„Fließende Gewässer bilden in der Landschaft ein verzweigtes System aus langen, dünnen Lebensadern. Fließgewässer sind immer Teil eines komplexen Netzwerkes aquatischer Lebensräume“, erklärt Prof. Gabriel Singer vom Institut für Ökologie. „Aus zahlreichen Zubringern zusammengesetzt bietet ein Flussnetzwerk einen kontinuierlichen Lebensraum für eine Vielzahl von Organismen. Durch Beeinflussung des Umlandes prägt und unterhält ein Fluss weitere aquatische und semi-aquatische Lebensräume in der Umgebung, wie zum Beispiel Auenlandschaften.“ Flussnetzwerke mit ihren vielfältigen Ökosystemen stehen im Mittelpunkt der Arbeit des Gewässerökologen mit seinem 10-köpfigen Team am Institut für Ökologie. In vielen Regionen der Erde besitzen nur noch die wenigsten Flüsse und Bäche einen natürlichen Lauf, unveränderten Wasserhaushalt oder intakten Sedimenttransport – auch in Tirol. Das Abflussregime, der natürlicherweise oft variable Wasserstand, ist häufig stark durch menschliche Beeinflussung verändert. „Schwankungen in der Wassermenge, auch wenn sie den Charakter größerer Störungen in Form von Hochwasserwellen und Niedrigwasserzeiten haben, sind bis zu einem gewissen Ausmaß normal und ermöglichen Flüssen den Erhalt ihrer Lebensraumvielfalt und natürlicher Funktionen wie Selbstreinigung. Oft genug ist aber der Mensch involviert, verändert Flussläufe durch Verbauung und Begradigung, und den Wasserhaushalt durch Ausleitungen und Wasserkraftwerke“, so Singer. Für ein Flussnetzwerk bedeuten diese Einflussnahmen oft eine sogenannte Fragmentierung, deren Auswirkungen auf die Lebensräume und ihre Artenvielfalt großteils unerforscht sind: „An vielen Stellen sehen wir, dass der Verlust von frei fließenden Gewässern mit negativen Auswirkungen auf die biologische Vielfalt verbunden ist und teils irreversible Schäden an den Ökosystemen mit sich bringt. Lebensgemeinschaften in und entlang der Flüsse sind besonders stark vom Artensterben betroffen. Ein gezähmter Fluss büßt an Vielfalt in seiner Funktion als Lebensraum ein.“ In Österreich etwa ist die längste, nicht fragmentierte Strecke eines Flusses circa 60 Kilometer lang, nur noch 15 Prozent der Flüsse sind ökologisch intakt, mehr als die Hälfte der heimischen Fischarten sind gefährdet. Einer der letzten großteils freifließenden Flüsse Europas ist die Vjosa, die in Griechenland entspringt und in Albanien in die Adria mündet. In diesem fast unberührten Flussnetzwerk, in seiner gesamten Ausdehnung etwa der Größe des Inns bei Innsbruck entsprechend, forscht Singer seit mehreren Jahren. Daraus erhofft sich das Team nicht nur ein besseres Grundverständnis des komplexen Flussökosystems, sondern auch Erkenntnisse für möglichst erfolgreiche Renaturierungsprojekte in stark vom Menschen beeinflussten Bächen und Flüssen des Alpenraums.
