Lake Tegel and Schlachtensee in Berlin show a uniquely pronounced trophic recovery in response to an abrupt and drastic (40- to 100-fold) reduction of their external phosphorus (P) load through P-stripping at their main inflow which exchanges the lake water volume about 5 times per year for Lake Tegel and about 1.5 times for Schlachtensee. Veröffentlicht in Texte | 45/2011.
Das Projekt "Long-term comparative study of oligotrophication process in for European lakes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Fachbereich Biologie, Sonderforschungsbereich 454 "Bodenseelitoral" durchgeführt. In this project we propose a comparative analysis of the phytoplankton and zooplankton dynamics in four pre-alpine European lakes in order to better understand the response of plankton populations to oligotrophication and the interaction of oligotrophication and climate variability. We will compare the plankton dynamics in Lake Geneva, Constance, Zürich and Walen. Like many other pre-alpine European lakes, the four lakes chosen went through a history of eutrophication and olgotrophication in the last century. They are all rather similar in respect to their morphology and origin. Furthermore, the lakes are situated very close to each other, so that it can be expected that they are exposed to a very similar meteorological forcing. Extensive data sets of phytoplankton and zooplankton abundance and species composition are available for all four lakes. These data sets each covering more than 20 years represent an extremely valuable resource which has not been fully explored yet. The proposed comparative analysis of the plankton time series of these four lakes will make use of this resource and is hence ideally suited to study the oligothrophication process and the interaction of oligotrophication with climate variability. This work will consist in two major steps: 1) identification of long-term changes characteristic of each lake; 2) between lakes comparison of these changes. This would enable us to distinguish similarities and differences between the long-term development and to discriminate lake-specific responses from those resulting from more general dynamic related to oligotrophication process.
Das Projekt "Sub project: The influence of global climate change on growth and population dynamics of zooplanktivorous whitefish (Coregonus sp.)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Limnologisches Institut durchgeführt. Multivariate analysis has provided evidence that year-class strength of whitefish, Coregonus sp. is strongly influenced by spring weather conditions. It has therefore been suggested that global warming will result in increasing whitefish recruitment, until at some unknown level of global warming, negative feedback mechanisms will likely limit further increases in year- class strength. Intraspecific competition for food is probably one of the most important of these feedback mechanisms. In this project we will explore the behavioural and growth responses of zooplanktivorous whitefish to increased competition for food (i) by analysing density-dependant growth via back-calculation of growth for 40 year-classes of whitefish, and (ii) by evaluating responses of whitefish to the ongoing process of re-oligotrophication, a situation which is considered as a model scenario of what might occur when whitefish population size increases as a result of global climate change. Vertical distribution and migration patterns during the growing season will be studied by hydroacoustics, and diet composition and food selection will be analysed through regular sampling of fish. The results of this project may help to devise possible scenarios for the future development of whitefish stocks under conditions of global climate change, so that management options can be devised in time.
Das Projekt "Rolle der Sedimente bei der Eutrophierung und Re-Oligotrophierung von stehenden Gewaessern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Sedimentforschung durchgeführt. Es werden die Veraenderungen des Sedimentationsverhaltens durch vermehrte Karbonatabscheidung untersucht. Dabei wird das Sediment als Senke und Quelle fuer Naehrstoff aufgefasst.
Das Projekt "Restaurierung eutrophierter Speicher durch Steuerung der Zu- und Abfluesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität der Bundeswehr München, Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen, Institut für Wasserwesen, Lehrstuhl für Wasserwirtschaft und Ressourcenschutz durchgeführt.
