Günther Trumpes:

Bewirtschaftung von Schottergruben/Baggerseen 

Grundlegendes

Was sind Schottergruben?  

Für viele von uns ist der Begriff „Teich“ ein Universalname, auch für durch Sand-, Kies- oder Schotterbaggerungen entstandene Gewässer, obwohl es sich hierbei um keine Teiche handelt. Ein Teich ist ein künstliches Gewässer mit oberflächlichem Zu- und Ablauf und einer maximalen Tiefe von 1 bis 1,5 Metern, sodass das Sonnenlicht bis zum Boden gelangen kann. Das hat zur Folge, dass er sehr nährstoffreich ist und daher für die Fischzucht besonders gute Voraussetzungen für hohe Erträge bietet. Durch die Möglichkeit der einfachen Wasserentleerung sind kurzfristig umsetzbare Korrekturen bei der Bewirtschaftung möglich.

Bei einer Schottergrube sieht das alles ein bisschen anders aus, da Bewirtschaftungs- und Besatzfehler nur schwer bis gar nicht korrigiert werden können (nicht ablassbar). Eine Schottergrube (künstlich durch Baggerung freigelegter Grundwasserkörper) nimmt daher eine Sonderstellung unter den Stillgewässern ein.

Die Schottergrube steht in enger Beziehung mit dem Grundwasserstrom. Sie verändert aber auch selbst den Grundwasserstand, indem sie ihn auf einer Seite absenkt (Oberstrom, Einlauf) und auf der anderen Seite erhöht (Unterstrom, Ablauf).

Die Form der Schottergrube, ihre geologische Lage, sowie ihr in späterer Folge Überdüngungsgrad (Eutrophierungsgrad) beeinflussen ebenfalls den Grundwasserstrom.

Die Wassergüte (Trophie) hängt entscheidend von den Durchflussbedingungen, der Wassererneuerungszeit, sowie von Form und Gestalt der Schottergrube (Morphologie) ab.

Das Wasser in der Schottergrube verändert auch seine Charakteristik gegenüber dem Grundwasserstrom. Kalzium, Hydrogenkarbonat und Nitrate nehmen ab, die elektrische Leitfähigkeit sinkt ab, der Anteil an gelöstem Sauerstoff nimmt zu und die Temperatur wird verändert. Die Temperatur des Grundwassers beträgt ca. 8 - 12°C, während die Schottergruben eine Temperaturschwankung von 0 - ca. 30°C aufweisen.

Während sich beim Teich aufgrund seiner Tiefe von nur 1- 1,5 Metern keine thermische Schichtung bilden kann, ist dies bei Schottergruben durchaus möglich. Nämlich dann, wenn die Maximaltiefe mindestens 5 – 7 Meter beträgt. Wenn man auf die Baggerungen noch Einfluss nehmen kann, sollte man dies unbedingt berücksichtigen. Meist jedoch steht man vor vollendeten Tatsachen.

Der Nachteil einer zu geringen Maximaltiefe bei Schottergruben besteht nämlich darin, dass sich der Bodensatz (Sediment) allein durch Windeinwirkung auf die Oberfläche verfrachten kann. Bei tieferen Gewässern passiert dieser Effekt selten, weil eine temperaturbedingte Dichteschichtung (im Sommer, oft auch im Winter) vorhanden ist und somit verhindert wird, dass die in den Bodensatz (Sediment) eingelagerten Stickstoff- und Phosphorverbindungen in die oberen Bereiche transportiert werden und somit die Überdüngung (Eutrophierung) vorangetrieben wird (permanente Selbstdüngung des Gewässerkörpers).

Die Temperaturschichtungen werden in 3 Bereiche eingeteilt (siehe Grafik 1).

In das:

> Epilimnion: die warme, lichtreiche, Sauerstoff und Biomasse erzeugende Zone mit einer  Tiefe von 0 - ca.5m

> Metalimnion: Sprungschicht, erhält von außen keinen Sauerstoff mehr, und die Temperatur nimmt rasch ab, ersetzt bei zu geringer Tiefe ca. 5 - 8m das Hypolimnion

> Hypolimnion: die untere - ab ca. 8m - kalte, Sauerstoff zehrende Tiefenschicht, die sich aber nur in ausreichend tiefen Schottergruben ausbilden kann.

Zu dieser Schichtung kommt es aufgrund der Dichteanomalie des Wassers, das bei 0°C zu Eis wird, bei 100°C verdampft, und bei 4°C die größte Dichte aufweist und am schwersten ist.