Verbundenheit
Wird das Abflussregime eines Flusses verändert, sind die Folgen nicht nur an Ort und Stelle des Eingriffes zu verorten, sondern betreffen durch unterbundenen Artenaustausch und Ressourcentransport weite Teile des Gewässernetzwerkes. Es ist gerade die spezifische Ausgestaltung der Konnektivität, also der Verbindung zwischen den Lebensräumen, die Flusslebensräume zu solch speziellen und artenreichen Lebensräumen werden lässt. „Viele Fischarten durchwandern zum Beispiel im Laufe ihres Lebenszyklus mehrmals ein Flussnetzwerk und sind somit ein Bindeglied zwischen Lebensräumen – manchmal sogar zwischen den Ozeanen und Wäldern entlang von kleinen Oberläufen. Gut erkennbar ist diese Verbundenheit auch an Stellen, wo Flüsse ineinanderfließen: Allein schon aus der unterschiedlichen Färbung und Trübe wird ersichtlich, dass verschiedene Zusammensetzungen aufeinandertreffen“, betont Singer. Konnektivität besitzt aber nicht nur eine räumliche Dimension: „Es geht nicht nur um Kilometer, sondern auch um Zeit: Auch die Veränderung der Dauer, wie lange Wasser von A nach B braucht, nimmt Einfluss auf den Lebensraum.“ Vor diesem Hintergrund plädiert Gabriel Singer auch den Bau von Kraftwerken mit Staudämmen und Veränderungen des Abflussregimes zu sehen: „Kraftwerksbauten sind Eingriffe in komplexe Ökosysteme. Wir müssen beginnen Auswirkungen nicht nur lokal, sondern auch regional, auf Maßstab des gesamten Flussnetzwerkes zu verstehen. Denn der ‚grüne Strom’ steht einer potenziell irreversiblen Zerstörung von Ökosystemen gegenüber.“
Gabriel Singer war zu Gast im Podcast der Universität Innsbruck, „Zeit für Wissenschaft“: Im ausführlichen Gespräch erzählt er mehr über seine Arbeit in der Natur und im Labor, die Bedeutung von Wissenschaftskommunikation und Engagement im Umweltschutz – und was vom Kajakfahren für die Forschung gelernt werden kann. Auch die Frage, wie grün „grüner Strom“ heute wirklich noch sein kann, ist Thema in der 50. Episode von „Zeit für Wissenschaft“.
Biodiversität
Im Angesicht des Klimawandels spitzt sich die Situation auch für Fließgewässer-Ökosysteme zu. „Abflussregime werden in Zukunft extremer ausfallen, sowohl Trockenheit als auch Überflutungen werden zunehmen. Das steht außer Frage. Um dem begegnen zu können, brauchen Flüsse Raum, an vielen Orten mehr als wir ihnen in den letzten Jahren zugestanden haben. Oder anders formuliert: Man kann einen Fluss nicht domestizieren, man muss ihm eine gewisse Wildheit zugestehen. In den letzten 50 Jahren wurde viel begradigt und vereinheitlicht, vor allem auch seitlicher Lebensraum abgezwackt und dadurch der Abfluss beschleunigt. Das Wasser fließt zwar noch aus den Bergen Richtung Meer, aber vom Lebensraum Fluss ist oftmals nicht mehr viel übrig“, gibt Gabriel Singer zu bedenken. „Wir haben zwei Herausforderungen, denen wir uns gleichzeitig stellen müssen: dem Klimawandel und dem Verlust an Biodiversität. Naturschutz darf dem Klimaschutz nicht geopfert werden, weil die Biodiversität, die wir in unseren Lebensräumen haben, die wesentliche Versicherung gegen die massiven künftigen Folgen des Klimawandels ist.“ Singer sieht seine Arbeit im Spannungsfeld politischer und gesellschaftlicher Entscheidungen und bringt seine Expertise auch bei umstrittenen Projekten, beispielsweise dem Kraftwerksbau an der Ötztaler Ache in Tumpen/Habichen, ein. „Flüsse bieten auch Lebens-, Erholungs- und Erfahrungsraum für Menschen. Mir ist es wichtig, das Ökosystem Fluss nicht nur intellektuell zu erfassen sondern auch die emotionale Bedeutung zu erkennen. Beides lässt mich für den Schutz dieser Ökosysteme für künftige Generationen plädieren.“
Gabriel Singer (*1976) studierte Biologie an der Universität Wien, wo er 2009 mit einem Doktorat in Ökologie abschloss. Ab 2013 war er als Arbeitsgruppenleiter am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) in Berlin tätig. Seine Arbeit wurde mehrfach ausgezeichnet, seit 2016 forscht Gabriel Singer auf Basis eines renommierten ERC-Starting Grants mit seiner Arbeitsgruppe an Ökosystemfunktionen in Flussnetzwerken. Seit Dezember 2019 ist Singer Universitätsprofessor für Aquatische Biogeochemie am Institut für Ökologie. Im von der EU geförderten Horizon 2020 Projekt DRYvER beschäftigt sich Gabriel Singer aktuell in einem internationalen Team mit den Auswirkungen von durch den Klimawandel veränderten hydrologischen Regimen auf Biodiversität und Funktionen von Flussnetzwerken.
Dieser Beitrag ist in der Oktober-2021-Ausgabe des Magazins „wissenswert“ erschienen. Eine digitale Version ist hier zu finden (PDF).