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Zooplankton abundance, biomass, body size and species diversity in the East Frisian Wadden Sea in 2015-2024

The Lower Saxony Water Management, Coastal and Nature Protection Agency started a zooplankton survey in 2015, regularly monitoring the abundance, biomass, body size, and species composition in the East Frisian Wadden Sea. A total of max. 10 stations are sampled monthly from March to October. Samples are taken using a Hydrobios Apstein net, 150 µm mesh size, hauled from 10 meters depth to the surface at constant speed (0.67 m/s). The net has an opening of 40 cm in diameter, and is attached to a cone with a 17 cm wide opening. Samples are collected with three vertical hauls, pooled together, and stored in a 1L container fixed with borax-buffered formalin (5%). Samples are analyzed in accordance with the standard procedure DIN EN 17204:2020-09 to measure abundance, dry and wet weight, and taxonomic composition. Organisms were counted and identified up to the species (if possible) or genus level using a Bogorov-Chamber and a stereoscopic magnifier. The unaccepted or original names of species are given in the 'Species UID' variable, and the accepted identifications are given in the 'Species' variable. The data provides a detailed time series of zooplankton species composition, biomass, body size and species distribution from 2015 to 2024 in the East Frisian Wadden Sea.

Untersuchungen des Methan Paradoxons in Seen

Methan ist ein höchst potentes Treibhausgas, dennoch ist das globale Methanbudget durch die vielen unbekannten CH4-Quellen und -senken sehr unsicher. Die Höhe der CH4-Anreicherung in der Wassersäule hängt von komplexen Interaktionen zwischen methanogenen Archaeen und methanotrophen Bakterien ab. Das bekannte Methan Paradoxon, das die CH4-Übersättigung im oxischen Oberflächenwasserkörper von Seen und Meeren darstellt, weckt Zweifel, dass die mikrobielle CH4-Bildung nur im anoxischen Milieu stattfindet. Im oligotrophen Stechlinsee haben wir eine wiederkehrende Methanübersättigung im Epilimnion gefunden. Unsere Studien zeigen, dass das CH4 aktiv in der oxischen Wassersäule produziert wird. Die Produktion scheint dabei an die autotrophe Produktion von Grünalgen und Cyanobakterien gekoppelt zu sein. Zur gleichen Zeit sind keine methanotrophen Bakterien im Epilimnion vorhanden, so dass das CH4 nicht oxidiert wird. Unsere Haupthypothese ist, dass pelagische Methanogene hydrogenotroph sind, wobei sie den Wasserstoff aus der Photosynthese und/oder Nitrogenaseaktivität nutzen. Unsere Untersuchungshypothesen sind:1) Die CH4-Produktion ist mit der Photosynthese und/oder N-Fixierung gekoppelt, wobei hydrogenotrophe methanogene Archaeen mit den Primärproduzenten assoziiert sind. Die Methanogenen können angereichert und kultiviert werden, um Mechanismen der epilimnischen CH4-Produktion detailliert zu untersuchen.2) Die CH4-Oxidation ist durch die Abwesenheit der Methanotrophen und/oder der Photoinhibition in den oberen Wasserschichten reduziert.3) Die CH4-Produktion innerhalb mikro-anoxischer Zonen, z. B. Zooplankton und lake snow, ist nicht ausreichend für die epilimnische CH4-Produktion.Die saisonale Entwicklung des epilimnischen CH4-Peaks soll in Verbindung mit den Photoautotrophen und der Seenschichtung im Stechlinsee untersucht werden. Dabei soll eine neu-installierte Mesokosmosanlage (www.seelabor.de) genutzt werden, um CH4-Profile bei unterschiedlichen autotrophen Gemeinschaften und Seenschichtungen zu studieren. Die Verknüpfung zwischen methanogenen Archaeen und den Photoautotrophen soll in Inkubationsexperimenten mittels Hochdurchsatz-Sequenzierung und qPCR für funktionelle Gene untersucht werden. Methanotrophe werden quantifiziert und die Photoinhibition der CH4-Oxidation durch Inkubationsexperimente gemessen. In Laborexperimenten sollen die methanogenen Archaeen angereichert und kultiviert werden mittels dilution-to-extinction und axenischen Cyanobakterien und Grünalgen. Physiologische Studien an Anreicherungs- oder Reinkulturen sollen die zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen ermitteln. Feld- und Laborexperimente sollen helfen, das Methan Paradoxon zu entschlüsseln, um die bisherige und potentiell wichtige CH4-Quelle zu charakterisieren und zu quantifizieren. Die Studien sollen helfen, unser Verständnis des globalen CH4-Kreislaufes zu verbessern, damit zukünftige Prognosen realistischer werden.

