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Auswirkungen erhoehter 'organic matter' Gehalte auf ein Fliessgewaesseroekosystem - Untersuchungen am Beispiel eines praealpinen Moorbaches

Problemstellung: Moorassoziierte Fliessgewaesser erhalten aus den benachbarten, organisch gepraegten Lebensraeumen einen erheblichen Stoff- und Energieeintrag, dabei spielen vor allem Huminstoffe ein quantitativ bedeutende Rolle. Zielsetzung: Fuer die Haidgauer Ach im Wurzacher Ried (Lkr. Ravensburg) wurde exemplarisch untersucht, inwieweit sich dieser Eintrag auf Limnochemie und die Makrozoobenthoszoenose des Gewaessers auswirkt. Die limnochemischen Untersuchungen erfassten Menge und Dynamik der eingetragenen organic matter Frachten und deren Quellen. Das Zoobenthos wurde quantitativ auf zoenotischer Ebene sowie auf der Ebene einzelner biomassebestimmender Populationen durchgefuehrt. Um direkte Auswirkungen geloester organischer Stoffe auf aquatische Evertebraten zu hinterfragen, wurden ionenregulative Epithelien nach Exposition unter experimentellen Bedingungen mit dem Elektronenmikroskop untersucht. Die Ergebnisse belegen einen potamalisierenden Effekt der 'organic matter' Eintraege. Innerhalb der Zoenose traten zusaetzliche graduelle Verschiebungen auf, die beispielsweise auf die hohe Mobilisierung der organischen Partikel oder die Reduktion der Bioverfuegbarkeit von Calcium durch die geloesten organischen Stoffe zurueckzufuehren waren. Erste Ergebnisse zur Auswirkung der erhoehten Huminstoffgehalte auf subzellulaerer Ebene ergaben, dass Chloridzellen von Koecherfliegenlarven bei hohen Huminstoffgehalten vergroesserte Bereiche mit glattem endoplasmatischen Retikulum aufweisen. Diese Veraenderungen in der Ultrastruktur deuten damit einen moeglicherweise toxischen Effekt von Huminstoffen unter neutralen Bedingungen an, der zu einer Anpassungsreaktion auf zellulaerem Niveau fuehrt. Stand der Arbeit: Datenerhebung und experimentelle Versuche abgeschlossen, statistische Auswertung der Daten und Texterstellung laeuft.

Anreicherung von aromatischen Aminen in Textilien und ihre Umweltemission durch Waschwasser

In Innenräumen findet sich eine Vielzahl von Chemikalien, die aus Gegenständen, Materialien oder durch menschliche Aktivitäten freigesetzt werden und ein Risiko für aquatische Ökosysteme darstellen können, falls entsprechende Chemikalien in den Wasserkreislauf gelangen. Wir stellen die Hypothese auf, dass aromatische Amine (AA), die aus Innenräumen emittiert werden, in Oberflächengewässer eingetragen werden und dort signifikant zur Belastung und der damit verbundenen Mutagenität beitragen. Gewaschene Textilien, die durch Emissionsquellen in Innenräumen mit AA kontaminiert sind, wirken als Überträger dieser Substanzen in Abwässer. Die Berücksichtigung dieses Übertragungsweges kann uns helfen, das Auftreten von AA ohne klare Emissionsquellen in Oberflächengewässern besser zu verstehen. In vielen Studien wird berichtet, dass AAs, welche in Innenräumen beispielweise durch Rauchen und Grillen von Fleisch entstehen, die Hauptursache für Mutagenität in Oberflächengewässern und häuslichen Abwässern sind. Sie können durch gasförmige und Partikeldepostion auf Textilien adsorbiert werden. Daher wollen wir den Übertragungsweg von AA aus Innenräumen in Oberflächengewässer im Hinblick auf die folgenden vier Aspekte untersuchen: (i) Stoffgruppen-spezifisches Non-target-Screening zum Nachweis der gesamten Verbindungsklasse in allen Matrizes entlang des dargestellten Expositionspfades, d.h. in Extrakten von Textilien, Staub, Waschwasser, Abwasser und Oberflächenwasser; (ii) Instrumente zum Monitoring aromatischer Amine aus Abwässern und Oberflächengewässern mittels selektiver Anreicherung, um ihren Verbleib in Kläranlagen und das damit verbundene Risiko für Wasserorganismen zu entschlüsseln; (iii) Charakterisierung der Aufnahme AA durch Textilien durch gasförmige und Partikeldeposition und ihre Verteilung in Innenräumen durch Expositionsexperimente im Labor und realen Innenräumen und (iv) Anwendung aller entwickelten Instrumente und Methoden in Kombination mit diagnostischen Mutagenitätstests zur Aufklärung der angenommenen Emissionswege. Hierbei werden Textilbelastung in Innenräumen mit verschiedenen AA-Quellen berücksichtigt, Waschexperimente durchgeführt und Proben aus Kläranlagen und Abwasserauffangbecken entnommen, um die quellenbezogenen Muster und die wichtigsten AA zu identifizieren, die die beobachtete mutagene Aktivität verursachen. Mit diesem Ansatz wollen wir die Kenntnislücke zwischen Innenraumexpsosition und der Umweltexposition schließen. In diesem Projekt wird das Fachwissen eines deutschen und eines tschechischen Forschungsinstituts kombiniert. Es umfasst das Target-, Suspect- und Non-target-Screening nach organischen Schadstoffen in komplexen Umweltmischungen, die Detektion von Mutagenität und den zugrundeliegenden Chemikalien in Oberflächenwasser mit wirkungsorientierter Analytik und passiver Probenahme in verschiedenen Umweltmatrizes, sowie die Berücksichtigung von Verteilungsmechanismen von Verbindungen in Innenräumen.

