Im Fokus dieser Data Story stehen die Süßwasserfische Äsche und Brachse. Während die Äsche als selten und stark gefährdet gilt, kommt die Brachse noch häufig vor. Aber: Auch ihre Bestände gehen seit Jahren zurück. Die Auswertung der Bestandsdaten verschiedener Bundesländer kann dabei helfen, derartige Entwicklungen rechtzeitig zu bemerken – und entsprechende Schutzmaßnahmen zu ergreifen. Dieser Artikel erzählt am Beispiel der beiden Fischarten davon, welches Potenzial die einheitliche und länderübergreifende Aufbereitung von Biodiversitätsdaten birgt, wie das Infrastrukturprojekt NFDI4Biodiversity sie anstrebt – und warum es sinnvoll sein kann, Daten sprechen zu lassen.
Von Ruf und Realität:
Vorsorge
„Vorsorge ist besser als Nachsorge“ – dies gilt nicht nur für die menschliche Gesundheit, sondern auch für den Schutz von Wildtieren und Fischen, die um den Erhalt ihrer Populationen kämpfen. Einmal als bedroht oder gefährdet eingestufte Populationen benötigen sofortige Schutzmaßnahmen, um einem weiteren Rückgang entgegenzuwirken.
Doch auch häufige Arten bedürfen unseres Schutzes. Die umfassende Analyse von Daten, die der Roten Liste für Süßwasserfische und Neunaugen 2024 zugrunde liegen, offenbart einen signifikanten negativen Trend bei vierzehn Arten. Interessanterweise werden elf dieser Arten als „häufig auftretend“ klassifiziert. Bei diesen gab es die meisten Abweichungen zwischen den Aussagen der Daten und den Meinungen von Expert:innen. Trotz ihres häufigen Vorkommens ist ein frühzeitiges Handeln nach dem Prinzip „Keeping common species common“ von entscheidender Bedeutung.
Wie können genaue und zeitnahe Daten dabei helfen, die Bestände effektiv zu sichern und somit einen Beitrag zum langfristigen Schutz der Biodiversität zu leisten? Ein tieferes Verständnis der vielfältigen Süßwasserfauna und ihrer Ökosysteme ist entscheidend, um gezielte Schutzmaßnahmen zu entwickeln und umzusetzen.
Datengrundlage
Der Bericht zur Roten Liste der Fische basiert auf bundesweit harmonisierten Daten, gesammelt mit dem Ziel, genaue Bestandstrends für Fische und Neunaugen zu erfassen. Diese Daten, gewonnen aus den Fischbestandserfassungen der in den Bundesländern erhobenen Werte gemäß der Wasserrahmen-Richtlinie und der Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie, bieten einen fundierten Überblick über die Entwicklungen häufiger sowie mäßig häufiger Arten. Eine Herausforderung liegt in der Harmonisierung, um konsistente und vergleichbare Trends auf nationaler Ebene zu identifizieren.
Die Qualität dieser Daten ist entscheidend für die Bewertung des Zustands unserer aquatischen Biodiversität und die Entwicklung effektiver Schutzstrategien. Ein Blick auf die Methoden der Datenerhebung und -analyse zeigt die Bedeutung wissenschaftlicher Arbeit für den Naturschutz.
Durch das Verständnis, wie diese Daten erfasst und interpretiert werden, können wir die Dynamiken der Fischpopulationen besser erfassen, aber auch unterschiedliche Interpretationen erkennen (verstehen) um Schutzmaßnahmen gezielt verbessern.
Messstellen
Die Karte visualisiert die Standorte von Messstellen in Deutschland, welche auf den harmonisierten Datensätzen der Bundesländer basieren. Daten für den Rote Liste Bericht wurden von 13 Bundesländern bereitgestellt. Die Analyse der zeitlichen Verteilung dieser Messstellen ergab, dass Messstellen, die vor 2004 Daten lieferten, wegen der unzureichenden räumlichen Abdeckung ausgeschlossen wurden. Gleiches galt für Messstellen, die nur ein einziges Mal beprobt wurden, um die Qualität der Datenbasis zu verbessern.
