s/aquatische-organismen/Aquatische Organismen/gi
Aktuelle Modelle zur Beschreibung benthischer Prozesse in der Nordsee behandeln nur unvollständige Ausschnitte aus dem Gesamtsystem. Dies ist auf eine nur lückenhafte Kenntnis über die im Benthos ablaufenden Prozesse zurückzuführen. Im beantragten Forschungsvorhaben soll die strukturelle und funktionelle Charakterisierung benthischer mikrobieller Gemeinschaften in verschiedenen durch die Markofauna definierten Subsysteme der südlichen und zentralen Nordsee (Deutsche Bucht, Niederländische Küste, Oyster Ground, Doggerbank, östliche Nordsee, Skagerrak und Kattegat) untersucht werden. Zum Verständnis benthischer Prozesse soll zusätzlich der qualitative und quantitative Eintrag von organischem Material sowie dessen Umsetzung im System betrachtet werden. Durch parallele Untersuchungen der Makrofaunastruktur (Dr. I. Kröncke, Forschungsinstitut Senckenberg) werden Aufschlüsse über die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Größenklassen und deren Rolle am Transfer von organischem Material in den einzelnen Subsystemen erwartet. Aus dem Zusammenhang von Struktur und Funktion komplexer Gemeinschaften, die in diesem Umfang bislang noch nicht in der Nordsee untersucht wurden, werden Hinweise auf die Bedeutung verschiedenen benthischer Systeme für den Stoff- und Energieaustausch erwartet. Daher können die aus dem beantragten Forschungsvorhaben erwarteten Ergebnisse maßgeblich zum Verständnis benthischer Prozesse beitragen und der Modellierung zugeführt werden. Hauptauftragnehmer im Ausland: University Northeastern Boston; Boston.
Flache Süßwasser-Lebensräume bieten wichtige Ökosystem-Funktionen, sind aber von multiplen Stressoren bedroht. Während die Reaktion auf den globalen Klimawandel wahrscheinlich eher graduell ist, sind abrupte Veränderungen möglich, wenn kritische Schwellenwerte durch zusätzliche Effekte lokaler Stressoren überschritten werden. Die Analyse dieser Effekte ist komplex, da Stressoren additiv, synergistisch oder antagonistisch wirken können. CLIMSHIFT zielt auf ein mechanistisches Verständnis von Stressor-Interaktionen, die auf flache aquatische Ökosysteme wirken. Diese sind aufgrund ihrer hohen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnisse, der großen Ufer-Grenzfläche und der Grundwasser-Konnektivität besonders anfällig für Klimaerwärmung und Stoffeinträge aus landwirtschaftlichen Einzugsgebieten. Die komplexen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Primärproduzenten sowie assoziierten Konsumenten führen zum Auftreten stabiler Regime, und multiple Stressoren können nichtlineare Übergänge zwischen diesen Regimen auslösen, mit weitreichenden Folgen für entscheidende Ökosystemprozesse und -funktionen. Unsere Haupthypothese ist, dass erhöhte Temperaturen die negativen Auswirkungen der landwirtschaftlichen Stoffeinträge, die Nitrat, organische Pestizide und Kupfer enthalten, verstärken. Submerse Makrophyten, Periphyton und Phytoplankton als Primärproduzenten werden kombiniert mit Schnecken, die Periphyton und Pflanzen fressen, sowie benthischen und pelagischen Phytoplankton-Filtriern, Dreissena und Daphnien. Wir testen unterschiedliche Expositionsszenarien auf zwei räumlichen Skalen, Mikrokosmen im Labor und Mesokosmen im Freiland, um Effekte auf individueller, gemeinschaftlicher und ökosystemarer Ebene zu verstehen. Während des gesamten Projekts werden die Experimente durch Modellierungen ergänzt, um kritische Schwellwerte zu simulieren und Stress-Interaktionen vorherzusagen. Die Modellentwicklung wird in Zusammenarbeit mit allen Arbeitspaketen durchgeführt, um empirische Ergebnisse zu integrieren, unterschiedliche räumliche und zeitliche Skalen zu verknüpfen und Ergebnisse zu extrapolieren. Wir erwarten, dass kombinierte Stressoren zu plötzlichen Verschiebungen der Gemeinschaftsstruktur führen. Submerse Makrophyten werden voraussichtlich durch Phytoplankton oder benthische Algen ersetzt, mit Konsequenzen für wichtige Ökosystemfunktionen. Die Stärke unseres Antrages liegt darin, dass ökotoxikologische Stressindikatoren der Organismen wie Wachstum und Biomarker mit funktionalen Gemeinschafts-/Ökosystemansätzen kombiniert werden, die den Metabolismus und die Dynamik des Ökosystems betrachten. Das kombinierte Know-how von 5 Laboren mit komplementärem Fachwissen und allen notwendigen Einrichtungen wird die spezifische Projektfähigkeit sicherstellen. Unsere Ergebnisse sollen dazu beitragen, safe operating spaces/sichere Handlungsräume für eine nachhaltige Landwirtschaft und das Management von flachen aquatischen Ökosystemen in einer sich verändernden Welt zu definieren.
