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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
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
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
Ökologie der Auen
Foto: Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA)
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
Ökologie der Auen
Foto: Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA)
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
Ökologie der Auen
Foto: Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz (NNA)
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)
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
Ökologie der Fließgewässer
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
•Ökomorphologie (Feststofftransport, Strömungsdynamik, Habitatstrukturen)
•Arten und Lebensgemeinschaften, Bioindikation (Fische, Zoobenthos)
•Stoffumsatz an Gewässerstrukturen (Stromsohle, Interstitial, Buhnenfelder)
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
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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)
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
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
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
•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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Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
Übergeordnete Themen
Jena
LenzenWittenberge
Rühstädt
Sandau
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Berlin
RogätzHavel
Stepenitz
Spree
Parthe
MuldeUnstrut
Dessau
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Erfurt
HamburgGeesthacht
Bleckede
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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
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
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)
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
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
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
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Ergebnisse Ökologie der Auen
raum-spezifisch
Alternativ /ergänzend
Ver
urs
ach
erb
ez.
Bet
rach
tun
gsw
.A
kze
pto
rbez.
Bet
rach
tun
gsw
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
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
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
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
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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)
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
Konzepte für die nachhaltige Entwicklung einer Flusslandschaft
FORSCHUNGSVERBUND ELBE-ÖKOLOGIE
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
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FORSCHUNGSVERBUNDELBE-ÖKOLOGIE
Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
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
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M uldeU nstrut
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Ham b urgG ees th ach t
Blecked e
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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)
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Entw urf e ines System diagramm s für ein Elb e-D SS
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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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Bundesanstalt für GewässerkundeProjektgruppe Elbe-Ö[email protected]
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, ...)