Für die Erstellung des bundesweiten Bestandstrends wurden die Daten zusätzlich gefiltert, indem alle Einträge entfernt wurden, die nicht mittels Elektrofischerei gewonnen wurden. Obwohl Elektrofischerei in den meisten Bundesländern die gängige Methode ist, kamen auch andere Fischmonitoring-Methoden wie kamerabasierte Beprobung oder Fischzähler zum Einsatz.
Die Beprobung
Die Elektrofischerei ermöglicht eine schonende Analyse von Fischbeständen in Fließgewässern. Dabei erzeugt ein Elektrofischfanggerät ein elektrisches Feld zwischen einer Anode (Pluspol), gehalten in Form eines Keschers, und einer Kathode (Minuspol), die im Wasser hinter dem Fangboot platziert ist. Fische werden durch das Feld angelockt, da sie zur Anode mit geringerer Nervenstimulation schwimmen, während sie die Kathode meiden.
Diese Methode wird vor allem für Bestandserhebungen und wissenschaftliche Untersuchungen eingesetzt. Um die Effektivität in größeren Gewässern zu steigern, wird eine angepasste Kathodenform verwendet, oft ein Stahlseil, das quer durch das Gewässer gespannt und bis zum Grund mit weiteren Seilen versehen ist, um eine flächendeckende Wirkung zu erzielen. Diese Kathode wird vom Ufer aus stromaufwärts bewegt, um die Fische zu scheuchen und zum Kescher zu leiten.
Der Lebensraum eines Fisches ist wie ein fließendes Mosaik aus Wasser, Licht und Schatten, ständig in Bewegung und doch ewig sein Zuhause.
Jacques Cousteau
Lebensraum
Binnengewässer, die Flüsse, Seen, Teiche und Bäche umfassen, bieten vielseitige Lebensräume für Fische. Diese Gewässer variieren stark in Tiefe, Fließgeschwindigkeit, Temperatur und Wasserqualität, was zu einer reichen Diversität an Fischpopulationen führt. Flüsse und Bäche mit ihrer strömenden Dynamik sind Heimat für Arten, die sich an schnell fließende Bedingungen angepasst haben, wie Forellen und Äschen, die sauerstoffreiches Wasser bevorzugen. Seen und Teiche hingegen bieten ein ruhigeres Habitat, ideal für wärmeliebende und standorttreue Arten wie Karpfen und Hechte.
Die Vegetation entlang der Uferzonen und die Struktur des Gewässerbodens spielen eine wesentliche Rolle für die Nahrungsverfügbarkeit und bieten Schutz- sowie Laichplätze. Menschliche Eingriffe und Naturschutzmaßnahmen beeinflussen diese Lebensräume und damit auch die Fischpopulationen. Die Erhaltung der Biodiversität in Binnengewässern erfordert ein Gleichgewicht zwischen Nutzung und Schutz dieser wichtigen ökologischen Systeme.
- Bild: Leibniz-Institut für Länderkunde (CC-BY-NC-SA 4.0)
Die Brachse
Die Brachse Abramis brama
Familie: Karpfenfische
Maximale Länge: ca. 90 cm
Maximales Gewicht: bis zu 9 kg
Lebenserwartung: 15 - 20 Jahre
Lebensraum: Langsam fließende Flüsse (vor allem im Unterlauf), Seen, Teiche mit hohem Nährstoffanteil, vielen Algen und schlammigem Grund
Verhalten: Bildet kleine, bodennahe Schwärme im Uferbereich
Status: Häufig vorkommend, jedoch im Bestand abnehmend und somit schützenswert
Die Brachse, bekannt unter dem wissenschaftlichen Namen Abramis brama, ist ein Mitglied der Karpfenfischfamilie, die eine beachtliche Größe von bis zu 90 cm Länge und ein Gewicht von bis zu 9 kg erreichen kann. Als einzige Art ihrer Gattung, zeichnet sich die Brachse durch eine Lebenserwartung von bis zu 20 Jahren aus. Ihr bevorzugter Lebensraum sind nährstoffreiche, langsam fließende Flüsse, insbesondere im Unterlauf, sowie Seen und Teiche mit vielen Algen und einem schlammigen Grund. Dort bildet sie kleine, bodennahe Schwärme, vorwiegend im Uferbereich. Die Brachse gilt als Leitfisch der nach ihr benannten Brachsenregion.