Die Panke ist ein Fließgewässer, das im Naturpark Barnim nahe der Stadt Bernau entspringt. Im Ortsteil Buch erreicht die Panke das Stadtgebiet von Berlin, durchfließt die Stadtbezirke Pankow und Mitte und mündet im Wedding am Nordhafen (gegenüber der Europacity) in den Berlin-Spandauer-Schifffahrtskanal. Die Länge der Panke beträgt rund 29 km. Davon befinden sich rund 2/3 auf dem Gebiet des Landes Berlin. Mit dem Ausbau wird nach Maßgabe und auf Basis der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) die Vernetzung der Panke mit dem Umland unter gewässerökologischen und landschaftsplanerischen Aspekten angestrebt. Darüber hinaus soll die Panke für die Bevölkerung erlebbar werden, die ökologische Durchgängigkeit wiederhergestellt und gleichzeitig die eigendynamische Entwicklung ermöglicht werden, Hochwasserneutralität gesichert werden. Die Panke soll in Berlin auf nahezu der gesamten Länge (rund 17,6 km) renaturiert werden – auf dem Teilstück von der Landesgrenze im Norden Berlins bis zu ihrem Einmünden in den Berlin-Spandauer-Schifffahrtskanal (BSSK). Die Ausgangssituation Verbesserungen durch die Renaturierung Planungsabschnitt Nordhafenvorbecken Planungsabschnitt Buch und Pölnitzwiesen Derzeit ist die Panke ein stark durch den Menschen umgestaltetes kleines Fließgewässer. In weiten Teilen des Gewässerlaufs bestehen eine kanalartige Begradigung und Befestigung der Ufer, u.a. mit Spundwänden. Vorhandene Sohlabstürze (d.h Sohlabsturz = größere Stufe des Gewässerbodens) und Wehre verhindern, dass z.B. Fische das Gewässer ungehindert durchwandern können Die Panke ist, auch im Hinblick auf weitere biologische Qualitätskomponenten der Gewässerflora und -fauna, damit noch deutlich davon entfernt, den guten ökologischen Zustand aufzuweisen bzw. das gute ökologische Potential auszuschöpfen, welche aufgrund gesetzlicher Vorgaben, wie z.B. der Europäische Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) oder dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG) zu erfüllen sind. Die Panke erfüllt ihre Funktion als aquatisches Ökosystem im Verbund mit den angrenzenden Uferbereichen und Feuchtgebieten im Hinblick auf den Wasserhaushalt derzeit nur unzureichend. Insbesondere der südliche, urbane Teilabschnitt ist in vielfältiger Weise durch eine Überbauung des Gewässerlaufs, die Verbauung von Ufern und Gewässersohle sowie Zuflüssen aus den Überläufen der innerstädtischen Mischwasserkanalisation geprägt. Untersuchungen zur Gewässer(struktur)güte, Gewässertypisierung und weiterer biologischer Qualitätsmerkmale haben gezeigt, dass die Panke auf der überwiegenden Anzahl der Berliner Teilabschnitte schlechte Zustandswerte aufweist, wie z.B. bei der Fischpopulation. Im Hinblick auf die Fischpopulation bedeutet das mit anderen Worten, dass in der Panke zahlenmäßig zu wenige Fische mit zu geringer Artenvielfalt vorkommen. Die negativen Bewertungsergebnisse werden in erster Linie auf die mangelnde Habitat- bzw. Strukturvielfalt, die nicht gegebene Durchwanderbarkeit des Gewässerlaufs und teilweise hohe Nährstoffbelastungen zurückgeführt. Mit dem geplanten Ausbau der Panke im Sinne einer Renaturierung wird der Fluss naturnäher gestaltet und die Gewässerstruktur soll sich in Zukunft verbessern. Neben der Verbesserung des ökologischen Gewässerzustands bzw. der Ausschöpfung des ökologischen Potentials sollen mit der Umgestaltung der Panke für zahlreiche Abschnitte Fortschritte in der Entwicklung des Stadt- und Landschaftsbildes erzielt werden. Außerdem wird angestrebt, dass die Panke und ihr Umfeld nach Umsetzung der Maßnahmen mehr Aufenthaltsqualität bieten und damit verbesserte Erholungsmöglichkeiten für die Berlinerinnen und Berliner. Das macht die Stadt lebenswerter. Weiterhin wird durch die Entwicklung von Auenabschnitten bzw. die Schaffung von Sekundärauen eine positive Wirkung auf das Stadtklima angestrebt. Eine Sekundäraue ist dabei als ein wieder hergestellter Entwicklungsraum für ein Fließgewässer zu verstehen und schafft Möglichkeiten für eine naturnahe Gewässerentwicklung auch in urbanen