Dr. Sabine Franziska Fink

Das interdisziplinäre Forschungsprogramm «Wasserbau und Ökologie» des Bundesamts für Umwelt vereint seit 21 Jahren erfolgreich Wasserbauingenieur:innen sowie Ökolog:innen des ETH-Bereichs zur Erarbeitung von wissenschaftlichen Grundlagen zum nachhaltigen Wasserbau und zur Biodiversität entlang von Fliessgewässern. Die Programmphase «Lebensraum Gewässer – Sedimentdynamik und Vernetzung» wurde unlängst abgeschlossen, und die wissenschaftlichen und praxisorientierten Produkte sind auf der Webseite www.rivermanagement.ch verfügbar. Die aktuelle Programmphase mit dem Titel «Resiliente Fliessgewässer: Refugien – Vernetzung – Trittsteine» baut auf den gewonnenen Ergebnissen auf und vertieft die interdisziplinäre Zusammenarbeit. Der vorliegende Beitrag greift exemplarisch einige Ergebnisse der letzten Phase auf und zeigt, wie diese weiterbearbeitet werden.

Le programme de recherche interdisciplinaire « Aménagement et écologie des cours d’eau » de l’Office fédéral de l’environnement réunit depuis 21 ans avec succès des ingénieurs hydrauliciens et des écologistes du domaine des EPF afin d’élaborer des bases scientifiques pour l’aménagement durable des cours d’eau et de la biodiversité le long de ces derniers. Le dernier projet « Milieux fluviaux – dynamique sédimentaire et connectivité » du programme s’est achevé récemment et des produits scientifiques et pratiques sont disponibles sur le site www.rivermanagement.ch. Le projet actuel, intitulé « Cours d’eau résilients: refuges – connectivité – relais », s’appuie sur les résultats acquis précédemment tout en approfondissant la collaboration interdisciplinaire. Le présent article reprend à titre d’exemple quelques résultats du dernier projet et montre comment ils continuent à être développés.

Spannender Austausch von Praxis und Wissenschaft zu aktuellen Themen der angewandten Auenforschung und Auenrenaturierung in der Schweiz und Mitteleuropa

Tintenstrich communities (TCs) mainly comprise Cyanobacteria developing on rock substrates and forming physical structures that are strictly connected to the rock itself. Endolithic and epilithic bacterial communities are important because they contribute to nutrient release within run-off waters flowing on the rock surface. Despite TCs being ubiquitous, little information about their ecology and main characteristics is available. In this study, we characterized the bacterial communities of rock surfaces of TCs in Switzerland through Illumina sequencing. We investigated their bacterial community composition on two substrate types (siliceous rocks [SRs] and carbonate rocks [CRs]) through multivariate models. Our results show that Cyanobacteria and Proteobacteria are the predominant phyla in this environment. Bacterial α-diversity was higher on CRs than on SRs, and the β-diversity of SRs varied with changes in rock surface structure. In this study, we provide novel insights into the bacterial community composition of TCs, their differences from other lithic communities, and the effects of the rock substrate and structure.

Der 13. Auenökologische Workshop fand am 13. – 17. März 2024 an der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL in der Schweiz als ein spannender Austausch zwischen Akteuren aus Wissenschaft und Praxis zu aktuellen Themen der angewandten Auenforschung und Auenrenaturierung statt. Diesmal lag der thematische Schwerpunkt auf alpinen Auen in der Schweiz. Aber auch angewandte Forschung und innovative Umsetzungsvorhaben aus ganz Mitteleuropa wurden intensiv diskutiert.

I progetti di rivitalizzazione dei corsi d'acqua devono soddisfare molte esigenze ecologiche e sociali. La pianificazione strategica può aiutare a definire gli obiettivi prioritari dei progetti sia a livello cantonale che locale. Il presente capitolo si concentra sui metodi di pianificazione delle rivitalizzazioni basati su modelli e analisi genetiche di vari gruppi di organismi, che consentono di ricostruire i processi di colonizzazione passati lungo i corsi d'acqua e di prevedere quelli futuri. Gli strumenti di pianificazione presentati sono di supporto nel determinare se le zone attualmente protette sono sufficienti per la conservazione a lungo termine delle specie riparie.

Les projets de revitalisation des cours d'eau doivent répondre à de nombreux besoins écologiques et sociétaux. La planification stratégique peut servir d'outil pour définir des priorités dans les objectifs de projet aux niveaux tant cantonal que local. Le présent chapitre s'intéresse aux méthodes de planification de la revitalisation fondées sur des modèles et des analyses génétiques de différents groupes d'organismes, qui permettent de reconstruire les processus de colonisation d'hier et de prévoir ceux de demain le long des cours d'eau. Les outils de planification étudiés ici aident à déterminer si les aires actuellement protégées suffiront pour conserver les espèces riveraines à long terme.

River restoration projects need to meet many ecological and societal needs. Strategic planning can help to prioritize project goals at both the cantonal and the local scale. This chapter focuses on methods for restoration planning based on models and genetic analyses of various organism groups, which make it possible to reconstruct past and project future colonization processes along rivers. The planning tools discussed here help to determine if currently protected areas are sufficient for the long-term conservation of riparian species.

Fliessgewässerrevitalisierungen müssen vielen ökologischen und gesellschaftlichen Bedürfnissen gerecht werden. Eine strategische Planung kann dazu beitragen, die Projektziele auf kantonaler und lokaler Ebene zu priorisieren. In diesem Kapitel werden Methoden zur Revitalisierungsplanung vorgestellt, die auf Modellen und genetischen Analysen verschiedener Organismengruppen basieren und es ermöglichen, vergangene Besiedlungsprozesse entlang von Flüssen zu rekonstruieren und zukünftige vorauszusagen. Die hier diskutierten Planungsinstrumente helfen dabei zu bestimmen, ob die aktuellen Schutzgebiete für die langfristige Erhaltung der auenbewohnenden Arten ausreichend sind.

Die Sedimentdynamik und Vernetzung in Flusslandschaften sind Schlüsselelemente für die ökologische Funktion und den Hochwasserschutz. Im interdisziplinären Forschungsprojekt «Lebensraum Gewässer - Sedimentdynamik und Vernetzung» erforschten Wasserbau- ingenieur:innen und Ökolog:innen des ETH-Bereichs gemeinsam mit dem Bundesamt für Umwelt (BAFU) Massnahmen zur Förderung funktionaler Lebensräume und der Sedimentdynamik in Fliessgewässern. Die wichtigsten Forschungsergebnisse werden in einer Publikation der Reihe Umwelt-Wissen des BAFUs der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Mit einem Flyer für Schweizer Gemeinden wird zudem auf das langjährige Forschungsprogramm «Wasserbau und Ökologie», die neu gestaltete Webseite www.rivermanagement.ch und die Vermittlung der Erkenntnisse durch «Stop-Motion-Filme» aufmerksam gemacht. Der Flyer wird an alle Schweizer Gemeinden verschickt.

La dynamique sédimentaire et la connectivité dans les milieux fluviaux sont des éléments clés pour la fonction écologique et la protection contre les crues. Dans le projet de recherche intenlisciplinaire «Milieux fluviaux - dynamique sédimentaire et connectivité», des spécialistes en aménagement et en écologie des cours d'eau du domaine des EPF, en collaboration avec l'Office fédéral de l'environnement (OFEVI, ont étudié des mesures pour promouvoir les habitants fonctionnels et la dynamique sédimentaire dans les cours d'eau. Les principaux résultats de la recherche font l'objet d'une publication dans la série Connaissance de renvironnement de l'OFEV. De plus, un flyer destiné aux communes suisses informe sur le programme de recherche «Aménagement et écologie des cours d'eau», mené depuis de nombreuses années, ainsi que sur le nouveau site Internet www.rivermanagement.ch, ou des animations en volume servent à la transmission des connaissances. Le flyer sera envoyé à toutes les communes suisses.

Quellen und Quellbäche der alpinen Stufe sind Lebensraum einer Vielzahl von aquatischen Gesteinsflechten. Anhand von Untersuchungen in drei Regionen (Flüelatal GR, Grimselpass VS, Lötschental VS) zeigte sich die Wichtigkeit kleinräumiger Strukturen für die untersuchten Wasserflechtenarten. Die Feldstudie machte deutlich, dass auch nahe gelegene Bäche nicht die gleichen Arten aufweisen, und dass die Nutzung und Verbauung der Gebirgsbäche die Lebensräume für aquatische Flechten reduzieren können.

Les sources et ruisseaux de source de l'étage alpin abritent de nombreux lichens aquatiques. Des recherches menées dans trois régions (vallée de la Flüela GR, col du Grimsel VS, vallée du Lötschen VS) ont révélé l'importance des structures de petite taille pour les espèces de lichens aquatiques examinées. L'étude de terrain a montré que même dans des ruisseaux situés à proximité les uns des autres, les espèces n'étaient pas les mêmes. De plus, l'utilisation et l'aménagement des ruisseaux de montagne peuvent réduire les habitats pour les lichens aquatiques.

Flussauen sind Brennpunkte vieler Nutzungsinteressen wie Wasserkraft oder Naherholung. Sie bieten gleichzeitig Lebensraum für viele, auch spezialisierte und seltene Arten. Durch ein besseres Verständnis der Lebensraumansprüche solcher Organismen lassen sich Managementmassnahmen in Flussauen besser planen und umsetzen sowie die Kooperation zwischen Forschung, Naturschutz und weiteren Interessensgruppen verbessern: Das Beispiel der Verhüllenden Korallenflechte (Stereocaulon incrustatum) zeigt, wie der Schutz einer vom Aussterben bedrohten, geschützten Flechtenart und die Erhaltung der natürlichen Flussdynamik in Auenlandschaften Hand in Hand gehen können.

Le zone alluvionali fluviali sono utilizzate per vari scopi, come la produzione di energia idroelettrica o lo svago. Allo stesso tempo forniscono un habitat a molte specie, incluse quelle specializzate e rare. Una migliore comprensione delle esigenze ambientali di questi organismi può ottimizzare la pianificazione e l‘attuazione di misure di gestione e migliorare la cooperazione tra ricerca, conservazione della natura e altri gruppi di interesse. L‘esempio del lichene Stereocaulon incrustatum mostra come il mantenimento delle dinamiche fluviali naturali nei paesaggi golenali possa andare di pari passo con la conservazione di una specie protetta e minacciata di estinzione.

Les zones alluviales sont des points névralgiques à la croisée de nombreux intérêts comme l’énergie hydraulique ou les loisirs de proximité. Parallèlement, elles abritent de nombreuses espèces, dont certaines sont spécialisées et rares. Une meilleure compréhension des exigences en matière d’habitat de tels organismes permet de mieux planifier et mettre en oeuvre des mesures de gestion dans les zones alluviales et d’améliorer la coopération entre la recherche, la protection de la nature et d’autres groupes d’intérêt. L’exemple du lichen corail cendré des sables (Stereocaulon incrustatum) montre comment la protection d’une espèce de lichen menacée de disparition et la préservation de la dynamique fluviale naturelle dans les paysages alluviaux peuvent aller de pair.

Riparian vegetation is a key indicator for the status of river environments. The understanding of seed recruitment dynamics is crucial to assess vegetation distribution and establishment. Such processes are linked to river hydro-morphodynamic processes, as seeds of many riparian species are transported along the river by water. In this study, we apply a 2D hydrodynamic model to simulate flow conditions across multiple hydrological years and test alternative hydrological scenarios. Then we applied a vegetation recruitment model based on the Windows-of-Opportunity logic to simulate seed recruitment in a braided, gravel-bed reach of an Alpine river. Results show that hydropeaking has an impact on riparian vegetation dynamics, but also that flow regulation effects are different depending on the hydrological year.