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Chironomiden-Emergenz 1970 in Breitenbach und Rohrwiesenbach. Schlitzer Produktionsbiologische Studien (10)

MPG-Autoren
http://pubman.mpdl.mpg.de/cone/persons/resource/persons56886

Ringe,  Friedhelm
Limnological River Station Schlitz, Max Planck Institute for Limnology, Max Planck Institute for Evolutionary Biology, Max Planck Society;

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Ringe, F. (1974). Chironomiden-Emergenz 1970 in Breitenbach und Rohrwiesenbach. Schlitzer Produktionsbiologische Studien (10). Archiv für Hydrobiologie/Supplement, 45(2/3), 212-304.


Zitierlink: http://hdl.handle.net/11858/00-001M-0000-000F-CDA0-F
Zusammenfassung
Abstract Two greenhouses were set over small brooks near Schlitz/Hessen. Daily samples of the emerging insects gave information on annual production of adult Chironomidae in 1970. In the Breitenbach, 81 species with 27 355 ind./m² (85% of total emergence) and 2.34 g/m² (43% of total biomass) were collected, while the Rohrwiesenbach yielded 85 species with 5 476 ind./m² (74%) and 0.92 g/m² (29%). These figures give a good impression of the significance of chironomids in running-water ecosystems. Ecological and phenological data are given. For the more abundant species the numbers of flying-periods and generations are discussed and shown by diagrams. In the Breitenbach we found a distinct summer maximum of emergence which did not occur in the other brook. This phenomenon might be due to a summer-reduction of supply of allochthonous material, as the main basis of the food chain in the Rohrwiesenbach. Finally, the males of Paracladopelma schlitzensis n. sp., a species which was abundant in the Breitenbach, are described and partlyigured. Summary Two greenhouses were set over small brooks near Schlitz/Hessen. Dai1y samples of the "emergence" (the number of species and individuals of benthic insects emerged out of a defined area) gave information on their phenology and production. The Breitenbach (Btb) runs through meadows (Fig. 1); it is a brook with a high primary production of algae and macrophytes. The trophic basis of the Rohrwiesenbach (Rwb), which has its banks grown with trees and shrubs (Fig.2), is mainly allochthonous material. This investigation only deals with the c h i r o n o m i d s of the two study-areas. Numerically, they dominate the emergence absolutely: In the Btb 284 497 specimens (i. e. 27 355 ind/m²), in the Rwb 58 594 (i. e. 5 476 ind./m²) were registered; these are about 85 and 74 % of the total emergence. The number of species, 81 and 85, respectively, is about 50 % of the total number of species. In both brooks, the subfamily Orthocladiinae with 55 and 50 species was most important, whereas only 6 and 7 Tanypodinae and 20 and 28 Chironominae occurred. Also, in the Btb Orthocladiinae held their leading position quantitatively with 97,5 % of all chironomids, whereas in the Rwb they were surpassed by the Chironominae: 35,8 % and 62,8 %, respectively. In both brooks, Tanypodinae were not important (Tab. 4, 5). In total, 108 species were recorded (Tab. A-G), of which 60 lived in both tributaries, 48 only in one or the other - a remarkable differentiation. In the Btb, the cold-stenotherm, rheobiont-rheophil, lotic taxa dominate, whereas the eurytherm, rheophil, lenitic species prevail in the Rwb. An ecological analysis of the chironomid constituents leads to a classification of the Btb-station as epirhithral. The Rwb-area lies in a transition reach between epi- and hyporhithral. As far as chironomid taxocens are concerned, an association of moss- (and algae-) inhabitants with Thienemanniella partita and Eukiefferiella minor was dominant in the Btb (Tab. 8). In the Rwb, on the other hand, a typical Micropsectra-praecoxsynusie (after MARLIER) of lenitic reaches was most important (Tab. 9). Concerning the phenology, the investigations showed that the Btb has its yearly maximum of emergence in midsummer (beside lower maxima in spring and autumn), and the Rwb has two maxima, one in spring and the other in autumn with a distinct decrease in summer (Diagr. 1). This possibly might be caused by, among other factors, the trophic differences of the brooks. There was much evidence that many species produced 2 generations in a year; the Tanypodinae normally produced only 1 (rarely 2?). The Orthocladiinae reared 1-2 (rarely 3?), the Chironominae 1-2 generations/year. The ecological conditions have important influences on the sequence of generations. There are some hints, that in many cases those generations whose flying periods fall into the cooler months are separated by the pessimal winter temperatures into two parts. Normally, two generations are not divided by marked gaps between their flying periods but only by decreases of emergence which need not to be very distinct. In those cases, a significant alteration of individual dry weight (besides the regular fluctuations