Ecological assessment of different riverbank revitalisation measures to restore riparian vegetation in a highly modified river

Ökologische Bewertung unterschiedlicher Uferstrukturierungsmaßnahmen zur Renaturierung der Ufervegetation eines anthropogen geprägten Flusses

  • Since anthropogenic activities have become concentrated along rivers, river regulations have strongly reduced the lateral connectivity by separating rivers from their floodplains. Consequently riparian habitat heterogeneity and the related species diversity are degrading, especially in highly modified prealpine rivers. Riverbank revitalisation measures aim at mitigating this degradation and river restoration projects have become widespread. Nonetheless, little knowledge exists about their specific outcome, as standardised monitoring programs are missing. The aim of this study is to systematically compare vegetation change in response to three contrasting measures of bank diversification, i.e. embankment removal, sand input or gravel addition. Moreover, the influence of these measures on adjacent vegetation is studied. Conclusions were drawn on the basis of three common goals of restoration projects: (i) improvement of vegetation structure, (ii) increase of species diversity, and (iii) characteristic species composition. The field work was done along River Inn northeast of Munich. Vegetation structure, species identity and cover as well as selected habitat variables were recorded in a stratified randomised sampling design; variation between measures was analysed using uni- and multivariate statistics. We detected great differences in the effect of the three measures two years after implementation. Embankment removal initiated highly dynamic habitats where plant establishment was difficult. The input of sand led to a rather homogenous species composition, at least partly because the habitats were productive and therefore most likely will develop to tall reed stands or riparian forests. After gravel addition the restored sites remained relatively open, while riparian pioneer species could colonise. Vegetation structure and composition of adjacent reed stands were positively affected. The results indicate how restoration outcomes can vary depending on the specific measures chosen. This confirms the need for careful consideration of the pursued goals and site-specific conditions prior to implementation as well as long-term monitoring after implementation.
  • Einleitung: Fließgewässer und ihre Auen gehören zu den artenreichsten Ökosystemen der Welt (WARD et al. 1999). Mit der Intensivierung der anthropogenen Nutzung in Flussauen wurden Flüsse zunehmend verbaut und ihre Gewässerstruktur sowie die natürliche Fließgewässerdynamik beeinträchtigt (HABERSACK & PIÉGAY 2008). Dabei sind das Auftreten regelmäßiger Störungen und eine intakte laterale Konnektivität notwendig für den Artenreichtum der Aue (WARD et al. 1999). Besonders in den stark verbauten Voralpenflüssen wird die Revitalisierung im Sinne einer Strukturverbesserung zur Dynamisierung der Auen zu einer dringenden Notwendigkeit. Eine Studie von BERNHARDT et al. (2005) belegt eine starke Zunahme von Renaturierungsprojekten an Flüssen. Standardisierte, langjährige Monitoringprogramme sind dabei bisher selten (CHAPMAN & UNDERWOOD 2000), aber unbedingt nötig, um den Erfolg der Maßnahmen bewerten und zukünftige Projekte zielgerichteter durchführen zu können. Ziel dieser Arbeit ist ein systematischer Vergleich unterschiedlicher Uferstrukturierungsmaßnahmen und die Untersuchung des Einflusses dieser Maßnahmen auf die Vegetation. Die abschließende Bewertung erfolgte anhand von drei in Renaturierungsprojekten häufig verfolgten Zielen: (1) Verbesserung der Vegetationsstruktur, (2) Erhöhung der Artenvielfalt und (3) charakteristische Artenzusammensetzung. Material und Methoden: Das Untersuchungsgebiet liegt an einem stark anthropogen überprägten Fluss des bayerischen Voralpenlandes, dem Inn südlich und nördlich von Wasserburg. Dort wurden mit dem Ziel der Dynamisierung des Flusses die Ufer umstrukturiert. Die durchgeführten Maßnahmen lassen sich in drei Gruppen einteilen: Uferanbruch (Entsteinung, Aufbrechen), Kies- und Sandzugabe. In einem stratifiziert-randomisierten Aufnahmedesign wurden gezielt die Vegetationsstruktur, die Deckung der Arten und ausgewählte abiotische Größen (pH-Wert, Uferentfernung, Uferneigung) erhoben. Als Straten dienten die vorgefundenen Strukturtypen "Röhricht" und "Pionierfluren". Die Datenauswertung erfolgte anhand uni- und multivariater Analysen. Ergebnisse: Alle drei Maßnahmentypen unterschieden sich bezüglich der Vegetationsstruktur. Die Rohbodendeckung war maximal nach Revitalisierung durch Uferanbruch. Die Vegetationshöhe und -deckung am Flussufer waren am höchsten nach Zugabe von Sand. Die Probeflächen mit Uferanbruch wiesen eine starke Streuung der Artenzahl auf, und auch die Diversität der angrenzenden Röhrichte war erhöht. Alle drei Maßnahmen unterscheiden sich deutlich in ihrer Artenzusammensetzung, wobei erneut die Maßnahme des Uferanbruchs eine sehr heterogene Entwicklung bewirkte. An Renaturierungsflächen angrenzende Röhrichte zeigten eine veränderte Artenzusammensetzung im Vergleich mit Kontrollflächen. Diskussion: Zwei Jahre nach der Durchführung führten die drei untersuchten Maßnahmen zu großen Unterschieden in der Vegetationsentwicklung. Durch die Entfernung der Uferbefestigung entstehen dynamische Habitate, auf denen sich nur wenige Pflanzen etablieren. Wie auch in der Studie von JÄHNIG et al. (2009) führt die Kieszugabe zu einer vergleichsweise offenen Vegetationsstruktur, in der sich auentypische Pionierarten ansiedeln. Auf Sandflächen stellt sich eine homogene Artenzusammensetzung ein; diese lässt sich zumindest teilweise durch die hohe Produktivität der Standorte erklären, die sich vermutlich entweder in Richtung Röhricht (FRIESE et al. 2000) oder Auwald (KARRENBERG et al. 2002) entwickeln werden, jedenfalls wenn Störungsereignisse ausbleiben. Die beobachteten Entwicklungen zeigen die kurzfristige Reaktion der Auepflanzen auf die Uferstrukturierungsmaßnahmen. Für eine abschließende Beurteilung der Wirksamkeit der Maßnahmen ist jedoch ein längerfristiges Monitoring nötig (JANUSCHKE 2014). Wenn die natürliche Dynamik des Flusses nicht ausreicht, müsste über geeignete Managementstrategien zur Offenhaltung von Pionierstandorten nachgedacht werden. Perspektiven für die Renaturierung: Die Ergebnisse zeigen, wie unterschiedlich die Wirkungen einzelner Renaturierungsmaßnahmen sein können. Dies unterstreicht, wie wichtig es ist, vor den Maßnahmen abzuwägen, welche Renaturierungsziele unter den gegebenen lokalen Bedingungen verfolgt werden sollen. Nach Maßnahmendurchführung ist ein Langzeitmonitoring wünschenswert.

