Kommunale Aktionsgemeinschaft zur Bekämpfung der Schnakenplage e.V.

 

 

 

 

 

 

              Biologische Stechmückenbekämpfung am Oberrhein

 
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Aktualisiert: 06.09.2016   

Umweltverträglichkeit der biologischen Stechmückenbekämpfung mit B.t.i.

 

Strategie der biologischen Stechmückenbekämpfung der KABS

Entsprechend den Zielen der KABS darf sich eine moderne Bekämpfungsstrategie nicht nur auf die Suche nach dem optimalen biologischen Wirkstoff beschränken, sondern sie muss auch die ökologischen Faktoren eines Gebiets beachten und ein zeitgemäßes ökologisch optimiertes Konzept beinhalten. Die jeweiligen ökologischen Bedingungen eines Gebietes sind die Grundlagen für die Wahl der am besten angepassten Anwendungstechnik.
Die KABS führt neben der ständigen Aktualisierung der Brutstättenkartierung auch eine ökologische Feinkartierung unter besonderer Berücksichtigung sensibler und seltener Organismen durchführt. Anhand der gewonnenen Daten wird für jedes Brutareal eine Bekämpfungsstrategie erarbeitet, die folgende Applikationsweisen vorsieht:

 

  • Bei Hubschraubereinsätzen werden Brutareale störungsempfindlicher Großvögel (z.B. Rohrweihen oder Purpurreihern) im Umkreis von 50 Metern gezielt ausgespart.
  • Bei in Baumwipfeln brütenden Großvögeln (z.B. Uhu, Kormorane, Graureiher) wird im Abstand von mehr als 50 Metern zu Brutareal nur eine Zu Fuß-Bekämpfung vorgenommen.
  • Hubschraubereinsatz mit variabler Höhe in Gebieten mit dichter Vegetation oder trittempfindlichen Pflanzen (z.B. Orchideen).
  • Hubschraubereinsatz aus großer Höhe (mehr als 30 m bis zu 80 m) z.B. in Brutgebieten seltener Singvogelarten.
  • Gebiete ohne Auflagen. Hier erfolgt eine flexible Auswahl der Applikationstechnik entsprechend dem Überschwemmungsgrad, der Larvendichte, Jahreszeit und den aktuellen ökologischen Faktoren.
  • Tabuzonen. Hier wird keine oder eine Bekämpfung nur nach einer speziellen Genehmigung durch die Genehmigungsbehörden (z.B. bei extremen Hochwasserereignissen) vorgenommen. Dies gilt für Gebiete mit besonderem ökologischem Wert z.B. Brutkolonien seltener, geschützter Vögel. Diese Gebiete dürfen jedoch nicht zu ausufernd sein, damit keine großflächigen Stechmückenbrutplätze von der Bekämpfung ausgeschlossen werden. Dadurch würde der Bekämpfungserfolg wegen der Massenvermehrung und Wanderfreudigkeit von Aedes vexans gefährdet werden.
  •  

Neben eigenen avifaunistischen, botanischen und limnologischen Erfassungen durch KABS-Mitarbeiter wird bei der Erstellung der Bekämpfungsstrategie und Charakterisierung der Brutgebiete vor allem Daten aus Pflege- und Entwicklungsplänen und der Biotopkartierung verwendet, die von den Umweltbehörden zur Verfügung gestellt werden.

 

Es wird nicht automatisch bei Auftreten von Stechmückenlarven bekämpft, sondern die Bekämpfung erfolgt erst, wenn gewissen Schwellenwerte überschritten werden. Ist die Besatzdichte an Überschwemmungsmücken-Larven bei weitflächiger Überschwemmung des Rhein-vorlands regelmäßig größer als 5 Larven/Schöpfprobe bzw. bei kleinflächiger Überschwem-mung (Fläche kleiner als 0,25 Hektar) größer als 50 Aedes/Ochlerotatus Larven/Liter (Schwel-lenwert kann schwanken), so werden die zuständigen Behörden sowie die Bekämpfungs-mannschaften (Bodenpersonal und Piloten) informiert, dass Maßnahmen entsprechend dem festgesetzten Konzept erforderlich sind.

