unter Berücksichtigung der durch "Sauren Regen" hervorgerufenen Veränderungen der Milieubedingungen

- Untersucht wurden ökologische Valenzen von Diatomeen elektrolytarmer Bachoberläufe, vor allem bezüglich pH-Wert, Chemischem Versauerungsindex und Huminstoffgehalt. Etwa 125 der 372 untersuchten Arten waren häufig genug, um verwertbare Ergebnisse zu liefern. Die daraus resultierenden ökologischen Bewertungen sind in einer Tabelle aufgeführt. Von diesen Taxa wurden 16 besonders häufige zur Dokumentation ihrer ökologischen Valenzen (in graphischer Darstellung) ausgewählt.

- Die chemischen Meßergebnisse belegen, daß die untersuchten Gewässer zum größten Teil elektrolytarm, kaltstenotherm, oligodystroph, kalkarm, kaum gepuffert und aluminiumbelastet sind. Ein großer Teil der Gewässer ist durch einen Chemischen Versauerungsindex unter 1, einen relativ zum Kalzium hohen Magnesiumanteil und einen (im Vergleich zu den zweiwertigen) hohen Anteil einwertiger Ionen gekennzeichnet. Die UV-Absorption (A₂₅₄) ist so eng mit dem DOC-Wert korreliert, daß ihre Auftragung gegeneinander eine Gerade ergibt. Die folgenden Kationen waren jeweils mit den nachstehenden Anionen am engsten korreliert: Natrium mit Chlorid, Kalium mit Nitrat, Kalzium mit Karbonat und Magnesium mit Nitrat. Nitrat ist mit Kalium enger als mit Magnesium korreliert, Sulfat am engsten mit Kalzium. Der pH-Wert korreliert mit allen Ionen außer Sulfat (sehr hoch) signifikant positiv, mit Aluminium signifikant negativ. Die Korrelation von Natrium mit Silizium ist "nicht signifikant negativ".

Artenzahl, Diversitätsindex und Evenness (im folgenden als "Zönosen-Struktur- Parameter" bezeichnet) nehmen in oligodystrophen (A₂₅₄ < 0,06) und eudystrophen (A₂₅₄ > 0,36) Gewässern mit sinkendem pH-Wert ab. Bei mesodystrophen Gewässern (A₂₅₄ 0,06-0,36) bleiben die Zönosen-Struktur-Parameter aber über die gesamte pH-Amplitude konstant. Hier treten außerdem auch ihre höchsten Maximal- und Durchschnitts-Werte auf. Diese nehmen mit steigendem Huminstoffgehalt (bis etwa A₂₅₄ 0,4-0,8) signifikant zu, sofern nur Gewässer mit ähnlichen pH-Werten verglichen werden. Die niedrigsten Werte für die Zönosen-Struktur-Parameter findet man in pH-Bereichen mit besonders geringer Pufferkapazität. Ein Einfluß des Aluminiums auf diese Parameter ist nicht nachweisbar, während Leitfähigkeit und HCO₃ ^-- Konzentrationen positiv mit ihnen korreliert sind. Das Substrat hat zwar einen Einfluß auf die Arten-Zusammensetzung, jedoch nur einen geringen auf Zönösen-Struktur-Parameter.

- Auftragungen der Logarithmen von INDEX B gegen pH-Werte ergeben, im Gegensatz zu Datensätzen die aus stehenden Gewässern stammen, keine Geraden, sondern stark streuende Punktwolken. Bildet man Mittelwerte mehrerer Proben aus dem gleichen Gewässer, erhält man für die resultierende Geradengleichung eine bessere Korrelation. Das gleiche gilt auch, wenn die Gerade für jedes Substrat und jede Dystrophiestufe getrennt berechnet wird. Jedes Substrat und jede Dystrophiestufe liefert eine eigene Geradengleichung. Aufgrund von Diskontinuitäten, die beim Überprüfen verschiedener Kombinationsmöglichkeiten auftraten, wird eine Unterscheidung von drei "Dystrophie-Stufen" aufgrund der UV-Absorption vorgeschlagen. Die Grenzen ergeben sich bei A₂₅₄ 0,06 und A₂₅₄ 0,30 (0,36 nach Überprüfung mit der Ökologie der einzelnen Arten). Es zeigt sich, daß neben pH-Wert und Dystrophiegrad auch Hydrogenkarbonat, Chemischer Versauerungsindex und Leitfähigkeit den INDEX B beeinflussen, zumindest in bestimmten pH-Bereichen. Die Auswirkungen des Aluminiums waren dagegen geringer als aufgrund von Literaturangaben zu erwarten war.

