katrinteubner

die geografische lage des torfstiches

Der Bergknappweiher (47°51’9.99''N, 11°14’18''E) liegt in der voralpinen Region in Bayern (Deutschland), etwa 50 km südwestlich von München. Der Teich befindet sich nahe der für den Bayerischen Raum sehr bekannten Seen, dem Ammersee S und dem Starnberger See. Der Bergkappweiher liegt nur etwa 15 km bzw. 6 km von diesen entfernt. Der Teich entstand durch das Stechen von Torf, ist demzufolge ein Torfstich.

der dystrophe charakter und die jahreszeitliche entwicklung des phytoplanktons

Cyanobakterien im Bergknappweiher, 2001:
Die Aufrahmung von Cyanobakterien an der Wasseroberfläche des dystrophen Teiches wird hier für den Herbst gezeigt und besteht vor allem aus Bündeln von Aphanizomenon flos-aquae. Microcystis- und Anabaena-Taxa sind hier die weniger häufig vertretenen Cyanobakterien. Der Teich wird in Hinblick auf die vier Jahreszeiten in der Galerie gezeigt. Er ist ein Moorteich (dystropher Teich), was bedeutet, dass das Wasser hohe Konzentrationen von gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC) enthält. DOC verursacht die gelb-bräunliche Wasserfärbung (siehe Foto 8 in der obigen Galerie). Diese Wasserfarbe, oder besser gesagt, der hohe DOC-Gehalt sind allerdings völlig unbedenklich für Badende im Torfstich. Im Gegenteil: Ein Wasser mit hohem DOC-Gehalt filtert UV viel stärker aus dem Wellenspektrum heraus, als ein vergleichsweise klares Teich- oder Seewasser. Der Einfluss von UV auf einen Klarwassersee im alpinen Raum lässt sich hier kurz beispielhaft für den Vierwaldstättersee ausführen. Der See liegt 454m über dem Meeresspiegel in den Schweizer Alpen und zeigt deutlich, dass die Photosynthese der Primärproduzenten in der obersten Wasserschicht von 5 m an einem sonnigen Tag durch UV gehemmt ist (siehe Abb.2 in Teubner et al. 2001 R). Messung der Photosynthese an der Wasseroberfläche in 0 und 2 m Tiefe im Vierwaldstättersee zeigen, dass Wasserproben, die von dem UV-A-Teil des Spektrums abgeschirmt wurden, viel höhere photosynthetische Raten erreichten, als Proben der gleichen Wassertiefe aber ohne UV-Schutz. Es ist weiter anhand des vertikalen Profils der Photosyntheserate in dem alpinen See ersichtlich, dass die hemmende Wirkung von UV ab 2 m mit der Wassertiefe deutlich abnimmt. In einer Tiefe von ca. 5 m sind die photosynthetischen Raten von UV-geschützten und nicht geschützten Proben etwa gleich. Der Bergknappweiher befindet sich in der voralpinen Region bei etwa 617 m über dem Meeresspiegel, und ist damit sogar leicht höher als der Vierwaldstätter See gelegen. Es lässt sich dennoch aufgrund des UV-Schutzschildes durch das gelb gefärbte Wasser vermuten, dass hier – anders als im Vierwaldstätter See - die Primärproduktion selbst nahe der Teichoberfläche keine UV-Hemmung aufweist. Es kann ansonsten allgemein davon ausgegangen werden, dass der Einfluss von UV auf das aquatische Leben in Gewässern im Alpenraum um so größer wird (z.B. werden physiologische Anpassungsstrategien sichtbar), je höher der Standort des Gewässers gelegen ist und wenn das Wasser zugleich einen niedrigen DOC-Gehalt aufweist.
Im Bergknappweiher, ist die hohe Konzentration von DOC im wesentlichen durch eingeschwemmte „alte“ Huminstoffe bedingt, die natürlicher Weise die wesentlichen organische Bestandteile der Böden darstellen („frisch“ gebildetes DOC kann auch in einem Gewässer vorkommen und wird zum Beispiel durch die im Wasser lebenden Algen ins Wasser abgegeben). Der hohe DOC-Gehalt im Bergknappweiher ist daher durch die Umgebung und den Untergrund des Teiches bedingt. Der Teich wurde durch Torfabbau geschaffen und ist auch heute noch von torf- und humushaltigen Böden der Wiesen und Waldflächen umgeben. Die Wiesen sehen zum Teil trockengelegt aus und werden heute hauptsächlich als Weideland für Rinder oder einfach zur Heuernte verwendet. Die nachhaltige Viehwirtschaft in dieser Region wird näher auf der Webseite zum Ammersee S, die der alpinen Region „Salzkammergut“ in Österreich auf der Seite vom Attersee S näher illustriert.