Obwohl sie häufig vorkommt, genießt die Brachse innerhalb der Gesellschaft und der Fischerei-Community ein eher niedriges Ansehen, nicht zuletzt wegen der weitverbreiteten Einschätzung, dass sie aufgrund ihrer Populationsgröße als nicht schützenswert betrachtet wird. Im Gegensatz dazu wird die Brachse im Rote Liste Bericht als eine von 14 Arten genannt, deren Bestand abnimmt. Das zeigt wie wichtig es ist, ihren Lebensraum und die Art zu schützen.
Vorkommen der Brachse
Die Karte verzeichnet alle Messstellen, an denen zwischen den Jahren 2004 und 2020 Brachsen gefunden wurden. Sie verdeutlicht darauf insbesondere die Präsenz der Brachse in den Unterläufen der Flüsse, welche als bevorzugte Lebensräume dieser Fischart gelten. In Niedersachsen scheint auf den ersten Blick eine geringere Beprobungsdichte vorzuliegen, was jedoch im Vergleich zu den anderen Bundesländern durch die über die Jahre konstant festgelegten Koordinaten für die Messpunkte erklärt werden kann.
Aus der kartografischen Darstellung lässt sich ableiten, dass die Brachse in den untersuchten Regionen ein häufig anzutreffender Fisch ist. Diese systematische Erfassung unterstreicht nicht nur die verbreitete Präsenz der Brachse. In ihren natürlichen Habitaten. Eine weitergehende Analyse der Daten bietet auch wertvolle Einblicke in die Populationsdynamik und ökologische Verteilung dieser Art.
Die regionalisierte Darstellung auf der Ebene der Bundesländer bietet selbst keine direkten Hinweise für eine konstante Abnahme der Brachsenpopulation, eine Erkenntnis, die als alarmierend angesehen werden kann und ebenso die Einschätzung der Expert:innen unterstreicht. Im unteren Diagramm wird jedoch durch die Sammlung und Harmonisierung der Datensätze ein Trend sichtbar, der eine schleichende Reduzierung der Bestände offenlegt – ein Ergebnis, nur in der Kombination verschiedener Darstellungen und Datenauswertungen ersichtlich wird.
- Bild: Rote Liste Zentrum Bundesamt für Naturschutz
Trotz der Tendenz unter Expert:innen, die Brachse nicht als schützenswert zu betrachten, zeigt diese Entwicklung deutlich, dass Schutzmaßnahmen dringend erforderlich sind, um die langfristige Erhaltung dieser Fischart zu sichern.
Die Äsche
Die Äsche Thymallus thymallus
Familie: Salmoniden (Lachsfische)
Maximale Länge: Bis zu 60 cm (typischerweise weniger)
Maximales Gewicht: Bis zu 3 kg
Lebenserwartung: Bis zu 15 Jahre
Lebensraum: Sauerstoffreiche, klare Flüsse und Bäche mit steinigem Grund
Verhalten: Bevorzugt schnell fließende Gewässerabschnitte
Besonderheiten: Zeigt eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Umweltverschmutzung; kann als Indikator für die Wasserqualität dienen
Status: Als gefährdet eingestuft und auf der Roten Liste als im Bestand abnehmend verzeichnet
Die Äsche, bekannt unter dem wissenschaftlichen Namen Thymallus thymallus, ist ein strömungsliebender Leitfisch ihrer namensgebenden Gewässerregion. Sie zeichnet sich durch ihre Vorliebe für sauerstoffreiche, steinige und kiesige Bäche und Flüsse aus. Sie zählt zu den empfindlichsten heimischen Fischarten gegenüber Umweltverschmutzung und ist oft eine der ersten, die unter einer Verschlechterung der Wasserqualität leidet.