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Metadaten
Author:Katharina Strobl, Anna-Lena Wurfer, Johannes Kollmann
URN:urn:nbn:de:hebis:30:3-381739
DOI:https://doi.org/10.14471/2015.35.005
ISSN:0722-494X
Parent Title (German):Tuexenia : Mitteilungen der Floristisch-Soziologischen Arbeitsgemeinschaft
Publisher:Floristisch-Soziologische Arbeitsgemeinschaft
Place of publication:Göttingen
Document Type:Article
Language:English
Year of Completion:2015
Year of first Publication:2015
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Release Date:2015/09/18
Tag:embankment removal; floodplain; gravel addition; monitoring; restoration; sand input
GND Keyword:Unterer Inn; Uferpflanzen; Renaturierung <Ökologie>; Pflanzengesellschaft
Volume:35
Page Number:18
First Page:177
Last Page:194
HeBIS-PPN:371166292
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 58 Pflanzen (Botanik) / 580 Pflanzen (Botanik)
Sammlungen:Sammlung Biologie / Sondersammelgebiets-Volltexte
Zeitschriften / Jahresberichte:Tuexenia : Mitteilungen der Floristisch-Soziologischen Arbeitsgemeinschaft / Tuexenia : Mitteilungen der Floristisch-Soziologischen Arbeitsgemeinschaft, Band 35 (2015)
:urn:nbn:de:hebis:30:3-381475
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht