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Ein Bioindikator, auch Indikatorart, Zeigerart oder Indikatororganismus, ist ein Lebewesen, welches auf Einflüsse des Menschen mit Veränderungen in dessen Lebensfunktionen oder dessen Vorkommen/Fehlen reagiert, sowie die vom Menschen in die Umwelt eingebrachten Stoffe speichert.
Die Reaktion auf bestimmte Belastungen, sowie Standort- und Umweltbedingungen, zum Beispiel Feuchtigkeit, Licht, Wärme, pH-Wert, Nährstoffverhältnisse des Bodens sowie Wasser- oder Luftverschmutzung wird in der Umweltbeobachtung genutzt.
Messbare Stoffwechselprodukte von Bioindikatoren werden auch als Biomarker bezeichnet. Die Aussagekraft eines Bioindikators ist umso höher, je empfindlicher er auf Veränderungen der äußeren Einflüsse reagiert. Der Wert der Nutzung von Bioindikatoren liegt in den dadurch gesparten Messungen oder Untersuchungen, die in der Regel über deutlich längere Zeiträume durchgeführt werden müssten.
Inhaltsverzeichnis |
Es gibt sensitive oder reaktive Bioindikatoren (Reaktionsindikatoren). Dies sind sensible Lebewesen, welche schnell, selektiv und hochsensibel auf Schadstoffeinträge in ihren Lebensraum reagieren (z. B. Goldfische in Chemiebetrieben, welche Grundwasserverschmutzungen höchst sensibel zeigen, eine heute nicht mehr sehr gebräuchliche Methode → Tierschutz)
Daneben gibt es die akkumulativen Bioindikatoren (Akkumulationsindikatoren). Dies sind Lebewesen, zumeist Pflanzen, welche bestimmte Schadstoffeinträge ansammeln (z. B. der Holunder als Fluorsammler) und so nachweisbar machen, ohne selbst dabei frühzeitige Schäden zu zeigen.
Man kann aktive und passive Verfahren unterscheiden. Beim aktiven Verfahren werden Bioindikatoren in eine andere Umgebung ausgesetzt (exponiert), um dort beobachtet oder später zur Analyse entnommen zu werden. Beim passiven Verfahren werden Bioindikatoren in ihrer natürlichen Umgebung beobachtet bzw. zur Analytik aus ihrer natürlichen Umgebung entnommen.
| Verfahren | Indikatoren | Einsatz | Messwert | Aussageziel |
|---|---|---|---|---|
| Passive Verfahren | Flechtenvegetation am natĂĽrlichen Wuchsort |
R | Artenzahl und -verteilung |
Allgemeine Belastung von Ă–kosystemen |
| Bodenmoose auf Freiflächen im Waldbestand (Moosmonitoring) | A | Akkumulation von Schwermetallen und Stickstoff | Regionale Hintergrund-Belastung der letzten 2–3 Jahre | |
| Nadelgehölze im Waldbestand |
R | Morphometrie | Chronische Belastung durch Luftverunreinigungen | |
| Nadelgehölze im Waldbestand |
A | Akkumulation von Schwefel, Fluor, Schwermetallen u. a. |
Langfristige Belastung mit akkumulierbaren Schadstoffen | |
| krautige Pflanzen, Gräser, Sträucher, Gehölze | R | Beginn phänologischer Entwicklungsphasen der Pflanzen | zeitliche Veränderung des Phasenbeginns Klimaänderung, Phänologie | |
| Aktive Verfahren | Flechtenexposition | R | Nekrotisierung | Allgemeine Belastung von Ă–kosystemen |
| Tabakpflanzen | R | Nekrotisierung | Wirkung oxidierender Luftverunreinigungen | |
| Klonfichten | R | Morphometrie | Chronische Belastung durch Luftverunreinigungen | |
| Klonfichten | A | Akkumulation von Schwefel, Fluor, Schwermetallen u. a. |
Langfristige Belastung mit akkumulierbaren Schadstoffen | |
| Graskultur (z. B. Welsches Weidelgras) |
A | Akkumulation von Schwefel, Fluor, Schwermetallen u. a. |
Aktuelle Belastung mit akkumulierbaren Schadstoffen |
R = Reaktionsindikatoren, A = Akkumulationsindikatoren
NatĂĽrlich vorkommende Bioindikatoren sind u. a.
KĂĽnstlich eingebrachte Bioindikatoren sind inzwischen auch schon standardisiert. Beispiele:
Bioindikatoren werden seit ca. 4 Jahrzehnten in der Umweltkontrolle, wie z. B. der Emittentenüberwachung (Grünkohl, Weidelgras), eingesetzt. Seit neuerer Zeit finden sie auch in der Naturschutz- und Landschaftsplanung (Erfolgskontrollen, Zustandsanalysen) sowie in der Naturschutzforschung Verwendung. Je nach Ziel und Aufgabenstellung können etliche Tier- und/oder Pflanzenarten Indikatorfunktionen übernehmen. Zeigerarten für die Charakterisierung von Still- und Fließgewässern sind zum Beispiel Libellen, da sie komplexe Ansprüche an den Lebensraum bezüglich der Strukturvielfalt der Vegetation, dem Vorhandensein verschiedener Teilhabitate und deren Vernetzung stellen. Gleichzeitig bietet sich die Möglichkeit, mit Hilfe des Nachweises von Exuvien (Larvenhäute) der aquatisch lebenden Libellenlarven, die Fortpflanzungsrate oder auch die Wasserqualität zu bewerten.
Bei der Beurteilung der Qualität von Gewässern nutzt man auch die im Wasser aufgefundenen Saprobien (bestimmte Arten von Pilzen, Bakterien und Protozoen) als Indikatoren. Verschiedenen Saprobien sind dabei typisch für bestimmte Verschmutzungsgrade.