Gewässertyp des Jahres 2026 - Kleingewässer

<p> <p>Naturnahe Gewässer bilden Lebensräume für eine Vielzahl von Pflanzen und Tieren. Die Gewässer unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Größe und ihres Vorkommens in den Ökoregionen und Höhenlagen Deutschlands. Sie werden in charakteristische Gewässertypen eingestuft. Diese bilden verschiedenste Lebensräume aus und beherbergen typspezifische Gemeinschaften aus Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen.</p> </p><p>Naturnahe Gewässer bilden Lebensräume für eine Vielzahl von Pflanzen und Tieren. Die Gewässer unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Größe und ihres Vorkommens in den Ökoregionen und Höhenlagen Deutschlands. Sie werden in charakteristische Gewässertypen eingestuft. Diese bilden verschiedenste Lebensräume aus und beherbergen typspezifische Gemeinschaften aus Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen.</p><p> Eigenschaften <p>Stehende Kleingewässer sind kleinflächige, meist stehende teilweise aber auch schwach durchströmte Gewässer von geringer Tiefe. Sie können dauerhaft Wasser führen oder temporär austrocknen. Aufgrund ihres hohen Strukturreichtums und Uferanteils besitzen sie eine überproportional hohe Bedeutung für die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biodiversitaet">Biodiversität</a>.</p> <p>Zu den kleinen, stehenden Gewässern zählen unter anderem Tümpel, Fisch- und Löschteiche, Gruben, Moorgewässer oder kleine Seen. Sie tragen nicht nur unterschiedliche Namen, sondern unterscheiden sich auch hinsichtlich ihrer Größe, ihrer Entstehung und ihrer Nutzung durch den Menschen. Nicht nur wegen ihres manchmal blau-glitzernden Wassers sind sie für viele NaturliebhaberInnen ein Anziehungspunkt in unserer Landschaft. Vor allem aber sind sie wichtige Lebensräume für viele Pflanzen- und Tierarten, darunter zahlreiche gefährdete Amphibien. Zudem erfüllen sie wichtige Funktionen in der Landschaft, beispielsweise als Trittsteine im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biotopverbund">Biotopverbund</a> oder als Wasser- und Stoffspeicher. &nbsp;</p> <p>Trotz ihrer Bedeutung sind kleine stehende Gewässer weiterhin durch intensive <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/landnutzung">Landnutzung</a> und den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> bedroht. Mögliche Folgen sind Verschmutzung, Austrocknung, Verlandung und ein Rückgang der Artenvielfalt.&nbsp;</p> </p><p> Anzahl und Vorkommen <p>Die Anzahl stehender Kleingewässer hängt stark davon ab, ab welchem Schwellenwert Gewässer als „Kleingewässer“ definiert werden. Unterschiedliche fachliche und rechtliche Definitionen führen daher zu unterschiedlichen Zahlen.</p> <p>Nach der EU-<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/wasserrahmenrichtlinie">Wasserrahmenrichtlinie</a> (EU-WRRL) werden Seen erst ab etwa 50 Hektar (0,5 km²) Wasserfläche regelmäßig als eigenständige <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/wasserkoerper">Wasserkörper</a> überwacht. In Deutschland betrifft dies gegenwärtig 738 Seen. Dem gegenüber stehen mehr als 300.000 stehende Gewässer mit einer Wasserfläche unterhalb dieses Schwellenwertes, für die es bislang keine offizielle Überwachung des Zustands und der Lebensgemeinschaften gibt. Die 50-Hektar-Schwelle stellt dabei keine fachliche Grenze für Kleingewässer dar, sondern kennzeichnet lediglich die Größenordnung, ab der im Rahmen der EU-WRRL eine regelmäßige Überwachung erfolgt.</p> <p>Naturschutz- und ökologiefachliche Definitionen von stehenden Kleingewässern orientieren sich oft an deutlich kleineren Schwellenwerten für die Wasserfläche (z.B. 0,1 Hektar) und berücksichtigen zusätzlich Merkmale wie Wassertiefe, Ökologie oder hydrologische Funktion. Etwa 30 Prozent der zuvor gennannten 300.000 Gewässer sind kleiner als 0,1 Hektar.&nbsp;</p> <p>Stehende Kleingewässer sind in Deutschland regional unterschiedlich verteilt ( sh. Karte).&nbsp;<br>Besonders viele finden sich in Bayern und Thüringen, vor allem in Fischteichgebieten, die oft schon im Mittelalter durch das Aufstauen kleiner Bäche entstanden sind. Auch in Nordostdeutschland gibt es viele Kleingewässer in Landschaften, die früher von Gletschern geformt wurden. Dort findet man zum Beispiel sogenannte Sölle. Das sind flache, runde Gewässer, die durch das Auftauen eingeschlossener Eisblöcke entstanden sind. Stehende Kleingewässer finden sich auch in den Flussauen großer Flüsse wie Elbe oder Donau. In den Alpen und Mittelgebirgen gibt es dagegen nur wenige solcher Gewässer.&nbsp;</p> <p>Obwohl stehende Gewässer kleiner 50 Hektar nur etwa 20 Prozent des gesamten Wasservolumens aller stehenden Gewässer Deutschlands ausmachen, stellen sie etwa die Hälfte der gesamten Wasserfläche. Besonders deutlich wird ihre Bedeutung bei der Uferlänge: Von rund 80.000 Kilometer Uferlinie aller stehenden Gewässer in Deutschland entfallen fast 90 Prozent auf Gewässer kleiner 50 Hektar. Die Uferbereiche von Standgewässern sind Hot-spots der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biodiversitaet">Biodiversität</a>. Hier finden sich eine Vielzahl von wasserlebenden und ans Wasser gebundenen Arten. Dieser Aspekt unterstreicht die Bedeutung des Schutzes von stehenden Kleingewässern.