Der Bach - ökologische Betrachtungen

1. Chemische und physikalische Eigenschaften des Wassers
1.1 Sauerstoffgehalt
Die für die Bachforelle wichtigste Eigenschaft des Wassers ist sein Sauerstoffgehalt, denn sie hat einen sehr hohen Bedarf (zum Vergleich: 2,83 mal mehr als der Karpfen). Der optimale Sauerstoffgehalt liegt bei etwa 10-15 mg/l und darf 6 mg/l nicht unterschreiten, wobei schon bei einem Wert unter 8 mg/l Unbehagen auftritt. Sauerstoffmangel bei der Bachforelle ist leicht an der erhöhten Atemfrequenz, den tieferen Atemzügen und den heftigeren Atembewegungen, die sich durch weit abgespreizte Kiemen und ein aufgerissenes Maul äußern, zu erkennen.
Zwei "Prozesse" liefern den Sauerstoff im Bach. Dies ist zum einem die Photosynthese der unter Wasser lebenden Pflanzen und zum anderen der Gasaustausch mit der Luft.
Bei der Photosynthese, auch Assimilation genannt, gewinnt die Pflanze Glukose aus Kohlenstoffdioxid und Wasser. Der für die Bachforelle entscheidende Aspekt liegt darin , dass bei diesem Prozess Sauerstoff frei wird. Den größten Anteil an dieser Produktion haben die Kieselalgen. Aber auch alle anderen Wasserpflanzen, von denen es reichlich im Möhrenbach gibt, betreiben Photosynthese. Ein Wiesenbach erreicht das Produktionsmaximum im Sommer, da zu dieser Jahreszeit die höchste Temperatur und die längsten Belichtungszeiten gegeben sind. In Waldbächen jedoch tritt die größte Sauerstoffproduktion im Frühjahr und Herbst auf, da im Hochsommer die Bäume voll belaubt sind und deshalb nur noch wenig Licht bis ins Gewässer dringt. Hingegen sind im Frühjahr und Herbst die Temperaturen noch akzeptabel und die Bäume tragen noch kein Laub oder keines mehr.
Eine weitere Sauerstoffquelle für den Bach stellt der Gasaustausch mit der Luft dar, der durch die Durchmischung z.B. an Wasserfällen, Stromschnellen und Wehrabfällen verstärkt wird. Deshalb halten sich die Bachforellen im Sommer gerne an solchen turbulenten Stellen auf. Falls jedoch das Wasser übersättigt ist, geht ein Teil des Sauerstoffs durch diese Durchmischung auch wieder an die Luft verloren. Verbraucht wird er durch die Atmung aller Tiere im Wasser. So benötigt die Bachforelle beispielsweise 200g Sauerstoff pro kg Körpergewicht und Stunde im Sommer. Eine Belastung mit Schwermetallen und vor allem mit organischem Material, das durch Herbstlaub besonders reichlich vorhanden ist, zehrt zusätzlichen Sauerstoff. Dieser Verlust wird durch höhere Wassertemperaturen noch beschleunigt.
Den Sauerstoff betreffend ist der Sommer für die Bachforelle die schwierigste Zeit, da mit den höheren Temperaturen zum einen ihr Verbrauch steigt, zum anderen aber die Wasserlöslichkeit des Sauerstoffs nachlässt. Bei einer Wassertemperatur von 5 Grad lösen sich beispielsweise 12,5 mg/l Sauerstoff, bei 20 Grad hingegen maximal noch knapp 9 mg/l. Im Möhrenbach wird dieses Problem durch die im Sommer hohe Photosyntheserate der Wasserpflanzen und dem daraus resultierenden Sauerstoffgewinn bewältigt. Es kann sogar eine Übersättigung vermutet werden.

1.2 pH-Wert
Der pH-Wert gibt die Konzentration von H3O+ - Ionen einer Lösung an und zeigt somit, wie sauer oder alkalisch diese ist. Diese Eigenschaft ist auch für das Bachwasser wichtig, da Fische und die im Bach lebenden Kleinorganismen in zu saurem oder zu alkalischem Wasser sterben (siehe Tabelle). Deshalb gilt ein pH-Wert im Bereich von 6,5 - 9 als ideal.

Mehrere Messungen im Möhrenbach ergaben einen konstanten pH-Wert von ca. 7,75. Er wird hauptsächlich durch den Kalksteinanteil im Einzugsgebiet des Bachs bestimmt, wobei gilt: je höher dieser Anteil ist, desto höher ist auch der pH-Wert. Da der Möhrenbach in einem Kalksteingebiet, dem Weißen Jura, fließt und auch das Gestein im Bachbett überwiegend aus Kalken und Dolomiten besteht, ist der leicht alkalische Wert zu erklären. Außerdem verbrauchen die vielen Pflanzen das Kohlendioxid und senken somit auch die Kohlensäurekonzentration.


