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Biologische Indikation von Schadstoffen (Ozon, Kohlenwasserstoffe, Schwermetalle) bzw. Umweltveraenderungen

Die Anzeige von biotischen oder abiotischen Umwelt-Standortfaktoren durch biologische Systeme (Organismen, Population, Lebensgemeinschaft) wird als Bioindikation bezeichnet. Bioindikatoren im engeren Sinne sind dabei Organismen oder Organismengemeinschaften, die auf Schadstoffbelastungen mit Veränderungen ihrer Lebensfunktionen antworten bzw. den Schadstoff akkumulieren. Die Indikation der natürlichen Standortverhältnisse wird bewusst ausgeschlossen. Im Rahmen dieses Projektes wurden bzw. werden folgende Themen bearbeitet: - Ökosystemares Biomonitoring-Programm in der Region Biebesheim. - Indikation von Luftbelastungen mittels Weidelgraskulturen in den hessischen Belastungsgebieten. - Biomonitoring-Programm zur Auswirkung von Katalysatoremissionen (Autoabgase) auf die Vegetation. - Indikation der Belastung durch organische Luftinhaltsstoffe mittels Grünkohl und klonierten Fichten. - Vegetationskundliche Untersuchungen von extensiv genutzten Dauergrünlandflächen in Hessen.

Untersuchugen zu Flora, Vegetationsstruktur und -dynamik auf Steinruecken im Erzgebirge

Pflanzensoziologische Analyse der Vegetation von Lesesteinwaellen; Saumgesellschaften; Moos- und Flechtengesellschaften; Verbreitung von Gehoelzarten und pflanzengeographischer Weiserarten; Populationsoekologie von Lilium bulbiferum im Osterzgebirge.

Moos- und Flechtenmonitoring: systematische Langzeiterfassung von Bioindikatoren in deutschen Waldnationalparken

Grundlage eines effektiven Naturschutzes in Schutzgebieten ist es, deren Zustand auf Basis einer systematischen Datenaufnahme zu dokumentieren. Quantitative, überregional vergleichbare Daten sind hierbei essenziell für eine aussagekräftige Bewertung der zugrunde liegenden Entwicklungen. Gewährleistet wird dies durch ein Langzeitmonitoring mit standardisiertem Datenaufnahmeverfahren. Bioindikatoren wie Moose und Flechten können durch ihre Sensibilität in Hinblick auf Umweltveränderungen wertvolle Hinweise auf die Entwicklung und den Zustand ihrer Habitate liefern. Mit dem Ziel, ein überregional einheitliches Monitoringsystem für Moose und Flechten zu schaffen, haben sich die Nationalparke (NLP) Eifel, Kellerwald-Edersee und Hainich in Zusammenarbeit mit ausgewiesenen Moos- und Flechtenexpertinnen und -experten zusammengeschlossen und ein Aufnahmeverfahren entwickelt. Im Zuge der Zweitaufnahme schloss sich im Jahr 2023/2024 der NLP Hunsrück-Hochwald dem Vorhaben als viertes Großschutzgebiet an. Erste Auswertungen der Daten für Buchenwälder, den prägenden Waldtypus aller teilnehmenden NLP, erlauben es, relevante Bestandsparameter für die Artverteilung der Moose und Flechten zu identifizieren. Überregionale klimatische Trends spiegeln sich in der Analyse der Artverteilung wider. Der atlantische Einfluss im NLP Eifel wird graduell über den NLP Kellerwald-Edersee von der subkontinentalen Prägung im NLP Hainich abgelöst. Besonders sticht das gehäufte Auftreten von Klimawandelzeigern im westlichsten NLP Eifel hervor. Gewünscht wäre der Beitritt weiterer Schutzgebiete für ein umfassenderes Bild überregionaler Zusammenhänge. Künftige vergleichende Analysen zwischen den zehnjährig wiederkehrenden Aufnahmen könnten Erkenntnisse über Dynamik und Entwicklung der Waldökosysteme vertiefen und es ermöglichen, Differenzialarten und -artengruppen für Waldbiotoptypen und -entwicklungsphasen zu definieren.