Bereichen, in denen beispielsweise ein Erhalt der Vorflutsituation oder des Hochwasserschutzes notwendig sind. Zudem kann die Panke mit der Renaturierung ihr vorhandenes Potenzial im Biotopverbund künftig besser ausschöpfen. Schon jetzt ist die Panke ein bedeutendes Element im Biotopverbund. Durch die geplanten Maßnahmen ist eine Verbesserung der Verbindungsfunktion von der Innenstadt bis ins Umland zu erwarten, insbesondere für Tiere und Pflanzen, die feuchte und nasse Standorte brauchen. Zusammenfassung der Maßnahmen: Abschnitte mit Aufweitungen / Sekundäraue: gesamt rund 5.000 m Strecken mit Mindesthabitat zur Verbesserung der Gewässerstruktur: gesamt rund 5.100 m Neutrassierung Flussbett: rund 1.000 m Neustrukturierung der Uferlinie und Initialmaßnahmen für Eigenentwicklung in Abschnitten Anpassung oder Umgestaltung der Einmündung von Nebengewässern und Gräben Neubau von zusätzlichen Flutmulden und Umbau von Rückhaltebecken Neubau von 4 Fischaufstiegen bzw. Sohlgleiten und 3 Furten Neubau von 2 Fuß- und Radwegbrücken Ausgleich der Gehölzverluste durch Neupflanzungen von heimischen, standortgerechten Bäumen und Sträuchern Ansaat mit heimischem Saatgut und Pflege von Rasenflächen und Staudenfluren im Bereich der neuprofilierten Ufer, der Flutmulden sowie der Böschungen in den Landschaftsraum Die Renaturierung der Panke auf rund 17,6 km ist ein umfangreiches Projekt und wird über mehrere Jahre schritt- und abschnittsweise erfolgen. Die Planung sieht vor, zunächst mit zwei Teilabschnitten zu beginnen: zuerst im Wedding in einem Abschnitt von der Mündung der Panke im Bereich Nordhafenvorbecken / Sellerpark bis zur Chausseestraßenbrücke. Hier soll die Panke so umgestaltet werden, dass Fische das Gewässer künftig ungehindert passieren können. Der nächste Abschnitt umfasst den weniger städtisch geprägten Teil der Panke nördlich des A10 Autobahnrings in Karow/Buch bis zur Landesgrenze nach Brandenburg. Der Ausbau der Panke im Sinne einer Renaturierung auf rund 17,6 km ist ein umfangreiches Projekt und wird über mehrere Jahre schritt- und abschnittsweise erfolgen. Die Planungsunterlagen wurden im Zuge des Genehmigungsverfahren zur Planfeststellung öffentlich ausgelegt und bekannt gemacht. Nach Durchführung eines Planfeststellungsverfahrens mit integrierter Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) wurde das Vorhaben „Ausbau der Panke in den Bezirken Mitte und Pankow von Berlin, Phase II“ mittels Planfeststellungsbeschluss genehmigt. Als Träger des Vorhabens (TdV) liegt die Zuständigkeit in der Umsetzung bei der Abteilung V – Tiefbau der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt (SenMVKU) im Fachbereich Gewässer. Das Nordhafenvorbecken im Ortsteil Wedding im Bezirk Mitte bildet den künstlich geschaffenen Endpunkt der Panke. Die Panke mündet aus östlicher Richtung kommend mit einem mehr als 2,00 m hohen Absturz in das Nordhafenvorbecken. Der Absturz stellte bisher ein unüberwindbares Hindernis für die Wanderung aquatischer Organismen von den Berliner Innenstadtgewässern in die Panke dar und musste deshalb mittels einer Fischwanderhilfe / Fischtreppe passierbar umgestaltet werden. An seiner westlichen Seite schließt das Nordhafenvorbecken an den Berlin-Spandauer-Schifffahrtskanal mit dem Nordhafen an und stellt damit die Schnittstelle zwischen dem Fluss Panke und der als Wasserstraße ausgebauten Kanalstrecke dar. Begonnen wurde der Bauabschnitt im Herbst 2021 mit umfangreichen Kampfmittelsondierungen und daran anschließenden Nassbaggerarbeiten zur Entschlammung des Nordhafenvorbeckens. Der ausgebaggerte Schlamm wurde anschließend beprobt und musste überwiegend als gefährlicher Abfall entsorgt werden. Daran anschließend wurde ein schadhafter Abschnitt der rechtsseitigen Uferwand des Nordhafenvorbeckens durch eine neue Uferwand ersetzt und mit dem Neubau der Fischwanderhilfe begonnen. Die Fischwanderhilfe wurde als teilbreites Raugerinne mit Beckenstruktur und Querriegeln errichtet. Die Querriegel unterteilen die etwas über 50 m lange Anlage in insgesamt 15 fischpassierbare Becken mit deren