1.3 Wassertemperatur
Die Bäche der Forellen- und Äschenregion charakterisieren kühle Temperaturen, die im Sommer höchstens 15 Grad erreichen. Deshalb sind diese Lebensräume ideal für die kaltstenotherme, also an eine enge Temperaturspanne angepasste Bachforelle.
Zwangsläufig weisen die Bäche im Sommer die höchste und im Winter die geringste Temperatur auf. Im Tagesverlauf erreichen sie am Nachmittag ihre Höchst- und am frühen Morgen ihre Tiefstwerte, da sich die Wassertemperatur nur langsam ändert und erst nach und nach die Erwärmung am Mittag und die Abkühlung in der Nacht mitvollzieht. Deshalb werden auch die Temperaturextreme im Hochsommer und Winter abgeschwächt. Der Hauptgrund für die Erwärmung des Wassers ist das Sonnenlicht. Folglich überrascht es nicht, dass wenig oder nur teilweise beschattete Bäche wie der Möhrenbach im Sommer eine höhere Temperatur aufweisen als ein Bach im schattigen Wald.
Die Wassertemperatur beeinflusst das Leben im Bach maßgeblich, da aufgrund der RGT-Regel die Pflanzen mit steigenden Temperaturen besser wachsen können und Verstecke für die Wasserlebewesen bieten. Die Denaturierung setzt meist erst bei Temperaturen von weit über 20 Grad ein und ist deshalb für die Wasserpflanzen im Bach von geringer Bedeutung. Die Wassertemperatur hat aber auch direkte Auswirkungen auf den Stoffwechsel der Fauna. Da fast alle im Wasser lebenden Tiere, mit Ausnahme der Säuger wie Bisam und Biber und der Vögel, wechselwarme sind, senken niedrige Wassertemperaturen die Stoffwechselvorgänge und die Bewegungen der Lebewesen werden langsamer. Im Winter geht dies soweit, dass viele eine Winterruhe einhalten.

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Da die eigene Messungen nur in der prallen Sonne im Bach vorgenommen wurde, stellen sie vermutlich die Temperaturmaxima dar.

2. Fließgeschwindigkeit und Strömung
Ein Fließgewässer wird - unter anderem auch anhand der Strömungsgeschwindigkeit und der Wassertemperatur - in verschiedene Regionen eingeteilt und nach den jeweiligen Leitfischen benannt. Die Gewässerregionen teilen sich von der Quelle bis zur Mündung wie folgt auf: Obere Forellenregion (Epirhithral) - Untere Forellenregion (Metarhithral) - Äschenregion (Hyporhithral) - Barbenregion - Brachsenregion - Kaulbarschregion. Der Möhrenbach ist nach dieser Einteilung der Äschenregion zuzuordnen, obwohl keine Äsche im Bach zu finden war. Das ist wahrscheinlich auf den fehlenden Äschenbesatz und den großen Feinddruck, den die Graureiher und Kormorane speziell auf die Äsche ausüben, zurückzuführen. Durch Hindernisse und variierende Gewässerbreite und -tiefe entstehen unterschiedliche Strömungsverhältnisse im Bach mit schnell (lotisch) und langsam (lenitisch) fließenden Abschnitten. Im Strömungsschatten solcher Hindernisse, wie Steinbrocken oder Wasserpflanzen, bilden sich Wirbel in denen sich die Bachforelle gerne aufhält, da sie hier ohne großen Kraftaufwand stehen kann und ihr Futter zugeschwemmt wird. Verschiedene Fließgeschwindigkeiten wechseln sich aber nicht nur im Verlauf des Baches sondern auch über die Gewässerbreite verteilt ab, zum Beispiel an Gleit- und Prallufern.

Stromschnellen, die durch eine Verengung des Bachbetts entstehen

Die Fließgeschwindigkeit verlangsamt sich vom oberen Stück bachabwärts und mündet in einem tiefen Gumpen

Video von einer ruhigen, tiefen Kurve

Der Möhrenbach ist als ein mäandrierender Bach und weist viele Prall- und Gleitufer auf VIDEO

Die Fließgeschwindigkeit variiert von 1 cm/s in ruhigen Kurven bis zu ca. 2 m/s in Stromschnellen, durchschnittlich beträgt sie jedoch ungefähr 1 m/s. Je schneller das Wasser fließt, desto mehr Sauerstoff kann mit der Luft ausgetauscht werden und auch die Wasserpflanzen können bei rascher Strömung mehr gelöste Nährstoffe aufnehmen. Die meisten Lebewesen im Bach sind durch ihr Verhalten speziell an das fließende Wasser angepasst. So lässt sich die Bachforelle ihre Nahrung mit der Strömung an ihren Standplatz zutragen, die Köcherfliegenlarven schützen sich durch Beschwerung ihres Gehäuses vor dem Abdriften und der flutende Hahnenfuß bietet durch seinen biegsamen Bau und die fädigen Blätter einen geringen Wasserwiderstand.