&nbsp;</p> <p>Details zum Vorkommen können über diese Karte abgerufen werden:</p> <p><a href="http://gis.uba.de/website/apps/gdj">http://gis.uba.de/website/apps/gdj</a></p> <p>&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Karte_Vorkommen.png"> </a> <strong> Vorkommen der Kleingewässer in Deutschland </strong> Quelle: @ UBA </p><p> Zustand und gesetzlicher Schutz <p>Das Ziel der EU-WRRL ist ein guter ökologischer und chemischer Gewässerzustand. Um diesen Zustand zu ermitteln, werden die im Wasser lebenden Tiere und Pflanzen bestimmt, die Nähr- und Schadstoffe im Gewässer gemessen und die Lebensräume kartiert. Stehende Gewässer werden dabei erst ab einer Größe von 50 Hektar regelmäßig überwacht und der ökologische Zustand ermittelt. Kleinere stehende Gewässer unterliegen den Anforderungen der EU-WRRL und werden als Teile größerer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/wasserkoerper">Wasserkörper</a> gesetzlich geschützt. Auch nach dem Bundesnaturschutzgesetz sind diese Gewässer gesetzlich geschützte Biotope. Grundsätzlich gelten hinsichtlich des Zustands dieser Gewässer nach EU-WRRL sowohl ein Verbesserungsgebot wie auch ein Verschlechterungsverbot. Eine offizielle Bewertung und Überwachung des Zustands der kleinen stehenden Gewässer und deren Lebensgemeinschaften gibt es bisher nicht. Dies liegt einerseits an deren großer Anzahl, aber auch an der Vielzahl stehender Kleingewässer-Typen, welche durch Faktoren wie Fläche, Tiefe, Volumen, geographische, geologische, pedologische und hydrologische Merkmale, deren anthropogene Nutzung, das Alter und die natürliche Verlandung maßgeblich bestimmt werden.&nbsp;</p> </p><p> Nutzung, Belastung, Maßnahmen <p>Stehende Kleingewässer und angrenzende Flächen werden vielfältig genutzt, wie beispielsweise für die Fischerei und Landwirtschaft. Belastungen entstehen unter anderem durch direkte Eingriffe wie Verfüllung, Drainage, Fischbesatz und Einträge von Nährstoffen und Pflanzenschutzmitteln. Zusätzlich verstärken <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klimawandel">Klimawandel</a> und Veränderungen des Wasserhaushalts Probleme wie Austrocknung, Verlandung und damit auch den Artenverlust. &nbsp;Auch neue Nutzungsformen, wie schwimmende Photovoltaik Anlagen und Wärme-/Kältenutzung von Gewässer (Aquathermie), könnten sich zukünftig auf die Qualität dieser Lebensräume auswirken.</p> <p>Diese vielfältigen Belastungen stellen die den Gewässer- und Naturschutz vor große Herausforderungen. Häufig lassen sich Beeinträchtigungen nicht eindeutig - dem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/verursacherprinzip">Verursacherprinzip</a> folgend - zuordnen. Eine intensive Überwachung ist aus Kapazitätsgründen nur selten möglich. Vor diesem Hintergrund ist das Vorsorgeprinzip für den Schutz dieser Lebensräume von überragender Bedeutung. Dazu gehören eine umweltgerechte Nutzung, vorsorgender Schutz sowie die Pflege und Erhalt dieser Lebensräume.</p> </p><p> Typische Tier- und Pflanzenarten </p><p> <p><strong>Stabwanze </strong>(<em>Ranatra linearis</em>)</p> <p>Die Stabwanze imitiert mit ihrem grazilen Körper abgestorbene Pflanzenteile und wirkst so nahezu unsichtbar auf ihre Beute. Das bis zu 5,5 cm große Insekt sitzt meist nahe der Wasseroberfläche und atmet dabei über ein langes Atemrohr Luft. Es erbeutet mit seinen Fangbeinen selbst Wasserkäfer oder Kaulquappen. Aber auch kleine Tiere wie Mückenlarven zählen zum Nahrungsspektrum. Stabwanzen leben meist in Weihern oder Teichen mit einer reichen Unterwasservegetation. Die guten Flieger können als ausgewachsene Tiere weite Strecken zurücklegen und so auch neue Gewässer besiedeln.&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Stabwanze_Ren%C3%A9%20Rausch_lizenzfrei.jpg"> </a> <strong> Stabwanze </strong> Quelle: René Rausch </p><p> <p><strong>Wasserschlauch&nbsp;</strong><em>(Utricularia sp.)</em></p> <p>Die sieben in Deutschland vorkommenden Arten aus der Gattung der Wasserschläuche erbeuten kleines Zooplankton wie Wasserflöhe oder Hüpferlinge und zählen somit zu den „fleischfressenden“ Pflanzen. An den stark zerschlitzen Sprossen befinden sich zahlreiche Blasen, in denen Unterdruck herrscht. Berührt ein kleines Tier die Borsten an der Öffnung, wirken diese als Hebel und öffnen die Falle, wodurch blitzschnell Wasser einströmt und das Tier eingesaugt wird. Die Beute wird anschließend verdaut. Durch die so gewonnenen Nährstoffe kann <em>Utricularia</em> auch in sehr nährstoffarmen Gewässern wie Moortümpeln vorkommen. Einige Arten kommen nur in solchen Habitaten vor und sind daher durch Überdüngung stark gefährdet.&nbsp;</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Utricularia_Dammer.jpg"> </a> <strong> Der Wasserschlauch mag auch tierische Kost </strong> Quelle: Johannes Dammer </p><p> <p><strong>Schwimmlebermoos </strong>(<em>Ricciocarpos natans</em>)</p> <p>Das Schwimmlebermoos schwimmt auf der Wasseroberfläche von Weihern, Tümpeln und in windgeschützten Seebuchten und erinnert dabei oft an kleine Herzen. Als Lebermoos zählt es zu den stammesgeschichtlich alten Pflanzengruppen. Auf den ersten Blick kann man es mit den Wasserlinsen, oft auch als „Entengrütze“ bekannt, verwechseln. Es unterscheidet sich jedoch durch das zweifach verzweigende Wachstum und die langen, spreizenden Bauchschuppen. Durch diese Unterwasser liegenden Borsten halten die Pflanzen untereinander Abstand, wodurch das Schwimmlebermoos nicht so dicht wächst wie die Wasserlinsen. <em>Ricciocarpos natans</em> ist besonders auf phosphatarme Gewässer angewiesen. Wird dieser Nährstoff übermäßig aus der umgebenden Landschaft eingetragen, kann sich das Schwimmlebermoos nicht mehr gegen die wüchsigen Wasserlinsen behaupten und verschwindet. Deswegen ist <em>Ricciocarpos natans</em> in Deutschland gefährdet.