Hilfe der vorhandene Höhensprung ab dem Sohlabsturz hinunter ins Nordhafenvorbecken nunmehr überwunden wird. Ergänzend erfolgte der Einbau von zwei Buhnen vor der linken Uferwand zur Strömungslenkung im Nordhafenvorbecken. Zudem wurde der offene, kanalartige Pankeabschnitt zwischen der Chausseestraßenbrücke und dem Erika-Heß-Eisstadion durch den Einbau von sohlnahen Strukturelementen aus Steinnetzen und sogenannten Wirrgelegematten ökologisch aufgewertet. In diesem Abschnitt hatte die Panke bisher ein rein technisches, geradliniges Fließverhalten zwischen senkrechten Uferwänden auf einer glatten Betonsohle. Die Strukturelemente ermöglichen in dem sonst festgelegten Gewässer nunmehr einen geschwungenen Wanderkorridor, in dem ein Fisch seine natürlichen Bewegungsabläufe wie Wechsel zwischen durchströmten und strömungsberuhigten Zonen oder Richtungswechsel ungehindert durchführen kann. Damit werden die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Fischmigration deutlich verbessert. Die Bautätigkeit im Planungsabschnitt Nordhafenvorbecken wurde zu Mitte 2024 erfolgreich abgeschlossen. Die Panke verläuft im Abschnitt nördlich des Autobahnrings als sandgeprägter Tieflandbach durch den Ortsteil Buch im Stadtbezirk Pankow. Das Ziel der Baumaßnahmen ist hier die Umsetzung der Bewirtschaftungsziele der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) und des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG). Teil der Maßnahme sind demnach die Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit im Gewässer sowie die Umsetzung weiterer Verbesserungen hinsichtlich Laufentwicklung, Gewässerprofil, Sohlen- / Uferstruktur und im Gewässerumfeld. Dazu sind neben dem Gewässeraus- und -umbau u.a. zwei Fischwanderhilfen sowie drei Gewässerfurten herzustellen. Zusätzlich sind im Schlosspark Buch schadhafte Böschungen aus Betongittersteinen der vorhandenen Parkbrücken über die Panke rückzubauen und durch eine neue Böschungssicherung zu ersetzen. Seit 2022 werden im Bereich der Pölnitzwiesen vorlaufend durchzuführende Brückenbaumaßnahmen – Neu- bzw. Ersatzneubau für zwei Fußgänger- / Radwegbrücken inklusive kleinerer Wasserbaumaßnahmen – durchgeführt. deren Abschluss in 2024 zu erwarten ist. Die Maßnahmen zum Gewässerumbau sollen nach endgültiger Fertigstellung der beiden Brücken dann ab Anfang 2025 folgen und voraussichtlich in 2026 abgeschlossen sein. Mit Beginn der Brückenbaumaßnahmen fand vor Ort ein Bürgertermin statt, bei dem sich Interessenten aus der Nachbarschaft zu den geplanten Maßnahmen im Bereich Pölnitzwiesen informieren konnten. Der Umfang der wesentlichen Arbeiten im Abschnitt lässt sich zusammenfassen: Neutrassierung des Flussbetts auf rund 1.000 m mit einem naturnahen, geschwungenem (mäandrierenden) Gewässerverlauf Herstellung von Aufweitungsbereichen und Flusslaufverlegungen auf rund 750 m mit Auenstufe inklusive standortgerechter Bepflanzung und neuer Böschungssicherung Neu- bzw. Ersatzneubau zweier Fuß- / Radwegbrücken >> Brücke Pölnitzwiesen und Brücke Ilse-Krause-Steg, Neubau eines Begleit- und Wirtschaftsweges am linken Pankeufer zwischen Kappgraben und alter Industriebahnbrücke, Bau einer Fischwanderhilfe als Umgehungsgerinne (Tümpelpass) im Abschnitt Pölnitzwiesen, Bau einer Fischwanderhilfe als raue Sohlgleite unterhalb der Wiltbergstraßenbrücke im Abschnitt Ortskern Buch, Aufwertung mehrerer Teilabschnitt der Panke bis Landesgrenze durch Einbau ökologisch wirkender Strukturelemente in Gewässersohle und Böschung sowie Herstellung kleinerer Uferanrisse (Mindesthabitat), Bau von drei Furten zur Querung des neuen Pankeverlaufs für landwirtschaftliche Fahrzeuge, Rückbau der Sudauer Brücke und Neubau als Rohrdurchlass mit Anschluss an den Radfernweg Berlin – Usedom, Abschnittsweise Teilverfüllung des alten Flusslaufs der Panke, Umbau der Einmündung des Kappgrabens zu einem naturnahen Einlauf mit fischdurchgängigem Anschluss an die Panke, Sanierung schadhafter Böschungssicherungen an den 5 Schlossparkbrücken über die Panke, Rückbau einer bestehenden Sohlschwelle (Querbauwerk 14).
