Das Projekt "Sub project: Impact of climate variability on the bentho-pelagic coupling in a large river" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Themenbereich Wasserressourcen und Umwelt, Department für Fließgewässerökologie durchgeführt. Benthic consumers can play an important role in controlling plankton in river systems. The degree of the loss to the benthos is strongly dependent on climate related factors, i.e. temperature and rain fall (water level). Mismatches in the balance between the growth of planktonic organisms and their loss induced by the benthos might strongly influence the ecosystem function. Here we aim to provide a data to explain and predict the benthic impact on the development of different plankton groups in response to changing climate conditions using River Rhine as a model system. Under normal conditions the trophic interactions between benthic and pelagic communities in rivers are much closer than in standing waters. Different approaches including field studies as well as experiments on the bentho-pelagic coupling will be applied. The experiments will be conducted in different flow channels including river bypass systems in order to estimate the impact of benthic key species and benthic communities on the different plankton groups under changing temperature condition. The spatial and temporal dynamics of potential benthic consumers (especially among the biofilm-associated fauna) will be investigated in the field. In addition, based on a long term sampling campaign, the analysis of the dynamics of significant plankton groups will be continued with focus on the impact of climate variations on the plankton composition. If there are significant changes in the matches/mismatches of bentho-pelagic interactions this would have tremendous influences on the functioning of river systems (degradation of organic compounds, etc.). The major aim of our study will be the analysis of conditions for possible mismatches. River systems are generally expected to face the greatest environmental changes with global climatic changes compared to lake or marine systems.
Das Projekt "Status-quo-Analyse ueber den Stand der Forschung im Biotop- und Artenschutz in den alten und neuen Bundeslaendern zur Ableitung des aktuellen Forschungsbedarfs und zukuenftiger Schwerpunkte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Landschaftsplanung und Ökologie durchgeführt. In 1991 BMBF has implemented the research programme for applied research in the area of biotope and species and 5 inetrdisciplinary projects have been set up. After the starting period of 5 years, an investigation progress and current results of this initiative was carried out. To document new approaches, more than 100 questionnaires have been send to researchers in all over Germany to indicate their current area of reserach, the methodologies, the main research questions and objects (population, biotope, biocoenotic approach, landscape as research targets etc.). In discussion groups and interviews the positions towards actual deficits in conservation research have been clarified. The analyses of project desciptions lead to an systematic (Aufgliederung) of research approaches, further analyses were based on this structure. In a futher more detailed stage of analyses, 4 areas of applied research have been worked out more profoundly: 1. Ecology of streams and rivers. 2. Conservation research for woodlands and forest. 3. Biocoenology. 4. Ecological analyses of landscapes as target units. The study can not be seen as a propper reserach activity. Its the attempt to condens the state of current research activities and to make the djungel of disciplines methodologies and institutions a little more understandable for broader conceptional work in ecological research. The Study was set up to cover the research activities all over Germany and is trying to show the links to international research programmes.Leading questions: - Logical structure of research approaches in Germany, - What are the objectives and innovative approaches in applied nature conservation research in Germany, - How to optimize the exchange experiences and results in completary research programmes- what should be the main subjects in further research activities for the BMBF national programmes.
Das Projekt "5. RP PHOBIA-Phototrophic biofilms and their potential applications: towards the development of a unifying concept" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH, Department Fließgewässerökologie durchgeführt. Phototrophic biofilms are communities, driven by photosynthesing microorganisms, and occurring on interfaces in terrestrial and aquatic environments. Such biofilms cause biofouling on e.g. submersed objects and monuments, but also have a great bioremediation potential for water and soils. PHOBIA proposes to grow air-exposed and aquatic phototrophic biofilms on soft and hard substrata in a specially designed incubator, in which microenvironment, architecture, growth, and biodiversity on the biofilm communities will be analysed, and in which their major physiological processes will be quantified. In contrast to heterotrophic biofilms, predictive models are not available for phototrophic biofilms. Our objective is to develop a unifying model of a phototrophic biofilm, and to use that for management and control of phototrophic biofilms in existing and new applications.
Das Projekt "Towards a better understanding of phagotrophic protists in leaf processing of freshwaters: Studies on micro-environment and food web structure" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Themenbereich Wasserressourcen und Umwelt, Department für Fließgewässerökologie durchgeführt. Forested lowland streams, ponds and ditches characterized by low flow velocities receive considerable input of leaf litter from riparian vegetation. Leaf-associated microbial activity and negligible advective transports lead to hypoxia hostile for shredding invertebrates. However, phagotrophic protists that can tolerate low oxygen concentrations are suggested to promote leaf litter processing. The proposed project focuses on the significance of phagotrophic protists for carbon transfer and the regulatory mechanisms involved in leaf litter processing in hypoxic environments. The following key hypotheses will be tested: (1) Leafassociated phagotrophic protists accelerate carbon flow during leaf processing by grazing leaf-associated bacteria and fungi. (2) Micro-currents generated by movement and filtration of phagotrophic protists enhance nutrient and oxygen transfer towards leaf-associated microbial communities and consequently microbial activity. Carbon transfer from leaves through the leaf-associated microbial food web will be analyzed with stable isotopes in combination with phospholipid fatty acids that are biomarker for specific bacterial and protist groups. The micro-environment at leaf surfaces and inside leaves will be observed with tracer particles microscopically and with micro-sensors.
