Analyse raumzeitlicher Veränderungen submerser Makrophytenstrukturen, ihrer Interaktionen mit Ökosystemprozessen und -funktionen mittels Integration wissensbasierter, multisensoraler Fernerkundungs- und GIS-Techniken
Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der Bodensee unterlag im vergangenen Jahrhundert starken Veränderungen der Trophie. Einer rasanten Eutrophierungsperiode zwischen 1960 und 1978 folgte eine stetige Oligotrophierung, die bis heute anhält. Die vorliegende Studie analysiert die Langzeitveränderungen der submerse Makrophytenvegetation mittels Fernerkundung und GIS-Anwendung. Dazu werden Datensätze von 1911, 1967, 1978 and 1993, 2009-2016 and 2019 analysiert und verglichen. Zur Analyse der räumlichen Heterogenität wurden Landschaftsmaße der Verbreitung funktioneller Gruppen submerser Makrophyten berechnet. Für die räumliche Analyse auf Artniveau wurden Maße und Indizes aus der Fließgewässerbewertung übertragen. Zudem wurden Habitateignungsindizes für Fische mittels GIS und Faktorenmodellen entwickelt. Aus Buchbeschreibungen wurden Verbreitungsdaten submerser Makrophyten von 1911 im GIS digitalisiert und zur Beurteilung der Resilienz mit Daten von 2019 und 2021 verglichen. Die Langzeitentwicklung der submersen Makropyhten folgt eng der Trophieentwicklung des Bodensees. Während der Eutrophierungsperiode gingen die Armleuchteralgen stark zurück zugunsten von schmalblättrigen Potamogeton-Arten und Zannichellia palustris. Neun Characeen- und 9 Potamogeton-Arten verschwanden während der Eutrophierungsperiode in den 1970er Jahren vollständig und wurden bis heute nicht wiederentdeckt. Jedoch dominieren die Characeen heute im Untersee stark, was den fortgeschrittenen Oligotrophierungsprozess belegt. Allerdings waren Characeen und Laichkräuter im Untersee zu Anfang des 20sten Jh. Gleichermaßen verbreitet, während heute die Characeen stark dominieren. Folglich ist das Ökosystem Bodensee nicht zum ursprünglichen Zustand Anfang des 20sten Jh. Zurückgekehrt, sondern hat sich zu einem stark durch Characeen dominierten System entwickelt. Zwischen 1967 und 2019 hat die bewachsene Fläche des Litorals stetig zugenommen, nach 1978 ebenso die räumliche Diversität der Wuchsformen. Zwischen 1967 und 1978 fand dagegen eine starke Homogenisierung der Wuchsformen statt, verursacht durch den Höhepunkt der Eutrophierung. Dies zeigt, dass die räumliche Vielfalt der Unterwasserlandschaft durch den Oligotrophierungsprozess anstieg, aber auch den Nutzen von Landschaftsmaßen für das Monitoring aquatischer Ökosysteme. Die Berechnung von Indizes zur Habitateignung für Barsche und Brachsen und der Laichhabitate für Stichlinge zeigt deutliche räumliche Veränderungen über die Zeit, aber auch ein kontinuierliches Angebot geeigneter Habitate. Die Validierung und Weiterentwicklung dieser Indizes trägt zum besseren Verständnis der Populationsdynamik litoraler Fischarten bei. Die Analyse von LiDAR-Daten zeigt das Potenzial solcher Daten für automatisierte Klassifikationsprozesse sowie die Erfassung und Analyse struktureller Heterogenität und Biomasse submerser Makrophyten in der Litoralzone.
