s/aquatische-lebensgemeinschaft/Aquatische Lebensgemeinschaft/gi
Neben der Wasserqualität stellen im ländlichen Raum strukturelle Veränderungen am Gewässer und seinem Umland eine wichtige Belastungsart für kleine Fließgewässer dar. Der Ausbau der Gewässer sowie die Nutzungen im direkten Umland führen in großen Teilen zu einer Degradierung der Fauna und Flora und somit der ökosystemaren Funktion. Die Verteilung von Arten (Tiere und Pflanzen) innerhalb eines Fließgewässers ist abhängig von einer Vielzahl biotischer und abiotischer Parameter. Sofern der Bezug zwischen Organismus und den Standortfaktoren bekannt ist, können somit Aussagen hinsichtlich des ökologischen Zustandes des Gewässers gemacht werden. Auf diesem Hintergrund werden die in Fließgewässern vorgefundenen Organismen schon lange zu dessen Bewertung herangezogen. Obwohl gerade in aquatischen Lebensräumen durch vergleichbare abiotische Bedingungen weitgehend geschlossene Biozönosen erwartet werden können, konnte sich eine integrierende Betrachtung von Biozönosen als Bewertungsgrundlage bisher nicht durchsetzen. Da jedoch Biotop und Biozönose ein adaptives System bilden, das die vorherrschenden Standortfaktoren im jeweiligen Artenspektrum widerspiegelt, sollte es möglich sein in Bächen eines begrenzten Naturraumes charakteristische Tiergesellschaften auszumachen. Durch ihr komplexes Wirkungsgefüge und da die ökologische Amplitude der Biozönosen in der Regel enger ist als die der Einzelarten aus der sie sich zusammensetzt, besitzen sie wesentlich höhere Indikatoreigenschaft als einzelne Taxa. Daher wird versucht typische biologische Referenzzönosen unterschiedlicher struktureller Fließgewässerstandorte zu formulieren. Über das resultierende Biozönose-Standortsystem soll es möglich sein auf der Grundlage der konkreten Lebensgemeinschaften Aussagen über die vorliegenden strukturellen Belastungsparameter und die Standortfaktoren zu machen. Außerdem können über die graduellen Verschiebungen innerhalb der Biozönosen, die eine Veränderung in den Standortfaktoren mit sich bringt, die strukturelle Belastung des Gewässers und seines Umlandes beurteilt werden. Die Untersuchung der Organismenzusammensetzung erfolgt hierbei sowohl auf soziologischem als auch auf autökologischem Niveau. Auf dieser Datengrundlage werden in einem zweiten Schritt charakteristische Artengruppen extrahiert, die in Abhängigkeit von Umwelt- und Strukturparametern zur Standortklassifikation herangezogen werden können und als Bewertungsgrundlage für strukturelle Degradation in der heutigen Kulturlandschaft dienen. Die Suche nach standortspezifischen Biozönosen steht hierbei im Mittelpunkt der Untersuchungen. Diese werden ausschließlich über die Stetigkeit/Präsenz und Abundanz der Arten an den jeweiligen Standorten gewonnen. Geographische, regionale oder autökologische Faktoren werden nicht berücksichtigt. Die ökologische Charakterisierung der einzelnen Zönosen erfolgt erst im Anschluß.
Bei der qualitativen Überwachung der Fließgewässer stehen die Erfassung der verschiedenen physikalischen und chemischen Belastungen und ihre Auswirkungen auf die aquatischen Lebensgemeinschaften sowie die Erfolgskontrolle eingeleiteter Maßnahmen im Vordergrund. Sie erfolgt seit 1993 auf der Grundlage der jährlich durch das Ministerium für Klimaschutz, Landwirtschaft, ländliche Räume und Umwelt M-V (LM) herausgegebenen Gewässerüberwachungserlasse. Der Schwerpunkt der Untersuchungen in Wasserproben liegt bei den gut wasserlöslichen Stoffen, während Stoffe, die sich in Schwebstoffen und in Biota (z.B. Fische oder Muscheln) anreichern, in diesen Kompartimenten zu untersucht werden. Hierbei sind EU-Richtlinien und internationale Vereinbarungen, sowie nationale Gesetzgebung, zu berücksichtigen. Mecklenburg-Vorpommern ist ein sehr gewässerreiches Land. So umfasst das Fließgewässernetz eine Fließstrecke von mehr als 40.000 km, wovon über 8.000 km berichtspflichtig für die EU Wasserrahmenrichtlinie sind.
