Limnologie, insbesondere Eutrophierungsprozesse tropischer Hochgebirgsseen in Ecuador.
Ökologie hochandiner Bäche. (DFG, BMZ).

 

Die Bewertung der Gewässerqualität und der Eutrophierungsneigung hochmontaner tropischer Seen, wie sie z. B. in den Hochanden von Südamerika vorkommen, war bislang kaum möglich, da keine ausreichenden Untersuchungen zur Ökologie dieser Gewässer vorliegen. Extrem hohe UV-Einstrahlungen und fehlende Jahreszeiten führen dazu, dass die dortigen Gewässer nicht mit den hiesigen Gewässern verglichen werden können.

 

In Kooperation mit der Escuela Politecnica Nacional de Quito, Ecuador und der Pontificia Universidad Catolica del Ecuador wurde der San Pablo See, ein kalter (bis 20 °C) Hochgebirgssee, unmittelbar am Äquator gelegen, sowie sein Zufluss, Rio Itambi, untersucht. Der Lagos San Pablo ist 600 ha groß und 35 m tief und liegt auf 2.700 m ü NN. Der Zufluss erfolgt über einen Bach, der das umliegende Bergland mit einer Höhe von bis zu 4.000 m entwässert.

Lago San Pablo

 

Die Ergebnisse zeigen, dass der See monomiktisch ist mit einer Stratifikations-phase von Oktober bis Juni mit nur ca. 2 °C Temperaturdifferenz, das Epilimnion ist 15 m mächtig und wird durch nächtliche Auskühlungsprozesse geprägt. Nächtliche Konvergenzströmungen treten auf und führen zu einer regelmäßigen Teildurchmischung des Sees, der sogenannten Atelomixis. Hierbei wird ein Teil der Phytoplanktonpopulation in die nicht durchleuchtete aphotische Zone verlagert.

Phosphor ist im Freiwasser in hohen Konzentrationen im Epilimnion (0,14 - 0,25 mg/L SRP) ganzjährig vorhanden.

  • Die Eutrophierung manifestiert sich primär in der Entwicklung der Makrophyten und dem Auftreten eines hypolimnischen Sauerstoffdefizits.
  • Die Limitierung der Primärproduktion erfolgt über Stickstoff, nur gelegentlich gerät Phosphor ins Minimum.
  • Eine schädigende Wirkung der hohen UV Strahlung konnte nicht nachgewiesen werden.
  • Daneben wirken aber die Atelomixis und die damit verbundenen Algenverluste des Epilimnions hemmend für die Entwicklung des Planktons.
  • Die Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft des Sees zeichnet sich durch eine extreme Artenarmut (bei hoher Biomasse) aus, die geringe Biodiversität ist vermutlich Folge der isolierten Lage des Hochgebirgssees in den Tropen.
Lago San Pablo, Ecuador, mit Enclosures zur Erfassung der Wirkung der UV-Strahlung
Lago San Pablo, Ecuador, mit Enclosures zur Erfassung der Wirkung der UV-Strahlung

Rio Itambi

In der Struktur der Fließgewässer in Ecuador treten je nach Höhenlage große Unterschiede auf, wobei die hochandinen Gewässer (2.500 bis 4.500 m) bislang kaum ökologisch erfasst und beschrieben worden sind. Daten zur Zonierung sowie zur Gewässerstruktur bilden jedoch die Grundlage für eine Überwachung der Gewässer.

Das Einzugsgebiet, die Gewässerstruktur sowie die chemische und biologische Dynamik des Rio Itambi als typischer andiner Hochgebirgsfluss wurde  untersucht, um die Kenntnisse der  Biologie hochandiner Gewässer zu vertiefen und eine  System der Gewässerzonierung aufzubauen. Wesentliche Parameter für die Ausbildung der Biozönose sind die geringen Sauerstoffkonzentrationen, der fehlende allochthone Eintrag sowie die hohe Dynamik der Erosion verbunden mit regelmäßigen Erdrutschen.

Rio Itambi, Ecuador, mit ausgeprägtem Erosionsufer
Rio Itambi, Ecuador, mit ausgeprägtem Erosionsufer

Publikationen

 

Lago San Pablo

  • Casallas Guzmán, J. (2005) Limnological investigations in Lake San Pablo, a high mountain lake in Ecuador. Dissertationsschrift, TU Berlin. 137 p. [download: http://edocs.tu-berlin.de/diss/2004/casallas_jorge.htm]
  • Gunkel, G. & Casallas, J. (2004) El Lago San Pablo (Imbakucha) – Un lago eutrófico? In: Mercure, St., W. Wilson & T. Whillans (eds). Gestión Integral de Cuencas y Asentamientos Humanos, IMBAKUCHA 2002. 413-427. Abya-Yala, Quito, Ecuador.
  • Kiersch, B., Mühleck, R. & Gunkel, G. (2004) Las macrofitas de algunos lagos altoandinos del Ecuador y su bajo potencial como bioindicatores de eutrofización. Revista de Biologia Tropical 52, 829-837.
  • Gunkel, G. (2003) Limnología de un Lago Tropical de Alta Montaña, Lago San Pablo-Ecuador: Características de los sedimentos y tasa de sedimentación. Revista de Biología Tropical 51, 2, 381-390.
  • Gunkel, G. & J. Casallas (2002) Limnological of an equatorial high mountain lake, Lago San Pablo, Ecuador: Limitation of lake productivity by deep diurnal mixing. Proc. Int. Ass. Theoret. Applied Limnol. 28 , 1818-1823.
  • Gunkel, G. & Casallas, J. (2002) Limnology of an Equatorial High Mountain lake, Lago San Pablo, Ecuador: The Significance of Deep Diurnal Mixing for Lake Productivity. Limnologica 32, 33-43.
  • Casallas, J. & Gunkel, G. (2002) Algunos aspectos limnologicos de un lago altoandino: El Lago San Pablo, Ecuador. Limnetica 20, 2, 29-46.
  • Gunkel, G. (2000) Limnology of an equatorial high mountain lake in Ecuador, Lago San Pablo. – Limnologica 30, 113-120.

Rio Itambi

  • Carrera, P. & Gunkel, G. (2004) Ecología del Rio Itambi, San Pablo, Otavalo, Ecuador. In: Mercure, St., W. Wilson & T. Whillans (eds). Gestión Integral de Cuencas y Asentamientos Humanos, IMBAKUCHA 2002. 381-403. Abya-Yala, Quito, Ecuador.
  • Carrera Burneo, P. & Gunkel, G. (2003) Ecology of an high Andean strema, Rio Itambi, Otavalo, Ecuador. Limnologica 33, 29-43.
  • Carrera, P. (2002) Beschreibung und Klassifizierung eines kleinen Fließgewässers der Hochandenregion (Rio Itambi) in Hinblick auf Einzugsgebiet, Gewässerstruktur und Dynamik. Dissertation Technische Universität Berlin, 96 S. u. Anhang