title: Nährstofftransport und Nährstoffretention im Gewässersystem des Rio Esquinas, Costa Rica
Creators: name: Fordinal, Mario
Publisher: name: :none
Year: 2013

description: Das untersuchte Gewässersystem des Rio Esquinas liegt in der Umgebung der Tropenstation La Gamba, im Piedras Blancas Nationalpark im südwestlichem Costa Rica (HUBER &amp; WEISSENHOFER 2010). Im Vorfeld dieser Arbeit wurden im Zuge diverser Diplomarbeiten hydrologische Daten erhoben und Gewässerproben chemisch analysiert. Eine Datenanalyse mit der Ward Methode (WARD 1963) ergibt eine eindeutige Gliederung in drei Cluster, die einer klaren geographischen Gliederung (MALZER &amp; FIEBIG 2008) entsprechen und die unterschiedliche Geologie der Teileinzugsgebiete wiederspiegeln: Custer A: Gewässer die dem Rincon Blockentspringen, der hauptsächlich aus marinem Basalt besteht (MALZER &amp; FIEBIG 2008). Es sind Gewässer mit "weichem Wasser" und einer niedrigen elektrischen Leitfähigkeit zwischen 120 und 200 µS und weisen die geringste Ionen-Konzentration auf. Der Quebrada Sardinal und der Rio Bonito können als Beispiel genannt werden Cluster B: Sind Gewässer des Golfito Terrais mit mittlerer Härte und mittlerer elektrischer Leitfähigkeit. Quebrada Negra, Quebrada Bolsa und Quebrada Gamba entwässern das Golfito Terrain, das aus pelagischen Tiefsee-Karbonaten und vulkanoklastischem Gestein besteht (MALZER &amp; FIEBIG 2008). Cluster C: Die Oberläufe der Fila Costeña, die hauptsächlich aus litoral marinem Kalziumcarbonat besteht (SCHIEMER &amp; TSCHELAUT 2010), sind merklich reicher an Elektrolyten, mit einer Leitfähigkeit zwischen 300 und 400 µS. Als Beispiele könne Rio Esquinas, Rio Oro und Quebrada Blanca angeführt werden. Alle Flüsse der Region weisen eine Calcium-Hydrogencarbonat Dominanz auf, während Natrium-Chlorid, eine geringe Rolle spielt. Das oben angeführte geografische Muster kommt auch klar in der Makroionen-Zusammensetzung, z.B. in dem Verhältnis der Erdalkali-Ionen Ca2+/Mg2+ zum Ausdruck. In den elektrolytärmeren Gewässern des Zentralbereiches des Nationalparks ist das Ca2+/Mg2+ Verhältnis vergleichsweise ausgeglichen. Im Vergleich dazu sind in den elektrolytreichen Gewässern, die der Fila Costeña entspringen, die Calciumwerte deutlich höher. Ein ähnliches Muster gilt für die Anionenrelationen von Sulfat/Hydrogencarbonat. In den elektrolytreicheren Gewässern sind die Sulfatproportionen unter den Anionen deutlich höher (siehe SCHIEMER et al. 2010) Bächen, die aus der Fila Costeña entspringen und die durch höhere Ionenkonzentrationen gekennzeichnet sind, liegen die Konzentrationen während der Regenzeit etwas tiefer. Der Vergleich an Hand des Gibbs-Schemas (GIBBS 1970) zeigt, dass alle Gewässer des Esquinas-Einzugsgebietes, trotz der hohen Jahresniederschlagssumme (5930 mm), durch eine „bedrock dominance“ gekennzeichnet sind (GIBBS 1970). Die Gewässer der drei unterschiedenen Cluster weisen neben der geochemischen Differenzierung deutliche Unterschiede in den Konzentrationen von Pflanzennährstoffen, Phosphor, Stickstoff und Silizium (für Diatomeen) auf. Custer A zeigt niedrige Orthophosphat-Konzentrationen (8-16 µg L-1 P-PO4), mittlere Nitrat-Levels (67-83 µg L-1 N-NO3) und Siliziumwerte um 20 mg L-1. Cluster B weist höhere Orthophosphat-Konzentrationen (44-66 µg L-1 P-PO4), variable Nitrat-Konzentrationen (20-122 µg L-1 N-NO3) und Silizium-Konzentrationen über 20 mg L-1 auf. Cluster C hat sehr niedrige Orthophosphat-Konzentrationen (3-7 µg L-1 P-PO4), hohe Nitrat-Konzentrationen (143-166 µg L-1 N-NO3) und geringe Silizium-Konzentrationen unter 10 mg L-1. Aus dem Vergleich der Phosphor und Nitratkonzentrationen mit dem Redfield-Verhältnis (REDFIELD 1958, REDFIELD et al. 1963, DOKULIL 2001), ergibt sich für die Cluster A und B - Gewässer eine Stickstofflimitation. Umgekehrt ist die Situation im Cluster C, wo für die Gewässer eindeutig eine Phosphorbeschränkung erkennbar ist. Im Gegensatz zu den geochemischen Parametern weisen die nährstoffchemischen Daten deutliche saisonale Veränderungen im Zusammenhang mit der unterschiedlichen Wasserführung auf. Vergleicht man die Nitratwerte der Regenzeit mit denen der Trockenzeit, zeigt sich, dass für die Gewässer der Fila Costeña, dass die Nitratwerte in der Regenzeit deutlich höher sind. Im Vergleich dazu liegen die Nitratwerte im Custer B und C unterhalb jener der Trockenzeit.