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Emergenz-Vergleich zweier Mittelgebirgsquellen 1973. Schlitzer Produktionsbiologische Studien (18)

MPS-Authors
http://pubman.mpdl.mpg.de/cone/persons/resource/persons56699

Gümbel,  Dietrich
Limnological River Station Schlitz, Max Planck Institute for Limnology, Max Planck Institute for Evolutionary Biology, Max Planck Society;

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Citation

Gümbel, D. (1976). Emergenz-Vergleich zweier Mittelgebirgsquellen 1973. Schlitzer Produktionsbiologische Studien (18). Archiv für Hydrobiologie/Supplement (Monographische Beiträge), 50(1), 1-53.


Cite as: http://hdl.handle.net/11858/00-001M-0000-000F-CD48-6
Abstract
Abstract The emergence from two mountain springs in the year 1973 is compared, as was that from each spring and from a station in the lower parts of the same stream. The emergence pattern in each spring (krenal zone) was very different from that lower down (especially of the rhithral zone) in the same stream. The emergence production of each spring was distinctly higher than that of regions downstream. The spring of the Breitenbach with its mostly rubble substrate was about 30% more productive than the spring of the Kalkbach with its more muddy beds. Ecological and phenological data are given. The emergence production (dryweight per square meter of water surface) in the spring of the Kalkbach was 2.596 g/m² and in the spring of the Breitenbach was 3.722 g/m². Fourty-three meters downstream (krenal zone) the production of the Kalkbach was 2.046 g/m² and 800 m downstream on the Breitenbach (rhithral zone) the production was 2.629 g/m². Zusammenfassung Vom Januar 1973 bis Februar 1974 wurde die Emergenz einer elektrolytreichen Helokrene im Buchenhochwald mit der einer elektrolytarmen Rheokrene im Buntsandstein verglichen. In unmittelbarer Quellnähe wurden je ein Haus (aus Holzrahmen, bespannt mit durchsichtiger Plastikfolie und luftdurchlässiger Gaze} über den Bach gestellt und so abgedichtet, daß nur das Bachwasser unter frei flottierenden Plastikschürzen am Ein- und Ausfluß passieren konnte. Diese Quellhäuser dienten als Emergenzfallen für die schlüpfenden Bachinsekten und hatten die Ausmaße 2 X 1,50 m. Zu diesen Quellhäusern wurden je ein Vergleichshaus betrieben, und zwar am Kalkbach von der gleichen Abmessung, am Breitenbach dagegen das 1969 errichtete, mit den Ausmaßen 12,20 X 2,80 m. Am Kalkbach, der seinen Namen von seinem hohen Kalkgehalt her hat, stand das Vergleichshaus noch innerhalb des Krenals, am Breitenbach dagegen schon im Epi-Rhithral. Ein Vergleich der Faunen beider Quellen brachte für die einzelnen Ordnungen folgende Ergebnisse: Trichoptera Die quantitativen Emergenzbefunde bestätigen im wesentlichen Thienemanns qualitative Einteilung nach der Biotop-Präferenz. Während in der helokrenen Kalkbach-Quelle (Kbq) 81,7% der Individuen durch reine Quellformen wie Crunoecia irrorata CURT., Beraea maurus CURT. und Ernodes articularis PICT. gestellt wurden, überwogen an der Breitenbach-Quelle (Bbq) mit 98 % der Individuen die Quellbach-Arten: Agapetus fuscipes CURT., Apatania fimbriata PICT., Potamophylax nigricornis PICT., Micropterna lateralis STEPH., Chaetopteryx villosa FBR. und Sericostoma pedemontanum MCL. Aus diesen Besiedlungsunterschieden entstand der Eindruck, daß die Rheokrenen allgemein Quellbach-Biozönosen und die Helokrenen reine Quellbiozönosen ausbilden - ist doch die stärkere Strömung schon ein wesentlicher Faktor des Rhithrals. Ein Vergleich der Schlüpfzeiten innerhalb des Krenals am Kalkbach ergab, daß bei den 4 häufigsten Quellarten und 2 Quellbacharten die Schlüpfzeit dort ihre größte Ausdehnung erfuhr, wo deren größte Abundanz verzeichnet wurde. Plecoptera Von den Plecopteren erwiesen sich 2 Arten als Quellformen (Nemoura marginata PICT. und Leuctra pseudosignifera AUB.) und 2 weitere als Quellbach-Formen (Protonemura auberti ILLS. und Leuctra prima KMP.). Der unterschiedliche Charakter der beiden untersuchten Quellen spiegelte sich auch in der anteilmäßigen Zusammensetzung von Quell- und Quellbach-Formen wider. Die Kbq wies erneut wesentlich mehr Quellformen und die Bbq mehr Quellbach-Formen auf. Ephemeroptera Hier bestätigte sich die erstmals von ILLIES (1952) gemachte Aussage, daß krenobionte oder krenophile Ephemeropteren in den deutschen Mittelgebirgen fehlen. Coleoptera Die aus nur 3 Arten (Cyphon palustris THOMS., Helodes marginata F. und