Forschung

Instrumentelle Wasserstands- und Abflussmessungen reichen in Niederösterreich für mittelgroße und kleinere Flüsse nur etwas mehr als 100 Jahre zurück. Historische Hochwasserstatistiken sind daher zeitlich beschränkt, was vor allem in Zeiten des Klimawandels mit prognostizierten häufigeren und größerem Extremhochwässern unzureichend erscheint. Für einzelne Flüsse sind historische Hochwässer anhand von Ortschroniken und Hochwassermarken dokumentiert und aufgearbeitet (vgl. z.B. Arbeiten von Heinz Wiesbauer). Es ist aber davon auszugehen, dass viele Dokumente zu historischen Hochwässern vor den instrumentellen Messungen noch nicht gesammelt und konsistent beurteilt wurden. Ziel des Projekts ist es, Informationen über historische Hochwässer in Niederösterreich vor dem Zeitpunkt von instrumentellen hydrologischen Aufzeichnungen zu sammeln und aufzubereiten. Die Erhebungen konzentrieren sich auf Hochwassermarken, ergänzend sollen aber auch schriftliche Quellen und historische Literatur gesammelt und ausgewertet werden.

Die fischereiwirtschaftlich zentralen Arten Äsche (Thymallus thymallus) und Regenbogenforelle (Onchorhynchus mykiss) weisen in weiten Teilen der Ybbs starke Populationsschwankungen und mitunter unzufriedenstellend niedrige Bestände auf. Insbesondere ein im Jahr 2024 dokumentierter Einbruch der Äschenpopulation im Mittellauf und der auffällige Rückgang der Regenbogenforelle werfen Fragen nach den dafür verantwortlichen Ursachen auf. Das beantragte Projekt zielt darauf ab, anhand abiotischer Deskriptoren – konkret Durchfluss und Wassertemperatur - populationsdemographische Entwicklungen zu erklären. Der Fokus liegt hier auf der kritischen Phase der Inkubation und Emergenz, einer Periode, die nachweislich von großer Relevanz für die weitere Populationsentwicklung von Salmoniden ist (Unfer et al., 2011a, Pinter et al., 2025). Ein zusätzlicher Fokus richtet sich auf die Entwicklung der Kohorten (Jahrgänge), also dem Überleben einzelner Altersstadien von Jahr zu Jahr. Die Datenlage der Ybbs bietet sich für diese Analysen an, da neben durchgängigen hydrologischen Daten eine lückenlose siebenjährige Datenreihe (2019 – 2025) von Fischbestandsdaten aus einem Revier flussauf von Amstetten vorliegt – eine in ihrer Form einzigartige Datengrundlage im Hyporhithral, die fundierte und detaillierte Analysen zu Reproduktionserfolg und Kohortenentwicklung ermöglicht. Im Rahmen der Interpretation sollen Einflussgrößen, wie die Gewässermorphologie und potenzielle Stressoren, wie Prädationsdruck und zwischenartliche Konkurrenz nicht unbeachtet bleiben. Mit Betrachtung der nahtlosen Populationsentwicklung wird eine neuartige Grundlage für zukünftige fischereiwirtschaftliche Schritte und Überlegungen geschaffen. Damit werden die Voraussetzungen für ein nachhaltiges und vorausschauendes Management neu definiert und eine Basis für weiterführende Überlegungen zu aktuellen Problemen der Fischereiwirtschaft (Zustand des Huchenbestandes, Folgen des Klimawandels, etc.) gelegt. Insbesondere in Anbetracht der instabilen Bestände der als vulnerabel eingestuften Äsche (Wolfram & Mikschi, 2007) sind solche Forschungsergebnisse für diese zentrale Leitart der Äschenregion von großer Bedeutung.

Temperaturveränderungen aufgrund des Klimawandels wirken neben anderen Stressoren auf Fließgewässer. Viele Tieflandflüsse weisen ein geändertes Temperaturregime auf und sind durch Wasserpflanzen, sogenannte Makrophyten, charakterisiert. Die Auswirkungen der Makrophyten auf Mikroklima, Stoffwechsel, Biodiversität, Hydraulik und Biogeochemie der Flüsse müssen daher umfassend verstanden werden. Eine Zunahme der Makrophytenbiomasse kann beispielsweise zu einer Abnahme der Oberflächenwassertemperatur und einer Verringerung der Sonneneinstrahlung in das Wasser führen, wodurch Temperaturschwankungen abgefedert werden. Daher gilt es, die Rolle der Wasserpflanzen für die Wassertemperaturdynamik, ihre Bedeutung für die lokale Biodiversität sowie die maßgeblichen Umweltfaktoren in Flüssen zu untersuchen. Das Projekt befasst sich mit dieser Wissenslücke durch eine eingehende Untersuchung des Einflusses aquatischer Makrophyten auf die Wassertemperatur und den aquatischen Stoffwechsel in Flüssen in Tieflandgebieten, indem es Monitoring-Ansätze, gezielte Experimente und integrierte Modellierung miteinander verknüpft. Das Projektteam verwendet statistische Modelle, die Variablen aus meteorologischen, hydromorphologischen und aquatischen Vegetationsfaktoren einbeziehen, um Schwankungen der Wassertemperatur genauer vorherzusagen Eine wissenschaftliche Frage, die wir testen, ist, dass Makrophytenbestände in Tieflandflüssen Temperaturanstiege und tägliche Schwankungen abfedern können und so Verschiebungen in der Algenvielfalt hin zu temperaturtoleranteren Arten und kaskadenartigen Auswirkungen auf das Nahrungsnetz abmildern. Die räumliche thermische Heterogenität nimmt in Flussabschnitten mit Makrophytenbeständen zu, was die Artenvielfalt und Ökosystemfunktionen wie die Photosynthese erhöht. Um diese wissenschaftlichen Fragen zu beantworten, untersuchen wir automatisiert die Variabilität der Wassertemperatur und verwenden verschiedene statistische Ansätze, um Schlüsselvariablen zu identifizieren. Rinnenexperimente ergänzen die Feldstudien, um kausale Zusammenhänge zu analysieren und um verbesserte Modellergebnisse zur Vorhersage klimawandelbasierter Veränderungen zu erhalten. Durch innovative Modellierungsansätze werden neue Erkenntnisse über Temperatur-Vegetation-Rückkopplungsprozesse und multitrophische Wechselwirkungen gewonnen, um Managementstrategien für die Widerstandsfähigkeit von Flussökosystemen unter Berücksichtigung ökologischer Wechselwirkungen abzuleiten. Somit fördert diese Studie unser Verständnis der Ökosystemfunktionen und der Artenvielfalt in Flüssen in einer sich erwärmenden Welt. Das Projektteam besteht aus Wissenschaftlern aus Polen und Österreich, die ihr Fachwissen in den Bereichen Hydrologie, Modellierung und Ökosystemforschung bündeln, um die Auswirkungen des Klimawandels auf Flüsse in Polen und Österreich zu untersuchen