Am heutigen Mittwoch (21. Mai .2025) wurde in Düsseldorf Flehe eine modernisierte Messstelle zur Überwachung der Wassergüte im Rhein in Betrieb genommen. Der Messcontainer wird vom Landesamt für Natur, Umwelt und Klima (LANUK) seit dem Jahr 1990 betrieben und steht auf dem Gelände der Stadtwerke Düsseldorf im Stadtteil Flehe direkt am Rhein. Die Präsidentin des LANUK, Elke Reichert, erklärte: „Der Rhein ist einer der wichtigsten Flüsse in Deutschland, nicht nur wegen seiner Geschichte, sondern auch wegen seiner intensiven Nutzung.“ Neben der Funktion als Wasserstraße komme dem Rhein ebenso als Trinkwasserressource eine große Bedeutung zu. „Wir überwachen daher ganzjährig auf 225 Rheinkilometern in NRW die Wasserqualität, um den Wasserversorgern die notwendige Sicherheit zu geben, möglichst unbelastetes Rohwasser als Ressource nutzen zu können“, betonte Elke Reichert. „Das Trinkwasser in Düsseldorf stammt zu rund einem Viertel aus Grundwasser und rund drei Vierteln aus Rheinuferfiltrat“, sagte Christoph Wagner, der Leiter der Wasserwerke bei den Stadtwerken Düsseldorf AG. „ Die Gewässerüberwachung am Rhein liegt uns deswegen besonders am Herzen.“ Er erklärte: „Wir freuen uns auf die weitere gute Zusammenarbeit mit dem LANUK.“ In dem Messcontainer in Düsseldorf Flehe entnimmt das LANUK kontinuierlich Proben des Rheinwassers und analysiert die Proben auf Schadstoffe. Dazu gehören Messdaten zu Temperatur, Sauerstoffgehalt und PH-Wert sowie eine Vielzahl chemischer Stoffe, die die Wasserqualität und damit den Rhein als Rohwasserquelle für die Trinkwassergewinnung beeinflussen können. Durch die stetige Weiterentwicklung der chemischen Analytik können heute immer mehr Substanzen, die lebende Organismen in Gewässern schädigen können, können durch die moderne Gewässerüberwachung in geringsten Mengen gemessen werden. Der Warn- und Alarmplan für den Rhein stellt sicher, dass Behörden und Trinkwasserwerke unverzüglich über jede gefundene Verunreinigung informiert werden. Die wichtigsten Modernisierungsmaßnahe an der Messstelle in Düsseldorf Flehe ist eine neue Datenleitung, die es nun ermöglicht, bidirektional zu kommunzieren. Das bedeutet, die Messeinrichtungen melden nicht nur eindimensional in Richtung Labor, wenn ein auffälliger Wert festgestellt wird. Es kann nun auch aus dem Labor heraus direkt darauf reagiert werden, in dem zum Beispiel vom Labor aus Messintervalle auf verschiedene Zeiträume umgestellt werden können, ohne dass ein Techniker die Anlage dazu anfahren muss. Damit können mögliche Schadstoffwellen schneller erfasst und der Verlauf berechnet werden. Im November 1986 kam es im Schweizer Chemieunternehmen Sandoz bei Basel zu einem Störfall mit weitreichenden Folgen für den Rhein. Nach einem Brand gelangten etwa 20 Tonnen des hoch belasteten Löschschaums in den Rhein. In den darauf folgenden Tagen strömte das vergiftete Rheinwasser mehr als 400 Kilometer flussabwärts und führte zu einem massiven Fischsterben. In den Niederlanden wurde zudem die Trinkwasserversorgung stark beeinträchtigt. Nach diesem Ereignis wurde die Gewässerüberwachung ausgeweitet, um schneller Informationen über den Zustand der Gewässer zu erhalten. Dazu wurde die Probenahmestelle in Düsseldorf-Flehe in internationale Messprogramme eingebettet. Somit werden die Ergebnisse der kontinuierlichen Überwachung des Rheins seit fast 40 Jahren grenzüberschreitend ausgetauscht. Für die Auswahl einer geeigneten Messstelle sind einige Kriterien zu erfüllen. Die Messstelle muss jederzeit erreichbar sein, auch im Fall von Hochwasser am Rhein. Die Probenahme soll an einem gut durchströmten Querschnitt des Rheins erfolgen. Dabei dürfen durch die Probenahme keine Veränderungen am Gewässer selbst und keine Einschränkungen für den Schiffsverkehr entstehen. Und was durch die Auswirkungen des Klimawandels heute immer wichtiger wird: auch bei Niedrigwasser muss die eine kontinuierliche Probenahme möglich sein. Wartungsarbeiten sollten jederzeit von Land aus durchführbar sein. Nach Prüfung aller Randbedingungen wurde in den 1980er Jahren das Angebot der Stadtwerke Düsseldorf AG zur Aufstellung des Messcontainers auf dem Gelände des Wasserwerks Flehe angenommen. Im Januar 1990 wurde diese Messstation mit dem Umweltminister Klaus Matthiesen in Betrieb genommen. Damals wurden die Wasserproben einmal täglich an der Messstelle abgeholt und im Labor auf leicht- und