Verteilung und Stabilität des Kohlenstoffs beim Abbau von 14C-markiertem Weizenstroh in den verschiedenen Kompartimenten eines Bodens mit unterschiedlicher landwirtschaftlicher Bewirtschaftung

Es ist die Hypothese aufgestellt worden, dass neben nicht abgebauten Pflanzenresten die organische Substanz des Bodens grob aus zwei Kompartimenten besteht. Bestimmt durch den Ton- und Feinschluffanteil entwickelte sich ein inerter C-Pool während der Genese von Böden. Dieser an die mineralischen Feinanteile gebundene Kohlenstoff nimmt nur über einen langen Zeitraum am Kohlenstoffumsatz von Böden teil. In Abhängigkeit von der landwirtschaftlichen Praxis entwickelt sich während des durch die metabolische Aktivität von Bodentieren und Mikroorganismen verursachten Abbaus von Pflanzenresten und organischen Düngern ein zweiter, labiler C-Pool. Dieser ist im wesentlich verantwortlich für die Nährstoffflüsse in Böden. Das Ziel des geplanten Forschungsprojektes ist es, in Laborexperimenten die Verteilung von frisch zugeführten 14C aus markiertem Weizenstroh zwischen inertem und labilem C-Pool über den Zeitraum eines Jahres zu verfolgen. Zusätzlich wird die Mineralisierung des Pflanzenmaterials zu 14CO2, die Bildung wasserlöslicher 14C-Metabolite und die anabolische Verwertung des markierten Kohlenstoffs durch die mikrobielle Biomasse des Bodens verfolgt. Nach einer physikalischen Fraktionierung der mineralisch-organischen Bodensubstanz in einzelne Größenfraktionen soll deren Gehalt an 14C/12C organischer Substanz über die Zeit bestimmt werden. In einem Inkubationsexperiment werden die isolierten Größenfraktionen mit der autochthonen Bodenflora beimpft werden, und die dabei durch die Aktivität der Mikroorganismen freigesetzten 14CO2 Mengen sind ein Indikator für die Stabilität der organischen Substanz in den einzelnen Fraktionen. Für diese Untersuchungen werden Proben eines landwirtschaftlichen Bodens ausgesucht, der für viele Jahrzehnte verschiedener Düngungspraxis (null, mineralisch, organisch) unterlag. Durch dieses Forschungsprojekt werden Informationen über die kausalen Zusammenhänge von Bodenprozessen bei der Bildung und Speicherung der organischen Substanz im Boden erwartet.

Surveillance de l'etat des lacs au moyen des communautes de vers (FRA)

Utilisation des communautes d'oligachetes comme indicateurs de l'etat des lacs. Mise au point d'indices biologiques d'eutrophisation. Suivi ecologique a long terme du Leman, des lacs de Neuchatel, Morat, Joux, des Brenets, de Bret, Chavannes et Lioson. (FRA)

Molecular Weevil Identification (MWI)

Rüsselkäfer (Curculionoidea) sind eine der diversesten Käfer-Überfamilien, mit weltweit über 100.000 Arten und ca. 6.000 Arten in Europa. Viele Arten zeigen eine starke Wirtspflanzenbindung; adulte Tiere ernähren sich hauptsächlich von Blättern, Larven von Wurzeln. Einige spezialisieren sich auf Totholz. Aufgrund ihrer phytophagen Lebensweise sind etliche Arten wirtschaftlich relevante Boden-, Pflanzen- oder Nahrungsmittel-Schädlinge. Andere wiederum können als Bioindikatoren dienen, z.B. in Bezug auf Waldalter. Die taxonomische Stellung zahlreicher Rüsselkäfer ist immer noch ungeklärt und die Artidentifizierung etlicher Taxa kann nur durch Spezialisten durchgeführt werden. Das Molecular Weevil Identification (MWI) Projekt, in dem das Museum Koenig mit dem Curculio-Institut kooperiert, soll das Fundament legen für eine integrative, molekular-morphologische Rüsselkäfertaxonomie für Europa, und soll helfen Rüsselkäfer mittels DNA-Barcoding zu identifizieren. Für diesen Zweck werden sowohl morphologische (trocken präparierte) Rüsselkäfer- als auch DNA- und Gewebesammlungen am ZFMK aufgebaut, verknüpft mit einer DNA-Barcode-Referenzbibliothek. In Anbetracht der enormen Diversität von Rüsselkäfern in Europa bleibt diesbezüglich viel zu tun und weitere Partner, die etwas zum Projekt beisteuern möchten, sind sehr willkommen!

Messsystem mit plasmonischem Sensor für die Vor-Ort-Analyse der E. coli-Belastung für die Wasserwiederverwendung, Teilvorhaben: Entwicklung einer Sensor/Detektor- und Auswerteelektronik zur vor-Ort-Erfassung von E.coli-Konzentrationen und Zellviabilität