Bei der qualitativen Überwachung der Küstengewässer stehen die Erfassung der verschiedenen physikalischen und chemischen Belastungen und ihre Auswirkungen auf die aquatischen Lebensgemeinschaften sowie die Erfolgskontrolle eingeleiteter Maßnahmen im Vordergrund. Sie erfolgt seit 1993 auf der Grundlage der jährlich durch das Ministerium für Klimaschutz, Landwirtschaft, ländliche Räume und Umwelt M-V (LM) herausgegebenen Gewässerüberwachungserlasse. Der Schwerpunkt der Untersuchungen in Wasserproben liegt bei den gut wasserlöslichen Stoffen, während Stoffe, die sich in Sedimenten und in Biota (z.B. Fische oder Muscheln) anreichern, in diesen Kompartimenten zu untersucht werden. Hierbei sind EU-Richtlinien und internationale Vereinbarungen, sowie nationale Gesetzgebung, zu berücksichtigen. Mecklenburg-Vorpommern hat eine Küstenlänge von 1.712 Kilometer, davon 354 Kilometer Küste zur offenen See Die inneren Küstengewässer von der Wismarbucht im Westen bis zum Kleinen Haff im Osten weisen eine Fläche von rund 1.710 km2 auf.
Wassersysteme in Großstädten werden auch zukünftig vielfältigen Belastungen hinsichtlich Wassermenge und -qualität ausgesetzt sein, die aus Klima- und demografischem Wandel, Urbanisierung und Veränderungen im Wasserverbrauch resultieren. Dies erfordert mehr denn je, dass das aktuelle wie auch das zukünftige urbane Wassermanagement auf einem soliden Systemverständnis basiert, um nachhaltig zu funktionieren. Um dazu wesentlich beizutragen, werden wir die Zusammenarbeit von Ingenieuren und Naturwissenschaftlern von TUB und IGB bei der Untersuchung wichtiger natürlicher und technischer Grenzzonen weiter verstärken und auch nationale und internationale Partner einbinden. Die Zielstellungen des Projektes sind: (i) ein weiter verbessertes Prozessverständnis zur Funktion natürlicher und technischer Grenzzonen und ihre quantitativen Auswirkungen auf den urbanen Wasserkreislauf, (ii) Vorhersage zukünftiger Veränderungen durch Integration von mechanistischem Wissen in Szenarien für entsprechende Modellierungen, (iii) das Erkennen von Schwachstellen in urbanen Wassersystemen und Entwicklung von Anpassungsmaßnahmen für ein verbessertes Management. Für die zukünftige urbane Wasserwirtschaft müssen mehr Kompartimente, Teilsysteme sowie die darin befindlichen aquatischen Lebensgemeinschaften berücksichtigt werden, da ihr Zusammenspiel das gesamte Systemverhalten erheblich beeinflussen kann. Grenzzonen spielen hier eine Schlüsselrolle und erfordern einen integrativeren Ansatz als heute üblich. Zur weiteren Intensivierung der Zusammenarbeit wurde UWI umorganisiert und vier neue gemeinsame Themengebiete herausgearbeitet: (i) Grenzzonen in urbanen Einzugsgebieten, (ii) Grenzzonen in urbanen aquatischen Ökosystemen, (iii) urbane hyporheische Grenzzonen, (iv) Grenzzonen in Abwasserkanalisationssystemen. Diese vier Themengebiete sind querverbunden durch drei gemeinsame Herangehensweisen bei Methoden, Techniken und Anwendungen: (i) verbessertes Verständnis von Interfaceprozessen in natürlichen und technischen Grenzzonen, (ii) Entwicklung von Modellkonzepten und Prognosewerkzeugen, (iii) Anwendung des neuen Wissens für die urbane Wasserwirtschaft. Aufgrund von Veränderungen bei den beteiligten Forschern werden wir zukünftig einen stärkeren Fokus auf urbane Ökohydrologie und Wasserqualitätsmodellierung legen. Wir werden das Qualifizierungsprogramm für die Promovierenden weiterentwickeln, um die Promotionsdauern zu verkürzen und Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung in die praktische Wasserwirtschaft zu überführen. Folgende Maßnahmen möchten wir dabei herausstellen: die neu entwickelten Grundlagenkurse, die systematische Umsetzung der interdisziplinären Betreuung für alle Promovierenden und die Etablierung eines Forschungskollegiums der Promovierenden.