schwerflüchtige Kohlenwasserstoffverbindungen untersucht. In weiteren Tests wurde damals das Schwimmverhalten von Fischen und Daphnien beobachtet, um Hinweise auf mögliche Schadstoffe im Rhein zu erhalten. Die Wassertemperatur, der pH-Wert, der Sauerstoffgehalt und die elektrische Leitfähigkeit des Wassers konnten bereits kontinuierlich gemessen werden. Weichen diese physikalischen Größen von der Norm ab, können sie einen ersten Hinweis auf Störungen der Wasserqualität geben. Damit diese Anzeichen schnell erkennbar waren, wurden sie per Telefonleitung in das Labor des Landesamtes übertragen. Die automatische Alarmierung bei kritischen Werten gab es zu Beginn noch nicht, aber die Notwendigkeit wurde erkannt. Deshalb plante das Landesamt mit den technischen Möglichkeiten der 1980er Jahre eine automatische Aktivierung der Rufbereitschaft, besonders außerhalb der normalen Dienstzeiten. Heute sind diese Prozesse Standard. Die Verfahren und Abläufe sind erprobt und beziehen die beteiligten Behörden und die Trinkwasserversorger automatisch ein. Im Zuge der Digitalisierung sind die Abläufe immer schneller geworden, so dass die Wasserversorger meist schon reagieren können, bevor eine Gewässerverunreinigung bei ihnen ankommt. Das LANUK überwacht den Rhein und die anderen Gewässer in Nordrhein-Westfalen, entwickelt Methoden und bewertet den Zustand der Gewässer. Im Landesamt werden Ursachen von Verschmutzungen ermittelt, Maßnahmen empfohlen und Daten bereitgestellt. Ziel ist die Erreichung des guten Zustands der Gewässer. Mehr zur Gewässerüberwachung beim LANUK: https://www.lanuk.nrw.de/themen/wasser/fluesse-baeche-und-seen/gewaesserueberwachung Warn- und Alarmplan Rhein: https://www.lanuk.nrw.de/service/umweltereignisse-umweltschadensfaelle/meldungen-nach-warn-und-alarmplan-rhein zurück
Im August 2022 fand ein massives Fischsterben in der Oder statt. Die ersten verendeten Fische auf deutscher Seite der Oder wurden am 09.08.2022 im Bereich Frankfurt (Oder) gemeldet. Neben Fischen verendeten auch andere aquatische Organismen wie Schnecken und Muscheln. Das tatsächliche Ausmaß der Umweltschäden und die langfristigen Auswirkungen auf das Ökosystem können derzeit noch nicht quantifiziert werden. Die Anwendung zeigt bildhaft anhand von Diagrammen die Verläufe der Messwerte der verschiedenen gemessenen Parameter an ausgewählten Messstellen.
Um die lückenhaft über große Flächen und oft unberechenbar verteilten Meeresressourcen zu nutzen, fliegen Albatrosse und Sturmvögel oft Hunderte von Kilometern pro Tag und füttern ihre Küken selten. In marinen Ökosystemen unter starkem anthropogenem Einfluss wird die Verfügbarkeit von Beute oft durch die Anwesenheit der Fischereifahrzeuge verändert, die große Mengen an Abfällen wie Innereien von verarbeitetem Fisch, Nichtzielarten und zu kleine Fische verwerfen. Dadurch erzeugen sie nicht nur eine vorhersehbare und reichliche Nahrungsquelle für Seevögel, sondern Fischerei-Abfälle erschließen Seevögeln auch den Zugriff auf demersale Organismen wie Bodenfische als neuartige Nahrungsquelle. In vielen fischreich genutzten Meeresgebieten stellen Abfälle daher einen großen Anteil der Nahrung von Seevögeln. Dies kann erhebliche Auswirkungen auf die Ernährungsökologie der Seevögel haben. Das Ziel der geplanten Studie ist es, unser Verständnis von Verhaltensanpassungen als Reaktion auf Änderungen in der Verfügbarkeit von Beute zu vertiefen. Wir schlagen dazu eine Fallstudie an Sturmtauchern Calonectris diomedea im Mittelmeer vor, einer Art, die sowohl natürliche Beute als auch Fischereiabfälle als Nahrung nutzt. Um das Ausmaß und die Auswirkungen der Nahrungsquellen zu bewerten, werden wir eine Kombination aus GPS-Tracking, Messungen der Stoffwechselrate mit 2 Methoden (Beschleunigungsdaten und Schwerwassermethode) und nicht-invasive genetische Nahrungsbestimmung verwenden. Wir werden untersuchen, ob die Nutzung der Fischereiabfälle durch die Sturmtaucher als Reaktion auf geringe Verfügbarkeit von ihrer natürlichen Beute auftritt oder ob diese Art sich an die neue Nahrungsquelle angepasst hat, und sie unabhängig von der Verfügbarkeit ihrer natürlichen Beute regelmäßig nutzt. Darüber hinaus werden wir erfahren und neue Brutpaare vergleichen, um zu bewerten, wie die Qualität von Alttieren dieses Verhalten beeinflusst, sowie die Energiebilanz der natürlichen Beute und von Fischereiabfällen vergleichen.