In den vergangenen 20 bis 30 Jahren haben Gewässerverschmutzungen die Bestände der Äsche erheblich beeinträchtigt. Bereits im Jahr 2009 wurden die Auswirkungen der Klimaerwärmung auf Fließgewässer als eine zukünftige Hauptbedrohung identifiziert, was sich in den letzten Jahren durch berichtete regionale Äschensterben während besonders heißer und trockener Sommer bestätigte.
In der Gesellschaft und der Fischerei-Community wird die Äsche sehr geschätzt und gilt als besonders schützenswert. Dies liegt nicht nur an ihrer Empfindlichkeit gegenüber Umweltveränderungen, sondern auch an ihrem Status als eine der 14 Arten, die im neuesten Bericht der Roten Liste 2023 als im Bestand abnehmend verzeichnet sind. Dies unterstreicht die dringende Notwendigkeit, Maßnahmen zum Schutz der Äsche und zur Verbesserung ihres Lebensraums zu ergreifen, um ihre Populationen für zukünftige Generationen zu erhalten.
Vorkommen der Äsche
Die Karte zeigt Messstellen, an denen die Äsche in den Beprobungsjahren der Studie gefangen wurde. Es wird ersichtlich, dass die Äsche vornehmlich in den oberen Flussregionen anzutreffen ist. Ihr Hauptvorkommen liegt jedoch in Bundesländern, die für den Rote Liste Bericht 2023 keine Daten bereitgestellt haben. Aufgrund dieser Datenlücke lässt sich, nur basierend auf einem deutschlandweiten regional und zeitlich gegliederten Bestandstrend, eine Abnahme der Äschenpopulation feststellen.
Auch für diese Art vorgenommene räumliche und zeitliche Differenzierung liefert keine unmittelbaren Hinweise auf einen stetigen Rückgang der Äschenpopulation.
Erst das Diagramm macht die Zusammenstellung und Harmonisierung der Daten einen Trend erkennbar, der eine Abnahme der Bestände aufzeigt.
- Bild: Rote Liste Zentrum Bundesamt für Naturschutz
Nur die Kombination verschiedener Darstellungen und Datenauswertungen machen die Abnahme ersichtlich. Dies unterstreicht einmal mehr die Bedeutung der umfassenden Datenerhebung und -bereitstellung für eine präzise Einschätzung des Zustands von Fischpopulationen.
Nur durch die Zusammenführung aller verfügbaren Daten kann ein vollständiges Bild der Biodiversität gewonnen und effektive Schutzmaßnahmen für bedrohte Arten wie die Äsche entwickelt werden. Die Verfügbarkeit und die Harmonisierung von Daten spielen somit eine entscheidende Rolle für die Beobachtung und den Erhalt der biologischen Vielfalt in unseren Gewässern.
Von Daten zum Kurzzeittrend
Die folgende Abbildung visualisiert die Bestandstrends von in Deutschland einheimischen Fischarten sowie eingeführten Neobiota über den Zeitraum von 2004 bis 2020. Hierfür wurden deutschlandweit Daten gesammelt. Negative Trends im Fischbestand sind durch Punkte auf der linken Seite der vertikalen, gestrichelten Linie dargestellt, während positive Trends auf der rechten Seite der Linie zu finden sind. Für Arten, deren zugehörige horizontale Fehlerbalken die vertikale gestrichelte Linie nicht kreuzen, wird der Bestandstrend als signifikant betrachtet — entweder signifikant negativ oder positiv, je nach Positionierung der Punkte.
In dieser Darstellung sind ausschließlich Fischarten berücksichtigt worden, für die Daten von mehr als 100 verschiedenen Messstellen vorliegen. Dies gewährleistet eine umfassende und repräsentative Analyse der Bestandstrends und unterstreicht die Sorgfalt, mit der die Trends deutschlandweit berechnet wurden, um ein möglichst genaues Bild der Entwicklungen in den Fischpopulationen zu erhalten.
