Hintergrund Im Zuge der Maßnahmenplanung an Fließgewässern werden zunehmend Maßnahmen zur Verbesserung der Hydromorphologie der Fließgewässer (Renaturierungsmaßnahmen) not-wendig. Ausgangspunkt dafür ist die über weite Strecken stark defizitäre hydromorphologi-sche Ausstattung der Fließgewässer in Folge von technischen. Diese Situation spiegelt sich in den Ergebnissen der Bestandsaufnahme und des Monitoring nach EU-WRRL wider. Um die finanziellen Mittel für die Renaturierungen effizient einsetzen und die ökologisch sinnvollsten Maßnahmen umsetzen zu können, sind Erkenntnisse zu deren Wirkung auf die Habitatvielfalt und die Lebensgemeinschaften unerlässlich. Die Auswirkungen einer durch Renaturierungsmaßnahmen veränderten Laufform auf die Strömungs- und Substratverhält-nisse in Fließgewässern und damit auf die Besiedlung des Makrozoobenthos ist noch nicht in ausreichendem Maße erforscht. Das gilt auch für die Wirkungen derartiger Umgestaltungs-maßnahmen auf die Ausprägung und Dynamik der wechselfeuchten Bereiche an den Ufern und in den Gewässerauen und damit auf die Besiedlung dieser Bereiche durch Laufkäfer und Spinnen. Zielsetzung Zur Verbesserung der wissenschaftlichen Erkenntnisse zu dieser Fragestellung wurden im Rahmen der Dissertation an der Niers, einem organisch geprägten Fluss im linksniederrhei-nischen Tiefland, zwei renaturierte Gewässerabschnitte mit einem degradierten Gewässer-abschnitt verglichen. Im Fokus standen dabei die hydromorphologische Ausstattung von Gewässer und Aue sowie die Zusammensetzung der Artengruppen Makrozoobenthos, Lauf-käfer und Spinnen. Die in den Jahren 2000 und 2006 durchgeführten Maßnahmen umfass¬ten Laufverlegungen und Laufaufweitungen, die Anlage einer Ersatzaue mit feuchten Mulden und Stillgewässern sowie den Einbau von Totholz. Ziel war es, Art und Umfang von hydromorphologischen und biologischen Veränderungen zwischen den ausgebauten und renaturierten Abschnitten auf der räumlichen und zeitlichen Skala aufzuzeigen und zu bewerten. Durch Aufzeigen von Art und Ausmaß der Unterschiede in den Habitatbedingungen und der Besiedlung und konnten Aussagen zur Effizienz der durchgeführten Maßnahmen getroffen werden. Es wurden solche Metrics ermittelt, die die eingetretenen Veränderungen am besten beschreiben und sich als potenzielle Indikatoren für Renaturierungsmaßnahmen eignen. Diese Informationen ermöglichten die Ableitung eines Mindestumfangs von Untersuchungen zur Erfolgskontrolle. Zudem konnten Hinweise zur Maßnahmenoptimierung abgeleitet wer-den. Die Arbeit leistet damit einen Beitrag zum Verständnis von Maßnahmenwirkungen und zur Optimierung der Planung und Umsetzung weiterer Renaturierungsmaßnahmen. Untersuchte Hypothesen 1. Hydromorphologische Parameter sind in den renaturierten Abschnitten auf allen Skalen diverser als im degradierten Abschnitt 2. Die Besiedlung des Makrozoobenthos weist Unterschiede zwischen den renaturierten und dem degradierten Abschnitt auf - die renaturierten Abschnitte zeigen Anzeichen für eine verbesserte, typspezifischere Besiedlung 3. Die Besiedlung des Makrozoobenthos in vergleichbaren Habitaten ist diverser in den re-naturierten Abschnitten 4. Die Besiedlung durch die Uferfauna ist in den renaturierten Abschnitten diverser als im degradierten Abschnitt 5. Das Wiederbesiedlungspotenzial des Makrozoobenthos im Nierseinzugsgebiet ist gering. Die Besiedlung der renaturierten Abschnitte mit weiteren wertgebenden Taxa ist