Coccolithophoriden sind eine Gruppe von ca. 200-300 marinen Phytoplanktonarten, die in allen Weltmeeren vorkommt. Sie besitzen die besondere Fähigkeit eine Kalkschale (Coccosphäre) zu bauen, die sie aus vielen kleinen Kalkplättchen (Coccolithen) zusammensetzen. Aufgrund ihrer Fähigkeit zu kalzifizieren sind sie ein wichtiger Bestandteil im Klimasystem, denn die Produktion von Kalk nahe der Meeresoberfläche führt zu einem vertikalen Gradienten der Seewasseralkalinität, beschleunigt den Kohlenstoffexport in die Tiefsee und erhöht die Rückstrahlung von einfallender Sonnenenergie von der Erdoberfläche ins Weltall. Trotz intensiver Forschung an der Physiologie der Kalzifizierung und dessen biogeochemischer Relevanz konnten wir eine der entscheidenden Fragen immer noch nicht beantworten: Wozu bauen Coccolithophoriden eine Kalkschale? Die Beantwortung dieser Frage ist von außerordentlicher Bedeutung, denn solange wir nicht wissen wozu die Kalkschale dient können wir auch nicht vorraussagen in welchem Maße sich die durch die Ozeanversauerung zu erwartende Abnhame in der Kalzifizierung negativ auf die Fitness dieser Lebewesen in ihrem natürlichen Lebensraum auswirkt. In dem hier vorgestellten Projekt möchten wir die Frage nach der Bedeutung der Kalzifizierung erforschen, indem wir untersuchen ob die Coccosphäre einen Schutz gegen planktonische Räuber, Bakterien und Viren darstellt. Dazu haben wir eigens einen experimentellen Ansatz entwickelt wobei kalzifizierte und dekalzifizierte Coccolithophoridentzellen zusammen mit deren Fressfeinden und Pathogenen kultiviert werden. Dieser Ansatz erlaubt es uns folgende Fragestellungen zu untersuchen: 1) Sind kalzifizierte Zellen besser in der Lage sich gegen Fraß und Infektion zu schützen als Zellen ohne Coccosphäre? 2) Bevorzugen Fressfeinde und Pathogene solche Zellen, bei denen die Coccosphäre entfernt wurde, wenn ihnen beides angeboten wird? 3) Sind Wachstum und Reproduktion von Fressfeinden und Pathogenen verlangsamt, wenn sie kalzifizierte Zellen fressen oder infizieren?
Gletscher sind bedeutende Speicher organischen Kohlenstoffs (OC) und tragen zum Kohlenstofffluss vom Festland zum Meer bei. Aufgrund des Klimawandels wird eine Intensivierung dieser Flüsse erwartet. Der Export von OC aus Gletschern wurde weltweit in verschiedenen Regionen quantifiziert, trotzdem liegen keine vergleichbaren Daten für Island vor, obwohl sich dort die größte europäische außerpolare Eiskappe befindet. Um die globalen Prognosen der glazialen Kohlenstofffreisetzung zu verbessern, ist es das Ziel dieses Pilotprojektes, den Export von gelöstem und partikulärem organischen Kohlenstoff (DOC, POC) aus Islands Gletschern erstmalig zu quantifizieren und neue Kooperationen mit isländischen Wissenschaftler/innen für gemeinsame zukünftige Forschungsprojekte aufzubauen. Hierzu werden 4 Feldkampagnen zu unterschiedlichen Jahreszeiten sowie Treffen mit isländischen Kollegen/innen durchgeführt. In jeder Feldkampagne werden von 23 Gletschern der Eiskappen Vatnajökull, Langjökull, Hofsjökull, Myrdalsjökull und Snaeellsjökull Eisproben entnommen, um die biogeochemische Diversität des glazialen OC zu charakterisieren sowie dessen Export in Verbindung mit Massenbilanzen zu quantifizieren. In Gletscherbächen werden Wasserproben entnommen, um den Austrag von OC direkt am Gletschertor zu bestimmen sowie die Kohlenstoffflüsse entlang von 6 Gletscherbächen mit unterschiedlicher Länge (2 km bis 130 km) beginnend am Gletschertor bis zur Mündung zu untersuchen. Wie sich der Gletscherrückgang langfristig auf ein Gletscherbachökosystem auswirkt, wird durch die taxonomische Bestimmung von Makroinvertebraten im Vergleich zur Bestimmung von Prof. Gíslason aus dem Jahre 1997 beurteilt. Gleichzeitig werden in diesem Gletscherbach Wasserproben zum eDNA-Barcoding entnommen, um eine rasche und gering invasive Methode zur laufenden Beobachtung des zukünftigen Einflusses der Gletscherrückgang zu entwickeln. Vor Ort werden Wassertemperatur, elektr. Leitfähigkeit, pH-Wert, gelöster Sauerstoff, Trübung und Chlorophyll alpha gemessen. Innovative Labormethoden (HPLC, DNA-Barcoding, Picarro, GC, TOC) werden zur Analyse des OC im Eis und Wasser (DOC, DIC, POC, Fluoreszenz, Absorption), der Nährstoffe (P-PO4, N-NO3, N-NO2, N-NH4), stabiler Isotope (18O, 2H), Chlorophyll alpha, CO2 und aquatischen Organismen eingesetzt. Die Anwendung statistischer Methoden (Faktorenanalyse, Hauptkomponentenanalyse) basierend auf Anregungs- und Emissionsmatrizen erlauben die Quellen des OC im Gletschereis sowie -schmelzwasser zu bestimmen und die räumliche Vielfalt des OC zu erklären. Das gewonnene Wissen wird zur Verbesserung globaler Prognosen glazialer Kohlenstofffreisetzung beitragen sowie einen intensiven Einblick in das glaziale Ökosystem geben. Für die antragstellenden Nachwuchswissenschaftler/innen entstehen vielversprechende Kooperationen mit isländischen Wissenschaftlern/innen, fokussierend auf die zeitlichen sowie räuml. Aspekte der glazialen Kohlenstoffflüsse sowie das Ökosystem Gletscher
