Large rivers’ fish assemblages under multiple pressures

Abstract

Europäische große Flüsse wurden über Jahrhunderte entscheidend verändert und zu Wasserstraßen für die Schifffahrt ausgebaut. Flussregulierung, Begradigung und Hochwasserschutz tragen zu multiplen Stressoren bei, wobei die Schifffahrt bislang keine Beachtung als potentieller zusätzlicher Einflussfaktor (Stressor) fand. Die zentrale Fragestellung dieser Arbeit befasste sich mit der Rolle der Schifffahrt zwischen multiplen Stressoren und deren Auswirkungen auf die Fischgemeinschaften großer Flüsse. Hierzu wurde die „Large River Fish Database“ (LRDB), ein weltweit einzigartiger Datensatz zusammengestellt, der 2693 Befischungen an 358 Probestellen in 16 europäischen großen Flüssen enthält. Die Probestellen sind durch verschiedene Einflussfaktoren (Stressoren) und Schiffsverkehr beschrieben. Um ein für große Flüsse repräsentatives Abbild der Fischgemeinschaften zu erhalten, wurden zunächst die angewendeten Fischfangmethoden analysiert. Mit der Elektrofischerei wurden die höchsten Fischdichten und die höchste Biodiversität erfasst. Die Elektrofischerei ist daher für eine repräsentative Erfassung der Fischgemeinschaften großer Flüsse geeignet und wurde für weitere Analysen ausgewählt. Die kommerzielle Frachtschifffahrt trat als einer der einflussreichsten Stressoren hervor, zusammen mit erhöhter Fließgeschwindigkeit und dem Verlust von Überschwemmungsflächen. Dichten von insbesondere Habitat-sensitiven Fischen sanken bereits ab acht Frachtschiffen pro Tag signifikant ab. Darüberhinaus hatte auch die Freizeitschifffahrt (Flusskreuzfahrten und motorisierte Sportboote) deutliche und zu Frachtschiffen unterscheidbare ökologische Konsequenzen. Die Wirkungen der Schifffahrt sind ebenso verheerend wie die der hydromorphologischen Degradierung und benötigen eine gesonderte Beachtung im Flussmanagement und der Flussrevitalisierung. Freizeitboote und Flussdampfer wirken der Flussrenaturierung kleinerer Wasserstraßen entgegen und gefährden den ökologischen Erfolg des Blauen Bandes.

European large rivers have been tremendously modified over centuries and transformed into waterways for inland navigation. Extensive river modifications such as river regulation, channel straightening and flood protection have resulted in multiple pressures. However, inland navigation has not been considered as a potential pressure yet. This thesis aimed to assess the role of inland navigation among the most prevailing pressures in large rivers under field conditions. A worldwide unique and complementary dataset, the Large River Fish Database (LRDB) was compiled. The LRDB consists of 2693 fish samples assessed at 358 sampling sites in 16 European large rivers. Sites were characterized by various pressure variables and frequencies of ship traffic. To derive representative samples of large rivers fish assemblages, performance of various fishing gears applied was assessed. Electrofishing samples represented highest densities of fish and highest overall biodiversity. Therefore, electrofishing is suitable for fish-based assessments of large rivers and only electrofishing samples were selected to assess multiple pressures and inland navigation. Commercial cargo navigation appeared as the most influential pressures on large rivers fish assemblages among increased velocities and the loss of floodplains. Starting at already eight passing vessels per day, densities of particularly habitat-sensitive spawners significantly declined. Moreover, recreational navigation such as river cruises and motorized sport boats had distinct ecological consequences to those of cargo vessels. Inland navigation is as detrimental as the hydromorphological degradation of the river channel and requires specific attention in river management and rehabilitation. Pleasure boating (river cruises and sport boats) will counteract river rehabilitation also in smaller waterways and delimit ecological success of the Blue Band initiative in Germany.

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DOIS: 10.1016/j.scitotenv.2018.07.403 10.1016/j.scitotenv.2018.01.307 10.1016/j.fishres.2017.09.018 10.18452/19885