A new approach to inventorying bodies of water, from local to global scale

Résumé De En

Verlässliche Schätzungen über die Zahl der Gewässer auf verschiedenen räumlichen Ebenen sind von großerBedeutung, um biogeochemische Kreisläufe besser zu verstehen und um die Fragen im Zusammenhang mit der wirtschaftlichen und sonstigen gesellschaftlichen Nutzung von Gewässern anzugehen. Dabei besteht jedoch inder limnologischen Forschung ein Mangel an zuverlässigen Inventaren der Wasserflächen; die verfügbaren wissenschaftlichenQuellen basieren überwiegend auf Übersichten eher größerer Gewässer und solcher natürlichenUrsprungs, zudem bevorzugt in ehemals vergletscherten Gebieten. Künstliche, kleine und unregelmäßig verteilteWasserflächen, vor allem Teiche, werden in der Regel nicht inventarisiert. Unter Verwendung der Wetzel’schenTheorie (1990) nahmen einige Autoren sie in globale Bestandsverzeichnisse mit auf, in dem sie Fernerkundungoder mathematische Extrapolation zum Einsatz brachten, Erhebungen im Gelände sind dagegen nur für einesehr begrenzte Zahl von Gebieten durchgeführt worden. Diese Studien haben zu einer explosionsartigstarkenZunahme der geschätzten Anzahl von Wasserflächen geführt, und zwar von 8,44 Mill. Seen (Meybeck 1995) auf3,5 Mrd. Gewässer (Downing 2010). Diese Zahlen werfen mehrere Fragen auf, insbesondere zur Methodik beimZählen kleinräumiger Gewässer und zur Behandlung verschiedener räumlicher Variablen in diesem Prozess.In dieser Studie verwenden wir Bestandsübersichten von Wasserflächen in Schweden, Finnland, Estland undFrankreich, um Unstimmigkeiten aufzuzeigen, die beim Ansatz „vom Globalen zum Lokalen“ entstehen. Wir zeigen,dass eine universell gültige Beziehung nicht ausreicht zur Erstellung regionaler oder globaler Bestandsübersichtender Wasserflächen, da die örtlichen Gegebenheiten stark von einer Region zur anderen variierenund diese Unterschiede auch nicht gegeneinander aufgerechnet werden können. Die gegenwärtig übliche Methodeglobaler Schätzungen der Zahl der Gewässer in der Limnologie, die auf einem repräsentativen Modell basiert,das auf verschiedene Gebiete angewendet wird, liefert keine hinreichend genauen globalen Inventare. Deshalbsollte im Gegensatz dazu schrittweise vorgegangen werden, von der lokalen zur globalen Ebene, was die Erstellungvieler regionaler Gleichungen erfordert, auf der Grundlage von Geländearbeit; für jede Region muss einespezifische Gleichung aufgestellt werden, die die tatsächliche Beziehung zwischen der Verteilung und der Größeder Wasserflächen in dem gegebenen Gebiet widerspiegelt.

Having reliable estimates of the number of water bodies on different geographical scales is of great importanceto better understand biogeochemical cycles and to tackle the social issues related to the economic and culturaluse of water bodies. However, limnological research suffers from a lack of reliable inventories; the availablescientific references are predominately based on water bodies of natural origin, large in size and preferentiallylocated in previously glaciated areas. Artificial, small and randomly distributed water bodies, especially ponds,are usually not inventoried. Following Wetzel’s theory (1990), some authors included them in global inventoriesby using remote sensing or mathematical extrapolation, but fieldwork on the ground has been done on a verylimited amount of territory. These studies have resulted in an explosive increase in the estimated number of waterbodies, going from 8.44 million lakes (Meybeck 1995) to 3.5 billion water bodies (Downing 2010). These numbersraise several questions, especially about the methodology used for counting small-sized water bodies andthe methodological treatment of spatial variables. In this study, we use inventories of water bodies for Sweden,Finland, Estonia and France to show incoherencies generated by the “global to local” approach. We demonstratethat one universal relationship does not suffice for generating the regional or global inventories of water bodiesbecause local conditions vary greatly from one region to another and cannot be offset adequately by each other.The current paradigm for global estimates of water bodies in limnology, which is based on one representativemodel applied to different territories, does not produce sufficiently exact global inventories. The step-wise progressionfrom the local to the global scale requires the development of many regional equations based on fieldwork;a specific equation that adequately reflects the actual relationship between distribution and abundance ofwater bodies in a given area must be produced for each geographical region.