Modellierung der Ausbreitungsmechanismen von Fischlarven

Fische stellen aufgrund ihrer sich während des Lebenszyklus ändernden Habitatnutzungen wichtige Indikatoren für die ökologische Funktionsfähigkeit von Flüssen dar. Besonders die Konnektivität von Laich- und Aufwuchsarealen ist für Fische von großer Bedeutung für die Entwicklung und den Erhalt der Populationen. Die Verminderung der Konnektivität wird in vielen Gewässersystemen als eine der Hauptursachen für Populationsrückgänge angeführt. Larvenstadien nehmen in Fischpopulationen eine Schlüsselfunktion für die Bestandsgröße ein, insbesondere trägt ihre Verbreitung maßgeblich zum Populationserhalt bei. In diesem Projekt werden larvale Ausbreitungsmuster hinsichtlich ontogenetischer und hydromorphologischer Aspekte untersucht, indem individuell markierte Larven zweier unterschiedlicher ontogenetischer Stadien in zwei hydromorphologisch unterschiedliche Flusshabitate der Donau ausgebracht werden. Anhand eines "integrativen Habitatmodellansatzes" werden anhand von Wiederfängen beobachtete räumlich-zeitliche Muster mit generierten Partikelpfaden aus einem dreidimensionalen hydrodynamisch-numerischen Modell verschnitten. Daraus lassen sich Aussagen über die Art der Verbreitung und deren steuernde Faktoren treffen. Dieser Ansatz ermöglicht ebenso Rückschlüsse auf die Lage und die Konnektivität zwischen potentiellen Laicharealen und Aufwuchsarealen anhand der festgestellten Verbreitungsmuster zu ziehen. Ein besseres Verständnis der Funktion und der steuernden Faktoren larvaler Verbreitungsmuster stellt darüberhinaus eine neue und wichtige Planungsgrundlage in der angewandten Restaurierungsökologie dar.

Fische stellen aufgrund ihrer sich während des Lebenszyklus ändernden Habitatnutzungen wichtige Indikatoren für die ökologische Funktionsfähigkeit von Flüssen dar. Besonders die Konnektivität von Laich- und Aufwuchshabitaten ist für die Entwicklung und den Erhalt der Populationen von großer Bedeutung. Die Verminderung der Konnektivität wird global in vielen Gewässersystemen als eine der Hauptursachen für Populationsrückgänge angeführt. Larvenstadien nehmen in Fischpopulationen eine Schlüsselfunktion für die Bestandsgröße ein, insbesondere trägt ihre Verbreitung maßgeblich zum Populationserhalt bei.Im Rahmen einer interdisziplinären und interuniversitären Kooperation erfolgte in diesem Projekt die Untersuchung von Verbreitungsmustern von Fischlarven mittels Labor- und Freilandexperimenten. Die im Freiland durchgeführten Markierungs-Wiederfangexperimente zeigten, dass die Ufermorphologie und die hydraulischen Bedingungen im Fluss die Larvendrift und die Besiedelung der Aufwuchshabitate stark beeinflussen. Die Ergebnisse zeigen weiters, dass die Retention und die Konnektivität zwischen Laicharealen und Aufwuchshabitaten, sowie zwischen verschiedenen Aufwuchshabitaten, in naturnahen, dynamischen Uferbereichen deutlich höher als an den stark regulierten und modifizierten Ufern ist. Im Vergleich zur passiven Diffusion künstlicher Partikel weisen bereits frühe Entwicklungsstadien deutliche aktive Komponenten auf, die auf ein ausgeprägtes Orientierungsvermögen und Verhaltensrepertoire hinweisen. Basierend auf diese im Labor erhobenen Informationen von Rheorekationen wurde ein Modell entwickelt, welches bestimmte Verbreitungsmuster und deren Dauer simuliert, wobei die Fließgeschwindigkeit als Hauptfaktor für die Orientierung und Navigation betrachtet wird. Anhand eines zufallsbasierten Ansatzes (random walk), und unter Berücksichtigung der Orientierung und Schwimmgeschwindigkeit entsprechend der vorherrschenden Strömungssituation, kann somit der Verbreitungspfad von einzelnen Fischlarven berechnet werden. Diese neuen Ergebnisse vertiefen das Verständnis für Ausbreitungsprozesse von Fischlarven in Fließgewässern, und stellen eine wichtige Basis für ein zukünftiges Gewässermanagement dar.