Viren pro- und eukaryotischer Algen

Viren pro- und eukaryotischer Algen sind in aquatischen Habitaten weit verbreitet. Das Projekt bearbeitet ihre Klassifizierung, Struktur, Eindringmechanismen in die Wirtszellen und ökologische Bedeutung für die natürliche Regulation von Algenpopulationen.

Entwicklung von Schutzstrategien für Arten, die aus miteinander verbundenen parthenogenetischen und sexuell reproduzierenden Sippen bestehen

Wissenschaftliche Ziele: Ein Modell zum Verständnis des Genflusses von bisexuellen Ursprungspopulationen zu parthenogenen Pionierpopulationen soll entwickelt werden, mit dem die Resistenz solcher Netzwerke gegen genetische Driftphänomene analysiert werden kann. Damit kann erstmals die Bedeutung von Trittsteinhabitaten in ihrer Gesamtheit analysiert werden, da es im vorliegenden Fall möglich sein sollte, aufgrund ihrer besonderen Merkmale (Brackwasserstandorte im Binnenland - selten und aufgrund ihrer früheren Bedeutung als Salzquelle gut dokumentiert) alle derartigen sites zu identifizieren und einzubeziehen. Darüber hinaus wird aus den Ergebnissen der genetischen Analysen ein Beitrag zur Entschlüsselung des Auslösers für den Übergang zur Parthenogenese erwartet, der weiterführende molekularbiologische Grundlagenforschung ermöglicht. Gesellschaftlich/politisch: Durch das Verständnis der Konnektivität zwischen den bisexuellen Ursprungspopulationen und ihren parthenogenetischen Tochterpopulationen wird die Bedeutung der Aufrechterhaltung des Genflusses zwischen ihnen quantifiziert. Damit kann die Effizienz von Erhaltungsmaßnahmen durch die Identifizierung wichtiger Trittsteinhabitate bzw. Maßnahmen zur Wiederherstellung des genetischen Austauschs verbessert werden. Die Entwicklung von Mehrzweck-Managementkonzepten für Schutzgebiete, die den Schutz von weitgehend unterschiedlichen Artengruppen (in diesem Fall Charophyten und Vögel) ermöglichen, wird die Akzeptanz und Effizienz derartiger Unterschutzstellungen erhöhen. In Bezug auf die Zielarten dieses Vorschlags wird das Projekt einen Beitrag zu den Anforderungen der EU-Wasserrahmenrichtlinie leisten, indem es ein entscheidendes Element (Lebensraumingenieur) aquatischer Ökosysteme schützt, das nachweislich in der Lage ist, den guten Umweltzustand bereits gestörter Systeme zu stabilisieren.