Schottergruben verändern sich  

Man sollte ein besonderes Augenmerk auf das Alter der Schottergrube werfen. Alle Gewässer, insbesondere aber die Schottergrube, entwickeln mit der Zeit durch unterschiedliches Klima, den Boden oder die Lebenstätigkeit der Organismen verschiedene Pflanzen am selben Ort (Sukzession).

Das heißt, dass sich die Schottergrube von einem generell nährstoffarmen Gewässer (oligotroph) mit zunehmendem Alter und zunehmendem Nährstoffeintrag, sowie Bindung der Nährstoffe im System (Wasser) und Selbstabdichtung (Laub-, Sedimenteintrag) zu einem produktiveren, fruchtbaren, der zweiten Trophiestufe angehörenden (mesotrophen) bzw. einem nährstoffreichen, mit hoher pflanzlicher Produktion der dritten Trophiestufe (eutrophen) Gewässer entwickelt. Dieser Alterungsprozess dauert je nach Umlandnutzung -  z.B. Landwirtschaft (Düngemitteleintrag etc.) - und den sonstigen Rahmenbedingungen (Uferbewuchs, dadurch Laubeintrag sowie übermäßiger Fischfuttereintrag etc.) wenige Jahre bis viele Jahrzehnte.

Bei dieser Einstufung wurden auch folgende Altersstufen ab Beginn der Baggerungen vorgeschlagen:

 ·         Oligotroph: unter 10 Jahren, klare Schottergruben mit über 70% Sauerstoff-Sättigung (O2) im Tiefenwasser und Spätsommer.

·         Mesotroph: zwischen 10 und 30 Jahren, Sichttiefe im Sommer über 2 Meter, mit 30-70% Sauerstoff-Sättigung (O2) im Spätsommer.

·         Eutroph: zwischen 30 und 100 Jahren, Sichttiefe im Sommer unter 2 Meter, Tiefenwasser im Spätsommer unter 30% Sauerstoff-Sättigung (O2).

·         Polytroph: Alter über 100 Jahre, Sichttiefe unter einem halben Meter, Tiefenwasser sauerstofffrei, zeitweise Schwefelwasserstoff-Entwicklung (H2S).

 Die Gestalt und Form der Schottergrube (Morphologie) haben ebenfalls einen entscheidenden Einfluss auf den chemisch- biologischen Stoffhaushalt einer Schottergrube, etwa das Fehlen oder Vorhandensein von Seichtwasserzonen (Benthal) und der damit verbundenen Ausbildung von unter Wasser lebenden (submersen) mit freiem Auge sichtbaren Wasserpflanzen (Makrophyten).  Die Gestaltung der Flachwasserbereiche mit Röhrichtzonen (z.B. Schilf) und die Gestaltung der Böschungen sind für die Schottergrube und deren Nährstoff- und Temperaturhaushalt von immens wichtiger Bedeutung. Die Menge der durch Regen eingeschwemmten Nährstoffe aus dem Umland (z.B. Phosphatdüngung aus der Landwirtschaft) ist zu einem großen Teil von der Breite des Uferrandstreifens, der Böschungsausprägung und deren Bewuchs abhängig. Ebenso kann ein breiter Wald oder Baumbewuchs sich sowohl positiv als auch negativ auf die Schottergrube auswirken. Einerseits wird der Nährstoffeintrag aus der Luft minimiert, andererseits kann er selbst durch Laubeinfall große Mengen an organischem Material dem Wasser zuführen.

Jede Schottergrube ist ein eigenes, nicht mit anderen Schottergruben vergleichbares Gewässer. Die Qualität des Wassers hängt vor allem von der Qualität des Grundwassers ab. Deshalb ist es auch sehr schwierig, generelle Richt- oder Leitlinien für die Bewirtschaftung der Gewässer zu verfassen. Eines haben alle Schottergruben jedoch gemeinsam: Sie sind ökologisch instabiler und einer stärkeren Eutrophierung ausgesetzt als natürliche Gewässer.

Parameter und ihre Eigenschaften

Wasser (H₂O) = Oxid oder Hydroxid des Wasserstoffes

 Physikalisch gesehen ist Wasser eine klare Flüssigkeit, die bei 0°Celsius zu Eis wird, bei 100° verdampft und bei 4° die größte Dichte hat und am schwersten ist. Die zuletzt genannte Eigenschaft ist von größter biologischer Wichtigkeit!

Biologisch betrachtet ist reines H2O toxisch und kommt in der Natur in dieser reinen Form nicht vor, da es sonst jede Zelle aus osmotischen Gründen zum Platzen bringen würde.

Osmose ist der Durchtritt von Stoffen durch eine poröse Wand, die zwei Flüssigkeiten voneinander trennt. Praktisches Bsp. wäre hierfür die geplatzte Kirsche nach einem Regenguss.

