Das Projekt "Teilprojekt 2: Prädationsdruck der Fische auf Zooplankton und Fischlarven und Zooplankton Abundanz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft, Abteilung Fischereibiologie durchgeführt. Die Arbeiten dieses Teilprojekts decken im Focus 1 die Arbeiten zur Hypothese 3: 'Die Zehrung durch Bruträuber bestimmt den Überlebenserfolg der frühen Jugendstadien von Sprott und Hering' und zur Hypothese 4 ab: 'Die Populationsentwicklung des Zooplanktons wird zu bestimmten Zeiten entscheidend durch die Zehrung der planktivoren Fischräubern gesteuert (Top-Down Kontrolle)'. Für den Focus 2 wird der Hypothese 7 zugearbeitet: 'Der selektive Fraßdruck durch Räuber bestimmt die Entwicklung einzelner Copepoden Arten (Top-down Kontrolle)'. In diesem Teilprojekt werden die groß- und kleinskaligen Verteilung der Copepoden und ihrer potentiellen Räuber untersucht und umfangreiche Analysen der Mageninhalte der Fische durchgeführt. Ferner müssen die Biomassen, Abundanzen und Größenverteilungen der Räuber aus den Fischereisurveys abgeleitet werden und in Verbindung mit den Tagesrationen der Einzeltiere zur Gesamtzehrung aufskaliert werden. Die Ergebnisse dieser Arbeiten sind dann zusammen mit den Abschätzungen des Fraßdrucks der Evertebraten im Hinblick auf die formulierten Hypothesen zu bewerten und auf ihre Eignung für eine Parametrisierung hin zu untersuchen (Zulieferung an Focus 3). Vergleiche zwischen tatsächlichen Mageninhalten und dem Beuteangebot (aus Focus 2) erlauben die quantitative Analyse der Nahrungsselektivität. Auch diese Ergebnisse lassen sich direkt im Focus 3 zur Konstruktion eines realitätsnahen Nahrungswahlverhaltens in den Modellen verwenden. Neben den Arbeiten zu den Mageninhalten werden von diesem Teilprojekt spezielle experimentelle Arbeiten zu den Entleerungsraten, zu Detektionszeiten von Fischbrut und zur genetischen Identifikation von Fischbrut in fortgeschrittenem Verdauungszustand durchgeführt. Ohne diese experimentellen Arbeiten können Mageninhalte nicht in Konsumtionsraten übersetzt werden und im Falle der Fischbrut nicht entschieden werden, ob das scheinbare Nichtauftreten in den Mägen eine Folge der schnellen Verdauung ist. Der Einfluss von Räubern auf das Überleben liegt von Fischbrut wird vor allem für die späten Larven und frühen juvenilen Stadien von Sprott und Hering untersucht, da die Detektion dieser größeren Larven in den Mägen wahrscheinlicher ist. Insbesondere soll hier die Interaktion zwischen der Wachstumsrate der Larven und Juvenilen und der größenabhängigen Konsumption der Räuber quantifiziert werden. Zu diesem Zweck wird das Wachstum im Feld mit Hilfe der Otolithen untersucht. Die Analyse der Otolithen gibt zudem Aufschluss über die Geburtsdatenverteilung der Überlebenden (siehe TP 1). Eine weitere Leistung dieses Teilprojekts ist die Koordination der Bearbeitung aller Zooplanktonabundanzdaten aus den Routine Grid-Messungen und den Prozessstudien. Die Ergebnisse dieser Arbeiten erlauben eine quantitative Beschreibung der Populationsentwicklung der wichtigen Zooplanktonarten, die im Zusammenhang mit den Daten dieses und anderer TP zur Bearbeitung der Hypothesen 1, 4, 5, 6 und 7 benötigt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Räumlich/zeitliche Verteilung, Wachstums- und Sterblichkeitsraten von Fischbrut unter dem Einfluß physikalischer Prozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Meereskunde durchgeführt. Arbeitsziele sind: a) Erfassung der klein- und mesoskaligen räumlich/zeitlichen Verteilung von Fischeiern und -larven in den