Aufgaben der Fischereibehörde

Die Aufgaben des Fischereiamtes Berlin als nachgeordnete Behörde der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt bestehen in der Wahrung der Fischereirechte Berlins und der ordnungsrechtlichen und fischereibiologischen Aufsicht nach dem Landesfischereigesetz und Landesfischereischeingesetz, der Förderung der Berufs- und Angelfischerei und der Fischzucht mit dem Ziel der Gewässergüteverbesserung sowie der Schadstoffüberwachung bei Fischen und anderen Wasserorganismen. (Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt) Ministerialaufgaben des Fischereiwesens Fischereigesetz Fischereischeingesetz Schutz der aquatischen Umwelt Förderung der Fischerei Fachaufsicht über das Fischereiamt (Fischereiamt – Nachgeordnete Sonderbehörde) Hoheitliche Aufgaben Vollzug des Fischereigesetzes ordnungsrechtliche Fischereiaufsicht Vollzug der fischereibezogenen EU-Verordnungen Vollzug von Maßnahmen zur Förderung der Fischerei Wahrnehmung von Aufgaben der obersten Fischereibehörde in Angelegenheiten des Fischereirechts in Angelegenheiten des Bundes sowie der EU in Angelegenheiten des Wassergesetzes in Angelegenheiten des Schifffahrtsrechts in Angelegenheiten des Naturschutzrechts in Angelegenheiten des Tierschutz- und Seuchenrechts Fachliche Aufgaben fachliche Beratung des Gesetzgebers fachliche Beratung der Ministerialverwaltung Monitoring der Fischbestände der Nahrungsgrundlagen der Fischbestände der physikalischen Habitat Veränderungen gegenüber Fischen und anderen aquatischen Lebewesen der Fischfänge durch Berufs- und Angelfischerei Bio-Management der Hegemaßnahmen der fischereilichen Bioauswirkungen der aktuellen Gewässergüte fischereiliche Bekämpfung der Schadstoffkalamität Fiskalische Aufgaben Verwaltung der Fischereirechte Pachtverträge Erlaubnisscheine Behauptung der eigenen Fischereirechte Besatzmaßnahmen Verwaltung von Fischreirechten des Bundes

Biotopverbund der Gewässerlebensräume – nicht abgestimmte Fachgrundlage – Hamburg

Im Rahmen der fachlichen Untersuchungen zum Biotopverbund in Hamburg wurde 2012 eine gesonderte Biotopverbunddarstellung für die Gewässerlebensräume entwickelt. Hier werden für die Gewässerlebensräume die Kern- und Verbindungsflächen, länderübergreifenden Anknüpfungspunkte sowie die Verbindungsräume dargestellt. Die Fließgewässer und ihre Auen stellen wichtige natürliche Verbindungslinien in der Stadt dar und bieten ebenso wie die Stillgewässer wertvolle Lebensräume für seltene Tier- und Pflanzenarten. Kern- und Verbindungsflächen: Kernflächen sind die naturschutzfachlich wertvollen Lebensräume mit ihren oftmals seltenen Pflanzen- und Tierarten, die vorrangig dem Schutz der vorhandenen Populationen standorttypischer Arten, Lebensräume und Lebensgemeinschaften dienen. Von den Kernflächen gehen zudem Wiederbesiedlungsprozesse anderer Flächen aus. Um die Kernflächen miteinander zu verbinden, werden zwischen ihnen geeignete Verbindungsflächen und –elemente identifiziert. Bei den Auswertungen für eine Biotopverbunddarstellung der Gewässerlebensräume wurden die beiden Kategorien zusammenfassend betrachtet und dargestellt. Länderübergreifende Anknüpfungspunkte: Die Natur macht nicht vor Grenzen halt. Der Biotopverbund überschreitet von daher im Normalfall mehr oder weniger deutlich die Landesgrenzen. Die wichtigsten Übergangspunkte zu den Nachbarbundesländern Schleswig-Holstein und Niedersachsen werden mit Punktsymbolen dargestellt. Verbindungsräume: Die Verbindungsräume sind Bereiche, die gewisse Verbundbeziehungen über die Kern- und Verbindungsflächen hinaus aufweisen. Diese sind jedoch so locker, dass diese Bereiche nicht als Biotopverbundflächen im engeren Sinne einzustufen sind.

In situ high spectral resolution inherent and apparent optical property data from diverse aquatic environments

Light emerging from natural water bodies and measured by remote sensing radiometers contains information about the local type and concentrations of phytoplankton, non-algal particles and colored dissolved organic matter in the underlying waters. An increase in spectral resolution in forthcoming satellite and airborne remote sensing missions is expected to lead to new or improved capabilities to characterize aquatic ecosystems. Such upcoming missions include NASA's Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem (PACE) Mission; the NASA Surface Biology and Geology observable mission; and NASA Airborne Visible / Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS) - Next Generation airborne missions. In anticipation of these missions, we present an organized dataset of geographically diverse, quality-controlled, high spectral resolution inherent and apparent optical property (IOP/AOP) aquatic data. The data are intended to be of use to increase our understanding of aquatic optical properties, to develop aquatic remote sensing data product algorithms, and to perform calibration and validation activities for forthcoming aquatic-focused imaging spectrometry missions. The dataset is comprised of contributions from several investigators and investigating teams collected over a range of geographic areas and water types, including inland waters, estuaries and oceans. Specific in situ measurements include coefficients describing particulate absorption, particulate attenuation, non-algal particulate absorption, colored dissolved organic matter absorption, phytoplankton absorption, total absorption, total attenuation, particulate backscattering, and total backscattering, as well as remote sensing reflectance, and irradiance reflectance.

