Was ist Fließgewässer-Morphologie?

Morphologie ist die Wissenschaft von der Gestalt, oder in unserem Fall anders ausgedrückt: Die Wissenschaft, die die Formen und Funktionen von Gewässern untersucht. Während man früher z.B. lange auf die Wasserqualität geschielt hat und dort auch deutliche Verbesserungen erzielt hat, war die Frage, wie verbaut oder unverbaut unsere Gewässer sind, eher nebensächlich. Momentan ist Fließgewässermorphologie "hip". Das liegt auch an dem Zusammenhang von Fließgewässermorphologie und Hochwasserproblematik - mehr dazu hier.

Lange konnte man sich nicht so richtig einigen, wie man die morphologische Güte eines Gewässers misst und bezeichnet. Mittlerweile hat sich ein 7-stufiges Modell in der Wissenschaft durchgesetzt. Wir benutzen in unserer Übersicht für unseren Kombi-Leitfaden aber ein 4-Stufen-Modell, weil es einfacher ist und die drei fehlenden Stufen "nur" Zwischenstufen waren. Checkt mal unseren Kombileitfaden im Download-Bereich, um zu erfahren, welche Stufe wie aussieht.

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Flüsse, Bäche und die Energie der Sonne

Wie Du sicher weißt, gibt es auf der Erdoberfläche weit mehr Wasserflächen als Landflächen. Die Ozeane sind für das Leben von entscheidender Bedeutung gewesen. Leben überhaupt konnte nur im Wasser entstehen. Doch auch auf den Landflächen sind alle Lebewesen bedingungslos vom Wasser abhängig. Dass das Wasser auch dort hineingelangt - dafür sorgt die Sonne gleich in zweifacher Hinsicht: Einmal steigt durch die Sonnenenergie Meerwasser zu Wolken auf (Verdunstung) und dann sorgen die durch die Sonne angetriebenen Luftbewegungen (die Winde also) dafür, dass das Wasser nicht gleich dort aus den Wolken wieder abregnet, wo es aufstieg. Manchmal tausende Kilometer weiter geht die in Wolken gespeicherte Flüssigkeit als Regen auf das Land nieder.

Die Tropfen fallen auf den Boden und - sofern sie nicht im Boden versinken - sammeln sie sich zu Rinnsalen, die wiederum kleine Bäche bilden, die dann zu Flüssen und Strömen zusammenfließen und letztlich im Meer münden. Auch die im Erdreich versunkenen Tropfen verschwinden nicht auf ewig - sie bilden Grundwasserströme, die - wenn sie an die Oberfläche treten - Quellen bilden. All diese Wassermassen werden nur von einer Kraft bewegt: der Erdanziehungskraft.
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Erosion und Sedimentation durch und im Wasser

Bei ihrer Reise sind die Wassermassen allerdings nicht alleine. Fließendes Wasser reißt feste Teilchen mit und zwar um so mehr, je schneller es ist. Ein kleines Rinnsal beispielsweise kann in jedem Augenblick zwar nur eine kaum messbare Menge Partikel vom Untergrund abschleifen und wegtransportieren - aber über geologische Zeiträume sind das Tonnen an Material. Man spricht hierbei von Erosion.

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Der Fluss als "Transportunternehmen"