Das Projekt "5. RP Laser scanning microscopy of interfacial microbial communities" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH, Department Fließgewässerökologie durchgeführt.
Das Projekt "In situ Struktur und Funktion von Biofilm-Systemen bei der Mineralisation von Karbonaten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Themenbereich Wasserressourcen und Umwelt, Department für Fließgewässerökologie durchgeführt.
Das Projekt "Schadstoffuntersuchungen nach dem Hochwasser vom August 2002 - Ermittlung der Gefährdungspotentiale an Elbe und Mulde" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umweltforschungszentrum Leipzig Halle GmbH, Department für Fließgewässerökologie durchgeführt. Durch koordinierte Untersuchungen von Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen wurde die Schadstoffsituation nach der Flut 2002 erfasst und bewertet. Für die Wasserphase und suspendierte Partikel konnte ein zügiger Rückgang der während der Flut teils erheblichen Belastung mit Schwermetallen, Pflanzenschutzmitteln und anderen organischen Schadstoffen auf ursprüngliche Werte festgestellt werden. Auenböden sowie Fluss-Sedimente im Mulde-Einzugsgebiet und unterhalb der Muldemündung auch in den Elbauen zeigen erhöhte Gehalte von Quecksilber, Cadmium, Kupfer und Arsen. Die auch in der Vergangenheit regelmäßig überfluteten Flächen der Deichvorlandbereiche sind unterhalb der Einmündung von Mulde und Saale bis Geesthacht mit Dioxinen und Quecksilber hoch belastet. Hier besteht Handlungsbedarf. Unter Strahlenschutzgesichtspunkten besteht nur im Gebiet um den Lenkteich und den Plohnbach Handlungsbedarf. Im Bereich Bitterfeld muss für zukünftige Hochwässer mit verstärkten Schadstoffverlagerungen in die Oberflächengewässer gerechnet werden. Für viele hier gefundene Substanzen sind präzise Quellen und Umweltwirkungen unzureichend bekannt. Ökotoxikologische Untersuchungen zeugten von erheblichen Beeinträchtigungen. Hochflutablagerungen in öffentlichen Einrichtungen (Schulen, Kinderspielplätzen etc) wurden sehr zügig beseitigt. Verunreinigungen mit pathogenen Mikroorganismen wurden ebenfalls festgestellt, deren Überlebensfähigkeit sowie Bedeutung für die Gesundheit müssen aber in weiterführenden Untersuchungen abgeklärt werden. Das gesamte Projekt umfasst insgesamt 28 Arbeitspakte, die 9 Teilprojekten zugeordnet wurden: Teilprojekt 1: Koordination und zusammenfassende Bewertung; Teilprojekt 2: Flächenhafte Erfassung der Hochwassergebietemittels Fernerkundungsmethoden; Teilprojekt 3: Ermittlung des Schadstoffpotentials in Elbe und Mulde; Teilprojekt 4: Schadstoffe in Agrarräumen; Teilprojekt 5: Kolloide und Schadstoffe (Schwermetalle) in der Elbe bei Hochwasserereignissen; Teilprojekt 6: Schadstofftransport in überfluteten Trinkwassereinzugsgebieten; Teilprojekt 7: Identifizierung und Analyse des ökotoxischen Potentials der Flusssedimente als Folge der durch Hochwasser mobilisierten Kontaminationen; Teilprojekt 8: Hochwasserfolgen im Raum Bitterfeld für das Grundwasser und den Goitschesee; Teilprojekt 9: Schadstoffbelastung und Selbstreinigungsvermögen der Elbe.
Das Projekt "Projektbezogener Personenaustausch (PPP) mit Kanada zum Thema: Role of microbial biofilms in mineral formation - DAAD-STXM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Themenbereich Wasserressourcen und Umwelt, Department für Fließgewässerökologie durchgeführt.
