Urbane Grundwasserfauna – natürlich oder anthropogen beeinflusst?

Fabien Koch1, Kathrin Menberg1, Svenja Schweikert1, Cornelia Spengler2, Hans Jürgen Hahn2, Philipp Blum1
1 Institut für Angewandte Geowissenschaften - Ingenieurgeologie, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Umweltwissenschaften, Universität Koblenz-Landau

V 17.11 in Forum Junge Hydrogeologen

23.03.2022, 14:30-14:45, HS 3

Der Klimawandel und anthropogene Aktivitäten verursachen vielfältige Veränderungen im Grundwasser (Menberg et al., 2014; Tissen et al., 2019). Vor allem führen diese Prozesse jedoch zu einer Erhöhung der Grundwassertemperaturen in dicht bebauten Gebieten. Während die physikochemischen Folgen bereits weitreichend erforscht sind, sind die Konsequenzen für Grundwasserökosysteme kaum bekannt. Als wichtigste Ökosystemleistungen tragen Grundwasserökosysteme entscheidend zur Reinigung des Grundwassers und damit auch zu sauberem Trinkwasser bei (Griebler and Avramov, 2015). Ein genaues Verständnis wie dieses empfindliche Ökosystem auf verschiedene Stressoren in urbanen Räumen, z. B. Temperatur, reagiert, ist entscheidend für ein nachhaltiges Ressourcen- und Umweltmanagement.

Ziel dieser Studie ist es daher eine erste Bewertung der Grundwasserfauna in einem urbanen Grundwasserleiter. Dazu wurde der ökologische Zustand der Grundwasserfauna sowie thermische und chemisch-physikalische Parameter in 39 Grundwassermessstellen in und um die Stadt Karlsruhe analysiert. Zur Bewertung des ökologischen Zustands des Grundwassers wurde der Grundwasser-Ökosystem-Status-Index (Griebler et al., 2014) verwendet, bei dem ein Crustaceen-Anteil von > 70 % und ein Oligochäten-Anteil von < 20 % einen sehr guten bis guten ökologischen Zustand anzeigen. Dabei zeigte sich, dass nur 35 % der Messstellen in Wohn-, Gewerbe- und Industrie-Gebieten und nur 50 % der Messstellen in einem Waldgebiet diese Kriterien erfüllen, und damit als naturnahe und unbelastete Grundwasserhabitate bewertet werden können (Koch et al., 2021). Des Weiteren wurden keine klaren räumlichen Zusammenhänge zwischen Landnutzung und anthropogenen Einflüssen, insbesondere erhöhten Grundwassertemperaturen, gefunden. Jedoch konnten mit Hilfe von Korrelationsanalysen merkliche Unterschiede in der räumlichen Verteilung von Grundwasserspezies in Abhängigkeit von abiotischen Grundwassercharakteristika in den verschiedenen Bereichen der Stadt aufgezeigt werden. Messstellen im Waldgebiet zeichnen sich durch niedrigere Grundwassertemperaturen, niedrigere Nitratkonzentrationen und höhere Konzentrationen an gelöstem Sauerstoff aus, was auf eine Korrelation zwischen abiotischen Grundwassercharakteristika und Landnutzung hinweist. Zudem weisen diese Messstellen eine größere Anzahl an Amphipoden, die als ein Indikator für gesunde Ökosysteme gelten (Korbel and Hose, 2011), auf.

Die Ergebnisse unserer Studie zeigen somit sehr heterogene Bedingungen im Lebensraum Grundwasser auf, die mit den bestehenden Bewertungsansätzen keine eindeutige Bewertung des ökologischen Zustands erlauben. Zukünftig sollten deshalb weitere Indikatoren, wie beispielsweise die Grundwassertemperatur, das Vorhandensein von Indikatorspezies, die Beschreibung von standortspezifischen Besonderheiten und natürliche Referenzwerte, in einer Bewertung berücksichtigt werden.

Skizze zur Problemstellung der Studie
Skizze zur Problemstellung der Studie



Griebler, C. and Avramov, M.: Groundwater ecosystem services: A review, Freshw. Sci., 34(1), 355–367, doi:10.1086/679903, 2015.

Griebler, C., Stein, H., Hahn, H. J., Steube, C., Kellemrann, C., Fuchs, A., Berkhoff, S. and Brielmann, H.: Entwicklung biologischer Bewertungsmethoden und -kriterien für Grundwasserökosysteme, Umweltbundesamt, Dessau., 2014.

Koch, F., Menberg, K., Schweikert, S., Spengler, C., Hahn, H. J. and Blum, P.: Groundwater fauna in an urban area - Natural or affected?, Hydrol. Earth Syst. Sci., 25(6), 3053–3070, doi:10.5194/hess-25-3053-2021, 2021.

Korbel, K. L. and Hose, G. C.: A tiered framework for assessing groundwater ecosystem health, Hydrobiologia, 661(1), 329–349, doi:10.1007/s10750-010-0541-z, 2011.

Menberg, K., Blum, P., Kurylyk, B. L. and Bayer, P.: Observed groundwater temperature response to recent climate change, Hydrol. Earth Syst. Sci., 18(11), 4453–4466, doi:10.5194/hess-18-4453-2014, 2014.

Tissen, C., Benz, S. A., Menberg, K., Bayer, P. and Blum, P.: Groundwater temperature anomalies in central Europe, Environ. Res. Lett., 14(10), 104012, doi:10.1088/1748-9326/ab4240, 2019.



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