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Schwimmlebermoos_Dammer3.jpg"> </a> <strong> Schwimmlebermoos inmitten von Wasserlinsen </strong> Quelle: Johannes Dammer </p><p> <p><strong>Rotbauchunke (</strong><em><strong>Bombina bombina</strong></em><strong>)&nbsp;</strong></p> <p>Die stark gefährdete Rotbauchunke kommt nur im nordöstlichen Teil von Deutschland vor. Dort laicht sie meist in den flachen und vor allem fischfreien Tümpeln und Weihern der Auenlandschaften, im Norden auch in den eiszeitlich entstandenen Söllen. Die orange-rötlich gefärbte Unterseite signalisiert Fressfeinden ihre Giftigkeit. Diese wird bei Gefahr durch ihre typische, auf dem Rücken liegende Warnstellung präsentiert Im Herbst verlassen die Tiere das Wasser, um an Land zu überwintern. Deshalb spielt neben dem Laichhabitat auch die Umgebung eine wichtige Rolle. So zeigt der Lebenszyklus der Rotbauchunke, dass Wasserflächen nie isoliert zu betrachten sind. Vielmehr stehen sie &nbsp;in ständigem Austausch mit ihrer Umgebung und sollten beim Schutz unserer Gewässer immer mit einbezogen werden.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DSC_2479b_Rotbauchunke_SchneeweissNorbert.jpg"> </a> <strong> Die Rufe der Rotbauchunke "schlagen" Wellen </strong> Quelle: Norbert Schneeweiß </p><p> <p><strong>Europäische Sumpfschildkröte (</strong><em>Emys orbicularis</em>)</p> <p>Die Europäische Sumpfschildkröte ist die einzige einheimische Schildkrötenart Deutschlands – und ein außergewöhnliches Reptil. Ihr Lebensstil und &nbsp;Aussehen haben sich seit der Zeit der Dinosaurier kaum verändert. Meist lebt sie in strukturreichen Gewässern, wo sie Muscheln, Schnecken, Wasserinsekten, Kleinkrebse und auch pflanzliche Nahrung frisst. Zur Fortpflanzungszeit oder wenn Gewässer austrocken, unternimmt <em>Emys orbicularis</em> auch Wanderungen an Land – mitunter über mehrere Kilometer. Manche Tiere erreichen ein bemerkenswertes Alter von bis zu 100 Jahren. Beim Sonnenbaden - auf ins Wasser ragenden Stämmen von Weihern, kleinen Seen oder Flussauen - ist sie wachsam, um bei der kleinsten Störung blitzschnell ins Wasser zu tauchen. Früher auf dem Speiseplan der Menschen ist sie heute Opfer der Zerstörung, Übernutzung und Zerschneidung ihrer Lebensräume. Die Europäische Sumpfschildkröte ist vom Aussterben bedroht. Schutzprojekte versuchen, die letzten wilden Lebensräume sowie die letzten Reliktpopulationen zu erhalten und durch Wiederansiedlungen zu stärken.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DSC_3253b-1_EuropSumpfschildkr%C3%B6te_SchneeweissNorbert.jpg"> </a> <strong> Europäische Sumpfschildkröte beim Sonnenbad </strong> Quelle: Norbert Schneeweiß </p><p> Ausgewählte Typen von Kleingewässern, Belastungen und mögliche Schutzmaßnahmen <p><strong>Fischteiche </strong>sind oft durch Überdüngung, Medikamenteinsatz, Verlandung und zu hohen Fischbesatz belastet; wichtig sind reduzierte Nutzung und regelmäßige Pflege. Feuerlöschteiche sind meist naturfern angelegt und sollten naturnah umgestaltet sowie ohne Fischbesatz betrieben werden.</p> <p><strong>Wiesenweiher </strong>in Auen leiden unter Entwässerung und veränderten Ufern; hier steht die Wiederherstellung natürlicher Wasserverhältnisse im Fokus. Sölle und Ackerweiher werden vor allem durch landwirtschaftliche Stoffeinträge und veränderten Wasserhaushalt beeinträchtigt, weshalb Pufferzonen und geringere Einträge wichtig sind.</p> <p><strong>Waldweiher und -seen</strong> sind durch Eingriffe wie Rodung oder Entwässerung gefährdet; Schutzmaßnahmen zielen auf Wiederherstellung und angepasste Nutzung. Kleinbadeteiche und Badeseen kämpfen mit Hygieneproblemen und Übernutzung, weshalb Nährstoffeinträge reduziert und Nutzung gesteuert werden sollte.</p> <p><strong>Dorf- und Stadtteiche</strong> sind häufig schlecht gepflegt und nährstoffbelastet; hier helfen Renaturierung, bessere Pflege und die Vermeidung zusätzlicher Einträge.</p> <p><strong>Kleinbadeteiche und Badeseen</strong> haben häufig hygienische Probleme, Algenblüten und leiden unter intensiver Nutzung. Maßnahmen sind die Reduktion von Nährstoffeinträgen, verbesserte Abwasserbehandlung, das Zulassen von Röhrichtzonen sowie eine angepasste, moderate Nutzung.</p> <p><strong>Sölle und Ackerweiher</strong> sind besonders durch Nähr- und Schadstoffeinträge aus der Landwirtschaft sowie durch Veränderungen des Wasserhaushalts (z. B. Grundwasserabsenkung) gefährdet. Schutzmaßnahmen umfassen Randstreifen, die Reduktion von Stoffeinträgen, die Förderung unterschiedlicher Sukzessionsstadien sowie das Schließen von Entwässerungsgräben.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Teich1_Dammer_1_quer_0.jpg"> </a> <strong> Kleingewässer </strong> Quelle: Johannes Dammer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/IMG_1443.JPG"> </a> <strong> Kleiner See </strong> Quelle: Johannes Dammer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/20250828_082033_0.jpg"> </a> <strong> Kleingewässer in ländlicher Umgebung, heiße Temperaturen lassen sie leicht austrocknen </strong> Quelle: Linda Timme <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/20250828_073359_0.jpg"> </a> <strong> Kleingewässer sind verschiedensten Belastungen ausgesetzt </strong> Quelle: Linda Timme Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Algen als Indikatoren fuer Umweltbelastungen