Bergknappweiher, 2001:
Wiesen und Wälder liegen rund um den Teich. . Bergknappweiher, 2001:
Bultförmige Tuffs von Groß-Seggenarten (Carex acutiformis/riparia) sind hier noch als kleine Pflanzen im Frühjahr am Ufer vom Teich zu sehen.

Am Ufer vom Bergknappweiher, 2001:
Dieses Foto zeigt eine asphaltierte Agrarstraße, die unmittelbar an dem Ufer des Teiches entlang führt. Die nachhaltige Tierhaltung in dieser voralpinen Region in Bayern (Deutschland) ist näher auf der Webseite über den Ammersee S dargestellt. Die nachhaltige Landwirtschaft im Alpenraum in Oberösterreich (Österreich) wird ausführlicher auf der Webseite über den Attersee S gezeigt. An den Bergknappweiher angrenzende Agrar-Dorflandschaft, 2001:
Kleine Teiche entstanden in dieser Region meist durch Torfabbau. Der Teich, der auf dem Foto zu sehen ist, liegt in unmittelbarer Nachbarschaft zum Bergknappweiher. Ein Entwässerungsgraben durch die Wiese ist auch zu sehen.

Pflanzen wachsen, blühen und fruchten und somit wechselt das Erscheinungsbild der Wiesen und Wäldern im Laufe eines Jahres. Doch nicht nur die Pflanzen- und Tiergemeinschaften um ein Gewässer, sondern auch die Gemeinschaften aquatischer Mikroorganismen im Wasserbecken ändern sich mit den Jahreszeiten. Die jahreszeitlichen Veränderungen sind dabei in der Regel nicht zufällig, sondern folgen einem Muster, welches im Einklang mit dem jahreszeitlichen Zyklus der Umweltbedingungen steht. Der Schwerpunkt dieser Website hier ist es, das saisonale Muster der Phytoplanktonentwicklung in einem flachen Wasserbecken zu veranschaulichen. Dies wird im folgenden Absatz näher beschrieben.

