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Evaluation and implementation of statistical methods to assess effects in count data

As part of its statutory duties in the field of chemical safety, the German Environment Agency (⁠ UBA ⁠) is responsible for the environmental risk assessment of chemicals. This risk assessment is based on data from standardised ecotoxicological laboratory and field tests, which are generally described in Test Guidelines (TGs) published by the Organisation for Economic Co-operation and Development (⁠ OECD ⁠). The respective OECD TGs mention statistical methods for evaluating test results and are linked to the OECD Document No. 54 'Current Approaches in the Statistical Analysis of Ecotoxicity Data: A Guidance to Application' published in 2006. However, some of the statistical methods described in OECD No. 54 are outdated, and there is a lack of suitable methods for analysing non-normally distributed data, e.g. in aquatic mesocosms and field studies on soil organisms and arthropods. As part of an in-house research project (FKZ 3723 674010), UBA is currently revising OECD No. 54, which provides guidance on the statistical analysis of ecotoxicological data. During this process, shortcomings in the statistical analysis of ecotoxicological data were identified, particularly in higher-level tests (e.g. aquatic mesocosms and terrestrial field studies). The report submitted contains the results of the expert opinion conducted as part of the aforementioned in-house research project. Its main objective was to develop an R-package that improves the statistical analysis of Poisson-distributed data by employing alternative statistical methods, such as the Computational Approach Test based on the Closure Principle (CP-CAT) and other binomial test methods. The project was completed with the successful development of a publicly available R-package on the CRAN and GitHub platforms. This report details the work conducted to develop an R-package for Poisson-distributed data and also includes power analyses for several statistical methods. Veröffentlicht in Texte | 107/2025.

The role of the Port of Hamburg for biodiversity: 2018-2021 survey data for habitat types, angiosperms and selected terrestrial arthropod groups, under inclusion of previous habitat type survey data

The BMDV network of experts commissioned a comprehensive terrestrial biodiversity assessment of the Hamburg harbor area, enlisting local experts to conduct the surveys. This research focused on evaluating the harbor's ecological significance for both indigenous and non-native species. Surveys were conducted between 2018 and 2021. The study employed standardized methodologies for floristic mapping and habitat classification, ensuring consistency with established protocols of the Free and Hanseatic City of Hamburg and the Federal Institute of Hydrology (BfG). For this study, habitat type data from previous surveys (1983, 2005) could be mobilized, digitized and included in the analysis. Floristic mapping adhered to the city state's survey methods and metadata standards, which allowed comparisons with available data from 1975 onwards. Methodological details pertaining to the collection of zoological data are available in the accompanying publication and followed established standards for each taxonomic group (Coleoptera, Aculeata, Formicidae, Araneae, Opiliones, Culicidae).

Überarbeitung der statistischen Guidance zu OECD Prüfrichtlinien (OECD Series on Testing and Assessment No. 54)

Hintergrund: Datenanforderungen der Europäischen Verordnungen für Industriechemikalien (REACH 1907/2006/EG), Pflanzenschutzmittel (1107/2009/EG), Biozide (528/2012/EG), Tierarzneimittel (2019/6/EG) und der Richtlinie für Arzneimittel (2004/28/EG und 2004/27/EG) basieren auf standardisierten ökotoxikologischen Labor- und Freilandtests., i.d.R. OECD-Prüfrichtlinien. Die Festlegung der statistischen Auswertung der Labordaten erfolgt derzeit in den einzelnen OECD-Prüfrichtlinien mit Hinweis auf die 2006 veröffentlichten Grundprinzipien der statistischen Auswertung für OECD-Prüfrichtlinien im OECD Dokument Nr. 54 'Current approaches in the statistical analysis of ecotoxicity data: a guidance to application'. Die im OECD Dokument Nr. 54 beschriebenen Methoden sind (teilweise) überholt und es fehlen geeignete Methoden für die Auswertung von nicht-normalverteilten Daten. Nicht-normalverteilte Daten kommen standardmäßig in aquatischen Mesokosmen und Freilandstudien an Bodenorganismen und Arthropoden vor, die eine zentrale Rolle in der Zulassung von Chemikalien spielen. Eine Überarbeitung des OECD Dokuments Nr. 54 ist dringend notwendig, weil es direkte Auswirkungen auf die statistische Auswertung aller OECD-Prüfrichtlinien für die Bewertung von Auswirkungen auf Nichtzielorganismen hat. Forschungsziele sind: 1. Aktualisierung von OECD Dokument Nr. 54 - Aufnahme fehlender Methoden-Prüfung und Aktualisierung enthaltener Methoden, 2. Überführung des OECD Dokument Nr. 54 in ein OECD Guidance Dokument (verbindlicher) - Ermöglichung direkter Verweise zu bestehenden OECD-Prüfrichtlinien und der Vereinheitlichung statistischer Verfahrensweisen innerhalb bestehender OECD Prüfrichtlinien sowie eine präzisierte Ableitung der abgeleiteten Endpunkte zur Verbesserung der Risikobewertung für Chemikalien.