Rückgang durch Hindernisse
Der Schutz der Biodiversität in unseren Gewässern steht zunehmend unter Druck. Ein zentrales Problem, das die Lebensfähigkeit und Vielfalt der Fischpopulationen gefährdet, ist die zunehmende Fragmentierung der Fließgewässer. In Deutschland zerteilen etwa 200.000 Barrieren – durchschnittlich zwei pro Kilometer – die Flusslandschaften. Diese Hindernisse erschweren die Wanderungen der Fische erheblich, versperren den Zugang zu wichtigen Teillebensräumen und verhindern den genetischen Austausch zwischen Populationen. Besonders diese Arten, die zwischen Meer und Binnengewässern wandern, sind stark betroffen, und in vielen Regionen hat die Unterbrechung dieser Wanderungen bereits zum lokalen Aussterben geführt.
Die Brachse
Trotz ihrer weiten Verbreitung verzeichnet die Brachse einen Rückgang in ihren Beständen, was auf verschiedene Faktoren zurückzuführen ist. Dazu gehören Umweltverschmutzung und die damit einhergehende Verschlechterung der Wasserqualität. Auch Eingriffe in die natürlichen Gewässerstrukturen, wie Flussbegradigung und der Bau von Wasserkraftwerken, führen zu einem Verlust ihres Lebensraumes.
Um den Rückgang der Brachsenpopulation zu stoppen, sind gezielte Schutzmaßnahmen notwendig. Dazu zählt die Renaturierung von Flussläufen, um vielfältige Lebensräume mit ausreichend Laichplätzen zu schaffen. Zudem müssen Nährstoffeinträge und Schadstoffe in den Gewässern reduziert werden, um die Wasserqualität zu verbessern. Klimaanpassungsstrategien sind ebenfalls entscheidend, da steigende Wassertemperaturen und veränderte Niederschlagsmuster die Lebensräume weiter belasten. Nur durch ein integriertes Management lässt sich der langfristige Erhalt der Brachse sichern.
Die Äsche
Die Abnahme der Äschenpopulation ist auf eine Kombination aus menschlichen Aktivitäten und natürlichen Veränderungen zurückzuführen, darunter die Verschlechterung der Wasserqualität durch Verschmutzung, Auswirkungen des Klimawandels mit erhöhten Wassertemperaturen, Verlust und Fragmentierung des Lebensraums durch Flusslaufveränderungen, übermäßige Befischung sowie Konkurrenz und Jagd durch nicht-heimische Arten.
Um die Bestände der Äsche zu sichern und wieder zu stärken, sind umfassende Schutzmaßnahmen erforderlich. Im Mittelpunkt stehen dabei die nachhaltige Verbesserung der Wasserqualität sowie der Schutz und die Renaturierung ihrer natürlichen Lebensräume. Diese Maßnahmen zielen darauf ab, stabile Bedingungen für Fortpflanzung und Wachstum zu schaffen, um langfristig den Erhalt der Art sicherzustellen.
Renaturierungsmaßnahmen
In Deutschland sind mehr als 90% der Flüsse und Bäche durch menschliche Aktivitäten wie Begradigung, Einengung, Verrohrung oder Unterbrechungen durch Bauwerke stark verändert worden. Diese Eingriffe beeinträchtigen die ökologische Vielfalt und Funktionsfähigkeit der Gewässer sowie ihre Eignung als Lebensraum für Fische und andere aquatische Organismen. Um die negativen Auswirkungen dieser Veränderungen zu beheben und den natürlichen Zustand der Gewässer wiederherzustellen, sind Renaturierungsmaßnahmen entscheidend. Diese Maßnahmen zielen darauf ab, die ökologische Qualität der Gewässer zu verbessern und ihre Attraktivität als Lebensraum zu erhöhen.