einge-schränkt. Methoden Entlang von Transekten fand die Erfassung der hydromorphologischen Metrics in den Ab-schnitten statt (ca. 1.200 Messpunkte im aquatischen Bereich). Das Makrozoobenthos wurde substratspezifisch erfasst (ca. 250 Einzelproben). Die Aufnahme von Laufkäfern und Spin¬nen erfolgte über ca. 80 Barber-Fallen, die für einen Zeitraum von zwei Wochen ausgebracht wurden. Anhand der erhobenen Daten wurden mittels verschiedener statistischer Verfahren (einfakto-rielle Varianzanalysen, Mann-Whitney-U-Test) Unterschiede in den hydromorphologischen Parametern sowie davon abhängig in der Besiedlung herausgearbeitet und hinsichtlich ihrer Signifikanz überprüft. Dazu wurden beim Makrozoobenthos Taxa und ihre Häufigkeiten sowie zahlreiche Metrics betrachtet, bei Laufkäfern und Spinnen wurden ausschließlich aus-gewählte Metrics analysiert. Zur Identifikation von Veränderungen durch die Maßnahmen wurden die Daten in Bezug auf die Einflussfaktoren Renaturierung „jung“, Renaturierung „alt“ und Sukzession differenziert. Die Auswertungen dienten der Analyse der ökologischen Wirksamkeit der Renaturierungen, der Identifizierung von Kandidatenmetrics als potenzielle Indikatoren, die diese Wirkungen anzeigen und der Ableitung von Hinweisen für die Optimierung der Maßnahmenumsetzung. Durch die Berücksichtigung der Besiedlung des Makrozoobenthos zwischen zwei Jahren konnte die natürliche Variabilität der Besiedlung erfasst und von den Wirkungen der Renatu-rierungen differenziert werden. Ein Blick auf die Bestandssituation des Makrozoobenthos im gesamten Nierseinzugsgebiet auf Grundlage vorhandener Daten diente der Analyse des vorhandenen Wiederbesiedlungs- und Artenpotenzials. Unter Berücksichtigung von Ausbreitungshemmnissen sollten Hinweise auf die weitere Wiederbesiedlung der umgestalteten Abschnitte im Hinblick auf die Zielerrei-chung nach EU-WRRL sowie auf mögliche Artendefizite im Einzugsgebiet abgeleitet werden. Ergebnisse Hydromorphologie im Vergleich renaturiert-degradiert Die hydromorphologischen Merkmale der Makro-, Meso- und Mikro-Ebene wurden zwischen den Gewässerabschnitten verglichen. Die renaturierten Ab¬schnitte zeigten dabei eine deut¬lich erhöhte makro- und mesoskalige Struktur- und Habitat¬vielfalt. Die Uferlänge steigt um das 1,3 bis 1,5fache an, die Breite der amphibischen Zonen um den Faktor 3,3 bis 3,8. Die Anzahlen der Sohl-, Ufer- und Auenstrukturen sind um ein Vielfaches angestiegen und die Breite der Gewässerrandstreifen um das 1,9 bis 3,6 fache. Auf der Mikroebene waren die Unterschiede deutlich geringer. Diversität-Indices (Shannon-Wiener-Index und Spatial-Diversity-Index) für die Substratverteilung reagierten (noch) nicht. Allerdings wies die junge Renaturierung eine verringerte Wassertiefe, die ältere Renaturie¬rung eine verringerte Fließ-geschwindigkeit auf. Positiv zu bewerten sind die Anstiege der Anteile organischer (Makro-phyten, Detritus, Totholz) und hochwertiger Substrate (Kies, Grobkies) sowie eine höhere aquatische Habitatvielfalt. Mehrere der signifikant reagierenden Metrics eignen sich als potenzielle Indikatoren, die auch frühzeitige Wirkungen der Renaturierungen auf die Hydromorphologie anzeigen. Diese Metrics sind auf der Makroebene: Windungsgrad, Uferlänge, Einschnittstiefe, Bordvolle Breite; auf der Mesoebene: Breite der amphibischen Zone, Anzahl der Sohl-, Ufer-, Auenstrukturen, Breite von Ersatzaue und Gewässerrandstreifen, Wasserspiegel Breite (bei MNW) und