In Suesswasserseen treten jedes Jahr Sukzessionen von Plankton-Algen auf, die ein charakteristisches Zeitmuster zeigen. Waehrend das Zeitmuster im Grundtyp durch den Gewaessertyp, die klimatischen Faktoren und durch trophische Wechselwirkungen mit dem Zooplankton determiniert wird, verursachen anthropogene Umweltfaktoren (Duengemittel, Biozide etc.) charakteristische Modulationen oder Entgleisungen dieser Muster, z.B. im besonderen 'Algenblueten'. Anhand von Daten aus dem Halterer Stausee - ein Trinkwasserreservoir der Gelsenwasser AG - werden Zeitreihenanalysen des Planktons einschliesslich multivarianter Kreuzkorrelationen mit chemischen Parametern durchgefuehrt. Ziel dieser Untersuchung ist das Identifizieren von belastungsspezifischen Typen des Sukzessionsmusters der Algen. Ein Sonderthema dieses Forschungsprojektes ist das Erproben von Algenmischpopulationen in kontrollierten Durchfluss-Fermenten. Am Beispiel der Schwermetalle Cadmium und Quecksilber wird ein Monitor-System aus der Wildform und eine heterotrophe Mutante von Euglena gracilis entwickelt.

Mathematische Guetemodelle zur Prognose des Stoffhaushalts von Fliessgewaessern

Zweck und Ziel: Simulation und Prognose des Stoffhaushaltes abwasserbelasteter Fliessgewaesser zur Beurteilung der Auswirkungen wasserwirtschaftlicher und wasserbaulicher Massnahmen, einschliesslich Eutrophierungserscheinungen und Auswirkungen von Verklappungsmassnahmen. Ausfuehrung: Weiterentwicklung des von Dr. G. Huthmann in der BfG aufgebauten Modells, welches weitgehend empirische Zusammenhaenge verwendet, zu einem fuer verschiedene Anwendungen aussagekraeftigen Modell. Dabei werden die biologischen Vorgaenge - soweit erforderlich - mit Hilfe deterministischer Ansaetze formuliert. Die Modellentwicklung enstsprechend den Ergebnissen von Gewaesseruntersuchungen, Laborexperimenten und Literaturstudien. Ergebnisse: Das Modell besteht jetzt aus einem hydrologischen Modell, einem Temperaturmodell und dem eigentlichen Guetemodell. Folgende Stoffkonzentrationen werden berechnet: C-BSB5 (Biochemischer Sauerstoffbedarf der organischen Kohlenstoffverbindungen), CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf, Bichromatoxidation), organischer Stickstoff, Ammoniumstickstoff, Nitratstickstoff, geloester Phosphor, ungeloester Phosphor, geloester Sauerstoff, Truebung. Ferner werden die Biomassen derjenigen langsam wachsenden Organismen berechnet, welchen einen wesentlichen Einfluss auf den Stoffhaushalt ausueben (Nitrifikanten, Algen, Zooplankter). Neuere Guetemodellrechnungen zum Sauerstoffhaushalt der Saar nach Ausbau zeigen, dass besonders in den Sommermonaten in den mittleren Stauhaltungen Lisdorf, Rehlingen und Mettlach mit Sauerstoffmangelsituationen zu rechnen ist. Um Fischsterben zu vermeiden, muss deshalb - beim jetzigen Sanierungszustand der Einleiter - kuenstlich

Miniaturisierte hochauflösende Unterwasserkamera für aquatisches Biodiversitätsmonitoring (Mini-HAWK), Teilvorhaben: Automatisierte Auswertung der Plankton-Bilddaten

Geflügelte Geister der Ozeane: die globale räumliche Ökologie und Schutz der kleinsten und schwer erfassbaren Seevögel der Welt, der Sturmschwalben (Hydrobatidae & Oceanitidae), im Mittelmeer und im Nordostatlantik

Bei den globalen Veränderungen und deren Mitigation durch Umstellung auf erneuerbare Energiequellen (z. B. Offshore-Wind- und Solarparks) müssen nachteilige Auswirkungen auf die Lebensräume im Meer besser erkannt und vermieden werden. So hat die internationale Fischereipolitik in letzter Zeit der marinen Aquakultur Vorrang eingeräumt, um die globale Nahrungsmittel- und Ernährungssicherheit vieler Staaten zu gewährleisten, ohne deren tatsächliche Auswirkungen auf die Meeresumwelt zu kennen. Das Verständnis der räumlichen Ökologie freilebender Tiere, einschließlich ihrer Verbreitung, Bewegungen und Wanderungen, ihrer Phänologie und ihrer Ernährung, führt zu einer besseren Bewirtschaftung und Erhaltung. So können beispielsweise Bemühungen zur Erhaltung wandernder Populationen, die sich ausschließlich auf Brutgebiete konzentrieren, diese Populationen nicht vor Bedrohungen entlang der Wanderrouten oder in Nicht-Brutgebieten schützen. Tierbewegungen und Wanderungen sind auch deshalb wichtig, weil sie das Verhalten, die Lebensweise und sogar die Anatomie vieler Arten beeinflussen. Darüber hinaus kann sich das Wander- und Ernährungsverhalten innerhalb und zwischen den Arten und Populationen unterscheiden. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die auf jeder dieser Ebenen genutzten Routen und Nichtbrutgebiete zu ermitteln, zumal sie auch mit unterschiedlichen Bedrohungen verbunden sein können. Darüber hinaus kann die Untersuchung verschiedener Populationen auch dazu beitragen, zu verstehen, ob die räumliche Ökologie der Art durch genetischen und/oder Umweltvariablen bestimmt wird. Eine Möglichkeit, die Bewegungen und die Verteilung außerhalb der Fortpflanzungszeit bei wandernden Arten zu bestimmen, und zwar neuerdings auch bei den kleinsten Arten, ist der Einsatz von Geolokatoren auf Lichtniveau. Darüber hinaus können feinräumige Bewegungen mit dem kleinsten GPS-Gerät von nur 0,95 g verfolgt werden. Sturmschwalben (Familien Hydrobatidae und Oceanitidae) sind die kleinsten Seevögel und für die Forscher normalerweise nur zugänglich, wenn sie während der Brutzeit in den Kolonien an Land sind. Daher ist es besonders schwierig, sie außerhalb dieses Zeitraums zu untersuchen, wenn sie sich irgendwo auf dem Meer aufhalten und während dieser Zeit wandern und normalerweise ihr Gefieder mausern. Von den meisten Arten ist bekannt, dass sie sich während der Brutzeit bevorzugt von Ichthyoplankton und Zooplankton ernähren, und oft wird diese Beute zusammen mit einem relevanten Anteil an Mikroplastik verzehrt. Obwohl die Interaktion von Sturmschwalben mit anthropogenen Offshore-Aktivitäten teilweise untersucht wurde, zielt der vorliegende Vorschlag darauf ab, wichtige Erkenntnisse über die globale räumliche Ökologie dieser wenig erforschten Taxa zu sammeln und dazu beizutragen, Wissenslücken in Bezug auf die biologische Vielfalt der Meere und die anthropogenen Einflüsse auf sie entlang der europäischen Meere zu bewerten.

Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz (ANK), Innovatives Monitoring pelagischer Habitate zur Einschätzung ihrer Ökosystemfunktion im sich wandelnden Klima - Teilvorhaben 1

Marine Ökosysteme sowie das Sediment am Meeresboden binden auf natürliche Weise Kohlenstoff aus der Atmosphäre und fungieren als CO2-Senken und -Speicher. Die Mechanismen, die dieser Speicherung zugrunde liegen, sind bisher wenig untersucht. Somit muss das Grundverständnis, dass Meeresschutz auch Klimaschutz ist, in den nächsten Jahren fachlich detailliert untermauert werden. Die pelagischen Habitate haben dabei eine Schlüsselrolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Sie bilden die Grundlage des Nahrungsnetzes und unterstützen damit alle höheren trophischen Ebenen bei der Bindung von Kohlenstoff. Das Verständnis der komplexen im Pelagial ablaufenden Prozesse steht in der Nordsee erst am Anfang. Es gilt daher, die Rolle pelagischer Habitate bei Umsetzung, Bindung und Transports von Kohlenstoff in die Tiefe zur langfristigen Speicherung besser zu verstehen, um letztendlich die Meeresschutzmaßnahmen so auszurichten, dass die pelagischen Habitate diese Rolle optimal erfüllen können. Um den Zustand pelagischer Habitate zu bewerten und deren Rolle im natürlichen Klimaschutz einzuschätzen, sind Monitoringdaten sowie adäquate Indikatoren essentiell. Die Monitoringdaten müssen in hoher Frequenz gewonnen werden, da das Plankton schnellen saisonalen Veränderungen unterliegt. Für die deutschen Nordseegewässer liegt ein erster innovativer Monitoringkonzept vor, das noch weiter erprobt werden muss und sich an den bereits bei OSPAR etablierten Indikatoren für die Bewertung von pelagischen Habitaten wie auch deren Funktion im Kohlenstoffkreislauf orientiert. Übergeordnetes Ziel des Projektes ist die Ausarbeitung einer adäquaten und kostengünstigen Monitoringstrategie, die in-situ Probenahmen sinnvoll mit innovativen Monitoringmethoden wie automatischen Samplern, Satelliten- und FerryBoxdaten, DNA-Analyse sowie Bildaufnamen kombiniert und so die Beurteilung der Rolle von pelagischen Habitaten im Zusammenhang mit der Eutrophierung im natürlichen Klimaschutz ermöglicht. Das Monitoringkonzept muss dabei kostengünstig sein, zeitgleich aber eine zuverlässige und raumzeitlich hinreichende Erfassung des Artenspektrums des Phyto- und Zooplanktons gewährleisten. Im Rahmen des Vorhabens sollen einerseits herkömmliche Methoden zur Erfassung der Phyto- und Zooplanktongemeinschaften zur Anwendung kommen, welche praktische Probenahmen auf See sowie die mikroskopische Analyse der genommenen Proben umfassen. Die Probenahmen werden dabei auf BSH-Schiffen im Rahmen des chemischen Monitorings des BSH durchgeführt. Die Auswertung der Proben wird an spezialisierte Labore vergeben. Außerdem sollen unterschiedliche innovative Methoden getestet und bewertet werden. Für das Metabarcoding wird ebenfalls die o.g. Probenahme auf See benötigt. Bei den anderen Methoden wird auf Daten Dritter bzw. Kooperationen mit anderen Instituten zurückgegriffen. Eine Literaturrecherche soll dabei helfen, die erhaltenen Ergebnisse im Kontext anderer Untersuchungen zu Auswirkung des Klimawandels auf das Pelagial einzuordnen.