Phytoplankton im Bergknappweiher, 2000/2001:
Saisonale Entwicklung des Biovolumens vom Phytoplankton, beobachtet für den Zeitraum von Dezember 2000 bis November 2001. Die Fotos sind DIK-Aufnahmen mit einem Lichtmikroskop (DIK = Differentieller Interferenzkontrast). Die Grafik auf der rechten Seite zeigt den relativen Anteil monatlicher Biovolumina am jährlichen Biovolumen des Phytoplanktons für den betrachteten Zeitraum. Die Jahreszeiten sind in Weiß für den Winter, grün für den Frühling, für den Sommer blau und orange für den Herbst markiert. Die Abbildung linksseitig zeigt die monatliche Änderung der Artenzusammensetzung und Biovolumenentwicklung des Phytoplanktons über ein Jahr. Das niedrigste Phytoplankton-Biovolumen wird für die Winterzeit gemessen (siehe kleine weiße Fläche in der kreisförmigen Grafik). Einige Kieselalgen (z.B. ist die Kieselalge Aulacoseira auf den mikroskopischen Fotos für den Winter linksseitig mehrfach zu sehen) und einzellige begeißelte Grünalgen kommen beispielsweise in der in der kalten Jahreszeit vor. Mit zunehmender Tageslänge wachsen und teilen sich die Zellen des Phytoplanktons. Das Biovolumen erreicht schnell einen Spitzenwert im zeitigen Frühjahr. Wenn man allein die kühle Jahreszeit vom frühen Herbst bis zum späten Frühling betrachtet (September bis Mai) können die höchsten Biovolumina im März entwickelt werden, da zu diesem Zeitpunkt im Jahr ausreichend Nährstoffe für ein unbegrenztes Wachstum vorhanden sind. Die Nährstoffe haben sich über die kalte Jahreszeit angesammelt und liegen nun entlang der gesamten Wassersäule gut verteilt vor (bei der Frühjahrs-Vollzirkulation wird der Wasserkörper gut durchmischt). Diese Nährstoffe können nun unter den günstigen Wetterbedingungen im Frühjahr von den Phytoplankton-Organismen gut zum Wachstum genutzt werden. So zeichnet sich im Frühjahr ein exponentielles Wachstum, d.h. ein rasantes Wachstum, von schnellwüchsigen, kleinen, einzelligen Phytoplanktonarten ab. Im Bergknappweiher zählen zu diesen Formen die kleinen zentrischen Kieselalgen, die nadelförmigen Kieselalgen und die kleinen Grünalgen und Cryptophyten. Die Dominanz der kleinzelligen Arten im Frühjahr lässt sich an den hohen Werten für das Verhältnis von Zell-Oberfläche zu Zell-Volumen ablesen (siehe Dynamik dieses Verhältnises in den Flußseen, auf der Webseite Großer Müggelsee S beschrieben). Einige Wochen später, im April, ist das Phytoplankton-Biovolumen wiederum bemerkenswert niedrig. Zu diesem Zeitpunkt ist fast die niedrigste Biomasse an Phytoplankton im Jahr vorhanden, wie sich leicht in dem Kreisdiagramm ablesen lässt. Dieses geringe Phytoplankton-Biovolumen ist das Resultat einer intensiven Beweidung durch das Zooplankton. Das Wachstum von Zooplanktonorganismen hängt viel stärker von der Temperatur ab als jenes der photosynthetischen Planktonorganismen, also dem Phytoplankton. Da es eine zeitliche Verschiebung zwischen der Zunahme der Tageslänge (Wachstumssignal Licht für das Phytoplankton) und dem Anstieg der WASSER-Temperatur (Signal für den Beginn der Entwicklung des Zooplanktons) im Jahresverlauf gibt, „hinkt“ die Entwicklung des Zooplanktons der Entwicklung des Phytoplankton hinterher. Man könnte es auch anders herum formulieren: „Es läuft die Phytoplanktonentwicklung der Zooplanktonentwicklung im Frühjahr davon“ (siehe auch zeitliche Verzögerung der maximalen Jahreswerte für die Temperatur und Ereignisse der Seenphysik und Seenbiota auf den Seiten über den Mondsee S und den Ammersee S). Nach der Beweidung des Phytoplanktons nimmt auch die Zahl der Zooplanktonorganismen wegen Futtermangel wieder ab. In dieser kurzen Phase, in der sich nur noch sehr wenige biotische Schwebepartikel in der Wassersäule befinden, d.h. wenn fast kein Phytoplankton und quasi auch kein Zooplankton mehr vorhanden ist, liegt eine hohe Durchsichtigkeit des Wasserkörpers vor. Diese Phase hält wenige Tage bis etwa eine Woche an und wird als „Klarwasserstadium“ bezeichnet. Im Mai wachsen und vermehren sich die Phytoplanktonarten erneut gut, nur ist jetzt die Artenzusammensetzung nicht mehr mit der im zeitigen Frühjahr zu vergleichen. Im Phytoplankton vom Bergknappweiher herrschen jetzt groß-zellige Kieselalgen und große Kolonien der Grünalgen (Coenochloris spec.) vor. Im Sommer, d.h. in der Zeit von Juni bis August, werden der Großteil, nämlich etwa 70%, des jährlichen Phytoplankton-Biovolumens im Bergknappweiher gebildet. Dieser große Biovolumenanteil wird durch die große blaue Fläche im Kreisdiagramm veranschaulicht. Der Monat mit der höchsten Biovolumenentwicklung ist hier der Juli. Im Sommer setzt sich das Biovolumen hauptsächlich aus Cyanobakterien zusammen. Es soll dabei hervorgehoben werden, dass der Anteil der Arten oder Taxa innerhalb einer Gruppe, wie der Gruppe der Cyanobakterien, sich durchaus beträchtlich von Monat zu Monat ändern kann. So sind im Bergknappweiher im Juni einige chroococcale Cyanobakterien der Gattung Microcystis vorherrschend (u.a. M. viridis), während im Juli und August die filamentösen Formen der Cyanobakterien wie Anabaena spp. und Aphanizomenon flos-aquae vermehrt auftreten. Für viele der auf diesen Fotos gezeigten Cyanobakterien ist bekannt, dass sie Toxine produzieren können. Die im Sommer auftretenden Cyanobakterien des Bergknappweihers bilden große Kolonien und sind aus vielen Gründen meist nicht die bevorzugte Nahrung für das Zooplankton. Aufgrund der geringen Tiefe wird das Teichwasser selbst über den Sommer gelegentlich gut durchmischt. Die herbstliche Vollzirkulation infolge von Herbststürmen spielt daher für die Einmischung von Nährstoffen aus der Tiefe nahe der Sediment-Wasserzone keine wesentliche Rolle. Es wird damit auch keine herbstliche Phytoplankton-Massenentwicklung, wie es in manch anderem stehenden Gehwässer typisch ist, erwartet. Anders als im Frühjahr, wo sich die Entwicklung des Phytoplanktons nicht gleichmäßig von Monat zu Monat aufbaut, nimmt das Biovolumen des Phytoplanktons im Herbst sukzessive ab. Cyanobakterien, die im Spätsommer dominant waren, sind auch im Herbst noch vertreten (siehe auch die ähnliche Zusammensetzung des Phytoplanktons für die Periode Sommer/Herbst bzw Winter/Frühjahr in Flußsee, beschrieben auf der Webseite zum Großen Müggelsee S beschrieben). Wie auf dem mikroskopischen Foto für die September-Probe zu sehen ist, bildet Aphanizomenon flos-aquae bereits Ruhestadien, um so die kalte Jahresperiode gut zu überdauern. Anhand des Bergknappweihers hat sich damit beispielhaft gezeigt, dass die Entwicklung des Phytoplanktons dynamisch innerhalb eines Jahres verläuft. Wie viele Proben zu welchem Zeitpunkt sollten im Verlauf eines Jahres genommen werden, um solche ein Ökosystem grob einschätzen zu können? Ist eine Probe pro Jahr ausreichend? Oder ist mehr Aufwand notwendig und sollten es dann mindestens zwei oder vier bzw. sechs Probenahmen im Jahr sein, um eine zuverlässige Beurteilung eines solchen Gewässers zu ermöglichen? In der Wissenschaft, in den Behörden, aber auch bei den Schwimmteichbauern stellt sich oft die Frage, wie viele Proben sinnvoll und notwendig sind. Je nach Fragestellung und ob ein natürliches Gewässer oder ein Schwimmteich untersucht werden soll, kann die Zahl der notwendigen Probenahmen durchaus unterschiedlich ausfallen. Einige Aspekte zur Beprobung eines tiefen Sees mit einem Tiefen-Chlorophyll-Maximum werden auf der Webseite über den Mondsee S diskutiert. Einige weitere Informationen über allgemeine Muster der saisonalen Entwicklung des Phytoplanktons und der jahreszeit-bedingten Verfügbarkeit von Nährstoffen werden auf den Webseite über den Großen Müggelsee S beschrieben.