Auch in unserer Schottergrube ist eine Vielzahl an Stoffen (Gase, Salze) gelöst im Wasser vorhanden, deren Menge und Zusammensetzung sowie zeitliche und räumliche Verteilung von folgenden Faktoren abhängt:

• Niederschlag (hydrologischer Faktor)
• Temperatur, Wasserbewegung, Klima, Licht usw. (physikalische Faktoren)
• Lösungsvorgänge (chemische Faktoren)
• Geologische Verhältnisse (Kalk, Flysch)
• Bakterien, Pflanzenbestand,  (Biologische Prozesse)
• Menschliche Einflüsse (Düngung, Abwässer, Erosion, Erwärmung)

Die Gase im Wasser stammen aus den Stoffwechselaktivitäten der Organismen oder aus der Luft. Die Produktion und der Verbrauch der Gase können schneller erfolgen, als der Austausch mit der Luft (Atmosphäre) möglich ist. Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass es zu einer Übersättigung oder zu Defiziten kommen kann! Die wichtigsten Indizien für eine biologische Aktivität im Gewässer sind Sauerstoff (O₂) und Kohlendioxyd (CO₂).

Der wichtigste Faktor für das Wohlbefinden und Überleben unserer Fische ist der Sauerstoffgehalt des Wassers. Die Menge des im Wasser gelösten Sauerstoffs ist luftdruck- und vor allem temperaturabhängig. Fallender Luftdruck bewirkt z.B. eine Sauerstoffausgasung aus dem Wasser. Diese wirkt sich besonders negativ vor einem Gewitter nach einer Hitzeperiode aus. Mit steigender Temperatur sinkt der Sauerstoffgehalt des Wassers, während der Sauerstoffbedarf der Tiefe steigt. Deshalb gehört zu jeder Sauerstoffbestimmung auch die Messung der Temperatur.

Der aktuelle Sauerstoffgehalt ergibt sich aus dem Zusammenwirken von Sauerstoffeintrag aus der Atmosphäre, der Photosynthese der Pflanzen und den sauerstoffzehrenden Vorgängen (Atmungsprozesse von Tieren und Pflanzen, Abbau organischer Substanzen durch Mikroorganismen sowie Verlust an die Atmosphäre). Diese Faktoren bewirken einen Tag-Nacht-Rhythmus des Sauerstoffgehalts.

Zu Sauerstoffmangel kann es nach hoher Abwasserbelastung kommen, ebenso bei starker Verschlammung oder wenn große Algen- und Wasserpflanzenbestände nachts Sauerstoff zehren (tagsüber kann es dagegen zu Sauerstoffübersättigung kommen). Starke tägliche Schwankungen können sich negativ auf die Fische und deren Brut auswirken.

Sauerstoffwerte unter 6 mg/l wirken sich negativ auf Forellenartige, unter 4 mg/l auch auf Karpfenartige aus.

PH- Wert

Der PH-Wert ist das Maß für den basischen oder sauren Charakter einer Lösung.

Von 0- 7 bedeutet sauer

            7 bedeutet neutral

Von 7- 14 bedeutet basisch

Wichtig ist, dass sich eine PH-Stufe bezüglich der Wasserstoffionenkonzentration um den Faktor 10 unterscheidet, d.h. PH-Wert 6 ist zehnmal saurer als PH-Wert 7.

Der Bereich der PH-Verträglichkeit ist bei jeder Fischart verschieden, jedoch ist ein PH-Wert von 7 (also neutral)  für alle Fischarten optimal. Durch ihre Anpassung können sie aber einen niedrigeren oder höheren Wert ertragen.

PH-Werte unter 6 oder über 8 sind sowohl für Salmoniden als auch für Cypriniden ungünstig.

Kohlendioxyd, Kalk- Kohlensäuregleichgewicht, Säurebindungsvermögen

Der Kohlendioxydeintrag  (CO₂) erfolgt durch

• die Atmosphäre

• biologische Abbauprozesse

• Atmung von Tieren und Pflanzen

• Auflösung von Mineralien

Kohlendioxyd verbindet sich mit Wasser zu Kohlensäure (H₂CO₃), diese bildet mit den im Wasser vorkommenden Calcium-Ionen das Calciumkarbonat, den Kalk (CaCO₃), der schwer löslich ist. Durch überschüssig vorhandene Kohlensäure wird der Kalk  in das leicht wasserlösliche Calciumhydrogenkarbonat (Ca(HCO₃)₂) umgewandelt.