Das Zusammenspiel von ökologischen und evolutionären Dynamiken ist entscheidend für die meisten ökologischen und evolutionären Prozesse, da es die Koexistenz von Arten und deren Biomassen sowie deren lokale Anpassungen und innerartliche Variation und Polymorphismen bestimmen kann. Über die Bedeutung dieser öko-evolutionären Rückkopplungen zwischen den Dynamiken von Populationen und deren Merkmalen für die Pufferung von externen Störungen ist allerdings wenig bekannt. Wir planen die Entwicklung einer allgemeinen Theorie. Sie soll die Möglichkeit der Pufferung von externen Störungen durch das Zusammenspiel von ökologischen und Merkmalsdynamiken darstellen. Diese sollen dann experimentell überprüft werden. Wir werden die Effekte externer Störungen auf einen Räuber eines Räuber-Beute-Systems mit und ohne öko-evolutionären Rückkopplungen untersuchen. Insbesondere wollen wir die Vorhersage testen, dass erhöhte Mortalität und niedrigere Wachstumsraten des Räubers als Folge einer Umweltänderung indirekt durch Anpassungen in der Beutepopulation abgepuffert werden können. Dies führt dann indirekt zur Rettung und Förderung des Räubers. Wir werden den Umfang und die Geschwindigkeit von indirekter Rettung und Förderung als Funktion eines Trade-offs zwischen Fraßschutz und Konkurrenzfähigkeit untersuchen. Insgesamt wird dieses Projekt zu unserem Verständnis der Bedeutung des Zusammenspiels von Merkmalen und Populationsdynamiken in sich ändernden Umwelten beitragen und damit helfen, mögliche Reaktionen von Artengemeinschaften auf diese Änderungen vorherzusagen.
Unser Projekt fokussiert sich auf die Effekte individueller Merkmalsvariation (phänotypischer Plastizität) und genetischer Merkmalsvariation (polyklonale Systeme) auf Populations-, Gemeinschafts- und Merkmalsdynamiken, in bi- und tritrophischen System, mit Algen, herbivore Ciliaten und ihren Räubern (karnivore Ciliaten). In unserem System wirkt phänotypische Plastizität auf zwei Ebenen. Die herbivoren Ciliaten (Euplotes aediculatus und E. octocarinatus) können phänotypisch plastische Verteidigungen gegen ihre Räuber ausbilden, die aber einen Trade-off zwischen Verteidigung und Konkurrenzstärke bedingen. Wir werden dabei verschiedene Euplotes-Stämme, die sich in ihren Reaktionsnormen der Plastizität, ihrer Wachstumsrate und ihrer Konkurrenzstärke unterscheiden, in mono- und polyklonalen Experimenten, untersuchen. Dementsprechend betrachten wir Merkmalsdynamiken auf der Ebene der Plastizität und auch über die selektionsbedingte Verschiebung der klonalen Zusammensetzungen. Darüber hinaus verwenden wir Prädatoren, die entweder ihrerseits mit phänotypisch plastischen Merkmalen induzierbare Verteidigungen der Beute, zumindest teilweise, ausgleichen können (Lembadion bullinum), oder Räuber, die nicht plastisch reagieren (Stenostomum sphagnetorum). Mit unserem System testen wir folgende Hypothesen:1. Variationen von Merkmalen in Form klonspezifischer Reaktionsnormen (phänotypische Plastizität) auf der Konsumenten- fördert die Stabilität und Beständigkeit der trophischen Ebenen in einem tri-trophischen System.2. Polyklonale Konsumentensysteme mit klonspezifischen Reaktionsnormen der Merkmale erhöhen die Stabilität im Vergleich zu monoklonalen Systemen. 3. Merkmalsvariation auf der Konsumentenebene kann die trophischen Dynamiken in einem tritrophischen System, in Abhängigkeit der Geschwindigkeit der Anpassung, stärker stabilisieren als Merkmalsvariation auf zwei trophischen Ebenen (Räuber und Beute).Unser Projekt kombiniert empirische Experimente mit mathematischer Modellierung. Es ist eng mit anderen Projekten im SPP vernetzt, hat aber das Alleinstellungsmerkmal, dass wir das einzige tritrophische System mit Plastizität auf der Prädatorenebene betrachten. Unser Projekt wird, durch die Kombination experimenteller Ansätze und mathematischer Modellierung, zu einem tieferen Verständnis ökologischer Prozesse im generellen, sowie von Räuber-Beute- und Nahrungsnetz-Dynamiken führen.