 

 

Selektivität von B.t.i und B. sphaericus

Unzählige Publikationen von Wissenschaftlern der KABS und von vielen internationalen Institutionen berichten über die erstaunliche Selektivität der biologischen Wirkstoffe B.t.i und B. sphaericus. Alle bisherigen Tests haben gezeigt, dass nur Mückenlarven, insbesondere Stechmücken- und Kriebelmückenlarven (Zielorganismen) eine sehr hohe Sensibilität aufweisen und dadurch erfolgreich mit BTI bekämpft werden können. Neben den Stechmücken werden nur wenige weitere Vertreter der Mücken getroffen, da nur Mückenlarven die Rezeptorproteine an den Mitteldarmzellen besitzen, an denen die BTI-Toxine ihre Wirkung entfalten können. Eine einzigartige Eigenschaft von BTI, die eine Bekämpfung der Zielorganismen zulässt, ohne dass es zu messbaren negativen Beeinträchtigun-gen bei Nichtzielorganismen im Nahrungsnetz kommt.

B.t.i als auch B. sphaericus können mit gutem Recht als die sichersten aller Insektizide zur Bekämpfung von Mücken gelten. Damit lassen sich Mücken als Lästlinge oder medizinisch relevante Vektoren gezielt bekämpfen, und zwar unbedenklich für Mensch und Natur. Während nach heutigem Kenntnisstand B. sphaericus ausschließlich Larven von Stech- und Schmetterlingsmücken trifft, besitzt B.t.i. ein breiteres Wirkspektrum. Insbesondere wirkt B.t.i. auch auf die Larven der Kriebelmücken hochtoxisch. So werden Kriebelmücken als Überträger des Fadenwurms Onchocerca volvulus vor allem in West-Afrika im Rahmen eines Gemeinschaftsprojektes der Weltbank und der Weltgesundheitsorganisation (WHO) ohne Schädigung des Ökosystems erfolgreich mit B.t.i. bekämpft.

 

In Tabelle 1 sind alle Organismen aufgelistet, die bei den zurückliegenden Begleituntersuchungen der KABS sowohl in Labor- als auch Freilandversuchen auf ihre Empfindlichkeit gegenüber BTI getestet wurden.

 

Tabelle 1: Liste von Nichtziel-Organismen, die nicht von BTI getroffen werden.

Taxon

Getestete Dosierung
[ppm]

Arten

Cnidaria

100

Hydra sp.

Turbellaria

180

Dugesia tigrina, Bothromesostoma personatum

Rotatoria

100

Brachionus calyciflorus

Mollusca

180

Physa acuta, Aplexa hypnorum, Galba palustris, Anisus leucostomus, Bathyomphalus contortus, Hippeutis complanatus, Pisidium sp.

Annelida

180

Tubifex sp., Helobdella stagnalis

Acari

180

Hydrachnella sp.

Crustacea

180

Chirocephalus grubei, Daphnia pulex, Daphnia magna, Ostracoda, Cyclops strenuus, Gammarus pulex, Asellus aquaticus, Orconectes limosus

Ephemeroptera

180

Cloeon dipterum

Odonata

180

Ischnura elegans, Sympetrum striolatum, Orthetrum brunneum

Heteroptera

180

Micronecta meridionalis, Sigara striata, Sigara lateralis, Plea leachi, Notonecta glauca, Ilyocoris cimicoides

Coleoptera

180

Hyphydrus ovatus, Guignotus pusillus,Coelambus impressopunctatus, Hygrotus inaequalis, Hydroporus palustris,Ilybius fuliginosus, Rhantus pulverosus, Rhantus consputus, Hydrobius fuscipes, Anacaena globulus, Hydrophilus caraboides

Trichoptera

180

Limnophilus sp., Phryganea sp

Pisces

180

Esox lucius, Cyprinus carpio, Perca fluviatilis

Amphibia (Adulte)

180

Triturus alpestris,Triturus vulgaris

Amphibia (Larven)

180

Triturus cristatus, Bombina ariegata,  Bufo bufo, Bufo viridis, Bufo calamita, Rana esculenta, Rana temporaria