auf der Mikroebene: Anteile organischer Substrate (%-Anteil CPOM, %-Anteil Totholz, %-Anteil Makrophyten), Anteile hochwertiger Substrate (%-Anteil Akal, %-Anteil Mikrolithal), mittlere Fließgeschwindigkeit und aquatische Habitatvielfalt. Die Hypothese „Hydromorphologische Parameter sind in den renaturierten Abschnitten auf allen Skalen diverser als im degradierten Abschnitt“ wird durch die Ergebnisse gestützt. Makrozoobenthosbiozönosen im Vergleich renaturiert-degradiert Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Renaturierungsmaßnahmen zu ersten positi¬ven Veränderungen der Makrozoobenthosbiozönosen geführt haben. Diese Veränderungen drücken sich in erster Linie in der Reaktion verschiedener Metrics aus, weniger dagegen in der Reaktion einzelner Taxa oder der ökologischen Zustandsbewertung. Hohe Ähnlichkeiten in der Zusammensetzung deuten auf eine Angleichung an die degradierten Verhältnisse oberhalb hin und damit auf Einflüsse von oberhalb liegenden Belastungen. Es konnten mehrere Metrics ermittelt werden, die sich als potenzielle Indikatoren eignen, die sich in Folge von Renaturierun¬gen verändern und deren Wirkungen widerspiegeln. Sie wur-den aus den Ergebnissen der Untersuchungen aller Substrate sowie nur der gemeinsamen Substrate abgeleitet. Metrics, die sich infolge der Renaturierung verändern: Trichoptera Taxazahl Dt. Faunaindex 15/17 (HK) Trichoptera % % Phytal Trichoptera (Abund.) Rheoindex (HK) EPTCBO Dt. Saprobienindex neu Dt. Faunaindex 15/17 Abundanz Metrics, die sich infolge der Renaturierung und z.T. auch zeitlichen Entwicklung verän¬dern: EPT % (HK) Anzahl Familien EPT Taxazahl Anzahl Gattungen EPT/Diptera BMWP % Metapotamal % Akal Auch die Metrics Taxazahl und Anzahl typischer (positiver) Fließgewässertaxa zeigen durch Zunahme positive Reaktionen in den Renaturierungen. Von den untersuchten Taxa zeigen Psychomyia pusilla, Heptagenia sulphurea, Baetis vernus, Hydroptila sp. und Ischnura elegans positive Reaktionen auf die Renaturierungen. Die für die Einflussfaktoren ermittelten potenziellen Indikatormetrics können zur Beurteilung der ökologischen Wirksamkeit und zur Dokumentation des Maßnahmenerfolgs herangezo¬gen werden. Eine Wiederholung der durchgeführten Untersuchungen könnte weitere Er¬kenntnisse zur Metriceignung und Lang-zeitreaktionen liefern. Die Hypothese „Die Besiedlung des Makrozoobenthos weist Unterschiede zwischen den re-naturierten und dem degradierten Abschnitt auf - die renaturierten Abschnitte zeigen An-zeichen für eine verbesserte, typspezifischere Besiedlung“ wird durch die Ergebnisse unter-stützt. Substratspezifische Makrozoobenthosbiozönosen Ziel der Untersuchungen war die Ermittlung möglicher substratspezifischer Veränderungen der Besiedlung des Makro¬zoobenthos zwischen degradierten und renaturierten Abschnitten. Es wurde festgestellt, dass die Substrate Grobkies und Kies, Totholz und Makrophyten die höchsten Taxazahlen aufweisen und Totholz eine recht eigenständige Besiedlung besitzt. Diese Substrate sind besonders bedeutsam für die Besiedlung und sollten im Zuge von Maßnahmen zur Renaturierung gezielt wiederhergestellt werden. Auf Basis einzelner Substrate zeigen sich positive Veränderungen des Makrozoobenthos in erster Linie in den Substraten Kies und Sand. Damit deutet sich an, dass die ermittelten Ver-besserungen von Metricausprägungen in den Substraten der renaturierten Abschnitte auf die Besiedlung der zusätzlichen angrenzenden, hochwertigen