Durch Regen oder das Grundwasser werden bei der Verwitterung der Gesteine im Boden freiwerdende Salze (z.B. Natriumchlorid, Calziumcarbonat) gelöst und über die Flüsse ins Meer getragen. Hier reichern sich durch das Verdunsten des Wassers die Salze an. Dieser Vorgang ist letztlich die Ursache für den Salzgehalt unserer Meere und der großen, abflusslosen Binnenseen (wie der Tschad oder der Aral-See).
Somit ist der Fluss als "Transportunternehmen" tätig und Pflanzen werden neben dem Wasser auch mit lebensnotwendigen Nährstoffen versorgt. Aber einige spezialisierte Pflanzen profitieren noch in anderer Hinsicht vom Fluss: Brechen z.B. bei den typischerweise in Wassernähe wachsenden Weiden Äste ab, können sie vom Fluss auf eine Sandbank gespült werden. Innerhalb von wenigen Wochen bilden die Äste Wurzeln aus, wachsen fest und ein neues Hochwasser kann sie nicht mehr wegschwemmen. Ähnliches gilt auch für die Fruchtstände der Schwarzerle, die auch von dem Wasser verbreitet werden. Der Amazonas ist einer der größten Flüsse, er transportiert etwa 20% der Gesamtsumme an Wasser in Flussystemen weltweit. Dabei ist er aber nicht der größte "Transporteur" . Das Amazonassystem trägt relativ wenig Schwebstoffe oder Sedimente, weil sein Einzugsgebiet (trotz fortschreitender Zerstörung) noch gut bewaldet ist. Während er als der größte Fluss der Welt `nur´ 1438 mal 106 Tonnen/Jahr an Sedimenten mitführt, müssen die kleineren Flüsse in Neuguinea etwa 3000 mal 106 Tonnen/Jahr an Sedimenten mitführen. Grund ist, dass dort der Boden hemmungslos entwaldet wird, v.a. durch Schürfvorhaben und Raubbau. Damit sind Flüsse auch Anzeiger, dass irgendetwas mit dem Land nicht stimmt. Übrigens: Der unnatürlich hohe Sedimentanteil führt im Meer zur Veränderung der Ökosysteme, weil z.B. Korallen durch die Abdeckung von Schwebstoffen nicht mehr Licht und Nahrung bekommen.

Auen - Lebensräume zwischen den Elementen

Die Schwarzerle und fast alle Weidenarten sind typische Bewohner des Umlandes von Gewässerläufen, weil sie (wie wir ja gesehen haben) perfekt angepasst sind. Auen sind Lebensräume zwischen Wasser und Erde, sie sind feucht, werden periodisch überflutet oder sind vom schwankenden Grundwasser beeinflusst. Auenböden entstehen aus den Sedimenten, die meist während der Hochwasserperiode angeschwemmt werden und sich dann absetzen. Das heisst nicht, dass sie dort ewig liegen bleiben - schon das nächste Hochwasser kann wieder einen Teil des Materials mitnehmen. In gebirgigen Oberläufen unserer Flüsse, in denen eine plötzlich einsetzende Schneeschmelze oft riesige Mengen an Wasser und Geröll bewegt, besten die Auenböden meist aus gröberem, kiesigen Material mit wenig organischer Substanz. In den Unterläufen unserer Flüsse, bei denen ein Hochwasser oft bedeutet, dass das Wasser tage- oder wochenlang langsamfließend die Wiesen und Wälder überschwemmt, lagert sich dagegen eher sehr feines anorganisches und organisches Material ab. Diese Substanzen sind sehr nährstoffreich und bieten Pflanzen beste Vorraussetzungen für üppige Vegetation. Mehr zu den Tieren und Pflanzen in Auen hier.

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"...in Schlangenlinien fahren"?

- für Bäche und Flüsse ganz natürlich

Unteres Foto: Eine typische Abbruchkante eines Prallhangs - Teile der Wand sind in den Bach gefallen.

Solch ein nicht mehr durchflutetes Gewässerteil nennt man Altwasser. Hier bildet der Fluss nun ein stehendes Gewässer, eine Art "Sackgasse", darin und darum entsteht meist eine dichte Pflanzenwelt.

Ist der Altarm völlig vom Fluss abgeschnitten, heisst er Totarm. Totarme bekommen nur noch indirekt über das Grundwasser oder bei Hochwassern im Frühjahr frisches Wasser und trocknen auch mal aus.
Liegt (- was oft passiert -) im Wasserstrom ein Hindernis, das überflutet wird (z.B.ein Baum), so bildet sich durch das dahinter rotierende Wasser ein Kolk. Hier kann wieder das gleiche passieren, wie bei der Mäanderbildung: Ein Kolk vertieft sich selber. Daher kann er durchaus mehrere Meter tief sein. In solchen Kolken verstecken sich oft größere Fische, wie die Forelle oder die Groppe. Verlängert sich die Vertiefung, so kann eine sogenannte temporäre Flutrinne entstehen, in der - trotz des vorgelagerten Hindernisses - ein Hauptteil des Wassers durchfließt.