Das Projekt "Habitatwahl und Ressourcennutzung von Fluss- und Kaulbarsch im reoligotrophierten Bodensee" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Fachbereich Biologie, Sonderforschungsbereich 454 "Bodenseelitoral" durchgeführt. In den Untersuchungen sollen die Auswirkungen der tages- und jahreszeitlichen Habitatwechsel von Fluss- und Kaulbarsch auf die Interaktionen zwischen diesen beiden Arten sowie auf andere trophische Ebenen der litoralen, pelagischen und benthalen Biozoenosen analysiert werden. Dazu werden zwei Themenbereiche bearbeitet: a) Flussbarsche leben nach dem Schluepfen im Pelagial und kehren nach einigen Wochen wieder zum Litoral zurueck. Es soll in einer Orientierungsarena untersucht werden, ob die Tiere dabei gerichtete Wanderungen durchfuehren und an welchen Reizen sie sich orientieren. Waehrend der Vegetationsperiode scheinen Flussbarsche sehr standorttreu zu sein, was durch ultraschalltelemetrische Verfolgung von adulten Einzeltieren im See ueberprueft werden soll. b) der Flussbarschbestand des Bodensees ist in den 90er Jahren zwei grundlegenden Veraenderungen in seinem Lebensraum ausgesetzt, der Oligotrophierung, die zu einer Abnahme des Zooplanktons und einem Rueckgang der strukturbildenden submersen Makrophyten fuehrt, und gleichzeitig einem stark wachsenden Bestand des Kaulbarsches, eines potentiellen Konkurrenten. Diese Fischart trat 1987 erstmals im Bodensee auf und ist heute in vielen Regionen des Sees die haeufigste Fischart im Litoral. Wir wollen untersuchen, wie sich diese Veraenderungen auf Habitat- und Nahrungswahl des Flussbarsches auswirken und wie Fluss- und Kaulbarsch um Raum und Nahrung konkurrieren. Weiterhin sollen die in-situ Praedationsraten beider Arten abgeschaetzt und die verhaltensphysiologischen Grundlagen ihrer Raeubervermeidungsstrategien untersucht werden. Hierzu werden intensive Befischungen im Freiland durchgefuehrt und es sind Experimente in Mesokosmen geplant, in denen die Bedeutung einzelner Faktoren analysiert wird.
Das Projekt "Interplay between energy, mineral and biochemical constraints of herbivores in the pelagic food web of Lake Constance" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Limnologisches Institut durchgeführt. Understanding trophic interactions and food web regulation and their response to anthropogenetically altered nutrient and climate conditions demands information on the food quantity and quality. Stoichiometric theory suggests that the ratio between carbon (C, surrogate for energy) and essential nutrients, e.g. phosphorus (P), determines the food quality of primary producers for consumers. As recent studies showed that a shortage of essential fatty acids can also reduce food quality, we intend to extend the existing stoichiometric theory by additionally considering potential growth limitations by polyunsaturated fatty acids (PUFAs). For this purpose already available comprehensive long-term data on plankton abundance, production, and C and P fluxes of the pelagic food web of Lake Constance shall be combined with new laboratory measurements of species-specific, nutrient- and temperature-dependent fatty acid contents of major algal species, and with field measurements of plankton abundance and size-fractionated C, P and fatty acid contents in Lake Constance. This enables to estimate the contribution of different functional groups to the fluxes of energy, minerals and fatty acids throughout the food web, and to develop hypotheses on the interplay of consumer growth limitations by energy, nutrients and/or distinct PUFAs, which shall then be explicitly tested experimentally. This improves our ability to understand the response of individual plankton groups and the entire food web to the past decades of re-oligotrophication, and to predict future reactions to altered nutrient and climate conditions.
Das Projekt "Eco-evolutionary responses and feedbacks of a key herbivore to lake oligotrophication" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Konstanz, Limnologisches Institut durchgeführt. The project will use analysis of long-term data, resurrection ecology and modeling to investigate the ecological and evolutionary response of an aquatic key herbivore, Daphnia, to environmental change. In addition, the results obtained will enable to estimate the consequences of the evolutionary response of Daphnia for its population dynamics, persistence and consequently, overall ecosystem dynamics. The project will analyze in detail the response of Daphnia, its food, competitors and predators to oligo-trophication in a model ecosystem, i.e., Lake Constance and additionally variability in Daphnia population dynamics in several of the best studied lakes of the world. Historical field samples from Lake Constance will be re-analyzed to study the phenotypic life history and morphological responses of Daphnia to oligo-trophication. Using resurrection ecology we will analyze the evolutionary response of Daphnia galeata life history parameters to oligo-trophication - with special emphasis on its investment into sexual reproduction/production of resting eggs as well as life history plasticity in response to invertebrate predators and declining food levels. These analyses (in combination with model simulations) will provide key data for understanding the role of Daphnia life cycle strategy (overwintering in the plankton or in resting eggs) for Daphnia persistence in permanent lakes, for the interpretation of Daphnia resting egg banks, and the evolution of the genetic variances and co-variances of life history parameters.