 

Neben den in den Rheinauegewässer häufig vorkommenden Arten, deren Verluste im Ökosystem sich durch eine BTI-Wirkung verheerend auswirken könnte, wurden in den zurückliegenden Jahren auch seltene Arten getestet, weil von verschiedenen Seiten Vermutungen geäußert wurden, dass BTI gegen diese doch eine Auswirkung haben könnte. So wurden im Rahmen einer Diplom-Arbeit von Herrn M. SCHWEITZER (Betreuung: Dr. R. KUHN, Universität Mainz) ökotoxikologische Untersuchungen an ausgewählten Gewässern des Bienwaldes in Zusammenhang mit der vermuteten Schädigungen des Feenkrebses Sipho-nophanes grubei bei einer BTI Anwendung vorgenommen. In von S. grubei bewohnten Gewässern wurde eine experimentelle Behandlung mit verschiedenen BTI-Dosierungen (1, 10, 100 ppm) durchgeführt. Dabei konnte sogar bei 100 ppm keine Schädigung der Krebs-Population beobachtet werden. Zu Erläuterung: 100 ppm entspricht einer BTI-Menge von 100 kg/ha (berechnet auf 10 cm Wassertiefe). Bei der Routinebekämpfung gegen die Stechmücken werden dagegen nur wenige hundert Gramm/ha eingesetzt!

 

 

 

Dosierung

Außer auf Stechmücken und Kriebelmücken wirkt B.t.i. lediglich bei Überdosierung noch auf einige weitere Vertreter von Mückenfamilien. Das sind mit abnehmender Sensibilität: Zuckmücken (Chironomidae), Tastermücken (Dixidae), Schmetterlingsmücken (Psychodidae), Kohlschnaken (Tipulidae), Stelzmücken (Limoniidae) und Trauermücken (Sciaridae).

Das Ziel der KABS ist es jedoch, außer den Stechmücken keine anderen Organismen zu schädigen. Insbesondere der Schutz der Zuckmücken, die ein wesentlicher Bestandteil der Nahrung z.B. für Fische, Vögel und Fledermäuse darstellen, ist notwendig. Eine Schädigung dieser Nichtziel-Organismen kann durch eine exakte Dosierung vermieden werden.

 

So wurde im Rahmen der wissenschaftlichen Begleituntersuchungen der KABS die Wirkung von BTI auf die Larven verschiedener Zuckmückenarten getestet:

Larven der Chironomus plumosus Gruppe wurden im Laborversuch bei einer BTI Konzentration geschädigt, die etwa dem 80fachen der üblichen Menge entspricht, wie sie bei einem Routineeinsatz zur Bekämpfung von Stechmücken zu Einsatz kommt. Larven von Chironomus thummi thummi wurden erst bei einer 40-50fachen Überdosis, Larven von Psectrotanypus varius, Psectrocladius psilopterus und Xenopelopia nigricans bei einer 40-60fachen Überdosierung und Larven von Endochironomus tendens, Glyptotendipes pallens und Pseutdosmittia sp. bei einer 30-260fachen Überdosierung von BTI geschädigt.

Lediglich Cricotopus sylvestris erwies sich als besonders sensibel und zeigte schon bei einer 11fachen Überdosis wie sie bei einem Routineeinsatz zur Bekämpfung von Stechmücken zu Einsatz kommt Schäden.

 


Lebensraumansprüche Ziel- und Nichtzielorganismen

Die Aedes/Ochlerotatus-Arten und insbesondere Aedes vexans sind deshalb sehr erfolgreich, weil sie sich sowohl als Larven als auch als Fluginsekten dem Zugriff vieler Fressfeinde entziehen. Die Entwicklungsstadien der Überschwemmungsmücken kommen in nur zeitweise existierenden Gewässern vor, die im Grunde lebensfeindlich sind und von vielen anderen Organismen nicht besiedelt werden können. Die Weibchen von Aedes vexans besitzen die erstaunliche Fähigkeit, exakt die Zone im Auenwald für ihre Eiablage zu finden - Gebiete, die in der Regel nur ein bis zwei Wochen nach einem Hochwasser Wasser führen. Dies reicht aus, um die Entwicklung bis zum Fluginsekt abzuschließen.