Das Projekt "Entwurfsplanung zur Reaktivierung einer Wasserkraftanlage mit besonderer Beruecksichtigung oekologischer und oekonomischer Aspekte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland, Kreisgruppe Hagen durchgeführt. Der BUND möchte eine Wasserkraftanlage in Hagen-Rummenohl reaktivieren. Aus dem Selbstverständnis des BUND soll die Reaktivierung umweltgerecht erfolgen. Durch eine besondere Gestaltung sowohl der technischen Anlagen als auch des Umfeldes soll demonstriert werden, daß die Stromerzeugung mittels Wasserkraft mit den Erfordernissen der Fließgewässerökologie vereinbar ist. Hierbei soll deutlich über die gesetzlichen Vorgaben hinausgegangen werden. Im Rahmen der Entwurfsplanung sollen daher insbesondere die ökologischen Rahmenbedingungen näher untersucht und ausgewertet sowie die finanzielle Machbarkeit des Projektes untersucht werden. Das Hauptaugenmerk im Rahmen der Entwurfsplanung soll auf die naturnahe Gestaltung der wasserbaulichen Anlagen gerichtet werden. Zu Beginn der Arbeiten erfolgte eine Vermessung des Bereiches. In der folgenden Grundlagenermittlung werden die hydrologischen Daten der Volme ausgewertet. Hierauf aufbauend werden Vorschläge für die Mindest- und Restwassermenge erarbeitet, die die ökologischen Erfordernisse berücksichtigen. Danach wurde die Entwurfsplanung erstellt, die auch Vorschläge für eine entsprechende technische Ausstattung enthält. Parallel hierzu wurde der landschaftspflegerische Begleitplan erarbeitet und dessen Ergebnisse in die Entwurfsplanung eingearbeitet. Aufbauend auf die Entwurfsplanung in Verbindung mit der vorgeschlagenen Restwassermenge erfolgte eine Berechnung der möglichen Jahresarbeit. Ein Vergleich zwischen der Kostenschätzung und der möglichen Jahresarbeit läßt Aussagen über die Finanzierbarkeit des Projektes zu. Die Lösungsvorschläge wurden mit der für die Genehmigung zuständigen Behörde diskutiert. Hierbei soll der für die Antragstellung erforderliche Umfang der Unterlagen festgelegt werden. Unter Berücksichtigung dieser Besprechung wurde der Abschlußbericht der Studie erstellt, auf den die Genehmigungsplanung später aufbauen soll.
Das Projekt "Unbeachtete Dynamik des Gewässerbetts? Wirkung wandernder Sandrippel auf das mikrobielle Nahrungsnetz und den Metabolismus in Fließgewässern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Institut für Boden, Wasser, Luft, Lehrstuhl für Gewässerschutz, Forschungsstelle Bad Saarow durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, die Bedeutung wandernder Sandrippel für das mikrobielle Nahrungsnetz, den Kohlenstofffluss und den Metabolismus in Fließgewässerökosystemen aufzuklären. Die etablierten Konzepte zur Sedimentstörung in der Fließgewässerökologie fokussieren auf katastrophale Hochwasserereignisse, die tiefe Erosionen und drastische Verlagerungen der Sedimente bewirken. In Gewässern mit einem hohen Anteil sandiger Sedimente kommt es allerdings bereits bei geringen Abflüssen zu einer periodischen Umlagerung der Bettsedimente in Form wandernder Sandrippel. Diese Sandrippel bedecken, abhängig von der Sedimentfracht, zunehmende Bereiche der Gewässersohle, streckenweise sogar bis zu 100%. Aufgrund des weltweit zunehmenden Feinsedimenteintrags aus den Einzugsgebieten sind Sandrippel ein weit verbreitetes Phänomen in Bächen und Flüssen. Dennoch gibt es zum Einfluss der Sandrippel auf die Fließgewässerökologie nur sehr wenige Untersuchungen, deren Ergebnisse sich teilweise widersprechen. Wir postulieren, dass wandernde Sandrippel abhängig von ihrem Deckungsgrad auf der Sohle das mikrobielle Nahrungsnetz, den Kohlenstofffluss und den Metabolismus des gesamten Gewässers bestimmen. In originären experimentellen Ansätzen untersuchen wir i) die Auswirkungen der Sedimentumlagerung innerhalb wandernder Sandrippel, ii) die Interaktion der Rippelbereiche mit den umliegenden stabilen Sohlbereichen eines Gewässerabschnitts und den Gesamtmetabolismus im Abschnitt und iii) den Return (= Dynamik nach Beendigung der Sedimentumlagerung). Die Bewegung der Sande in wandernden Sandrippeln wird in einer Mikrokosmenanlage simuliert und der Einfluss von Umlagerungsfrequenz, Licht- und Nähstoffregime auf die Respiration, die Primärproduktion und das mikrobielle Nahrungsnetz untersucht. Die Auswirkungen zunehmender Bedeckung der Sohle mit wandernden Sandrippeln auf nahe stabile Sohlbereiche und den Gesamtmetabolismus von Gewässerabschnitten werden in 16 Rinnen einer Fließgewässersimulationsanlage erforscht. In diesen Experimenten werden zudem der Return von mikrobiellen Gemeinschaften und Gesamtmetabolismus mit erfasst. Die Experimente werden ergänzt und validiert durch in situ Messungen in Bächen und Flüssen. Dabei werden die abiotisch Bedingungen im Porenraum wandernder Sandrippel und naheliegender stabiler Sande sowie der lokale Metabolismus mit einer neu entwickelten Sonde gemessen und das mikrobielle Nahrungsnetz und der Kohlenstofftransfer in diesen Sohlbereichen erfasst. Die Synthese der Ergebnisse wird Klarheit schaffen über die Bedeutung wandernder Sandrippel für die mikrobiellen Gemeinschaften und den Stoffumsatz in Fließgewässern. Die zu erwartenden Erkenntnisse werden auch eine bessere Bewertung wandernder Sandrippel ermöglichen und sind somit Grundlage für Schutz und Management der Gewässerfunktionen.
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