungs-risiko

Auen-Ökologie

Hydraulik der Auen

Flussm odul “Hauptstrom ”Charakteristik des Flusslaufes

Schifffahrt

ÜberflutungsrisikoFluss-Ökologie

Hydraulik des F lusses

Flussm odul “Gewässernetz”

Charakteristik des Gewässernetzes

Wasserqualitä t im F luss

Durchflussmenge

Handlungsziele

Legende:

M aßnahm en

Szenarien

Einzugsgebietsm odul

Charakteristik des Einzugsgebietes

Abflussmenge Qualität des Abflusses

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Flussabschnittsm odul

Charakteristikder Auen

Überflutungs-risiko

Auen-Ökologie

Hydraulik der Auen

Flussm odul “Hauptstrom ”Charakteristik des Flusslaufes

Schifffahrt

ÜberflutungsrisikoFluss-Ökologie

Hydraulik des Flusses

Flussm odul “Gewässernetz”

Charakteristik des Gewässernetzes

Wasserqualität im F luss

Durchflussmenge

Handlungszie le

Legende:

M aßnahm en

Szenarien

Einzugsgebietsm odul

Charakteristik des Einzugsgebietes

Abflussmenge Qualität des Abflusses

So werden Bausteine des DSS einmal aussehen...

100 - 1000 m

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Zielvorgaben, Szenarien und Maßnahmen

Zielvorgabe:Verbesserung des

ökologischen Zustandesder Fließgewässer

Zu-/AbnahmeAckerflächen Flächenanteile 2-5 Varianten

Umwandlung von versiegelter Fläche für Gesamt-EZG 10% Abstufung

Welche Szenarienbeeinflussen die

Zielvorgabe?

Welche Parametersind betroffen?

Welche Parameter-änderungen werden

abgebildet?

Was kann durch den Nutzer

geändert werden?

Welche Einstell-möglichkeiten hat der Nutzer?

Welche Maßnahmenstehen zur Erreichung

der Zielvorgabe zur Verfügung?

Welche Parametersind betroffen?

Skala der Parameter-änderung durch Nutzer bzw.

welche Parameterände-rungen werden abgebildet?

Welche Einstell-möglichkeiten hat der Nutzer?

Szenario:Landnutzungs-

änderungen

Maßnahme:Entsiegelung

Wie wird das Erreichen der Zielvorgabe gemessen?

Indikatoren

Nährstoffkonzentrationen(Mittelwerte, Perzentile)

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EU- Wasserrahmenrichtlinie

hydro-morphologicalcomponents

biologicalcomponents

physico-chemicalcomponents

general pollutantspollutants

good hydro-morphological state

good biologicalstate

good physico-chemical state

good ecologicalstate

good chemical state

good ecologicalstate

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Ökologie der Auen

Ökologisch orientierter Hochwasserschutz

Auenwälder: naturnahe und naturschutzgerechte

Bewirtschaftungskonzepte

Auenwaldneubegründung/landwirtschaftliche Nutzung in

potenziellen Überflutungsbereichen

Umweltschonende Landnutzungskriterien

Umweltqualitätsziele und regionale Leitbilder

Entwicklungsziele: Ökonomische Auswirkungen

Grünlandnutzungssysteme /Tierhaltung

Bioindikationssystem zur Analyse, Bewertung und Prognose

ökologischer Veränderungen in Auen

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Ökologie der Auen

Retentionsflächenrück- gewinnung (LAU LSA)

Auenregeneration durch Deichrückverlegung (LAGS)

Bioindikationssysteme für Auen (UFZ)

Lebensgemeinschaften in dynamischen

Lebensräumen (TU BS)

FO R S C H U N G S VE R B U N D ELBE-Ö KO LO GI E

Schutz und Nutzung im Biosphärenreservat (Uni Halle)

Revitalisierung der Unstrutaue (TLU)

Konzepte für Elbe-Auenwälder (TU DD)

Leitbilder Naturschutz und Landwirtschaft (NNA)

Systeme der Grünlandnutzung (LfL)

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Ergebnisse Ökologie der Auen

Foto: A. Prange

DeichrückverlegungW iederherstellung von

Überflu tungsflächen

lokale Wasserspiegel-änderungen

bei Hochw asser

Häufigkeit, Dauer, M aß der Überflutung

Eintrag/Austragvon Stoffen Flora

Fauna

Boden

Auennutzung(Landw irtsch., Siedlung,

Tourism us, ...)