Substrate zurückgehen könnten. Die deutlichsten Wirkungen zeigen sich im Substrat Kies, in dem alle Einflussfaktoren meh-rere positive Metricreaktionen zeigen. Nachfolgend werden die wesentlichen Kandidaten-metrics vorgeschlagen, die bei weiteren Untersuchungen von Renaturierungen im Hinblick auf ihre Eignung als mögliche Indiaktoren zu testen wären. Metrics, die sich infolge der Renaturierung verändern: Trichoptera Taxazahl EPT Taxazahl Trichoptera % EPTCBO % Phytal Ephemeroptera Taxazahl % Psammal Dt. Saprobienindex neu % Rheo-limnophil Dt. Saprobienindex neu Ind.Taxa BMWP Taxazahl Dt. Faunaindex Typ 11/12 (HK, und Ind.Taxa) Dt. Faunaindex Typ 15/17 (HK) Abundanz Zur Erfassung von Verbesserungen der aquatischen Besiedlung eignet sich der Vergleich von jeweils gleichen Substrattypen zwischen renaturierten und degradierten Abschnitten. Da vor allem im Tiefland in den degradierten Gewässerstrecken organische und weitere hoch¬werti¬ge Substrate (v.a. Totholz, Kies, Grobdetritus, Grobkies) weitgehend fehlen, jedoch in der Regel besonders gut besiedelt sind, ist eine Erfassung der Besiedlung dieser Substrate be¬deutsam, um die zusätzlichen Taxa sowie ggf. weitere positive Metricausprägungen erfas¬sen zu können. Die Hypothese „Die Besiedlung des Makrozoobenthos in vergleichbaren Habitaten ist diver-ser in den renaturierten Abschnitten“ wird durch die Ergebnisse teilweise unterstützt. Uferfaunabiozönosen im Vergleich renaturiert - degradiert Anhand von zahlreichen Metrics konnten überwiegend positive Veränderungen in der Zu-sammensetzung der Biozönosen der Laufkäfer und Spinnen festgestellt werden. Die Metrics hygrobionte/hygrophile Arten (Anzahl und Anteil) und Arten feucht-nasser Bioto¬pe (Anzahl und Anteil) spiegeln die deutlich verbesserte Überflutungshäufigkeit und -dauer sowie die Entwicklung feuchtegeprägter Lebensräume wider. Das Auftreten bzw. die Zunahme ripicoler Arten indiziert die naturnahe Ausprägung der Uferlebensräume. Signifi¬kante Verbesserungen wurden auch bei den Artenzahlen, dem Shannon-Wiener Index (nur Laufkäfer) und den stenotopen Arten festgestellt, die eine größere Habitatvielfalt der ufer- und auentypischen Lebensräume anzeigen. Laufkäfer weisen insgesamt stärkere Reaktionen durch die Renaturierungen auf, so dass auch mehrere Indi¬katoren ermittelt werden konnten, die nachfolgend aufgeführt werden. Indikatormetrics, die sich durch die Renaturierung und z.T. auch zeitliche Entwicklung verän-dern: Laufkäfer Spinnen Artenzahl Anzahl / Anteil Arten feucht-nasser Biotope Shannon-Wiener Index Anteil Arten der Äcker und Ruderalfluren Individuenzahl Anteil eurytope Arten Anzahl / Anteil Arten feucht-nasser Biotope Anzahl hygrobionter, -philer Arten Anzahl / Anteil Arten der veg.armen Ufer (ripicole Arten) Anteil xerobionter, -philer Arten Anzahl / Anteil Arten der Äcker und Ruderalfluren Anzahl / Anteil hygrobionter, -philer Arten Anzahl / Anteil stenotope Arten Anteil eurytoper Arten Anzahl makroptere Arten Anzahl / Anteil Frühjahrsbrüter Anzahl / Anteil Rote Liste Arten Die Metrics können zur Dokumentation des Maßnahmenerfolgs und für die Beurteilung der ökologischen Maßnahmenwirksamkeit in den Land-Wasser-Übergangsbereichen sowie Ge-wässerauen herangezogen werden. Es hat sich gezeigt, dass neben den ripicolen Arten im Tiefland auch die paludicolen Arten analysiert werden sollten, um Verbesserungen der Habi-tatvielfalt sowie der Überflutungs- und Auendynamik nachweisen zu