verschiedenen Teiluntersuchungsgebieten inklusive Beschreibung der Vertikalwanderung sowie Identifizierung und Beschreibung von verteilungs-steuernden Faktoren; b) Bestimmung von Entwicklungsraten der Jugendstadien mariner Fischbrut in Abhängigkeit von hydrographischen Faktoren, d.h. Temperatur, Salinität und Sauerstoffkonzentration; c) Abschätzung von Produktionsraten unterschiedlicher Entwicklungsstadien pro Tag und Laichsaison basierend auf Ergebnissen von a) und b) als Voraussetzung der Berechnung von Sterblichkeitsraten (siehe d) und dem Vergleich mit der Geburtsdatenverteilung aus der IBM-Modellierung (siehe Teilprojekt 7); d) Bestimmung von stadienspezifischen Sterblichkeitsraten der Fischbrut in Gebieten mit kontrastierenden biotischen (Nahrungsversorgung, Präsenz von Räubern) und abiotischen (siehe b, sowie Lichtverhältnisse, Turbulenz) Lebensbedingungen; e) Abschätzung von Wachstumsraten und Ernährungszustand der Larven und frühen Jungfische auf individuellem und Populationsniveau in kontrastierenden Untersuchungsgebieten und Zeitfenstern der Laich- und Aufwuchsperiode mit variierendem Nahrungsangebot und hydrographischen Lebensbedingungen; f) Anteil des Mikrozooplankton an der Gesamtbiomasse der den Copepoden in situ zur Verfügung stehenden Nahrung; g) Anteil des Mikrozooplanktons an der von den Copepoden aufgenommenen Nahrung durch Bestimmung stabiler Isotope in der Biomasse der Copepoden sowie filtrierender, mikrophager Referenzorganismen (Appendicularien); h) Bedeutung des Mikrozooplankton in der Nahrung für Wachstum und Reproduktionserfolg von Copepoden in Fütterungsexperimenten. Als Nebenprodukt der flächendeckenden und 'genesteten' Planktonaufnahmen sowie der vertikalauflösenden Dauerstationen soll die Verteilung, Abundanz und Größenstruktur des Makroozooplanktons erfasst werden. Dies schließt Aufnahmen mit speziellen Nektonfanggeräten in der Ostsee ein und ist als Beitrag zu Fokus 1, Hypothese 3: Die Zehrung durch Bruträuber bestimmt den Überlebenserfolg der frühen Jugendstadien von Sprott und Hering und Fokus 2, Hypothese 3: Der selektive Fraßdruck durch Räuber bestimmt die Entwicklung einzelner Zooplanktonarten geplant.
Das Projekt "Phytoplankton-Benthos Interaktionen in kleinen Fließgewässern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Institut für Biodiversitätsforschung, Lehrstuhl Allgemeine und Spezielle Botanik und Botanischer Garten durchgeführt. Die räumliche und zeitliche Phytoplanktonsukzession der Warnow, eines kleinen Fließgewässers im NO Deutschlands, weist einen deutlichen Gradienten zwischen durchflossenen Seen und den eigentlichen Fließstrecken auf. Im Rahmen von Voruntersuchungen konnten bereits eine Reihe von potentiellen abiotischen Steuerfaktoren als Ursache dieses Gradienten ausgeschlossen werden. Im Rahmen des vorliegenden Projektantrages soll daher der Einfluß biotischer Steuerfaktoren, speziell des Fraßdrucks von Muscheln, auf die Phytoplanktonsukzession detailliert untersucht werden. Dazu ist geplant, den Einfluß des Muschelbesatzes und der Filtrationsleistung auf das Phytoplankton in der fließenden Welle zu erfassen. Über eine gleichzeitige Erfassung der Produktionsleistung des Phytoplanktons sowie einer Abschätzung der Sedimentationsprozesse sollen die Bruttoverlustraten quantifiziert werden. Diese Untersuchungen erfolgen an einem Abschnitt im Oberlauf der Warnow, der sich zwischen 2 durchflossenen Seen befindet, so daß ein Vergleich zwischen den Bedingungen in durchflossenen Seen und nach- bzw. vorgeschalteter Fließstrecke ermöglicht wird.