Auf der Grafik sind zwei Ansätze für Renaturierungsmaßnahmen dargestellt, die durch Verschieben des Reglers sichtbar werden. Im ersten Slide sieht man Maßnahmen, bei denen nur das Gewässerprofil verändert wird, beispielsweise durch die Anpassung von Uferbereichen oder die Schaffung von Strömungsrinnen. Schiebt man den Regler, zeigt sich die zweite Version, in der eine großflächige Entwicklung umgesetzt wird. Hier werden nicht nur das Gewässer, sondern auch umliegende Flächen einbezogen. Zu den Maßnahmen zählen unter anderem die Entfernung von Barrieren wie Wehre und Dämme, die Schaffung von Flachwasserzonen, die Renaturierung der Ufervegetation sowie die Verbesserung der Wasserqualität. Beide Ansätze tragen zur Verbesserung der Lebensbedingungen für Fische bei, indem sie Rückzugsräume, Nahrungsquellen und geeignete Laichplätze schaffen. Quelle Grafik: Umweltbundesamt Renaturierungsmaßnahmen zur Verbesserung des Gewässerzustandes
Interessanterweise erfordert die Renaturierung von Fließgewässern nicht immer den Einsatz schwerer Maschinen wie Bagger. Fließgewässer besitzen die Fähigkeit, sich selbst zu regenerieren, sofern sie genügend Raum für natürliche Entwicklungsprozesse erhalten und geeignete initiale Maßnahmen umgesetzt werden. Auch ohne eine umfassende Wiederherstellung des ursprünglichen Gewässerverlaufs können bereits kleine, gezielte Maßnahmen einen bedeutenden Beitrag zur Verbesserung der Gewässerstruktur leisten und damit die ökologischen Bedingungen signifikant aufwerten.
Am Beispiel der Brachse und Äsche verdeutlicht diese interaktive Data Story, wie die länderübergreifende und standardisierte Erfassung von Biodiversitätsdaten entscheidend dazu beitragen kann, den Rückgang von Arten frühzeitig zu erkennen und passende Schutzmaßnahmen zu ergreifen. Durch die enge Zusammenarbeit mehrerer Forschungseinrichtungen und den Einsatz innovativer Visualisierungstechniken eröffnet das Infrastrukturprojekt NFDI4Biodiversity neue Perspektiven auf wissenschaftliche Daten und zeigt das enorme Potenzial einer modernen, datenbasierten Biodiversitätsforschung.
Robert Köpke
Dr. Martin Friedrichs-Manthey
Dr. Jana Moser
Christian Hanewinkel
Katharina Frohne
Silke Dutzmann
NFDI4Biodiversity
Biodiversitäts-, Ökologie- und Umweltdaten aus verschiedenen Quellen, etwa von wissenschaftlichen Institutionen und IT-Service-Centern, Museen, naturkundlichen Fachgesellschaften und Landesämtern, bergen für den Erhalt der bedrohten Artenvielfalt ein immenses Potenzial. In NFDI4Biodiversity bündeln daher rund 50 Partnereinrichtungen aus all diesen Bereichen ihre wissenschaftlichen und technischen Kompetenzen, um diese Daten besser auffindbar, zugänglich, untereinander verknüpfbar und wiederverwendbar zu machen.
Gemeinsames Ziel ist es, eine digitale Infrastruktur zu entwickeln – die sogenannten Research Data Commons –, die es Nutzenden ermöglicht, auf einen umfassenden Bestand an Biodiversitäts- und Umweltdaten zuzugreifen, selbst Daten einzureichen sowie alltagstaugliche und praxiserprobte Methoden und Werkzeuge für die Archivierung, Publikation, Suche und Analyse von Daten anzuwenden. Eingebracht werden diese Services von den Partnerinstitutionen.
Das Projekt wird in einer ersten Förderphase von 2020 bis 2025 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert und ist Teil der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI). Ziel der NFDI ist es, Datenbestände aus Wissenschaft, Forschung und anderen Bereichen für das gesamte deutsche Wissenschaftssystem systematisch zu erschließen und nachhaltig sowie qualitativ nutzbar zu machen.
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