können. Eine erneute Erfassung der Uferfauna in den hier betrachteten Abschnitten (ab 2013) könnte weitere Erkenntnisse zur Metriceignung und zeitlichen Weiterentwicklung der Biozönosen von Laufkäfern und Spinnen liefern. Die Integration von Uferarthropoden in Monitoringpro¬gramme und Erfolgskontrollen ist sinnvoll zur Detektion kurzfristiger Effekte im Bereich der amphibischen und terrestrischen Lebensräume der Ufer und Auen und zur Feststellung von hydrologischen Effekten. Die Hypothese „Die Besiedlung durch die Uferfauna ist in den renaturierten Abschnitten di-verser als im degradierten Abschnitt“ wird durch die Ergebnisse unterstützt. Arten- und Besiedlungspotenziale im Einzugsgebiet am Beispiel des Makrozoobenthos Im Gegensatz zur Feststellung von Wiederbesiedlungspotenzialen, die Messstellen mit einer „guten“ Besiedlung in Bezug auf die allgemeine Degradation bzw. einer großen Anzahl von Gütezeigern des Deutschen Faunaindex umfassen, werden unter Artenpotenzia¬len Einzel-vorkommen von wertgebenden Taxa verstanden. Artenpotenziale umfassen die bewertungs-relevanten Gütezeiger nach dem Deutschen Faunaindex sowie EPT-Taxa. Wiederbesied-lungspotenziale kommen im Nierseinzugsgebiet nur verein¬zelt vor. Artenpotenziale dagegen bestehen im Einzugsgebiet in Form von weiteren 17 Gütezeigern und 40 EPT-Taxa, von denen mehrere grundsätzlich auch in den untersuchten Abschnitten zu erwarten sind. Von einer Ausbreitung dieser Taxa bzw. Artenpotenziale ist erst dann auszugehen, wenn weitere Verbesserungen der Gewässer im Einzugsgebiet hin¬sichtlich der Habitatausstattung, aber auch der stofflichen Qualität erreicht werden. Die Analyse der Belastungsfaktoren hat gezeigt, dass eine Besiedlung der untersuchten Ab-schnitte mit weiteren wertgebenden Arten aus dem Oberlauf derzeit unwahrscheinlich ist und eher aus dem Unter- und Mittellauf mit seinen Zu¬flüssen Issumer Fleuth, Kervenheimer Mühlenfleuth, Kroonbeek/Kendel und Steinberger Ley erfolgen kann. Daher sind diese Be-reiche auch für die Umsetzung hydromorphologischer Maßnahmen als prioritär zu betrach-ten. Als wichtige Arbeitsschritte für die Abschätzung des Besiedlungspotenzials renaturierter Abschnitte sowie der Zielerreichung werden angesehen: 1. Einzugsgebiets-Analyse der Vorkommen wertgebender Arten – sowohl Gütezeiger des Deutschen Faunaindex als auch EPT-Taxa als bewertungsrelevante Arten 2. Defizitanalyse in Bezug auf Ausbreitungshindernisse, die einer möglichen Wiederbesied-lung der zu betrachtenden renaturierten Abschnitte durch diese Arten entgegenstehen 3. Abschätzung der möglichen langfristigen Besiedlung der untersuchten Abschnit¬te 4. Ermittlung der erreichbaren ökologischen Zustandsklasse Darüber hinaus geben die so gewonnenen Erkenntnisse wertvolle Hinweise für die Lokalisa-tion weiterer hydromorphologischer Maßnahmen. Die Hypothese „Das Wiederbesiedlungspotenzial des Makrozoobenthos im Nierseinzugsge-biet ist gering. Die Besiedlung der renaturierten Abschnitte mit weiteren wertgebenden Taxa ist eingeschränkt“ wird durch die Ergebnisse unterstützt. Schlussfolgerungen Die Renaturierungsmaßnahmen an der Niers waren hydromorphologisch und biologisch wirksam. Neben einer erhöhten Struktur- und Habitatvielfalt in Gewässer und Aue und der hydrologischen und ökologischen Anbindung der Aue konnten zahlreiche positive Verände-rungen beim Makrozoobenthos, bei den Laufkäfern und Spinnen festgestellt werden, die den vorab definierten, erwarteten