Master

Modellierung und Validierung von Artenpotenzialen am Beispiel der Laufkäfer in einem renaturierten Abschnitt des Rheins

Themengebiet: Auenökologie, Auenbewertung

Ziel: Modellierung von Laufkäferhabitaten und deren potenzieller Artenausstattung für den Uferabschnitt „Monsterloch“ am Rhein

Daten: Laufkäferdaten für den Ist-Zustand des Uferabschnitts „Monsterloch“ am Rhein, Grundlagendaten für die Modellierung des Zustands nach der geplanten Renaturierung, integriertes Flussauenmodell INFORM (Systemkomponente MOCAR)

Abschluss: Master (3-6 Monate)

Hintergrund: Die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) berät die Bundesministerien (BMVI, BMU u. a.) sowie die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) in Bezug auf die Nutzung und Bewirtschaftung der Bundeswasserstraßen unter Berücksichtigung von Natur und Umwelt. Gewässerkunde, Wasserbewirtschaftung, Gewässerschutz und Ökologie gehören damit zu wichtigen Arbeitsfeldern. Als Grundlage für die unterschiedlichsten Fragestellungen bezüglich Abiotik und Biotik der Flüsse und Flussauen wird seit 2003 das integrierte Flussauenmodell INFORM genutzt. INFORM betrachtet ökologische Zusammenhänge in der Flussaue. In der Modellierung wird der Wirkungspfad Abfluss, Flusswasser, Grundwasser, Boden, Biotik verfolgt und bewertet. Der Modellablauf folgt dabei der Vorstellung, dass neben der Nutzung der Faktor Flusswasserstand und seine Dynamik für das Ökosystem Fluss und Aue von entscheidender Bedeutung ist und das Vorkommen von Pflanzen und Tieren sowie die Artenzusammensetzung ihrer Lebensgemeinschaften (Vegetation und Fauna) stark beeinflusst. Ziel der Modellierungen ist eine Abschätzung der Wirkungen von Maßnahmen wie Buhnenbau, Sohleintiefung, aber auch Renaturierungsmaßnahmen auf die Abiotik und verschiedene Artengruppen. Laufkäfer, generell bekannt als sehr gute Indikatoren für Habitatveränderungen, wurden als Systemkomponente MOCAR integriert. Eine Validierung des Modells hat bereits exemplarisch für Uferabschnitte der Donau stattgefunden.

Am Rhein ist die Renaturierung des sogenannten Monsterlochs geplant. Es handelt sich dabei um eine 15m tiefe, alte Kiesgrube mit starkem Sauerstoffdefizit. Diese und weitere Bereiche der Aue sollen wieder so an den Rhein angebunden werden, dass im Fall von höheren Abflüssen natürliche, dynamische Prozesse in der Aue in Gang kommen.
Ziele der Arbeit sind, die Laufkäferhabitate und deren potenzielle Artenausstattung im Ufer- und Auenbereich am Monsterloch (ca. 4 km lang) für den Istzustand und den modellierten Zukunftszustand nach Ausbau (Grundlage: verändertes DGM, veränderte modellierte 2D-Hydraulik + veränderte modellierte Vegetation) mit MOCAR zu modellieren. Analysiert werden soll, inwieweit sich die Laufkäfergemeinschaften laut Modell nach Umsetzung der Maßnahmen verändern werden.

Dabei sind verschiedene Fragestellungen als Arbeitsschwerpunkt denkbar:

  • Welche Arten sind laut Modellierung Gewinner und Verlierer der Maßnahmen? Welche Eigenschaften und Habitatpräferenzen haben diese?
  • Entwickelt sich die Lebensgemeinschaft in Richtung eines auentyp-spezifischen Leitbildes?
  • Inwieweit werden naturschutzfachlich bedeutsame Laufkäferarten gefördert (Rote-Liste, BArtSchVer)?
  • Handelt es sich nach den Modellaussagen um eine für die Laufkäfer erfolgversprechende Maßnahme oder können zusätzliche Handlungsempfehlungen gegeben werden?

Voraussetzungen: Grundverständnis der statistischen Datenanalyse, Interesse an einer rein theoretischen Arbeit

Besonderheiten: Die inhaltliche Betreuung der Arbeit erfolgt zusammen mit Dr. Peter Horchler (BfG). Aufgrund der aktuellen Situation (Corona) erfolgt die Betreuung ausschließlich digital über Videokonferenztools; ein Arbeitsplatz in der Uni oder in der BfG kann leider nicht bereitgestellt werden, so dass die Bearbeitung des Themas eigenständig von Zuhause erfolgen muss. Je nach Qualität der Ergebnisse besteht die Möglichkeit einer Autoren-oder Koautorenschaft für einen wissenschaftlichen Fachartikel.

Ansprechpartner: Dr. Kathrin Januschke