Fast jeder kann einen Teich identifizieren, aber was genau unterscheidet ihn von einem See oder einem Feuchtgebiet? Eine neue Studie unter der Leitung von Cornell bietet die erste datengestützte funktionale Definition eines Teichs und Beweise für die besondere ökologische Funktion von Teichen, was weitreichende Auswirkungen auf Wissenschaft und Politik haben könnte.
„Das Fehlen einer universellen Teichdefinition verursacht viel Verwirrung, von Menschen, die sich über den Unterschied zwischen einem Teich und einem See wundern, bis hin zu aquatischen Überwachungsprogrammen mit unterschiedlichen Definitionen von Regierungsbehörden bis hin zur genauen Modellierung globaler Kohlenstoffbudgets“, sagte Meredith Holgerson, Assistenzprofessor für Ökologie und Evolutionsbiologie und Co-Erstautor von „Eine funktionale Definition zur Unterscheidung von Teichen von Seen und Feuchtgebieten“, veröffentlicht am 21 Wissenschaftliche Berichte.
„Wir wollten auswerten, wie Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger Teiche definieren, und untersuchen, ob sich Teiche funktionell von Seen und Feuchtgebieten unterscheiden“, sagte Holgerson.
Ihr Fazit: Teiche sind kleine und flache Gewässer mit einer maximalen Fläche von fünf Hektar, einer maximalen Tiefe von 5 Metern und weniger als 30 % aufstrebender Vegetation.
Es gibt weltweit Hunderte Millionen oder sogar Milliarden von Teichen – mehr als 95 % der stillen Gewässer der Welt sind klein (weniger als 10 Hektar) – aber der bescheidene Teich wird zu wenig untersucht und wurde von Bundes- und Landesüberwachungs- und Schutzprogrammen weitgehend ausgeschlossen. Dies liegt zum Teil daran, dass ihre Anzahl die Überwachung erschwert, aber auch daran, dass die Behörden sie nicht definieren oder von Seen oder Feuchtgebieten unterscheiden. Die Vernachlässigung hat Auswirkungen auf die Genauigkeit der Klimamodellierung, da Teiche große Emittenten von Treibhausgasen sind und ihr Beitrag zum globalen Kohlenstoffhaushalt ungewiss ist.
Holgerson und ihr Team untersuchten, wie Wissenschaftler Teich in mehr als 500 relevanten wissenschaftlichen Arbeiten definierten, indem sie ihn für verschiedene Deskriptoren wie Oberfläche oder Tiefe kodierten und ob die Beschreibungen qualitativ oder quantitativ waren.
„Wir fanden heraus, dass es nicht eine Definition gab, die alle Forscher zitierten, und die Definitionen waren oft qualitativ und beschrieben zum Beispiel einen Teich als ‚klein‘“, sagte Holgerson.
Das Team führte auch eine Umfrage bei staatlichen Behörden durch, die für die Überwachung und Erhaltung von Gewässern zuständig sind. Die Hälfte der Staaten hatte Gesetze, die sich auf Teiche bezogen, aber nur ein Staat (Michigan) definierte Teiche. Andere Staaten haben Teiche als Staatsgewässer bezeichnet oder sie entweder mit Seen oder Feuchtgebieten in einen Topf geworfen.
Die Forscher fanden jedoch heraus, dass Teiche nicht dasselbe sind wie Seen oder Feuchtgebiete. Eine weitere Untersuchung der Literatur ergab, dass Teiche unterschiedliche ökologische Strukturen und Funktionen haben, die ihre Kategorisierung als Seen oder Feuchtgebiete problematisch machen.
Holgerson und ihr Team zeichneten die Beziehungen zwischen der Oberfläche und verschiedenen Metriken der ökologischen Struktur oder Funktion auf. „Wir haben uns Parameter wie Bruttoprimärproduktion, Atmung, Chlorophyllgehalt, Treibhausgasemissionen, Temperaturbereiche und die Rate des Gasaustauschs mit der Atmosphäre angesehen“, sagte Holgerson. „Neun von 10 Ökosystemparametern hängen nichtlinear mit der Oberfläche zusammen, was darauf hindeutet, dass sich Teiche wirklich anders verhalten.“
Sie untersuchten auch, wie diese Ökosystemmetriken mit der Tiefe und der aufstrebenden Vegetation zusammenhängen – Pflanzen, die im Boden verwurzelt sind und sich bis zur Oberfläche erstrecken – und fanden erneut nichtlineare Beziehungen. Sie verwendeten die Schwellenwerte, ab denen sich die Wasserkörperfunktionen mit der Oberfläche, der Tiefe und der aufkommenden Vegetation zu ändern begannen, um zu ihrer Definition zu gelangen.
Das unterschiedliche Profil und die Eigenschaften von Teichen bedeuten, dass sie nicht den gleichen Überwachungsstandards wie Seen oder Feuchtgebiete unterliegen sollten, sagte Holgerson. „Zum Beispiel können Teiche von Natur aus höhere Nährstoffkonzentrationen und höhere Methanflüsse aufweisen. Möglicherweise müssen wir einzigartige Wasserqualitätsstandards für die Teichüberwachung entwickeln.“
Weitere Forschung ist erforderlich, um die Definition zu verfeinern, insbesondere um die Gewässer an den Grenzen zwischen Feuchtgebieten und Teichen sowie Teichen und Seen besser zu verstehen und zu verstehen, wie Größe, Tiefe, Vegetation – und andere Variablen wie der Schutz eines Gewässers – die Funktion des Teichs beeinflussen und seine Kategorisierung.
„Am Anfang der Studie waren wir uns nicht sicher, ob unsere Forschung uns erlauben würde, eine neue Definition vorzuschlagen, von der wir überzeugt waren, aber wir denken, dass die Zahlen, die wir anbieten, solide und ein guter Ausgangspunkt für weitere Forschung sind.“ sagte Holgerson. „Wir fordern mehr Forschung, insbesondere um die Grenzen zwischen Feuchtgebieten, Teichen und Seen zu untersuchen.“
Holgerson hofft, dass die neue Definition auch die Aufmerksamkeit auf Teiche als eigenständige, bedeutende Ökosysteme lenken wird, die es wert sind, untersucht, überwacht und geschützt zu werden. „Die Erforschung und Überwachung von Teichen kann uns helfen herauszufinden, wie diese weltweit reichlich vorhandenen Gewässer funktionieren. Es gibt auch ein wesentliches menschliches Element“, sagte Holgerson. „So viele Menschen haben Verbindungen zu Teichen – sie haben Kindheitsgeschichten, wie sie Frösche fangen oder in einem nahe gelegenen Teich fischen lernen.“
David C. Richardson et al, Eine funktionale Definition zur Unterscheidung von Teichen von Seen und Feuchtgebieten, Wissenschaftliche Berichte (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-14569-0