- Die untersuchten acidophilen und acidobionten Arten tolerieren höhere pH-Werte, wenn der Kalzium-Gehalt niedriger oder der Natrium-Gehalt höher als im Durchschnitt war.

- Taxa mit Präferenz für saures Milieu haben entweder einen Verbreitungs-Schwerpunkt bei pH > 5,5 (acidophil) oder bei pH < 5,0 (acidobiont). Bei einer Gruppe von Taxa fand sich ein Optimum im dazwischenliegenden pH-Bereich, kombiniert mit großer Euryvalenz. Sie schließt die Optima sowohl der acidophilen als auch der acidobionten Taxa ein (indifferent-acidophil). Auch diese Taxa haben weitere ökologische Gemeinsamkeiten: Verbreitung bei niedrigem Chemischen Versauerungsindex, geringer Huminstoff- und HCO₃^--Konzentration, sowie hohem Aluminium-Gehalt.

- Fast alle Arten neutraler bis alkalischer Gewässer haben ein zweites Optimum ca. bei pH 4, das aber nur bei hohem Huminstoffgehalt auftritt und unterschiedlich stark ausgeprägt sein kann. Bei starker Ausprägung wurde eine Einordnung in eine als "indifferent" (nicht gleichbedeutend mit "circumneutral") bezeichnete Artengruppe vorgenommen. Als "indifferent" wurden deshalb auch Taxa eingeordnet, deren ökologischer Schwerpunkt im alkalischen (z.B. Achnanthes minutissima) oder sauren (z.B. Eunotia bilunaris) Bereich liegt. Die meisten der untersuchten Taxa sind mit der Pufferkapazität stärker als mit der (absoluten) Protonenkonzentration korreliert (Ausnahmen: Pinnularia subcapitata, P. irrorata und Navicula soehrensis). Nachdem extrem euryvalente Taxa aus den klassischen "HUSTEDT-Gruppen" entfernt wurden, lassen sich "Protonenindikatoren" (acidobionte, acidophile, circumneutrale, alkaliphile und alkalibionte Arten) und "Pufferkapazitätsindikatoren" (indifferent-acidophile und indifferente Taxa) unterscheiden.

- Bei den meisten Diatomeen sind Präferenzen für bestimmte Huminstoffgehalte erkennbar. Eudominante Vorkommen von Eunotia paludosa var. trinacria sind z.B. fast ausschließlich auf eudystrophe Gewässer beschränkt. Eunotia minor und E. subarcuatoides zeigen statt dessen eine Präferenz für oligodystrophes Milieu. Beide unterscheiden sich aber in ihrer Toleranz gegenüber Milieubedingungen, die durch "anthropogene Versauerung" aufgrund des Eintrags von Luftschadstoffen hervorgerufen werden.

- Aufgrund der Ergebnisse wurden ökologische Gruppen gebildet, in welche die Diatomeen eingeordnet wurden. Bezüglich pH-Regime und Puffersysteme erfolgte dies aufgrund von Präsenz (HUSTEDT-Gruppen), mittlerer Häufigkeit (VOUK-Gruppen) und relativer Häufigkeit (Puffergruppen). Weitere Gruppen wurden nach ihrer Präferenz bezüglich Huminstoffgehalt und ihrer Toleranz gegenüber "anthropogener Versauerung" gebildet. Die "Versauerungsindikatoren" wurden am Chemischen Versauerungsindex geeicht (unter Berücksichtigung des Huminstoffgehaltes). Bei der graphischen Auftragung der Gruppen gegen die verschiedenen (jeweils relevanten) chemischen Parameter erhält man Verteilungsmuster, die sich mit den bei einzelnen Taxa festgestellten Korrelationen weitgehend decken. Anhand der "Versauerungsgruppen" wird ein neues Biomonitoring-System zur Indikation "anthropogener Versauerung" vorgestellt.

Diese Arbeit wurde unter dem Titel "Zur Ökologie der Diatomeen elektrolytarmer Quellen und Bäche unter Berücksichtigung der durch "Sauren Regen" hervorgerufenen Veränderungen der Milieubedingungen " in der Universität Frankfurt angenommen und später von der Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg in der Reihe "Oberirdische Gewässer, Gewässerökologie", ISSN 1436-7882 als Band 51 unter dem Titel: "Fließgewässerversauerung im Schwarzwald", Ökologische Bewertung auf der Basis des Diatomeenbenthos " gedruckt.

ISBN: 3-88251-270-9

Bezug ist über die Bibliothek der LFU-Baden-Württemberg möglich.

gez.: Dr. Alles, verantwortlich für fachlichen Inhalt, Programmierung und Layout dieser Homepage