Insgesamt kann man feststellen, dass durch die gute Anpassung an den extrem temporären Lebensraum die Masse der Wiesen- und Auwaldmücken (z. B. Aedes vexans) den aquatischen Fressfeinden ausweicht. Fische, die zum Überleben auf eine dauerhafte Wasserführung angewiesen sind oder Molche, die für die Entwicklung ihrer Larven eine mehrmonatige Wasserführung benötigen, können in den extrem temporären Stechmückenbrutgewässern nicht oder nur kurze Zeit überleben. Üblicherweise sind die zahlreichen Kleinkrebsarten (z.B. Wasserflöhe) für Fische und Molche eine viel wichtigere Nahrungsgrundlage als Stechmückenlarven.

 

Flugfähige Insekten, wie Wasserkäfer und Wasserwanzen, wandern dagegen gelegentlich in die temporären Aedes-Brutstätten ein. Auch im feuchten Bodengrund überdauernde Entwicklungsstadien der Hüpferlinge (Copepoda) können sich nach einer Überschwemmung weiterentwickeln. Gelegentlich werden auch Hüpferlinge mit dem Überschwemmungswasser in die Aedes-Brutgewässer eingeschwemmt. Mittelgroße und große Hüpferlinge (z.B. Mesocyclops) sind effektive Vertilger der Erstlarven der Stechmücken. Das gleiche gilt für einige wenige Strudelwürmer (z. B. Mesostoma sp.). In den Entwicklungsgewässern der Waldmücken zählen die gegenüber BTI unempfindlichen Larven der Büschelmücke Mochlonyx culiciformis zu den effektivsten Fressfeinden.

Bis auf wenige Ausnahmen sind die Prädatoren in den Rheinauen nicht auf Stechmücken als Nahrung spezialisiert. Sie sind in der Regel polyphag und ernähren sich somit von einer Vielzahl von Nahrungsorganismen. Dies ist insofern ökologisch sinnvoll, da Überschwemmungsmücken nur sporadisch und in Abhängigkeit von Hochwässern auftreten.

 

Die als Fisch-, Vogel- und Fledermausnahrung wichtigen Zuckmücken, welche durch höhere Dosen von BTI geschädigt werden können, haben ihre Massenbrutgewässer in meist verschlammten Dauergewässern (eutrophe Altarme, Baggerseen). Diese werden im Rahmen der Bekämpfungseinsätze der KABS grundsätzlich nicht behandelt. Es besteht häufig eine Trennung im lokalen Vorkommen der Ziel- (Stechmücken) und Nichtziel-Organismen (andere Mückenarten).


Nahrungsspektrum Nichtziel-Organismen

Entsprechend allgemeiner ökologischer Erkenntnisse sind Wechselbeziehungen an der Basis von Nahrungspyramiden wegen der vielfältigen Vernetzung der Organismen wesentlich stabiler, als Wechselbeziehungen an der Spitze der Nahrungspyramide - dort, wo nur wenige Organismen von wenigen anderen Organismen abhängig sind. Zahlreiche Nahrungsanalysen bei Fressfeinden haben Singdrosselgezeigt, dass diese hinsichtlich der Nahrungsselektion opportunistisch vorgehen, das heißt sie fressen diese Organismen, die gerade zur Verfügung stehen.Vögel, die vielleicht gelegentlich eine Stechmücke verzehren, können sich nach gezielter Reduktion von Stechmücken von anderen Insekten, z.B. Käfern, andere Mückenarten oder Blattläusen, ernähren.

In diesem Kontext ist wichtig, dass die Masse der Insekten durch die biologische Bekämpfung der Stechmücken nicht geschädigt wird. Eine Voraussetzung, die bei der Anwendung herkömmlicher Insektizide nicht gegeben wäre, weshalb der Einsatz von chemischen Bekämpfungsstoffen in den ökologisch wertvollen Auenbereichen von Ökologen abgelehnt wurde.