Anhand des Bergknappweihers konnte hier beispielhaft gezeigt werden, dass ein flacher Teich über weite Zeiträume im Jahr d.h. vom späten Frühjahr bis in den zeitigen Herbst, durch Aufrahmungen von Cyanobakterien an ruhigen Tagen gekennzeichnet sein kann.Cyanobakterien können jedoch nicht nur an der Wasseroberfläche aufrahmen, sondern sich auch im Gewässerkörper schwebend ausbreiten, wodurch das Wasser grün gefärbt aussieht. Cyanobakterienblüten in stehenden Gewässern sind kein Phänomen eines bestimmten Landes oder einer Region, sondern treten weltweit auf. Sie sind oft die Begleiterscheinung einer Nährstoffanreicherung in einem Gewässer. Massenentwicklungen von Cyanobakterien werden auf dieser Website für flache Seen wie die Alte Donau S, den Großen Müggelsee S & und Langen See S, Taihu S und Poyang Ssowie für Teiche, wie dem Biotop Auersthal S beschrieben. Cyanobakterienblüten können aber auch tiefen Seen vorkommen. Dies wird hier beispielsweise für den Ammersee S und den Mondsee S ausgeführt. Die saisonale Phytoplanktonentwicklung in einem flachen Flußsee wird auf der Seite zum Großen Müggelsee S näher beschrieben.