Predictiv Index of Biotic Integrity für Fließgewässer im Iran

Iran ist das zweitgrößte Land in Südwestasien, ist in mehrere Ökoregionen und unterschiedliche Klimaregionnen gegliedert und weist eine beträchtliche Fischartenvielfalt auf. Menschliche Aktivitäten haben Süßwasserökosysteme grundsätzlich meist negativ beeinflusst. Laufende Bemühungen, Effekte von menschlichen Aktivitäten zu evaluieren, erfolgten bislang mittels chemisch/physikalischer Wasserqualitätsparameter sowie Benthosorganismen. Diese Indikatoren spiegeln aber nicht vollständig menschliche Störungen wider. Dies gilt im Besonderen für hydromorphologische Eingriffe und Kontinuumsunterbrechungen. Daher fokussiert vorliegendes Projekt auf Fische als zusätzlichen Indikator, basierend auf der Annahme, dass menschliche Eingriffe signifikante Auswirkungen auf die Verbreitung von Fischarten und damit auf die Zusammensetzung und Struktur von Fischvergesellschaftungen haben. Zuerst analysieren wir die grundsätzliche fischökologische Situation und identifizieren die wesentlichen ökologischen Ansprüche und Gilden von Iranischen Fischarten. Dann stellen wir eine Datenbank über die Verbreitung von Fischarten zusammen basierend auf historischen Angaben und Berichten, Verbreitungskarten, aktuelles Artenvorkommen, sowie aktuelle Beprobungen. Danach werden landesweite Vorkommensmodelle für Arten und ökologische Gilden mittels Umweltparameter erstellt. Um die belastungsspezifische Reaktion der Fischgemeinschaften auf menschliche Eingriffe zu analysieren, werden Test-Einzugsgebiete in verschiedenen Einzugsgebieten ausgewählt. Freilandbeprobungen werden verglichen mit den erwarteten Zuständen, vorhergesagt durch die o.g. Modelle unter Verwendung unterschiedlicher Metric. Letztendlich werden reaktive Metric in einen multimetrischen Index eingearbeitet. Dieser wird den ersten großräumigen, landesweiten Index of Biotic Integrity in Asien darstellen.

Süßwasserökosysteme dienen der Versorgung mit essentiellen Ressourcen und bieten neben regulativen Eigenschaften auch kulturelle und grundlegende unterstützende Leistungen. Anthropogene Beeinträchtigungen können jedoch zum Verlust dieser Ökosystemleistungen führen. Es ist daher besonders wichtig, Oberflächengewässer zu schützen und gegebenenfalls zu restaurieren, um so den guten ökologischen Zustand zu erreichen, wie er z. B. auch von der EU-Wasserrahmenrichtlinie gefordert wird. Dieses Projekt fokussiert auf (1) die Vorhersage von Bachforellenvorkommen (Salmo trutta) für den ganzen Iran und (2) die Entwicklung von fischbasierten multimetrischen Indizes für Kaltwasser und Cyprinidengewässer im Einzugsgebiet des Kaspischen Meeres.Um das Vorkommen der Bachforelle zu analysieren, wurden insgesamt 1090 Probestellen untersucht. Fünf unterschiedliche Modellierungsverfahren (GAM, GBM, GLM, CTR und RF) wurden in einem gemeinsamen Prognoseansatz kombiniert, um so das potentielle Verbreitungsgebiet dieser Fischart im Iran zu ermitteln. Die erzielten Ergebnisse vertiefen nicht nur das Wissen zum Verbreitungsmuster der Bachforelle, sondern liefern auch Grundlagen für die zukünftige Entwicklung von Bewertungsmethoden in Fließgewässern des Iran. Zur Entwicklung der multimetrischen Fischindizes für Kaltwasser und Cyprinidengewässer wurden anfangs diverse anthropogene Beeinträchtigungen in Bezug auf Landnutzung, Konnektivität, Hydrologie, Morphologie, Wasserqualität und Biologie sowie deren Kombinationen im jeweiligen Gewässertyp untersucht. Den Ergebnissen zufolge sind die meisten Probestellen beider Gewässertypen durch diverse Landnutzungen beeinträchtigt. Des Weiteren gibt es in beiden Gewässertypen nur wenige Stellen, die lediglich eine Beeinträchtigung aufweisen, während die meisten Stellen in den Oberläufen von zwei bis drei Beeinträchtigungen, jene in Cyprinidengewässern von vielfachen Beeinträchtigungen betroffen sind. In weiterer Folge wurden die Unterschiede der Fischmetriks (Maßzahlen) zwischen Referenz- und beeinträchtigten Stellen je Gewässertyp entsprechend des standortspezifischen Modellierungsansatzes quantifiziert. Spezielle statistische Modelle wurden zur Beschreibung der Metrikreaktionen auf naturgegebene Umweltunterschiede ohne anthropogene Beeinträchtigungen verwendet. Unter Berücksichtigung der beeinträchtigten Stellen zeigt die Verteilung der Residuen in den Modellen den Reaktionsbereich der einzelnen Metriks auf anthropogene Beeinträchtigungen, unabhängig von veränderten Umweltgegebenheiten, auf. Schließlich wurden zur Entwicklung eines multimetrischen Fischindex für Gewässeroberläufe jene zwei Fischmetriks ausgewählt, welche am besten zwischen beeinträchtigten und Referenzstellen unterscheiden konnten. Im Gegensatz dazu wurden bei der Entwicklung des multimetrischen Fischindex für Cyprinidengewässer sieben Metriks in den Index aufgenommen.Die erzielten Ergebnisse können für die weitere Entwicklung von standardisierten Monitoring-Instrumenten zur Ermittlung der biologischen Beschaffenheit sowie des ökologischen Zustands und des Entwicklungstrends iranischer Gewässer herangezogen werden, was für die untersuchte Bioregion (Kaspisches Meer), die sich durch eine komplexe Geologie und ein vielfältiges Klima auszeichnet, besonders wichtig ist.