Dieses Koordinatorprojekt unterstützt die Koordinatorin und das steering committee bei der wissenschaftlichen Ausrichtung, der Organisation und der Verwaltung des Schwerpunktprogrammes (SPP) 1704. Sein Hauptziel ist es, das Zusammenspiel von trait Diversität und ökologischen Dynamiken in multitrophischen mikrobiellen planktischen oder Biofilm-assoziierten Lebensgemeinschaften durch die Kombination von Experimenten, Freilanduntersuchungen und mathematische Modelle zu untersuchen. Das Koordinatorprojekt unterstützt die interdisziplinäre Kooperation, wissenschaftliche Synergien und die Bildung von Netzwerken innerhalb des SPP 1704 sowie seine internationale Sichtbarkeit, die Entwicklung und Pflege einer informativen Homepage einschließlich einer Literaturdatenbank und eines Intranet für den intensiven Informationsaustausch innerhalb des SPP 1704. Es ist verantwortlich für die Organisation der Jahrestreffen und der internationalen Konferenzen sowie der Workshops und Summer Schools des SPP 1704 und der Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses und der Gleichstellung. Es unterstützt die internationalen Gäste des SPP 1704 und ist verantwortlich für die Verwaltung von Reisemitteln und Publikationskosten innerhalb des SPP 1704.
Unser Ziel ist es, das allgemeine Verständnis der extrem wichtigen, aber wenig verstandenen Rückkopplungsmechanismen zwischen biodiversitätsvermittelter Flexibilität von ökologischen Systemen und deren Möglichkeiten, auf Störungen zu reagieren, besser zu verstehen. Individuen, Populationen und Artengemeinschaften besitzen je nach Art der Biodiversität (z.B. genetisch, phänotypisch, taxonomisch) eine natürliche Flexibilität, die es ihnen erlaubt, sich an die jeweiligen Umweltbedingungen anzupassen. Dies wiederum beeinflusst ihre zeitliche Dynamik und schlussendlich das gesamte Nahrungsnetz. Erhöhter Fraßdruck kann zum Beispiel zu mehr schlecht fressbaren Algen führen. Dies reduziert die Abnahme der Algenbiomasse, wodurch die Biomasse und Zusammensetzung der Herbivorengemeinschaft beeinflusst wird. Beispielsweise kann sich der Anteil der Herbivoren (Pflanzenfresser) erhöhen, die schlecht fressbare Algen verwerten können, wodurch der Vorteil der schlecht fressbaren Algen gegenüber den gut fressbaren reduziert wird und somit die Koexistenz beider Formen steigt. Das Schwerpunktprogramm zielt darauf ab, den klassischen ökologischen Ansatz, dass alle Individuen einer Population oder alle Arten einer Lebensgemeinschaft, unabhängig von den jeweiligen Umweltbedingungen, konstante Eigenschaften haben, durch einen neuen Ansatz zu ersetzen, der die Variabilität der Merkmale von Organismen und Arten berücksichtigt. Dieser Ansatz basiert auf messbaren funktionalen Merkmalen (sogenannte traits, z.B. Fressbarkeit der Beute, Selektivität von Räubern), die sich in Abhängigkeit von Umweltbedingungen ändern können. Wir streben einen intensiven, sich gegenseitig stimulierenden Austausch zwischen experimentellen Ansätzen, Freilandarbeiten und mathematischen Modellen an, die hauptsächlich mit Plankton und