Reaktionen entsprechen. Damit zeigten sich biologische Wir-kungen sowohl im aquatischen als auch im terrestrischen Bereich. Die bauliche Herstellung einer ge¬schwungenen Linienführung im Zuge von Neutrassierungen sowie die Anlage von Ersatz¬auen ist damit eine ökologisch wirksame Maßnahme und v.a. in entwicklungsträgen Gewäs¬sern eine Alternative zur zeitintensiven eigendynamischen Entwicklung. Die Ergebnisse beim Makrozoobenthos sind bemerkenswert vor dem Hintergrund bisheriger Erkenntnisse. Notwendig waren dazu jedoch detailliertere Aufnahmen und Auswertungen als bei der gängigen Bewertung des ökologischen Zustands nach PERLODES. Positive Reakti-onen waren beim Makrozoobenthos sowohl auf Ebene der Abschnitte als auch auf Ebene der Substrate festzustellen. Die Kandidatenmetrics als potenzielle Indika¬toren für die Einflussfaktoren Renaturierung „alt“, Renaturierung „jung“ und Sukzession sind hinsichtlich ihrer Eignung an weiteren umge¬setzten Renaturierungen zu testen und könnten für die Entwicklung ei¬nes Verfahrens zur Durchführung von Erfolgskontrollen herangezogen werden. Dabei sollten terrestrische Gruppen (z.B. Laufkäfer, Spinnen) Berücksichtigung finden, da sie die Maßnahmenwirksam-keit in Bezug auf die Auenanbindung und damit die Funktionsfähigkeit des Gewässer-Aue-Systems anzeigen. Dieser Aspekt wird bei den derzeitigen Bewertungs¬verfahren nach EU-WRRL nicht ausreichend berücksichtigt. Wesentlich für weitere Optimierungen der umgesetzten und geplanten Maßnahmen ist die Ermittlung von verbleibenden Defiziten anhand der hydromorphologischen und biologischen Indikatoren, die noch nicht typspezifisch oder gar nicht reagieren. Die Herstellung des Zu-sammenhangs zwischen der Art der Renaturierungsmaßnahmen und der erzielten positiven wie negativen Wirkungen ist dabei bedeutsam. Nur so können künftige Maßnahmen effekti-ver gestaltet werden. Die hier gewählte Vorgehensweise ermöglicht die Ableitung von Hin-weisen zur Optimierung künftiger Renaturierungen. Vor allem auf der Ebene der aquati¬schen Habitate sind noch weitreichendere Veränderungen nötig und möglich. Sie zeigen aber auch, dass es richtig ist, lokale Maßnahmen umzusetzen, die die Habitatverhältnisse für die biolo-gischen Qualitätskomponenten so verbessern, dass sie die Erreichung des Bewirt-schaftungsziels unterstützen und somit einen „Schritt in die richtige Richtung“ darstellen (UBA 2008). Anhand der hier ermittelten Indikatoren sind kurz- bis mittelfristige Wirkungen ablesbar. Für weitergehende Aussagen zu langfristigen Wirkungen wären Wiederholungsuntersuchungen der Niersabschnitte nötig, die dann einen Zeitraum bis zu 13 Jahre (ab 2013) nach Um-setzung der Maßnahmen umfassen würden. Damit wäre die Reifephase des älteren renatu-rierten Abschnitts erreicht und es könnte geklärt werden, ob weitere Gütezeiger in den Ab-schnitt eingewandert sind, ob sich die Besiedlung weiter verbessert hat, oder ob eine Anglei-chung an die degradierten Verhältnisse der oberhalb liegenden Abschnitte stattgefunden hat. Einzugsgebietsanalysen der Besiedlung sind sinnvoll, um die Zielerreichung abschätzen und Schwerpunkte für die Maßnahmenumset¬zung ermitteln zu können. Dabei sind die vorhande-nen Belastungen in ihrer Qualität und Ausdehnung und die möglichen Ausbreitungswege wertgebender Arten zu berücksichtigen. Im Nierssystem zeigt der Unterlauf mit seinen Zu-flüssen günstigere Bedingungen für die (Wieder-)Besiedlung an als der Mittel- und Oberlauf.