Fischfauna 2013

Fische sind vergleichsweise langlebige, mobile Organismen, die mehrere trophische Ebenen (Niveaus im Nahrungsnetz) repräsentieren und im Verlauf ihrer Entwicklung bzw. ihres Lebenszyklus’ auf vielfältige, verschiedene Habitate oder Gewässerlebensräume angewiesen sind. Aufgrund dieser ausgeprägten Lebensraumansprüche wurden Fische als biologische Indikatoren für die Strukturvielfalt der Oberflächengewässer in die EG-WRRL aufgenommen. Eine gewässertypisch hohe Diversität autochthoner (einheimischer) Fischarten indiziert die gute ökologische Qualität eines Gewässers im Sinne der EG-WRRL , d.h. die Intaktheit eines Gewässer-Ökosystems und damit auch seinen Wert für den Arten- und Biotopschutz. Dabei ist zu berücksichtigen, dass erst mit dem Nachweis der natürlichen Reproduktion die Existenz von Populationen belegt ist. In der Regel wird der Nachweis einer hohen Fischartenzahl positiv beurteilt, da diese – sofern nicht durch Besatzmaßnahmen verursacht – auf das Vorhandensein vielfältiger verfügbarer Lebensräume und Ressourcen hindeutet und damit auf eine große Strukturvielfalt. Ebenfalls positiv zu bewerten ist das Vorhandensein stabiler Populationen gefährdeter Fischarten . Sie stellen in der Regel die höchsten Lebensraumansprüche und sind demzufolge von negativen Einflüssen am ehesten betroffen. Aufgrund dessen ist der Gefährdungsgrad einer Art in der aktuellen Roten Liste als Gradmesser für die Schutzwürdigkeit eines Lebensraumes geeignet. Im Gegensatz zu den vorangegangenen Ausgaben wird in dieser Ausgabe 2014 keine fischfaunistische Bewertung der Gewässer aufgrund des Verhältnisses zwischen nachgewiesenen Fischarten und den durchschnittlichen Anzahlen pro Gewässertyp vorgenommen. Die Darstellung des Gewässertyps und der Anzahl der Fische pro untersuchtes Gewässer wurde jedoch beibehalten. Ebenso wird der Gefährdungsgrad nach der Roten Liste Berlins (2013) dargestellt. Entsprechend der Entstehungsgeschichte der Gewässer, Fläche, Vernetzung, Art und Kontinuität der Wasserversorgung sowie Besiedelungsmöglichkeiten für Fische, wurden bereits in der ersten Ausgabe neun Typen festgelegt und diese – da sie sich bewährt haben – beibehalten: Fließgewässer, Flussseen, natürliche Landseen, künstliche Landseen, Rückhaltebecken, Kleingewässer, Kanäle, Gräben, Klärwerksableiter. Künstliche Seen und Regenrückhaltebecken bilden fischfaunistisch eigenständige Gewässertypen, da ihre Fischvorkommen mindestens auf Initialbesatz, in der Regel auf fortgesetzten Besatz zurückzuführen sind und deren Fischgemeinschaft deshalb weder eine Besiedlungsgeschichte noch eine gewässerspezifische Bestandsentwicklung reflektiert. Klärwerksableiter und Regenrückhaltebecken sind die fließenden, bzw. stehenden Kleingewässer mit dem höchsten Ausbauzustand. Erstgenannte unterscheiden sich darüber hinaus von den übrigen Typen durch eine im Jahresverlauf relativ gleichbleibende Wasserführung, während vergleichbare Fließe und Gräben regelmäßig austrocknen. Die Gruppe der Kleingewässer beinhaltet alle stehenden Tümpel, Weiher, Teiche, Sölle u.ä. mit einer Fläche bis zu einem Hektar. Alle übrigen Kategorien erklären sich selbst.

Versuche zur Ermittlung und zum Verhalten von Bioindikatoren in mit Schadstoffen kontaminierter Luft

Die Raumluft ist haeufig mit toxischen Stoffen (besonders chlorierte Kohlenwasserstoffe wie PCP, Lindan sowie mit Formaldehyd) angereichert. Die ueblichen Analysen sind kompliziert, kostspielig und nicht lebensbezogen. Mit Pflanzen, Samen und pflanzlichem Plasma koennte der Nachweis verbessert werden, so dass ihn auch der Laie anwenden kann (was wegen der ubiquitaeren Verbreitung der Schadstoffe noetig waere).

Auswirkung subletaler und synergistischer Belastung auf makro-Invertebrata des Rheins

An einer groesseren Anzahl von Tieren aus dem Rhein wird die Auswirkung gleichzeitiger Belastung mit 3-4 Stoffen bzw. Schadfaktoren (O2-Mangel, Erwaermung) geprueft. Gemessen wird nicht der Tod der Versuchstiere, sondern bereits vorher sich andeutende, sublethale Schaedigung ueber die Messgroessen Sauerstoff-Verbrauch, Aktivitaet, Filtrationsleistung etc. Als Ergebnisse sind Daten ueber Resistenz-Unterschiede bei den Versuchstieren zu erwarten, weiterhin Auskunft ueber synergistisch besonders aktive Substanzen im Abwasser.

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