Aufwuchssystemen arbeiten. Diese mikrobiellen Nahrungsnetze bestehen aus mehreren trophischen Ebenen mit interner Kopplung. Wir wollen besser verstehen, wie sich Biodiversität auf die Form von Dynamiken (z.B. stabil oder zyklisch) und die Reaktion auf Umweltänderungen auswirkt. Eine Überprüfung bereits etablierter theoretischer Konzepte ist damit unumgänglich, was uns jedoch die Möglichkeit geben wird, Biodiversität erhaltende Mechanismen zu identifizieren, diese zu testen und in Modelle zu integrieren, um deren Gültigkeit und damit Vorhersagekraft zu verbessern.
Die Variabilität funktioneller Eigenschaften von Individuen, Populationen und Lebensgemeinschaften ermöglicht ihnen eine fortwährende Anpassung an sich verändernde Umweltbedingungen. Dies führt zu Rückkopplungseffekten einschließlich öko-evolutionärer Dynamiken zwischen diesen Eigenschaften und den Biomassen. Unsere mathematischen Modelle tragen zu einer einheitlichen Theorie bei, die diese Rückkopplungseffekte in Räuber-Beute Systemen und komplexeren Nahrungsnetzen erklärt. Wir nehmen an, dass (1) die verfügbare Variabilität (funktionale Diversität) die Dynamiken der Biomassen und der funktionellen Eigenschaften beeinflusst und dass (2) diese Dynamiken wiederum zusammen mit den Zielkonflikten zwischen den funktionellen Eigenschaften den Erhalt der Variabilität und damit das zukünftige Anpassungspotenzial bestimmen. Wir wenden verschiedene Modellierungsansätze an: Mehrarten-Modelle, die Verschiebungen der Arten(Klon)-zusammensetzung erlauben; Modelle, die die gesamte Eigenschaftsverteilung abbilden; aggregierte Modelle, die die volle Eigenschaftsverteilung approximieren; sowie Hybridmodelle, welche die Vorzüge eines Mehrarten- und eines aggregierten Modells kombinieren. Unsere Ziele sind:1. Eine Synthese der aktuellen Theorie über die Rückkopplungen zwischen funktionellen Eigenschaften und Biomassen in bi-trophischen Nahrungsnetzmodellen. Wir konzentrieren uns darauf (1) wie verschiedene Nahrungsnetzstrukturen durch evolutionäre Diversifizierung von Räubern und ihrer Beute entstehen, und (2) wie Unterschiede in der Nahrungsnetzstruktur und den funktionellen Eigenschaften die Dynamik von Lebensgemeinschaften in einem multidimensionalen Eigenschaftsraum beeinflussen.2. Die Erweiterung unserer Modelle auf tri-trophische Systeme einschließlich Nahrungsketten ohne und mit Omnivorie, um zur mechanistischen Interpretation von experimentellen tri-trophischen Systemen beizutragen.3. Die Entwicklung adaptiver Nahrungsnetz-Module, die die Eigenschaften und Dynamik von komplexen planktischen Nahrungsnetzen widerspiegeln. Hierzu werden wir unsere neuesten Einsichten aus den eher abstrakten Modellen mit umfassenden Daten des Bodensees verbinden, um die Wirklichkeitsnähe von biogeochemischen Modellen für bestimmte Ökosysteme zu verbessern.4. Eine kritische Gegenüberstellung der entwickelten Theorie und der empirischen Daten, um die Wirklichkeitsnähe der mathematischen Modelle zu verbessern. Dazu werden wir eng mit vier experimentell arbeitenden Partnern in diesem Schwerpunktprogramm zusammenarbeiten, um den experimentellen Aufbau zu optimieren, die experimentellen Ergebnisse interpretieren zu helfen, und die Ergebnisse aus verschiedenen Versuchsansätzen miteinander zu vergleichen.5. Synergien innerhalb DynaTrait fördern, z.B. Synthesepapiere schreiben und Sommerschulen abhalten. Die zu erwartenden Ergebnisse werden eine Überprüfung fundamentaler Konzepte in der Ökologie anregen, welche als Grundlage des Naturschutzes dienen.
