Berta Thaler, Danilo Tait, Monica Tolotti
Permafrost und seine Auswirkungen auf die Ökologie von Hochgebirgsseen

Geo.Alp 12, 2015, p. 183–234

Zusammenfassung
Im Rahmen des Interreg IV Italien-Österreich Projekts „permaqua“ wurden die Auswirkungen von abschmelzendem Permafrost, insbesondere von Blockgletschern, auf die Ökologie von Hochgebirgsseen untersucht. 15 der in der Studie erfassten Seen waren in unterschiedlichem Ausmaß von Blockgletschern beeinflusst, 18 Seen waren unbeeinflusst und dienten als Referenz. Die chemisch-physikalischen und die biologischen Untersuchungen wurden jeweils einmal im Spätsommer oder Herbst durchgeführt. Alle von Blockgletschern beeinflussten Seen wiesen einen erhöhten Ionengehalt auf, insbesondere konnten hohe Sulfat-, Magnesium- und Kalziumkonzentrationen beobachtet werden. Blockgletscherbeeinflusste Seen mit pH-Werten im sauren Bereich waren außerdem durch einen hohen Gehalt an Schwermetallen gekennzeichnet. Diese chemischen Veränderungen wirkten sich zum Teil auch auf die Lebewelt aus. Während für die Zusammensetzung des Phytoplanktons und des Phytobenthos vor allem pH-Wert und Nährstoffverhältnisse bestimmend waren und bezüglich des Zooplanktons aufgrund einer zu geringen Ausbeute keine Aussage möglich war, ergaben sich bei der Uferfauna Unterschiede zwischen Seen mit und Seen ohne Blockgletschereinfluss. Das Makrozoobenthos des Ufers der unbeeinflussten Seen war im Durchschnitt artenreicher und gleichmäßiger verteilt als das der blockgletscherbeeinflussten Seen. Die höhere Diversität war auf das Auftreten von EPT-Taxa (Ephemeroptera - Eintagsfliegen, Plecoptera - Steinfliegen, Trichoptera - Köcherfliegen) und anderer empfindlicher Arten zurückzuführen. Neben der Verringerung der Artenvielfalt in Seen mit Blockgletschereinfluss wurde auch eine unterschiedliche Zusammensetzung der Chironomiden-Gemeinschaften festgestellt. In den Seen mit Blockgletschereinfluss konnte vor allem das Vorherrschen von unempfindlichen Arten beobachtet werden. Auch die Zusammensetzung des Meiozoobenthos wies Unterschiede zwischen Seen mit und ohne Blockgletschereinfluss auf und war ebenfalls durch das Vorherrschen von Arten mit einer breiten ökologischen Valenz gekennzeichnet. Möglicherweise rufen indirekte Einflüsse des hohen Sulfatgehalts und andere Substanzen, die in den Blockgletscherabflüssen enthalten sind, Umweltbedingungen hervor, die unempfindlichen Arten einen Konkurrenzvorteil gegenüber anderen, empfindlicheren, Arten verschaffen.
Die vorliegenden Untersuchungen zeigen, dass abschmelzende Blockgletscher zu starken Veränderungen der Chemie von Hochgebirgsseen führen, die sich auch auf die Lebewelt auswirken und möglicherweise Änderungen der Funktionsweise dieser Ökosysteme bedingen. Außerdem hat diese Studie zu einer Erweiterung der Kenntnisse über die heimische Gewässerflora und Gewässerfauna beigetragen und wird als Basis für zukünftige Untersuchungen, vor allem im Hinblick auf den Klimawandel, dienen.

Abstract
The present study, carried out in the framework of the Interreg IV Italy-Austria project “permaqua”, investigated the effects of the thawing of permafrost and particularly of rock glaciers on the ecology of high altitude lakes. The ecological structure of 15 lakes influenced by rock glaciers to different extents was compared with the one of 18 unaffected lakes used as a reference. The chemical-physical and biological analyses were performed on samples taken in each lake during a single late summer or autumnal sampling. All lakes influenced by rock glaciers showed surprisingly high concentrations of sulfate, magnesium, calcium, and in the lakes with acidic pH increased concentrations of heavy metals were also found. The species composition of phytoplankton and phytobenthos was mainly determined by pH and nutrient conditions rather than by the abovementioned changes in chemical composition induced by thawing permafrost. Zooplankton densities were unfortunately too low to allow any meaningful comparison. However, differences in the composition of the littoral fauna were found between lakes with and without rock glacier influence. The littoral macrozoobenthos of the lakes not influenced by rock glaciers was generally composed of a higher number of species, additionally showing a more regular distribution. The higher diversity score was found to be due to the presence of EPT taxa (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) and other sensitive species. Together with the lower species diversity, lakes influenced by rock glaciers also showed a different composition of the chironomid communities with dominance of tolerant species. Also the meiozoobenthos showed differences between lakes with and without rock glaciers in the catchment, with the first characterized by the dominance of species with broad ecological valence. The indirect influence of high sulfate concentrations and other substances delivered to the lake by the rock glacier outflows probably produce environmental conditions which provide a competitive advantage to less sensitive species.
The present study showed that thawing rock glaciers exert significant chemical changes in high altitude lakes, which induce modifications of the biotic elements and likely affect the ecosystem functioning of these lakes. The data collected during the present study contribute to the knowledge of the local alpine aquatic flora and fauna and will prove useful for future studies, particularly those related to the investigation of the effects of climate change.


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