Weiterhin zielt die Bekämpfung der KABS außerhalb der Gemeinden lediglich auf die Reduktion weniger plageerregender Aedes/Ochlerotatus-Arten ab, während viele andere Stechmückenarten, wie z.B. Culiseta morsitans oder Culex pipiens pipiens außerhalb der Gemeinden nicht bekämpft werden.

Durch die gute Anpassung an den extrem temporären Lebensraum kann die Masse der Wiesen- und Auwaldmücken den Fressfeinden ausweichen. Fische, die eine dauerhafte Wasserführung oder Molche, die für ihre Entwicklung eine mehrmonatige Wasserführung benötigen, können in den extrem temporären Gewässern nicht oder nur kurze Zeit existieren.

Die Fluginsekten der Stechmücken werden immer wieder als wichtige Nahrungsgrundlage der Vögel, Fledermäuse, Amphibien oder anderen Fressfeinde angeführt. Kritiker der Stechmückenbekämpfung befürchten, dass durch die Reduktion der Stechmücken diesen Organismen die Nahrungsgrundlage entzogen würde. Mehrere im folgenden dargestellte Gründe lassen es sehr unwahrscheinlich erscheinen, dass die Stechmücken eine essentielle Nahrungsgrundlage für die Vögel und Fledermäuse sind.


a) Die Überschwemmungsmücken, wie z.B. Rheinschnaken, treten nur sporadisch nach Sommerhochwässern auf. Wären die Vögel bzw. die Fledermäuse als ausgesprochene K-Strategen von Stechmücken abhängig, würden sie in schnakenarmen Jahren dramatischen Mangel erleiden. In vielen Gebieten gibt es darüber hinaus ganz natürlich keine oder nur wenige Stechmücken und trotzdem sind sie reich an vergleichbaren Vogelarten.

 


b) Die Flugaktivität, Brutzeit und das Jagdverhalten der meisten Vögel bzw. Fledermäuse sind nicht speziell an die Stechmückenbiologie angepasst. Wenn die Vögel während der Tagesstunden flugaktiv sind, ruhen die meisten Stechmücken in der Vegetationsschicht, wo sie den im Flug jagenden Vögeln entzogen sind. Wenn andererseits die Stechmücken in den Abend- und Morgenstunden ihre höchste Flugaktivität besitzen, sitzen die meisten Vögel noch auf ihren Nestern. Auch die Fledermäuse jagen vorwiegend den massenhaft auftretenden Zuckmücken oder größeren Köcher- und Eintagsfliegen sowie Nachtschmetterlingen nach.


c) Stechmücken machen weniger als 10 % der Insekten-Biomasse (Masse aller Insekten eines Lebensraumes) aus, daher ist ihre Bedeutung als Nahrungsbestandteil in der Regel gering. Die Überschwemmungsmücken treten auch nur wenige Tage nach einem Massenschlüpfen im Bereich ihrer Brutgewässer auf und verteilen sich durch ihr Wanderverhalten weitflächig im gesamten Oberrheingebiet, so dass ihre Dichte sehr schnell und stark abnimmt. Dadurch verlieren sie rasch ihre Attraktivität als potentielle Beutetiere.

d) Energetisch sind die Stechmücken wegen ihrer geringen Größe als Nahrungsgrundlage unattraktiv, weil sie eine wenig energiereiche Nahrung darstellen. Der Energiegehalt dieser kleinen Insekten wird mit weniger als 5 cal pro Individuum angegeben.
Um seinen Energiehaushalt aufrechterhalten zu können, müsste z.B. ein sperlingsgroßer Vogel rein rechnerisch mindestens alle 10 Sekunden eine Stechmücke erbeuten. Kleine Insekten stellen nur dann eine effektive Nahrungsquelle dar, wenn sie auf engem Raum in großer Zahl ohne größeren Energieaufwand erbeutet werden können. Dies ist bei den sich weit verteilenden Stechmücken jedoch nicht gegeben.