Phytoplanktongemeinschaften im Meer sind weitgehend durch das Nährstoffregime reguliert. Dabei selektieren beide Aspekte, die Konzentration und die Stoichiometrie der Nährstoffe, für bestimmte nährstoffrelevante Merkmale wie die maximale Aufnahmerate (Vmax) und Halbsättigungskonstante (Kn). Die Ausprägung dieser Merkmale mit den zugehörigen Kosten (Trade-offs) prägen die ökologische Nische, die Konkurrenzfähigkeit, und letztendlich die Umsetzung der gelösten Nährstoffe in Primärproduktion als Maß einer wichtigen Ökosystemfunktion des Phytoplanktons. Zu Verstehen bleibt die Rolle der intra- und interspezifischen Variabilität von nährstoffrelevanten Merkmalsausprägungen für adaptive evolutive Dynamiken. Genauso wenig untersucht ist die Konsequenz der Variabilität für Primärproduktion in verschiedenen Nährstoffregimen. In diesem Projekt zielen wir auf zwei wichtige Phytoplanktongruppen, Diatomeen und Coccolithophoriden, ab, die sich fundamental in ihren Strategien zur Nährstoffaufnahme (affinity vs. velocity adaptiert für N und P) unterscheiden. Als Funktion der Diversität und Nährstoffregime werden öko-evolutive Dynamiken des Phytoplanktons über die Zeit beobachtet und deren Konsequenz für die Ökosystemfunktion untersucht. Dies ist insbesondere aufgrund der zunehmenden Nährstofflimitation durch verstärkte Stratifizierung in vielen ozeanischen Regionen relevant. Dieses Projekt umfasst experimentelle Öko-Evolution, molekulare Ansätze sowie voraussagende Modellierung, um die folgenden Hypothesen zu testen: (1) Adaptive Evolution hin zu optimaler Nährstoffnutzung der Zielart ist verlangsamt, wenn das zu besetzende Merkmalsspektrum einer Nische bereits durch die Präsenz einer gut angepassten Konkurrenzart eingenommen ist; (2) Die Ökosystemfunktion des Phytoplanktons ist zusammenwirkend durch öko-evolutive Dynamiken der inner- und zwischenartlichen Diversität von nährstoffrelevanten Merkmalen reguliert und hängt von dem durch die jeweiligen Arten besetzten Merkmalsspektrum einer Nische ab. Die geplanten experimentellen Arbeiten werden durch vorhersagende Modellierung basierend auf nährstoffrelevanten Merkmalen sowie durch Untersuchungen nährstoffrelevanter Genexpression untermauert.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 71 |
| Kommune | 1 |
| Land | 30 |
| Weitere | 8 |
| Wissenschaft | 37 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 59 |
| Text | 31 |
| unbekannt | 9 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 34 |
| Offen | 64 |
| Unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 99 |
| Englisch | 29 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
| Bild | 5 |
| Datei | 2 |
| Dokument | 19 |
| Keine | 34 |
| Webseite | 52 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 73 |
| Lebewesen und Lebensräume | 99 |
| Luft | 63 |
| Mensch und Umwelt | 99 |
| Wasser | 87 |
| Weitere | 98 |