Planktonzählen im Nordsee-Wasser: „Dönerspieß“, Nadeln und Borsten

Einmal die Woche auf die Insel – Alltag für Mia Andermann während ihres Freiwilligendienstes beim NLWKN (Bild: Phil Beyersdorff/NLWKN). Mit einem Eimer nehmen Phil Beyersdorff und Mia Andermann die Wasserprobe am Norderneyer Hafen. Einige Parameter wie Sauerstoffgehalt und Salinität werden von ihm und Mia Andermann direkt vor Ort bestimmt (Bild: NLWKN). Norden / Norderney. Einmal in der Woche per Fähre nach Norderney reisen, ans Meer gehen und dafür auch noch bezahlt werden? Das klingt für viele zu schön um wahr zu sein. Für Mia Andermann und Phil Beyersdorff war dies zwölf Monate lang jedoch realer Alltag. Die beiden absolvierten ein freiwilliges ökologisches Jahr (FÖJ) beim Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) in Norden und verbrachten etliche Stunden auf der Ostfriesischen Insel. Sie guckten dabei nicht nur aufs Wasser, sondern vielmehr ganz genau ins Wasser. Ihr wissenschaftliches Interesse galt unter anderem dem Plankton der Nordsee. Einmal in der Woche per Fähre nach Norderney reisen, ans Meer gehen und dafür auch noch bezahlt werden? Das klingt für viele zu schön um wahr zu sein. Für Mia Andermann und Phil Beyersdorff war dies zwölf Monate lang jedoch realer Alltag. Die beiden absolvierten ein freiwilliges ökologisches Jahr (FÖJ) beim Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) in Norden und verbrachten etliche Stunden auf der Ostfriesischen Insel. Sie guckten dabei nicht nur aufs Wasser, sondern vielmehr ganz genau ins Wasser. Ihr wissenschaftliches Interesse galt unter anderem dem Plankton der Nordsee. Eimer, Gummistiefel und Sonnencreme – Diese Utensilien haben viele Touristen bei sich, die einen Tag am Strand oder im Watt verbringen möchten. Für Mia Andermann und Phil Beyersdorff waren dies wichtige Hilfsmittel im Rahmen der ökologischen Güteüberwachung der niedersächsischen Küstengewässer. „Wir haben wöchentlich auf Norderney Wasserproben genommen und ans Festland gebracht. Das Wasser haben wir im Probenahmestützpunkt des NLWKN in Norden filtriert und untersucht, um die darin enthaltenen Planktonarten - also winzige, im Wasser treibende Organismen – zu bestimmen und zu zählen“, berichten Mia und Phil. Mia kommt aus Nienburg an der Weser, Phil stammt aus Bremen. Im Sommer 2024 führte ihr Weg zum NLWKN in Norden in Ostfriesland. „Wir haben uns beide nach dem Schulabschluss für ein FÖJ entschieden, um uns beruflich zu orientieren und weiter weg von der Heimat selbstständiger zu werden. Ein FÖJ beim NLWKN bietet mehrere Vorteile: Wir haben bei unserer Arbeit viele verschiedene Aufgaben kennengelernt und hatten die Möglichkeit an Orten zu arbeiten, an die andere Menschen nicht einfach so gelangen. Zum Beispiel auf Sandbänken, Muschelbänken und weit hinaus im Watt“, erzählen die beiden Nachwuchsforscher. Möwen und Touristen als Zuschauer Möwen und Touristen als Zuschauer Nach einer fachkundigen Einarbeitung durch die Biologisch-technischen Assistentinnen (BTA) und Biologen des Aufgabenbereichs in Norden war Norderney einer ihrer Haupteinsatzorte. Für die regelmäßigen Inseltrips brauchte es eine genaue Planung. Ganz wichtig war es, die richtigen Zeiten abzupassen. „Vor unseren Fahrten auf die Insel mussten wir immer schauen, wann Hochwasser ist. Da die Probe auf Norderney eine halbe Stunde vor bis fünf Minuten nach Hochwasser genommen wird, mussten wir unsere Inselaufenthalte passend zum Fahrplan der Fähre gut koordinieren“, betont Mia, die mit ihrem Kollegen Phil schnell ein eingespieltes Duo bildete. Gemeinsam ging es mit einer bepackten Sackkarre etliche Male rauf auf die Fähre, dann runter vom Schiff mit viel Geschick durch eine Menschenmenge und viele Koffer, um möglichst schnell zur Probenahmestelle am Hafen zu gelangen. Dort angekommen, wurde mit einem Eimer, an dem ein Tau befestigt war, Wasser an Land gezogen und in Kanister gefüllt. „Dafür braucht man ein bisschen Kraft und viel Geschick. Man muss aufpassen, dass beim Hochziehen nicht zu viel Wasser wieder aus dem Eimer schwappt. Auch deshalb haben wir manchmal schon Regenhosen an“, erläutert der 19-jährige Bremer. Ihre Arbeit sorgte auf der Insel in vielerlei Hinsicht für Aufmerksamkeit. „Publikum hatten wir regelmäßig. Oft haben uns Möwen beobachtet, manchmal haben interessierte Passagiere von der Fähre aus zugesehen“, erinnert sich die 20-jährige Nienburgerin. Eine Probe, viele Messungen Eine Probe, viele Messungen Auskunft gaben die beiden bei Fragen gern, denn es gibt ja auch einiges zu erzählen. Beispielsweise über die unterschiedlichen Messungen. „Wir haben eine Multisonde mit drei Elektroden in dem Sondenkoffer: mit der Ersten misst man den Sauerstoffgehalt sowie die Sauerstoffsättigung, mit der Zweiten den pH-Wert und mit der Dritten Leitfähigkeit und Salinität. Diese Parameter werden alle unter anderem gemessen, für Sauerstoff brauchen wir auch mindestens nochmal einen zweiten Kontrollwert, daher wird dafür nochmal neues Wasser geholt“, erklärt Phil. Erfasst werden zudem die Umgebungsparameter - unter anderem Wetterdaten wie die Windrichtung- und stärke, Wasser- und Lufttemperatur, der Seegang und die Bewölkung. Diese Informationen wurden in einem kleinen roten Notizbuche gesammelt. Das eingeholte Wasser wird in einem Kanister gesichert. Sind alle nötigen Werte erfasst und alle Utensilien gesäubert sowie zusammengepackt, heißt es erst entweder auf die nächstmögliche Fähre sprinten oder – wenn es zeitlich passt und das Wetter mitspielt – noch ein paar Sonnenstunden am Wasser genießen und warten, bis das nächste Schiff ablegt. Nach der Rückkehr am NLWKN-Standort in Norden steht dann der zweite wichtige Teil ihrer Arbeit an: Die Wasseranalyse. Sobald eine frische Probe genommen wurde, muss diese schnellstmöglich filtriert werden. Die beiden FÖJler untersuchten das Wasser unter anderem auf Schwebstoffe (Seston) und Chlorophyll. „Dafür haben wir bestimmte Filter, durch die wir 250 Milliliter des Seewassers aus unserem Kanister in unserem Filtrationsapperat laufen lassen. Je nachdem wie viel Sediment in der Probe ist, läuft das Wasser schneller oder langsamer durch“, erklärt Mia, die nach ihrem FÖJ Biologie studieren wird. Eingespieltes Team beim Zählen Eingespieltes Team beim Zählen In ihrem persönlichen Fokus stand jedoch ein bestimmter Wasserinhalt: Plankton. Im Rahmen ihres FÖJ haben sie verschiedene Arten erfasst und gezählt. Dies lief wie folgt ab: Vor dem Zählen wurde ein Liter aus dem Probenahmenkanister wieder durch ein kleines Filternetz gespült. Dann wurde bereits filtriertes Seewasser genutzt, um das ganze Plankton, was mit bloßem Auge wie etwas Dreck aussieht, in einen Zählrahmen zu spülen. Dieser wird dann unters Binokular gelegt, wo sich zeigt, dass es sich um dutzende Planktonarten und teilweise tausende Exemplare handelt. „An das Zählen muss man sich anfangs erstmal gewöhnen. Denn eigentlich schaut man die ganze Zeit durch das Binokular auf ganz viele mikroskopisch kleine Punkte oder Striche. Aber wir haben von den uns betreuenden Expertinnen und Experten gelernt, dass diese sich doch alle unterscheiden“, erinnern sich beide an ihre Anfänge im FÖJ. Mit der Zeit sammelten sie die nötigen Kenntnisse. Auch hier kam es darauf an, eingespielt zu sein. „Meistens saßen wir zu zweit beim Zählen. Dabei guckt einer durchs Binokular und der andere auf den PC, der die Bilder der Kamera vom Binokular überträgt. Das Zählen kann gut mehrere Stunden dauern und dann wechselt man zwischendurch auch mal den Platz“, erzählt Phil, der nach seinem FÖJ Maschinenbau studieren möchte. Spitz wie eine Nadel? Oder doch borstig? Spitz wie eine Nadel? Oder doch borstig? Ganz wichtig ist: Plankton ist nicht gleich Plankton. „Wir gucken uns alle lebenden Organismen an und versuchen, sie zu bestimmen. Da werden Unterschiede sichtbar: Ist es eine Pflanze, also Phytoplankton, oder ein Tier, also Zooplankton? Ist es rund oder eckig, zu einer Kette zusammengeschlossen oder einzeln, spitz wie eine Nadel? Hat es Borsten, bewegt es sich oder es liegt still? All das waren Dinge, auf die wir geachtet haben.“ Ihre Beobachtungen glichen die beiden mit den Bildern und Beschreibungen aus Bestimmungsbüchern ab. Wurde die betreffende Art sicher bestimmt, wurde der Name aufgeschrieben. Im Zweifelsfall standen erfahrene Biologinnen und Biologen im NLWKN mit Rat und Tat zur Seite. „Je mehr man sich damit beschäftigt, desto schneller oder sicherer wurden wir auch im Bestimmen“, so deren Fazit nach zwölf Monaten. „Dönerspieß“ im Wasser „Dönerspieß“ im Wasser Da viele Bücher sehr umfangreich sind und viele Arten mittlerweile neue Namen haben, haben die beiden einen eigenen Plankton-Katalog für die häufigen Arten der Probenahmestellen erstellt. Für die sperrigen lateinischen Fachbegriffe wurden besondere Eselsbrücken genutzt, die sich ihre Vorgängerinnen ausgedacht hatten. „Wer kann sich schon Dytilum brightwellii merken, wenn man vereinfacht auch Dönerspieß als Synonym sagen kann? Weil man so auch direkt weiß, wie es aussieht.“ Mit ihrem Plankton-Katalog haben sie einerseits für den NLWKN wertvolles Wissen zusammengefasst, anderseits aber auch selbst viel gelernt. „Unterbewusst haben wir in unserem Köpfen viele Arten abgespeichert, die wir vermutlich nie mehr vergessen werden. Das ist auch immer schön, um bei der Familie mit unnützem Wissen zu glänzen“, sagen die beiden zum Abschied mit einem Augenzwinkern. Ihre Plankton-Zusammenfassung haben sie auch für ihre Nachfolgerinnen und Nachfolger im FÖJ gestaltet, damit diese an ihre Arbeit anknüpfen können. Wer sich für ein FÖJ beim NLWKN interessiert, findet hier ausführliche Informationen: www.nlwkn.de/freiwilligfuerniedersachsen