Das Projekt "Untersuchungen zur Auflockerungszone um Hohlraeume im Steinsalzgebirge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GSF - Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit GmbH, Institut für Tieflagerung durchgeführt. Der Bestimmung geotechnischer und geohydraulischer Eigenschaften des Wirtsgesteins Steinsalz ist ein hoher Stellenwert fuer die Sicherheit der Ablagerung in Untertagedeponien (UTD) waehrend der Betriebs- und Nachbetriebsphase beizumessen. Der Untersuchung der Auflockerungszone im stossnahen Saum der Lagerraeume kommt sowohl fuer die Verwertung der Abdichtfunktion der geologischen Barriere als auch fuer die Konstruktion und Auslegung der geotechnischen Barriere (Verschluesse/Daemme) eine wesentliche Bedeutung zu. Bisher durchgefuehrte in-situ-Untersuchungen zeigten, dass bereits deutlich unterhalb der fuer das Salz bekannten Fracdruecke Impraegnationen von Fluessigkeiten im Steinsalz erfolgen. Reichweiten und Auswirkungen derartiger Impraegnationen werden in diesem Vorhaben mittels Labor- und in-situ-Untersuchungen analysiert. Aus diesen Untersuchungen folgt die Bereitstellung von Parametern und Modellen, mit denen eine Aussage zur zeitlichen Entwicklung der Abdichtwirkung des umgebenden Gebirges gemacht werden kann.
Das Projekt "Mikrobielle und virale Schleife in aquatischen Sedimenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wien, Institut für Medizinische Biologie durchgeführt. Seit der Formulierung des Konzeptes der 'Mikrobiellen Schleife' ('microbial loop') und der Erkenntnis, dass virenbedingte Lyse von Bakterien einen zusaetzlichen Regulationsfaktor fuer die Bakterienproduktion bildet, hat sich das Verstaendnis ueber die Funktion von Energiefluessen in aquatischen Oekosystemen grundlegend verbessert. Allerdings stammen die Ergebnisse, die die Funktion der mikrobiellen und viralen Schleife beschreiben, ueberwiegend aus Studien in der Wassersaeule sowohl von marinen als auch von limnischen Systemen. Die aus diesen Studien abgeleitete These der mikrobiellen Schleife wurde bisher noch nie gruendlich auf ihre Anwendbarkeit auf die angrenzenden aeroben Sedimentsysteme getestet, ueber die Beziehung Viren -Bakterien in solchen Systemen gibt es ueberhaupt keinerlei Untersuchungen. Daraus leitet sich die Arbeitshypothese ab, a) dass entweder solche Beziehungen fuer die Mitglieder der mikrobiellen Gemeinschaft in aquatischen Sedimenten gar nicht existieren, und dass folglich ein neuer konzeptioneller Rahmen fuer, die Interpretation der beobachteten Prozesse und fuer die Entwicklung von Modellen zur Vorhersage von Richtung und Gi-613enordnung des Energieflusses in aquatischen Sedimenten definiert werden muss, oder b) dass generell zuwenig Daten ueber die Struktur und die stattfindenen Prozesse innerhalb der mikrobielle Gemeinschaft im Sediment vorhanden sind, und dass bisher keine zufriedenstellende experimentelle Annaeherung an die Frage nach der Gueltigkeit des Konzepts der mikrobiellen Schleife fuer aquatische Sedimente gelungen ist. Ziel unserer Studie ist es zu untersuchen, ob die einzelnen Mitglieder des mikrobiellen Kompartiments von aeroben aquatischen Sedimenten ausgehend vom Konzept der mikrobiellen Schleife eine vergleichbare Rolle haben wie in der Wassersaeule. Schwerpunkte der Untersuchung sind 1) Frassdruck der Protozoen auf die Bakterien und Remineralisation durch die Protozoen, und ob diese Prozesse von quantitativer Bedeutung fuer das mikrobielle Kompartiment sind, II) die Rolle der Lyse durch Viren in der Kontrolle der bakteriellen Sekundaerproduktion, III) die Faktoren, die die bakterielle Abundanz und Produktion regulieren, wenn die beiden zuvor genannten Grossen (Predation und Lyse) keinen relevanten Einfluss haben, und IV) die Rolle der benthischen Meiofauna in der Kontrolle der Produktion von Bakterien, Protozoen und Viren. Diese Studie ist der erste Versuch, das Konzept des 'microbial loop' auf seine Gueltigkeit auch fuer aerobe aquatische Sedimente zu testen, wobei die Intergration der Bakteriophagen als entscheidender Schritt zu einem besseren Verstaendnis der Funktion des mikrobiellen Systems anzusehen ist. Die experimentelle Verbindung von mikrobieller und viraler Schleife stellt einen bisher vernachlaessigten Ansatz bei der Untersuchung der qualitativen und quantitativen Zusammenhaenge innerhalb des mikrobiellen Kompartiments in aquatischen Sedimenten dar.