Die Photosynthese der Pflanzen, bei der CO₂ verbraucht wird, bewirkt einen ständigen Wechsel zwischen Bildung und Zerfall von Calciumhydrogencarbonat. Kalkreiche Gewässer können also Kohlensäure binden und für die Photosynthese bereitstellen. Dieser Gleichgewichtszustand zwischen der Kohlensäure und ihren Salzen ist in natürlichen Gewässern ausschlaggebend für den PH-Wert. Er stellt ein Art Puffersystem dar, das gewisse PH-Schwankungen ausgleichen kann, und ist somit von großer biologischer Bedeutung. Wird dieses gestört, z.B. durch starke Algen- und Wasserpflanzenbildung in überdüngten Gewässern, kommt es zur so genannten biogenen Entkalkung (Anstieg des PH-Wertes).

Wie bereits schon oben beim Sauerstoff beschrieben, ist es ein permanentes Wechselspiel zwischen der Produktion von Sauerstoff (O₂) und Kohlendioxyd (CO2), bzw. Tag-Nacht-Rhythmus.

Kalkarme und saure Gewässer weisen häufig große PH-Schwankungen auf. Sie besitzen eine geringe Pufferwirkung (PH-Anstieg wegen Kohlendioxydverbrauch bei der Photosynthese; PH- Erniedrigung durch „sauren Regen“). Kalkreiche Gewässer hingegen haben einen relativ stabilen PH-Wert. Eine PH-Wert-Verschiebung erfolgt hier erst dann, wenn durch massive Pflanzenproduktion alle CO₂-Reserven aufgebraucht sind. Das Puffervermögen hängt aber auch vom geologischen Untergrund ab.

Ammonium/Ammoniak

Es entsteht vor allem beim Abbau pflanzlicher und tierischer Eiweißstoffe bei der Einleitung stickstoffhaltiger Abwässer (Jauche, Silowässer), sowie bei der Abschwemmung von Dünger im landwirtschaftlichen Bereich.

Ob giftiges Ammoniak (NH₃) bzw. unschädliches Ammonium (NH₄) auftritt, hängt vom PH- Wert und der Temperatur ab. Je höher der PH-Wert und die Wassertemperatur, desto höher wird der Anteil des giftigen Ammoniaks.

Bei PH-Werten unter 8 liegt fast ausschließlich Ammonium vor, bei PH-Werten über 10,5

fast nur Ammoniak. Wenn hohe Ammoniumkonzentrationen und photosynthetisch bedingte PH-Steigerungen zusammentreffen, wie vor allem in schwach gepufferten, abwasserbelasteten Gewässern der Fall sein kann, können plötzliche Fischsterben auftreten, weil der kritische PH-Wert überschritten und Ammoniak gebildet wird. Ein Ammoniumstickstoffgehalt von mehr als 0,2 mg/l wirkt sich auf alle Fischarten ungünstig aus.

Nitrit/ Nitrat

Nitrit (NO₂) und Nitrat (NO₃) sind typische Verschmutzungsindikatoren des Wassers. Sie sind Abbauprodukte von Eiweißverbindungen. Dieser Selbstreinigungsvorgang verbraucht Sauerstoff. Giftig ist nur die salpetrige Säure (HNO₂), die sich bei niedrigen PH-Werten aus dem Nitrit bildet. Nitrat ist kaum fischgiftig.

Schwefelwasserstoff und Methan

Schwefelwasserstoff (H₂S) und Methan (CH₄) sind typische Produkte des sauerstofflosen Abbaus von organischem Material. Methan gast perlig aus und geht nicht in Lösung. Schwefelwasserstoff hingegen löst sich in Wasser, entweicht daher nicht und wirkt giftig.

Phosphor

Phosphor ist ein wichtiger Bestandteil aller Organismen. Er bestimmt in Gewässern die pflanzliche Produktion. Durch häusliche Abwässer, intensive Düngung und Viehwirtschaft, aber auch durch uns Fischer selbst (Anfüttern) gelangen jedoch vermehrt Phosphate in die Gewässer. Auch das übertriebene Catch and Release trägt einen Teil dazu bei. Bei Entnahme

von Fischen werden rund 5g Phosphor pro Kilogramm Fisch dem Gewässer wieder entzogen. Auch sollte man am Ende des Angeltages keinesfalls nicht verbrauchte Ködermittel in das Gewässer einbringen. Das alles kann zu folgenden negativen Folgeerscheinungen führen:

• Übermäßige Pflanzen und Algenbildung

• Verändertes Fischartenspektrum

• Zunahme von Fischkrankheiten

• Störung des Sauerstoffgehaltes

• Faulschlammbildung

• Sauerstoffschwund in der Tiefe stehender Gewässer

Günther Trumpes