FAQ
© 2015 Staats- und Universitätsbibliothek
Hamburg, Carl von Ossietzky

Öffnungszeiten heute09.00 bis 24.00 Uhr alle Öffnungszeiten

Eingang zum Volltext in OPUS

Hinweis zum Urheberrecht

Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-61903
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2013/6190/


Fischlarven und Jungfische in den Buhnenfeldern der mittleren Elbe : Modellierung und Prgnose der Habitatverfügbarkeit

Scholten, H. Matthias

pdf-Format:
 Dokument 1.pdf (7.494 KB) 


SWD-Schlagwörter: Elbe , Karpfenfische , Habitat , Modellierung , Fischerei , Plötze
Freie Schlagwörter (Deutsch): Buhnenfelder , Jungfische , logistische Regression , Point-abundance sampling , Skaleneffekte
Freie Schlagwörter (Englisch): habitat modeling , groyne field , Point-abundance sampling , Elbe River , juvenile fish ecology
Basisklassifikation: 42.81 , 42.92 , 42.65
Institut: Biologie
DDC-Sachgruppe: Tiere (Zoologie)
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Thiel, Ralf (PD Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 20.01.2012
Erstellungsjahr: 2013
Publikationsdatum: 24.06.2013
Kurzfassung auf Deutsch: Buhnenfelder prägen die hydraulischen und morphlogischen Bedingungen in den Uferzonen entlang der mittleren Elbe. Bisher fehlten quantitative Analysen über die Wechselwirkungen von hydrologischen, morphologischen Bedingungen und der Verfügbarkeit von Habitaten, speziell für Jungfische.
Mit der vorliegenden Arbeit „Fischlarven und Jungfische in den Buhnenfeldern der mittleren Elbe – Modellierung und Prognose der Habitatverfügbarkeit“ wurden die Zusammenhänge zwischen abiotischen Umweltfaktoren und dem Vorkommen von frühen Entwicklungsstadien verschiedener potamaler Fischarten untersucht. Dabei wurden die Effekte räumlicher und zeitlicher Skalen auf die Ausprägung von Umweltfaktoren und die Variabilität der Fischansammlungen der AG 0 berücksichtigt.
Von 1997 bis 2000 wurden Fischlarven und Jungfische in mehr als 20 Buhnenfeldern mittels punktueller Elektro- bzw. Senknetzbefischung sowie mittels Zug- und Larvennetzbefischung erfasst. Jungfische und Fischlarven aus 19 Fisch- und einer Neunaugenart nutzten die Buhnenfelder als Aufwuchshabitat. Aland, Ukelei und die Gründlingsarten dominierten zahlenmäßig.
Zur Quantifizierung der Fangergebnisse wurden Effekte der Artzugehörigkeit, der Körpergröße, der Leitfähigkeit und des Substrattyps auf den Fangradius des verwendeten Elektrofischereigeräts (DEKA 3000) untersucht. Die Ergebnisse ermöglichten die Entwicklung von drei substratspezifischen empirischen Gleichungen, anhand derer Fangergebnisse quantifiziert werden konnten. Diese Formeln erlaubten einen Vergleich der Fangeffizienz zwischen Fanggeräten. Für die Larvensenke wiesen die Analysen für Fische < 15 mm KL eine höhere Fangeffizienz im Vergleich zum Elektrofischereigerät auf.
Interannuelle, saisonale und diurnale zeitliche Gradienten erwiesen sich als wesentlich für die Strukturierung der Fischansammlungen der AG 0. Zwischen den Jahren konnten signifikante Unterschiede in den Körpergrößen (z.B. Rapfen, Aland, Hasel) und den Individuendichten (z.B. Ukelei, Gründling, Flussbarsch) aber nicht in der artlichen Zusammensetzung identifiziert werden. Während die Entwicklung der Körpergrößen durch das Temperaturregime der Elbe erklärbar war, ließen sich die Unterschiede in den Fischdichten (z.B. für Alande, Gründlinge, Flussbarsche) mit der prognostizierten Habitatverfügbarkeit und ihrer abflussbedingten Variabilität begründen. Saisonale Unterschiede zeigten sich in der artlichen Struktur der Fischansammlungen der AG 0. Die höchsten Diversitätswerte wurden im Juli/August, die geringsten im Spätherbst erreicht. Diese saisonale Dynamik wurde durch den flussmorphologische Parameter „Konnektivität mit den Auengewässern“ sowie lokale Parameter wie Wassertiefe, Uferlinienstruktur und Substrat beeinflusst. Tagesperiodische Unterschiede in der Zusammensetzung der Fischansammlung waren im Juni wesentlich stärker ausgeprägt als im September und konnten durch flussmorphologische sowie physikochemische Faktoren erklärt werden.
Die Mikrohabitatnutzung wurde mittels logistischer Regression für Aland, Plötze, Flussbarsch sowie den Gründlingen (Gobio spec.) der AG 0 modelliert und anhand zeitlich unabhängig erhobener Daten mit Hilfe der ROC Kurven validiert. Die Modelle wiesen die Wassertiefe, die Fließgeschwindigkeit und die Uferneigung als Schlüsselfaktoren für die Mikrohabitatnutzung aus. Es ließen sich fünf art- und größenspezifische Mikrohabitattypen innerhalb der Buhnenfelder differenzieren, für die die Prognose und Bilanzierung der Habitatverfügbarkeit mit Hilfe eines modularen Habitatmodells erfolgte. Je nach Mikrohabitattyp ergaben sich unterschiedliche räumliche und zeitliche Verfügbarkeiten, die mit morphologischen und hydrologischen Faktoren korrelierten. Die Ausdehnung des Mikrohabitattyps „flach auslaufende Uferzone“ korrelierte mit dem Uferlinienindex und zeigte eine starke Abhängigkeit von den Wasserständen, während die Verfügbarkeit für den Typ „steil abfallende Uferzonen“ mit dem Volumenindex korrelierte und gegenüber der Abflussdynamik stabil war.