Das Projekt "Umstellung des seeinternen Stoffhaushalts bayerischer Voralpenseen im Zuge der Reoligotrophierung und Auswirkungen auf das Nahrungsnetz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft durchgeführt. Forschungen zu Veraenderungen von Stoffumsatz, Naehrstoffhaushalt, Nahrungsnetz (Bakterien, Pico- und Nanoplankton, Phytoplankton, Zooplankton, Fische) am Ammersee, Kochelsee und Walchensee im Zuge der Reoligotrophierung. Erforschung der Prozesse bei der Reoligotrophierung von Seen, insbesondere bzgl. Schichtung, Naehrstoffhaushalt und Nahrungsnetz (Phytoplankton, Zooplankton, planktonfressende Fische (Coregonen) sowie interner Kreislaeufe (Bakterien, Nanoplankton, Ciliaten).
Das Projekt "Indirekte Effekte der top-down Steuerung des pelagischen Nahrungsnetzes auf den Phosphorhaushalt: Freilandexperiment in der Saidenbachtalsperre" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Hydrobiologie durchgeführt. Es soll am Beispiel der Trinkwassertalsperre Saidenbach im Rahmen eines Vorher-Nachher-Vergleiches der Nachweis geführt werden, dass Biomanipulation bei Unterschreitung einer Biomanipulations-Effektivitäts-Schwelle der Phosphatbelastung (BESP) sowohl zu einer direkten Reduzierung der Partikelkonzentration durch Biofiltration als auch durch positive Rückkopplung (verstärkte Phosphorsedimentation) zur Abnahme der mittleren Phytoplankton-Biomasse und zu einer sichtbaren Verbesserung der Rohwassergüte führt. Die besondere Eignung der Talsperre Saidenbach ergibt sich aus der Tatsache, dass sie als mesotrophes bis schwach eutrophes Gewässer besonders deutlich auf eine Biomanipulation reagieren sollte. Die Analyse des Ausgangszustandes (1998-1999) zeigt, dass der für eine funktionierende Biomanipulation erforderliche Raubfischbestand in der Talsperre Saidenbach bei weitem nicht vorhanden war. Eine Erhöhung des Raubfischbestandes erfolgte ab Anfang 2000 durch Besatz mit Seeforellen (Salmo trutta f. lacustris). Die Ergebnisse der Untersuchungen bis 2005 zeigen, dass Seeforellen bei einer ausreichenden individuellen Größe der Forellen (kleiner als 35 cm Totallänge) und einer ausreichend hohen Besatzdichte in der Lage sind, die Biomasse der zooplanktivoren Fische, und hier insbesondere der Plötzen, erfolgreich zu reduzieren. Aus langjährigen Vergleichen der Stauspiegelschwankungen während und nach der Laichzeit der Plötzen konnte gefolgert werden, dass deren Rekrutierungserfolg durch eine Stauspiegelabsenkung unmittelbar nach dem Ablaichen deutlich reduziert werden kann. Die Wassermengenbewirtschaftung kann also als zusätzliches Instrument der Biomanipulation eingesetzt werden. Insgesamt haben die Biomanipulationsmaßnahmen im Verlauf des Jahres 2005 dazu geführt, dass der angestrebte Raubfischanteil von 30-40 Prozent der Gesamt-Fischbiomasse erreicht wurde. Hinsichtlich des Nährstoffhaushaltes ist ein Vergleich der Biomanipulationsperiode mit dem Ausgangszustand derzeit noch nicht möglich. Der Grund hierfür liegt zum einen in einer generell verzögerten Antwort niederer trophischer Ebenen auf eine top-down Steuerung sowie in außergewöhnlichen meteorologischen und hydrologischen Bedingungen während der letzten Jahre. Das Flutereignis vom August 2002 trug bedeutende Mengen an Nährstoffen in die Talsperre ein, ein großer Teil davon war auch 2003 noch im Freiwasser enthalten. Die drastisch fallenden Wasserstände des sehr trockenen Sommers 2003 führten zu erhöhter Sediment-Resuspension und verhinderten eine Reduzierung der Nährstoffgehalte. Die gesamte Schichtungsperiode des Jahres 2004 war durch den Wiederanstau geprägt und zeigte gegenüber der Situation vor der Flut immer noch erhöhte Nährstoffgehalte. Eine allmähliche Annäherung an die Nährstoffverhältnisse vor der Flut erfolgte erst 2005, so dass Effekte der Biomanipulation erst ab 2006 zu erwarten sind.