Helodes minuta L.) bestehende Emergenz der Käfer ist dort am größten, wo die meisten Schlammablagerungen vorkommen, nämlich im Kalkbach-Sumpf-Haus (Kbs). Sie ist andererseits dort am geringsten, wo solche Sedimente fast fehlen wie im Bbq-Haus, denn die Helodiden-Larven brauchen zu ihrer Ernährung solche Sinkstoffe. Diptera Bei den einzelnen Dipterenfamilien (s. u.) bestätigten sich die aufgefundenen Unterschiede in den beiden Vergleichs-Quellen. Bemerkenswert war die unterschiedliche anteilmäßige Zusammensetzung der Gesamtfauna nach den einzelnen Ordnungen zwischen den beiden Emergenzhäusern im Krenal des Kalkbaches, die nur 35 m Luftlinie und 43 m Bachlauf auseinander standen (Tab. 24). Der produktionsbiologische Vergleich brachte das Ergebnis, daß an beiden Bächen die Produktion der Emergenz pro 1 m² Wasseroberfläche in Individuenzahl und Biomasse in den Quellen größer war als im Bachlauf. Die absoluten Werte lauten: Kbq: 2,596 g/m², Kbs: 2,046 g/m², Bbq: 3,722 g/m², Bbg: 2,629 g/m² (Tab. 25). Summary A comparison was made of the emergence from helocrene, rich in electrolytes located in a mature beech forest (Kalkbach) was compared with that from a rheocrene of low conductivity located in a red sandstone area (Breitenbach). Study dates were from January, 1973, to February, 1974. Immediately below the springs a house [2 m long X 1.50 m wide of wooden frame construction covered with transparent polyethylene (1 mm thickness) and nylon gauze] was erected over the brook. A free floating polyethylene apron at each end of the house, prevented the entry of terrestrial forms and ensured that all adults taken inside the house had originated from the water. Two additional emergence houses were erected, one 43 m downstream on the Kalkbach in the spring region and the other 800 m downstream on the Breitenbach in the epirhithral region. All houses were 2 m X 1.50 m inside except the lower house on the Breitenbach which was 12.20 X 2.80 m. The following emergence data were obtained: In the order Trichoptera, 81.7% of the individuals collected were typical of springs: Crunoecia irrorata CURT., Beraea maurus CURT. and Ernodes articularis PICT. (Tab.10). This confirms THIENEMANN'S (1923) of statements about biotope preference. In the Breitenbach, 89% of the individuals were typical of spring-brooks: Agapetus fuscipes CURT., Apatania fimbriata PICT., Potamophylax nigricornis PICT., Micropterna lateralis STEPH., Chaetopteryx villosa FBR. and Sericostoma pedemontanum MCL. (Tab. 10). It is evident that a spring-brook biocoenosis occurs in the rheocrene, where the current is appreciable. Only in the helocrene, where flow is less, is a true spring-biocoenosis found. Four of the most abundant spring types and two of the spring-brook types from the Kalkbach also had the longest hatching period (Tab. 11/12). In the Plecoptera differences observed in the Trichoptera also occurred. The Kalkbach had distinctly more individuals typical of springs such as Nemoura marginata PICT. and Leuctra pseudosignifera AUB. The Breitenbach had more spring-brook species such as Protonemura auberti ILLS. and Leuctra prima KMP.(Tab. 13). Only one individual of the order Ephemeroptera was collected on the Kalkbach and few from the spring of the Breitenbach. This confirms a suggestion made by ILLIES (1952) that Ephemeroptera do not live in middle elevation mountain springs (Tab. 15). From the order Coleoptera only three species emerged: Cyphon palustris THOMS., Helodes marginata F. und Helodes minuta L. They occurred in significant numbers only in waters of greatest sedimentation and abundant detritus (Kalkbach). This provides an ideal habitat for these Helodidae larvae (Tab. 16). The order Diptera showed results similar to those of the orders Trichoptera and Plecoptera in reference to occurrence and abundance of spring types and spring-brook types. These was a remarkable difference in the numbers within an insect order emerging in the two houses on the Kalkbach, although they were separated by only 43 m of flowing water and by a distance of 35 m in a direct line (Tab. 24). The emergence production (dry-weight per square meter watersurface) in the spring of the Breitenbach was 3.722 g/m² and in the spring of the Kalkbach was 2.596 g/m² (Tab. 25). Fourty-three meters downstream (krenal zone) the production of the Kalkbach was 2.046 g/m², and 800 m downstream on the Breitenbach (rhithral zone) the production was 2.629 g/m² (Tab. 25).