Klimaangepasstes Wassermanagement (KliWa) aus traditionellen Nutzungen für die Zukunft lernen

Zielsetzung: Die letzten Jahre haben gezeigt, dass wir lernen müssen, Wasser nachhaltiger zu managen und mehr Wasser in der Landschaft zu halten. Vermehrt treten Extremwetterereignisse auf, etwa lange Trockenperioden einerseits sowie Starkniederschläge und Überschwemmungen andererseits. Das sich ändernde Klima führt uns vor Augen, dass Wasser in der Landschaft ein Schlüsselfaktor für die landwirtschaftliche Produktion und den Erhalt von Ökosystemen ist. Herkömmliche Methoden der landwirtschaftlichen Bewässerung kommen allein wegen der Wasserverfügbarkeit an ihre Grenzen. Daher müssen neben technischen (z. B. Zwischenspeicher) auch natürliche Maßnahmen zum Wasserrückhalt umgesetzt werden. Die traditionellen Techniken der Wiesenbewässerungen sind hervorragend dafür geeignet. Durch verzweigte, dem Gelände angepasste Grabensysteme wird Wasser aus einem Fluss über Bewässerungsgräben in die Wiesenfläche geleitet. Unterschiedliche Bewässerungssysteme fluten oder überrieseln die Wiesen durch gezieltes Stauen des Wassers. Ein Teil des Wassers wird anschließend wieder in den Fluss zurückgeleitet. Die Vorteile des Wiesenbewässerung sind mannigfaltig: Sie steigert den Ertrag, trägt zur Bodenbildung bei, bindet Kohlenstoff effektiver als trockene Böden, bietet Lebensraum für feuchteliebende Tier- und Pflanzenarten, puffert Hochwasser- und Starkregenereignisse ab, fördert die Grundwasserneubildung und stellt kühlende Frischluftschneisen für angrenzende Wohngebiete dar. Übergeordnetes Projektziel ist es, die Techniken der fast in Vergessenheit geratenen Bewirtschaftungsform der traditionellen Wiesenbewässerung zu nutzen, um mehr Wasser länger in der Landschaft zu halten. Die Vernetzung des vorhandenen Wissens zu traditioneller Bewässerung und weiteren Methoden des natürlichen Wasserrückhalts sollen neue Anstöße und Lösungsansätze für aktuelle Herausforderungen in unseren Landschaften geben. Darüber hinaus werden bestehende und neue Initiativen zu Fördermöglichkeiten und Projektentwicklung beraten und mit relevanten Kontaktpersonen und Institutionen vernetzt, um neue Projekte zur Verbesserung des natürlichen Wasserrückhalts zu initiieren.

Auswirkungen des antiparasitischen Tierarzneimittelwirkstoffes Ivermectin auf ökologisch relevante Organismengruppen in weidenahen Kleingewässern

Antiparasitika (Mittel gegen Endo- und Ektoparasiten) zur Anwendung bei Weidetieren gehören zu den Tierarzneimitteln mit der höchsten Toxizität für die Umwelt. Ökologisch relevante Effekte wurden bereits bei Dunginsekten festgestellt. Auch bei aquatischen Invertebraten, wie z.B. Krebstiere oder Insektenlarven ist aufgrund der Erfahrungen aus dem Vollzug eine hohe Sensitivität gegenüber Vertretern aus der Wirkstoffgruppe der Avermectine zu vermuten. Um die Auswirkungen von antiparasitären Tierarzneimitteln auf die Biodiversität in weidenahen Kleingewässer (z. B. Gräben, Bäche, Teiche) umfassend bewerten zu können, fehlen aber zusätzliche ökotoxikologische Effektdaten von für diese Gewässer repräsentativen aquatischen Organismen, die über die Standarddatenanforderungen im Vollzug hinausgehen. Das betrifft besonders Vertreter aus den ökologisch relevanten Gruppen der Filtrierer, Aufwuchs-Weidegänger (Grazer) und Zerkleinerer (Shredder). Exemplarisch sollen Untersuchungen mit Ivermectin Daten zu kurz- und langfristigen Auswirkungen auf je einen Vertreter aus diesen ökologischen Gruppen liefern. Zusätzlich soll eine Daphnien-Reproduktionsstudie nach OECD 211 unter GLP durchgeführt werden, deren Ergebnisse als Vergleichsdatensatz dienen. Damit soll Aufschluss darüber gewonnen werden, inwieweit die Biodiversität aquatischer Arthropoden im Bereich von mit Tierarzneimitteln belasteter landwirtschaftlicher Flächen nachhaltig beeinflusst und geschädigt wird und wo Handlungsbedarf besteht, um das Schutzziel der Biodiversität zu erhalten.