of sex-rations) was used for differentiation: The spring-emerging populations are up to twice as heavy as members of the following populations, owing to their prolonged larval development. Of the abundant species some have one flying period during the year, others two or possibly three. The sex-ratio was rarely near 1:1, and at times the percentage of females reaches 90 %. Connections seem to exist between this phenomenon and the occurrence of separated generations: Animals emerging in the spring are often nearly all females. The biomass of chironomid-emergence was 24.3 g (2.34 g/m²) in the Btb and 9.8 g (0.92 g/m²) in the Rwb-station (Tab. 13). These values are 43 and 29 % of the total emergence biomass, respectively; so Chironomidae are first-rank secondary producers. Finally, Paracladopelma schlitzensis n. sp., which lives abundantly in the Btb, is described and figured (Abb. 2, Photo 3). Zusammenfassung Über zwei im hessischen Bergland bei Schlitz gelegenen Bächen wurden gläserne Fanghäuser errichtet, in denen durch tägliches Absammeln die Emergenz der Fließwasserinsekten, d. h. die Arten- und Individuenzahl der jährlich auf einer definierten Fläche geschlüpften Imagines, zu ermitteln war. Bei dem Breitenbach (Btb) handelt es sich um einen Wiesenbach mit erheblicher Primärproduktion durch Algen und höhere Wasserpflanzen, während die trophische Grundlage im Rohrwiesenbach (Rwb) überwiegend aus Allochthonmaterial besteht. Die vorliegende Arbeit über die Emergenz des Jahres 1970 behandelt allein die Dipterenfamilie C h i r o n o m i d a e, die allerdings quantitativ gegenüber allen anderen Gruppen weitaus überwiegt: Am Btb wurden 284 497 geschlüpfte Ex. (ca. 27 355 Ex./m²), am Rwb 58 594 Ex. (ca. 5 476 Ex./m²) registriert, d. h. ca. 85 bzw. 74 % aller benthischen Emergenten. Die Artenzahlen liegen mit 81 bzw. 85 bei etwa 50 % der Gesamtartenzahl. In beiden Bächen dominiert die Unterfamilie Orthocladiinae mit 55 bzw. 50 Arten gegenüber den Tanypodinae mit 6 bzw. 7 und den Chironominae mit 20 bzw. 28 Arten. Im Btb nehmen die Orthocladiinae mit 97,5 aller Chironomiden auch zahlenmäßig die führende Rol1e ein, wogegen sie am Rwb mit 35,8 % gegenüber den Chironominae mit 62,8 % zurückfallen. Die Tanypodinae spielen in beiden Bächen eine quantitativ ganz untergeordnete Rolle. Von den insgesamt 108 Arten kommen 60 an beiden, 48 an nur einer Untersuchungsstelle vor, eine sehr beachtliche Verschiedenartigkeit. Im Btb dominieren kaltstenotherme, rheobiont-rheophile, lotische Taxa, im Rwb eurytherme, rheophile, lenitische Arten. Ein ökologischer Vergleich der Besiedler zeigt, daß beide Stellen in das Rhithral einzuordnen sind, wobei man den Btb als Epirhithral bezeichnen, dem Rwb aber nicht den durch Charakterarten ausgewiesenen Rang einer Unterzone zuerkennen kann, sondern die Stelle als innerhalb eines Übergangsbereiches zwischen Epi- und Hyporhithral liegend ansehen muß. Zur Vergesellschaftung der Chironomiden wurde festgestellt, daß am Btb eine Zönose der Moos- und Algenbewohner mit Thienemanniella partita und Eukiefferiella minor dominiert, während im Rwb eine typisch ausgebildete Micropsectra praecox-Synusie lenitischer Bereiche (nach MARLIER) vorherrscht. Zur Phänologie der Chironomiden ergab sich, daß das Emergenzmaximum am Btb in den Hochsommer fällt, während am Rwb ein Frühjahrs- und ein Herbstmaximum zu beobachten waren. Diese Unterschiede werden auf die verschiedenartigen Trophieverhältnisse der Bäche zurückgeführt. Die Tanypodinae traten in 1 (selten 2?), Orthocladiinae in 1-2 (3?), Chironominae in 1-2 Generationen auf. Es fanden sich Hinweise dafür, daß die Existenz von Teilgenerationen, also an sich zusammengehörenden, aber durch winterliche Pessimalbedingungen getrennten Flugzeiten, ein bei vielen Arten verbreitetes Phänomen ist. Nur wenige Arten haben Lücken innerhalb ihrer Jahresflugzeit; die Generationen sind meist durch z. T. undeutliche Minima getrennt. In solchen Fällen wurde zur Differenzierung - neben dem geregelt schwankenden Geschlechterverhältnis - das sich signifikant ändernde Individualgewicht benutzt: Frühjahrspopulationen sind durch verlängerte Larvalentwicklung bis 2 x schwerer als die Folgegenerationen. Es erfolgt eine Typisierung der Arten nach ihren Flugzeitmodi, wobei die Extreme von den univoltinen Arten mit 1 Generation bzw. den tretravoltinen Arten mit 2 (3?) Generationen gebildet werden. Das nicht seltene Phänomen stark auseinandergehender ♂/♀ -Verhältnisse (bis 90 % ♀-Anteil!) wird diskutiert und in Verbindung mit dem Auftreten von Frühjahrsteilgenerationen gebracht, bei denen die ♂ oft fast völlig fehlen. Die Biomasse der Chironomiden-Emergenz wurde mit 24,3 g bzw. 2,34 g/m² am Btb und 9,8 g bzw. 0,92 g/m² am Rwb bestimmt. Sie erreicht damit ca. 43 % und ca. 29 % der Gesamtemergenz, was die Zuckmücken als Sekundärproduzenten ersten Ranges ausweist. Abschließend wird die Chironomine Paracladopelma schlitzensis n. sp. beschrieben und abgebildet.