Die Mahd nasser Moorstandorte verringert die Aktivitätsdichte, Aktivitätsbiomasse und Habitateignung für gefährdete Bodenarthropoden

Der Verlust an Artenvielfalt und Biomasse bei Insekten und anderen Arthropoden wurde nicht nur in der Agrarlandschaft, sondern auch in Naturschutzgebieten (NSG) dokumentiert, die sich fernab landwirtschaftlich genutzter Flächen befinden. Im vorliegenden Beitrag zeigen wir, dass unangepasstes Management von Moorstandorten die Habitateignung für überregional seltene und gefährdete Bodenarthropoden verringert und die Insektenbiomasse stark reduziert. In einem zweijährigen Bodenfallen-Untersuchungsprogramm wurde die Auswirkung der Mahd staunasser Moorflächen auf Bodenarthropoden in einem NSG in Mecklenburg untersucht, das von der Ostsee und dem ausgedehnten Waldgebiet der Rostocker Heide umgeben ist. Anhand der Aktivitätsdichten der nachgewiesenen Arten wurden die Bestände von Laufkäfern (Carabidae), Kurzflügelkäfern (Staphylinidae) und Webspinnen (Araneae) auf naturnahen Moorflächen, Sukzessionsstandorten und gemähten Flächen mit biostatistischen Methoden miteinander verglichen. Das derzeitige Management führt zu einem naturfernen Zustand in den Arthropodenbeständen. Verlust von Strukturvielfalt und Bodenverdichtung werden als mögliche Ursachen diskutiert. Von der Mahd profitieren v. a. weit verbreitete Arten. Moortypische, überregional gefährdete und seltene Arten präferieren naturnahe Standorte. Sie verlieren durch unangepasstes Management einen geeigneten Lebensraum. Da Moore einen wesentlichen Beitrag zur Erhaltung der Artenvielfalt liefern, sollten bisherige Strategien des Flächenmanagements in NSG hinsichtlich ihrer Wirkung auf Insekten und andere Arthropoden stetig überprüft werden. Maßnahmen, die nicht mit den Zielen des Biodiversitätsschutzes in Einklang stehen, sollten eingestellt werden.

Modes of vector transmission of Cherry leaf roll virus (CLRV) - molecular basis and potential arthropod vector species

Cherry leaf roll virus (CLRV) is a plant pathogen of economic and ecologic importance. It is globally distributed in a wide range of forest, fruit, and ornamental trees and shrubs. In several areas of cherry and walnut production CLRV causes severe losses in yield and quality. With current reference to the rapid dissemination and strong symptom expression in Finnish birches and the Germany-wide distribution of CLRV in birches and elderberry, we continuously investigate and gradually reveal CLRV transmission pathways as by pollen, seeds or water. However, modes and interactions responsible for the wide intergeneric host transmission as well as for the exceptional CLRV epidemic in Fennoscandia still remain unknown. In this project systematic studies shall investigate biological vectors as a causal agent to finally derive control mechanisms and strategies to avoid new epidemics in different hosts and geographic regions. Detailed monitoring of the invertebrate fauna of birch stands/forests and elderberry plantations in Germany and Finland shall reveal potential vectors to subsequently study them in detail by approved virus detection methods and transmission experiments. Molecular analyses of the CLRV coat protein shall prove its role as a viral determinant for a virus/vector interaction. Consequently, this project essentially will contribute important answers on the CLRV epidemiology, and this will be a key element within the first network of research on plant viral pathogens in forest trees.

Biologie und Ökologie der europäischen Raupenfliegen (Tachinidae)

Untersuchung der Lebensweise, Verbreitung und Haeufigkeit, sowie der Biotopbindung von Raupenfliegen, d.h. von Parasiten schaedlicher Insekten.

Untersuchungen zur Wirkung von Pflanzenbehandlungsmitteln auf Nutzarthropoden im Rahmen des Zulassungsverfahrens

A) Ermittlung der Wirkung von Pflanzenbehandlungsmitteln auf Nutzarthropoden. B) Fortlaufende freiwillige Pruefung.

Nebenwirkungen von Forstschutzmitteln auf Nutzarthropoden

Entwicklung von Richtlinien zur Mittelpruefung an bestimmten Nutzarthropoden. Hier: Waldameisen (Formica polyctena) und Tachinen (Pales pavida). Spezielle Beruecksichtigung der Beeintraechtigung der Nutzfunktion der Versuchstiere (z.B. der Parasitierungsleistung u.a.). Durchfuehrung von Tests unter praxisueblichen Bedingungen, wobei nicht so sehr Insektizide, sondern Herbizide und Fungizide im Vordergrund stehen.

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.

Freilandversuche zur Bekaempfung des Apfelwicklers Laspeyresia pomonella mit Granuloseviren

Der Apfelwickler, Laspeyresia pomonella, ein Hauptschaedling des Apfels wurde im nordbadischen Raum zum begrenzenden Faktor fuer integrierte Pflanzenschutzprogramme, da jede der beiden Generationen gezielt bekaempft werden muss. Die Zahl der erforderlichen Spritzungen mit chemischen Insektiziden liegt im Heidelberger Raum bei 3-4. Als Ersatz fuer chemische Insektizide bietet sich ein sehr spezifisch wirkendes Granulosevirus an. In umfangreichen Freilandversuchen soll die Wirksamkeit des Granulosevirus unter praxisueblichen, kontrollierbaren Bedingungen geprueft werden. Darueber hinaus ist zu untersuchen, wie sich diese umweltschonende biologische Bekaempfungsmethode auf die Gesamtfauna des Apfels auswirkt.

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