 

Viel wichtiger als Nahrungsgrundlage sind dagegen die oft in großen Schwärmen auftretenden Zuckmücken, die z.B. leicht beim Schlüpfen an der Wasseroberfläche von Altrheinarmen oder verschlammten Baggerseen oder bei einem Massenschwärmen der männlichen Tiere erbeutet werden können. Im Gegensatz zu den nur sporadisch auftretenden Stechmücken kommen die Zuckmücken alljährlich in großer Zahl vor, da auch sie in der Mehrzahl r-Strategen sind, die bei günstigen Umweltbedingungen Massenvermehrungen durchlaufen. Die Entwicklung der meisten Zuckmückenarten ist dabei auch nicht von Hochwässern abhängig, da sie sich in Dauergewässern entwickeln, die mehr konstante Lebensbedingungen aufweisen.


Weißstorch

 

Grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass im Nahrungsnetz größere Insekten wie z.B. Schwebfliegen, Kohlschnaken, Stelzmücken, Bremsen, Schmetterlinge oder Eintagsfliegen wichtiger als kleine Insekten sind. Der Energiegehalt größerer Insekten wird auf ca. 30 cal pro Tier geschätzt, was sie als Beute für Vögel und Fledermäuse viel attraktiver macht als Stechmücken.

 

Wie bereits mehrfach beschrieben, zielt die Bekämpfungsstrategie der KABS auf den Erhalt einer reichen Insektenfauna im Auwald hin. So wird von den Mitarbeitern der KABS eine Vielzahl von Stechmückenarten sogar überhaupt nicht bekämpft, da sie aufgrund ihrer Biologie ausschließlich Vögel und nicht den Menschen stechen. Aufgrund wissenschaftlicher Erkenntnisse sind wir heute in der Lage solche Differenzierungen bei der Bekämpfung zu treffen. Diese nicht den Menschen belästigenden Arten stehen somit weiterhin den Fressfeinden als Nahrung zur Verfügung. Eine Beeinflussung der Blaukehlchen-, Rohrsänger- oder Meisenpopulation durch eine partielle Reduktion der Stechmückenpopulation kann somit ausgeschlossen werden.

 

Doch bei nahrungsökologischen Untersuchungen an Vögeln treten Stechmücken grundsätzlich gar nicht als bedeutender Nahrungsbestandteil in Erscheinung.
So ist bekannt, dass sich Blaukehlchen vor allem von Blattwespenlarven (23,3%), Kohlschnaken ( 23,3%), Fliegen (18,8%), Schmetterlingen (14,1%) und Spinnen (6,3%), wenigen Käfern, Zuckmücken und einzelnen Regenwürmern ernähren. Ganz selten konnten bei diesen Untersuchungen Stechmücken in der Nahrung nachgewiesen werden.

 

Bei der Analyse der Nestlingsnahrung von Mehlschwalben, die von unabhängigen Wissenschaftlern vorgenommen wurde, gehörten von insgesamt 6.761 Insekten, die in den Nahrungsballen bestimmt wurden, nur sechs Individuen zur Subfamilie der Stechmücken. Dagegen wurden insbesondere Blattläuse und Kurzflügelkäfer von den Mehlschwalben zur Aufzucht der Jungen erbeutet.

 

In den zurückliegenden Jahren wurden regelmäßig vergleichende Untersuchungen zur Entwicklung der Insektenfauna in bekämpften und unbekämpften Gebieten gemacht. Zu diesem Zweck wurden in den Abendstunden Fänge mit einer speziellen Leuchtanlage vorgenommen. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich auf Grund der selektiven Wirkung von BTI in allen Gebieten eine reichhaltige Insektenfauna entwickeln konnte.
Die Untersuchungen zeigen deutlich, dass auf Grund der selektiven Wirkung von BTI die Stechmücken zwar durch die Bekämpfungsmaßnahmen reduziert worden sind, sich demgegenüber aber im untersuchten Bekämpfungsareal eine reichhaltige Zuckmücken- und Insektenfauna entwickelt hat. Es konnte so nachgewiesen werden, dass die oft ins Feld geführte Behauptung, durch die Bekämpfung mit BTI würde die Zuckmückenfauna geschädigt, nicht zutrifft. Immerhin handelt es sich bei ¾ aller gefangenen Tiere um Vertreter aus der Familie der Zuckmücken.


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