Auswirkungen chemischer Belastungen auf mikrobielle Gemeinschaften

Veranlassung Gewässerökologie im Fokus der Öffentlichkeit Die durch den Klimawandel mit zunehmender Häufigkeit auftretenden extremen Bedingungen in und an Flüssen und Bundeswasserstraßen führten in der jüngeren Vergangenheit zum Teil zu verheerenden ökologischen Folgen. Mikroorganismen nahmen dabei oft eine zentrale Rolle ein und rückten das Thema Wasserqualität verstärkt in den Fokus der Öffentlichkeit. Ein Beispiel dafür ist das Fischsterben in der Oder im August 2022, welches im Rahmen der Ursachenforschung die Sensibilität, aber auch die Komplexität der Ökosysteme in Politik und Öffentlichkeit allgegenwärtig machte. Aber auch die seit 2017 in der Mosel auftretenden Cyanobakterienblüten erregen zumindest regional öffentliches Interesse, da sie oftmals eine eingeschränkte Nutzung des Gewässers nach sich ziehen. Interdisziplinäre wissenschaftliche Herausforderung: Komplexe Zusammenhänge zwischen chemischer Belastung und Biodiversität Die Entschlüsselung komplexer Wirkbeziehungen stellt eine große wissenschaftliche Herausforderung dar - einerseits aufgrund multipler Stressoren, die auf Flussysteme einwirken, wie die Auswirkungen des Klimawandels oder die Ausbreitung von Neobiota; andererseits aufgrund zahlreicher Umweltfaktoren wie Wassertemperatur, Nährstoffkonzentrationen und Abflussbedingungen. Ein größtenteils unbekanntes Ausmaß an chemischen Stressoren, insbesondere organische Spurenstoffe, belasten das aquatische Ökosystem zusätzlich. Obwohl internationale Gremien und Verbände (IPBES, EU) sowie die wissenschaftliche Gemeinschaft chemische Belastungen als einen der Haupttreiber für Biodiversitätsverlust anerkannt haben, ist der Einfluss von Chemikalien auf die Biodiversität und damit auf Ökosysteme bisher unzureichend verstanden. Erste Studien geben Hinweise auf die potentiellen Auswirkungen chemischer Belastungen auf die mikrobielle Gemeinschaft: Beispielsweise belegen sie einen statistischen Zusammenhang zwischen der Spurenstoffbelastung und dem ökologischen Zustand von Fließgewässern. Es ist daher notwendig, die komplexen Zusammenhänge zwischen solchen chemischen Stressoren und der mikrobiellen Artengemeinschaften integrativ und systematisch zu bearbeiten, um die ökologischen Entwicklungen in Bundeswasserstraßen besser zu verstehen und zu prognostizieren sowie um nachteiligen Veränderungen proaktiv entgegensteuern zu können. Die Mosel als Untersuchungsgebiet Über Einträge kommunaler Kläranlagen sowie aus industriellen und intensiven landwirtschaftlichen Aktivitäten im Einzugsgebiet gelangen komplexe Mischungen organischer Spurenstoffe in die Mosel. Darüber hinaus zeigt das Gewässer als Ausdruck eines "nicht gesunden" Ökosystems seit einigen Jahren ausgeprägte, Toxin-bildende Cyanobakterienblüten, die in der breiten Öffentlichkeit sowie bei den verantwortlichen Behörden große Aufmerksamkeit und Besorgnis erregen. Ziele - Umfassende Charakterisierung der mikrobiellen Artengemeinschaft und chemischen Belastung im Untersuchungsgebiet (Mosel) - Etablierung von experimentellen Ansätzen zur systematischen Untersuchung der Zusammenhänge zwischen chemischen Belastungen und dem Wachstum mikrobieller Populationen - (Weiter-)Entwicklung von mechanistischen Effekt-Modellen, welche den Einfluss der chemischen Belastung im Kontext multipler Stressoren auf ausgewählte Phytoplankton-Arten beschreiben.

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