The Role of the Zebra Mussel Dreissena polymorpha on the Water Quality of Lake Erken (Sweden)

Dreissena polymorpha was entering Lake Erken in the middle of the 1970-ies. The zebra mussel developed very rapidly and soon covered the hardbottoms of the lake. Not until 1992 the mussel was investigated more thouroughly by scubadiver sampling in order to estimate the size, biomass and distribution of the mussel in Lake Erken. This first study is now comingto an end and a special investigation ofthe filtering capacity of the mussel would be worthwile to perform. The filtering capacity of the zebra mussel to further elucidate its role in Lake Erken. The experiments are aiming to describe the role of the zebra mussel in Lake Erken and its effects on the water quality. Is the filtering of the mussel an efficient mechanism to decrease the number of particles in the water? Is there a rapid nutrient release, which stimulates new growth of phytoplankton or periphyton? The experiments should be done in cylinders in situ and in laboratory containers. Thefiltering capacity should be studied in the laboratory at different temperaturesranging from 4 to 25 C. In situ studies could be run in the lake in the temperature interval from 10 to (hopefully) 22 C. This would be from early June to late July in Lake Erken. During the weekly experiments inorganic and organic suspended matter as well as chlorophyll are determined every day. The nutrient conditions are followed by measurements of phosphate and ammonium. Each experiment is runwith three parallells and with controls lacking mussels.

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