Aus diesen Ergebnissen ist zu folgern, dass durch Buhnen bestimmte Mikrohabitattypen gefördert werden. Dies könnte zu einer Verschiebung in der Mikrohabitatverfügbarkeit und damit zu „Bottlenecks“ in der Verfügbarkeit von bestimmten Mikrohabitattypen führen. Die prognostizierte Wirkung der Abflussverhältnisse auf die Habitatverfügbarkeit ergab, dass temporär ein Defizit bestimmter Lebensräume auftreten könnte. Eine Beeinflussung der effektiven Jahrgangsstärke konnte für Aland, Gründlinge und Plötzen indiziert werden. Die interannuellen Unterschiede in den Fischdichten dieser Arten gingen mit der prognostizierten Verfügbarkeit der jeweiligen Habitate einher.
Mit Hilfe der hier vorgestellte Habitatmodelle können zukünftig Maßnahmen in Buhnenfeldern hinsichtlich ihrer Auswirkung auf die Verfügbarkeit von Mikrohabitaten analysiert werden.
Kurzfassung auf Englisch: The construction of groynes have altered the morphological and hydraulic structure of inshore areas along the Middle Elbe River section. However, the effects of these river engineering structures on habitats of fishes especially juvenile fishes are unknown.
This thesis “Larval and juvenile fishes in the groyne fields of the middle Elbe River – modelling and predicting habitat availability” reports on a study on the relationships between abiotic factors and the presence of early life stages of potamal fish species taking into account different temporal and spatial scales.
Between 1997 and 2000 larval and juvenile fishes have been sampled in more than 20 groyne fields using point abundance sampling by electro and dip net fishing. Seine and larval net fishing were done additionally. More than 19 species (including one lamprey species) used the groyne field as nursery habitat with Ide (Leuciscus idus), Bleak (Alburnus alburnus) and Gudgeons (Gobio spec.) being the most abundant species.
Effects of species, body size, conductivity, and type of substrate on the extension of the electrical field of a battery-powered electro-fishing gear (DEKA 3000) were investigated. For three different substrate types (gravel, sand, mud) a formula has been developed to quantify biological and physical effects on the effective fishing range. This formulas provided a tool to compare area-related densities of fishes in different habitat types or between different types of fishing gear. The results indicated for small fish (< 15 mm) a higher efficiency for dip nets than for electrofishing.
The composition of fish assemblages of juvenile and larval fish were mainly effected by temporal such as saisonal and diurnal gradients. Among years, significant differences of body size and abundance but not in species composition could be observed. Body size was related to the temperature regime of the Elbe River, whereas juvenile fish densities were related to predicted habitat availability.
Highest species diversity occurred in July/August whereas lowest values of diversity were identified in late autumn. Parameters of river morphology (e.g. river-floodplain connectivity) and parameters of inshore morphology (e.g. water depth, shore line structure and substrate type) were identified as most important for the saisonal variability in species composition.
Diurnal effects on the structure of fish assemblages were stronger in June than in September and could be explained by physico-chemical parameters and river morphology.
Habitat models were developed for different life history stages of Ide, Roach (Rutilus rutilus), Perch (Peca fluviatilis) and Gudgeon by logistic regression and validated by receiver operating characteristic (ROC) curves using a temporal independent data set. Water depth, flow velocity and slope of shore were identified as key factors. Five microhabitats related to different species and size classes could be identified. Availability of this habitats were assessed by a modular habitat model combining an digital terrain model and a hydraulic model of groyne fields.
Habitat availability differed in time and space and was correlated with morphological and hydrological factors. For example, the extent of the habitat type “gentle sloped inshore area” was correlated with the shore line index strongly related to the River Elbe discharge, whereas the availability of “steep gradient inshore areas” was correlated with the index of groyne field volume. This habitat type was less effected by discharge dynamics.
The results indicate that groynes could promote specific habitat types resulting in a shift of habitat availability for certain habitat types. A “morphological bottleneck” of certain habitats could be assumed. The predicted effect of discharge on habitat availability indicated temporal shortcomings of specific microhabitats affecting the year-class strength for Ide, Gudgeon and Roach. Differences in densities of juvenile fishes of this species between years were correlated with the correspondent habitat availabilities.
The presented modular habitat modelling approach and the microhabitat models are useful tools to analyse the effects of planned measures in groyne fields on the availability of micro-habitats.

Zugriffsstatistik

keine Statistikdaten vorhanden
Legende