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Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge • Einzugsgebiet der Probennahmestelle > 8 km 2 • Saprobienindex (revidierte DIN 38410) mindestens „gut” • Mindestens 10 Gattungen aus den Gruppen Mollusca, Ephemeroptera, Odonata, Plecop- tera, Coleoptera und Trichoptera in einem Datensatz Mit diesen Kriterien wurden einerseits offensichtlich degradierte Probestellen ausgeschlossen (die z.B. saprobiell belastet oder strukturell beeinträchtigt sind), andererseits Datensätze ge- ringer Qualität (die sich häufig durch eine sehr geringe Anzahl nachgewiesener Taxa aus- zeichnen). Da insbesondere zur Gewässerstruktur in vielen Fällen keine Daten vorliegen, führt ein solch automatisiertes Verfahren zwangsläufig zum Ausschluss einiger für die Berechnungen geeig- neter Gewässerabschnitte, die aufgrund fehlender Daten die oben angeführten Kriterien nicht erfüllen können. Der automatisch ermittelte Datensatz wurde daher in einem zweiten Schritt noch ergänzt. In diesem Schritt wurden „Referenzstellen“, die von Bearbeitern der Länder benannt worden waren, auf ihre Eignung überprüft; ausgewählt wurden solche Stellen, die (1) als Referenzstellen benannt worden waren und (2) alle die Kriterien erfüllten, die anhand der Datenlage überprüft werden konnten (lag z.B. keine Information zur Gewässerstrukturgüte vor, wurde dieses Kriterium nicht berücksichtigt). Dieses Vorgehen führte zwar ein gewisses subjektives Moment in die Datenauswahl ein, vergrößerte die Datenbasis jedoch erheblich. In einzelnen Fällen wurden zudem Datensätze mit aufgenommen, von denen die o.a. Kriterien leicht verfehlt wurden, um sicherzustellen, dass alle „top-down“ abgegrenzten Typen und alle Regionen in der Datenbasis berücksichtigt wurden. Für die ausgewählten Datensätze wurden Angaben zur Ausprägung einiger abiotischer Para- meter (Höhenlage, Quellentfernung, dominierender Substrattyp, Gewässerbreite) und zum Einzugsgebiet (Größe, Geologie, Naturraum) zusammengestellt. Zudem wurde jede Probe- stelle einem der „top-down“ abgegrenzten Gewässertypen zugeordnet. Diese Zuordnung erfolgte durch die Bearbeiter der „Gewässertypenkarte Deutschlands“, und sie entspricht dem Arbeitsstand der Typenkarte von Anfang Dezember 2003. Insgesamt wurden drei Teildatensätze getrennt analysiert: • Alle ausgewählten Datensätze aus Mittelgebirge, (Vor-) Alpenraum und Tiefland zur Überprüfung ökoregionaler Unterschiede • Alle Datensätze aus Mittelgebirge und (Vor-) Alpenraum zur Überprüfung der Typolo- gie der Mittelgebirgs- und (Vor-) Alpengewässer • Alle Datensätze aus dem Tiefland, zur Überprüfung der Typologie der Tieflandgewässer Die Trennung des Datensatzes nach Zugehörigkeit zu den Ökoregionen basiert auf der Tatsa- che, dass sich feine typologische Unterschiede mit kleineren Datensätzen besser analysieren Fließgewässertypologie 13
Forschungsinstitut Senckenberg Forschungsstation für Mittelgebirge lassen. Wie im folgenden Kapitel geschildert, wurden für einige der Berechnungen zum Tief- land und zum Mittelgebirge nur Teile der o.a. Datensätze verwendet. 3.2.2 Datenvorbereitung In einem ersten Schritt wurden die Taxalisten taxonomisch bereinigt, um z.B. Unterschiede in der Bearbeiter-abhängigen Bestimmungstiefe zu beseitigen. Die taxonomische Bereinigung erfolgte separat für jeden Datenbestand, der weiteren Berechnungen unterzogen wurde. Das Procedere der taxonomischen Bereinigung wird in AQEM CONSORTIUM (2002) (Kapitel 10) beschrieben. Die Auswertung erfolgte aufgrund der Heterogenität der Datensätze auf qualitativem Niveau (Vorkommen/Nichtvorkommen eines Taxon), und es wurden nur die häufigsten taxonomischen Gruppen Mollusca, Ephemeroptera, Odonata, Plecoptera, Coleoptera und Trichoptera berücksichtigt. Während der Gesamtdatensatz auf Gattungsniveau bereinigt und analysiert wurde, wurden die entsprechenden Analysen für die separate Betrachtung von (Vor-) Alpen- und Mittelgebirgsgewässern einerseits und Tieflandgewässern andererseits auf Artniveau vor- genommen. Als Resultat dieses Schrittes lagen somit drei Dateien vor: • 397 Datensätze aus Mittelgebirge, (Vor-) Alpenraum und Tiefland mit insgesamt 185 Gattungen (nach der taxonomischen Bereinigung) • 131 Datensätze aus dem Tiefland mit insgesamt 143 Taxa (nach der taxonomischen Be- reinigung) • 268 Datensätze aus Mittelgebirge und (Vor-) Alpenraum mit insgesamt 230 Taxa (nach der taxonomischen Bereinigung) 3.2.3 Berechnungen Die statistische Analyse der Daten erfolgte zum überwiegenden Teil mit Hilfe des Ordinati- onsverfahrens NMS (Non-metric Multidimensional Scaling). Vorteile dieses Verfahrens sind, dass es keine linearen Beziehungen voraussetzt und keine Normalverteilung notwendig ist. Als Ergebnis erhält man ein Ordinationsdiagramm, bei dem ähnliche Datensätze nahe beiein- ander liegen und unähnliche weiter voneinander entfernt (CLARKE 1993). Die Berechnungen wurden mit dem Programm PCOrd 4.2 durchgeführt. Eine NMS stellt die Ähnlichkeit von Gewässerabschnitten ausschließlich anhand der Taxa- listen dar. Das resultierende Ordinationsdiagramm spiegelt somit unvoreingenommen die Ähnlichkeit der Biozönosen wider; jeder Punkt repräsentiert eine Probennahme und somit eine Taxaliste. Für die Interpretation der Diagramme ist es in einem zweiten Schritt jedoch hilf- reich, die einzelnen Punkte mit Zusatzinformationen zu hinterlegen; dies wird mit sogenann- ten „Overlays“ erreicht, die einer zweiten Tabelle mit abiotischen Daten entstammen. Das können z.B. die Größenklasse der jeweiligen Gewässer sein, das vorherrschende Substrat, der Fließgewässertypologie 14
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