Der Fluss hat viele Adern...und eine Menge Platz

Ein natürlicher Flusslauf verändert sich also ständig. Daher gibt es allenfalls für einen bestimmten Moment mit einem bestimmten Wasserstand ein bestimmtes Bett.

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SAUBER! Ein kleines Wunder: die Selbstreinigungskraft

Das Wasser natürlicher Fliessgewässer hat oft einen hohen Sauerstoffgehalt. Dafür gibt es zwei Ursachen: Zum einen spielt die Wasserbewegung einen Rolle. In einem natürlichen Flusssystem wird das Wasser (mit Ausnahme des Altwassers) ständig hin- und hergewälzt. Es kann sich kaum eine stabile Schichtung des Wassers ergeben, wie etwa in einem See und sehr viel Wasser gelangt immer mal wieder an die Oberfläche, wo es den Sauerstoff der Luft aufnehmen kann. Zum anderen spielt der Uferbewuchs eine große Rolle. Bäume und Sträucher am Ufer sorgen für Schatten auf dem Wasser. Dies wiederum heißt, dass das Wasser, das in Mitteleuropa mit ca. 9ºC (als Jahresmitteltemperatur) aus den Quellen fließt, sich nur wenig erwärmen kann. Kaltes Wasser kann wesentlich mehr Sauerstoff binden als warmes. (Ein ähnliches Phänomen kennt jeder mit der Kohlensäure in Wasserflaschen. Erhitzt sich das Wasser zischt alles CO2 weg, es funktioniert mit Sauerstoff so ähnlich.) Sauerstoffreiches Wasser wiederum kann einer Vielzahl von Organismen eine Lebensgrundlage bieten. Viele Arten, wie etwa die seltene Flussperlmuschel oder Forellen, sind auf kaltes und sauerstoffreiches Wasser angewiesen.
Neben den großen gibt es noch kleine und kleinste Nutznießer: Bakterien und andere Mikroorganismen. Diese Winzlinge ernähren sich von abgestorbenen höheren Organismen und organischen Schwebstoffen, so dass einen lebendigen Fluss ständig säubern und das Wasser klar halten. Man spricht von der Selbstreinigungskraft des Gewässer. Wenn man also für eine naturbelassene Flusslandschaft sorgt, wird auch die Wasserqualität noch weiter verbessert als es unsere komplizierten Kläranlagen mit enormen technischem Aufwand leisten könnten.

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Wenn Gewässer "kippen" - Sommer, Sonne, Eutrophierung...

Leider versagt bei vielen Stillgewässern und bei manchen Bächen und Flüssen die Selbstreinigungskraft, dann "kippt" das Gewässer, wie man sagt. Dieser Prozess wird auch als Eutrophierung oder Überdüngung bezeichnet, die fast ausschließlich im Sommer/Spätsommer passiert. Wenn (z.B. durch Landwirtschaf) viele Nährstoffe im Wasser sind, gleichzeitig die Sonne stark scheint und die Wassertemperatur hoch ist, setzt starkes Algen- und Pflanzenwachstum ein. Was zunächst optimal ist, denn Pflanzen produzieren Sauerstoff, kehrt sich bald ins Gegenteil. Die Algen wachsen und überwuchern sich selber. Nur die erste Schicht Algen und Pflanzen kann noch Sauerstoff produzieren, der Rest wird abgedunkelt und stirbt aufgrund fehlender Sonne ab. Bei Verrottungsprozessen in der unteren Schicht und im Schlamm wird jetzt mehr Sauerstoff verbraucht, als die oberste Schicht Algen noch produzieren kann. Nun wird es eng, denn grade im Sommer ist auch das Volumen des Wassers klein und es kommt weniger Frischwasser an. Als erstes sterben Tiere, die viel Sauerstoff brauchen. Fische oder andere Kiementiere beispielsweise. Dies geht so lange, bis entweder mehr Frischwasser und/oder kälteres Wasser kommt. Eutrophierung hängt vor allem mit Überdüngung aber auch mit fehlender Beschattung und wenig Bewegung durch Stauung zusammen.

Hier eine Grafik zu dem Zusammenhang (bitte mit der Maus drüber gehen):