Die NAA ist ein sehr leistungsfaehiges Verfahren zur Spuren- und Multielementbestimmung. Sie ist im Prinzip fuer alle Probenarten geeignet. Lediglich aus Sicherheitsgruenden werden die Proben in getrocknetem Zustand in den Reaktoren FRG-1 und FRG-2 bestrahlt. Die NAA wird hier hauptsaechlich in der Umwelt- und Meeresforschung eingesetzt. Da bei solchen Programmen sehr viele Proben zu bearbeiten sind, liegt ein Schwerpunkt der Arbeiten in der Automatisierung und Rationalisierung des Analysenganges. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der statistischen Verarbeitung der Datenflut. Dazu werden Programme zur statistischen Auswertung und Korrelationsanalyse verwendet und weiterentwickelt. Ein dritter Schwerpunkt der Arbeiten liegt in der Radiochemie. Denn neben der rein instrumentellen NAA muessen radiochemische Trennungen durchgefuehrt werden, um die Nachweisempfindlichkeit zu verbessern und stoerende Matrixaktivitaeten vor der Messung abzutrennen. In Einzelfaellen ist dann neben der Gamma-Spektroskopie die Alpha- und Beta-Spektroskopie die vorteilhafteste Methode. Es werden die deutschen Kuestenbereiche der Nord- und Ostsee und einzelne Flussmuendungen erprobt, um die Verteilg.und zeitl. Schwankungen der Schadstoffkonzentrationen zu ermitteln. Dazu werden systematisch Organismen und Sedimentproben genommen, analysiert und statistisch ausgewertet, ebenso Wasser- und Schwebstoffproben. Um aussagekraeftige Ergebnisse zu bekommen, muessen die natuerlichen jahreszeitlichen und langfristigen Aenderungen erfasst werden. Aus dem Spurenelementmuster sollen die Mechanismen der Schadstoffverteilungen aufgeklaert und moegliche Schadstoffquellen lokalisiert werden.
Makronährstoffe, wie Phosphor, sind wichtig für das Wachstum von Meeresmikroorganismen, wie Phytoplankton. Diese sind sehr bedeutsam für die marine Nährstoffkette und Biologie. Verschiedene Phytoplanktonarten emittieren klimarelvante organische Verbindungen, z.B. DMS, welches in der Atmosphäre zu Schwefelsäure oxidiert wird und anschließend zur Bildung neuer Aerosolpartikel beiträgt. Diese können weiterhin als potentielle Wolkenkondensaktionskeime dienen. Informationen über die Verfügbarkeit von Phosphor für diese Mikroorganismen sind somit essentiell für ein besseres Verständnis der Ozean-Atmosphären-Wechselwirkung. Der Haupteintrag von Phosphor in den offenen Ozean erfolgt vorwiegend über atmosphärische Deposition. Informationen über atmosphärische Phosphorkonzentrationen, die Bioverfügbarkeit und Quellen sind notwendig, um den Verbleib in den Ozeanen zu verstehen. Dabei werden vor allem in den Regionen des tropischen Nord- und Südost-Atlantik immer noch Daten benötigt. Die wenigen verfügbaren Daten basieren zumeist auf kurzzeitigen Schiffsmessungen, die in ihrer Anwendung auf langfristige Prognosen und jahreszeitlichen Zyklen sehr begrenzt sind. Um das Verständnis über die Phosphorverfügbarkeit, -quellen, und -bioverfügbarkeit in diesen ozeanischen Gebieten zu verbessern, sollen größenaufgelöste Langzeitmessungen zur Bestimmung des Phosphorgehalts von Aerosolpartikeln durchgeführt werden. Weiterhin werden analytische Methoden entwickelt und optimiert (basierend auf der Kombination von drei Techniken). Diese sollen eine empfindliche Bestimmung von löslichem als auch dem Gesamtphosphor in feinen Partikeln ermöglichen, aufgrund der geringen Aerosolmasse in dieser Größenfraktion. Die ermittelten Daten werden benutzt, um wichtige Quellen des Phosphors in diesen Regionen zu charakterisieren, die Rolle von unterschiedlichen Quellen wie Mineralstaub, Biomassenverbrennung, sowie anthropogenen Verbrennungsaerosols auf die Speziation (organische und anorganische Zusammensetzung), Löslichkeit und atmosphärische Prozessierung des Phosphors, sowie ihre saisonale Variabilität zu untersuchen. Darüber hinaus soll eine regionale Staubmodellsimulation angewendet werden, um den Aerosoltransport und die Staupdeposition in diesen Regionen besser zu beschreiben. Die Ergebnisse sind wichtig für kombinierte Modelle zur Ozean-Atmosphäre Wechselwirkung und das Verständnis der wichtigsten Faktoren, die den Verbleib von atmosphärischem Phosphor im Ozean beeinflussen.
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