Das Projekt "Teilprojekt: Chemische und oekologische Regelung der Wasserqualitaet in eutrophen Freizeitseen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Biozentrum, Botanisches Institut durchgeführt. Viele natuerliche und kuenstliche Seen Mitteleuropas unterliegen in diesem Jahrhundert einer anthropogen bedingten Eutrophierung und damit einem beschleunigten Alterungsprozess. Dieser Prozess besteht in einer starken Zunahme von Phytoplankton, einer Verminderung des Sauerstoffs in den unteren Wasserschichten und einem Absterben von Makrophyten. Die Folge ist, dass der See 'umkippt' und nicht mehr als Freizeitsee genutzt werden kann. Im Vorhaben sollen neue Methoden zur Restaurierung von Freizeitseen entwickelt und am Beispiel des im Norden Koelns gelegenen Fuehlinger Sees auf Anwendungstauglichkeit geprueft werden. Dabei soll durch technischen Einsatz von submersen Makrophyten (Characeen und Phanerogamen) beziehungsweise von immobilisierten Mikroalgen auf versenkbaren Schwimmtraegern ihr Potential zur Restaurierung eutropher Gewaesser geprueft werden. Ein Teil dieses neuartigen Verfahrens der Biomanipulation beruht auf der Konkurrenz von Makrophyten beziehungsweise immobilisierten Mikroalgen und Phytoplankton um Naehrstoffe (vor allem Phosphat und Nitrat) und Licht und zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen gegenueber herkoemmlichen Restaurierungsmassnahmen aus. Ein zweiter Teil des Verfahrens zur Biomanipulation beruht auf der Schaffung von Refugien fuer herbivores Zooplankton (vor allem Daphnien), das in den eingesetzten Makrophyten Schutz vor dem Frass durch die visuell orientierten Fische finden soll. Darueber hinaus wird die Struktur der Fischbiozoenose im Hinblick auf eine moegliche Manipulierung des Bestandes untersucht, um den Frassdruck auf das Zooplankton zu reduzieren. Fuer die kausale Analyse der Prozesse ist es notwendig, die gesamte Nahrungskette von Bakterien, Algen, heterotrophen Flagellaten, Rhizopoden, Ciliaten und Metazooplankton zu studieren, um den Effekt von Bottom-up- und Top-down-Beziehungen zu analysieren. Die Untersuchungen werden durch einzelne Analysen der Litoral- und Profundalgemeinschaften ergaenzt. Ein umfangreiches Programm zur Erfassung weiterer physikalischer, chemischer und biologischer Parameter unterstuetzt die Untersuchungen. Am Ende der Untersuchung soll ein auch auf andere Freizeitseen anwendbares Modell stehen, das ein praxisbezogenes Werkzeug zur Lenkung des Nutzungsverhaltens an Freitzeitseen ist und zur Loesung dieses Kollektivgutproblems beitraegt.
Das Projekt "ALGENKULT Entwicklung und Erprobung eines Frühwarnsystems zur Sicherung der Langzeitstabilität von Mikroalgenkulturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Bremen, Institut für Umwelt- und Biotechnik durchgeführt. Die Erschöpfung der fossilen Quellen führt zu einem starken Interesse nach erneuerbaren Rohstoffen aus Biomasse. Die Produktion von Bioethanol aus Mais oder Biodiesel aus Palmöl wird dabei kritisch betrachtet, da die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen in unmittelbarer Konkurrenz zur Nahrungsmittel produktion steht. Mikroalgen lassen sich dagegen im Prinzip auch dort kultivieren, wo Kulturpflanzen nicht gedeihen können. Diese Organismen wurden daher schon seit den vierziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts als nachhaltige Quelle für die Gewinnung von Biomasse untersucht. Zwar wurden entsprechende Forschungen vor rund 20 Jahren als unökonomisch abgebrochen, doch scheint der dramatisch steigende Ölpreis eine erneute Beschäftigung mit Mikroalgen zu rechtfertigen. Bei einer genaueren Betrachtung des Potentials von Mikroalgen als Rohstoff für die Herstellung von industriellen Produkten ergeben sich aber eine Reihe von technisch- wissenschaftlichen Problemen, die es zu lösen gilt, ehe eine Algentechnologie die Grundlage für eine großtechnische Gewinnung von Biomasse sein könnte. Als Produktionssystem von Mikroalgenbiomasse im industriellen Maßstab haben sich weltweit offene Becken (open ponds) durchgesetzt. Diese werden in der Regel mit Hilfe eines paddle weels durchmischt und als raceway ponds bezeichnet. Raceway ponds sind einfach zu errichten und preiswert im Betrieb, zudem ist die Maßstabsvergrößerung problemlos, industrielle Anlagen erreichen eine Größe von mehreren Hektar. Bislang werden allerdings nur wenige Mikroalgenarten im industriellen Maßstab produziert. Dazu gehören vor allem Spirulina und Dunaliella. Bei anderen interessanten Arten wie Chlorella und Haematococcus ist die Massenkultur in open ponds problematisch und es kommt immer wieder zum Zusammenbruch der Kultur. Bei vielen weiteren Arten ist die Massenkultur in open ponds bislang nicht gelungen. Das Hauptproblem der Mikroalgenkultur im industriellen Maßstab ist die Aufrechterhaltung der Kulturstabilität in open ponds. Auftretende Probleme sind: - Invasion von unerwünschten oder toxischen Algen (v.a Cyanobakterien oder Dinoflagellaten) - Befall mit Fraßfeinden: Phytoplankton fressende Protozoen wie Ziliaten, Zooflagellaten oder Rhizopoden - Infektion mit Bakterien, Pilzen, Viren oder Protozoen - extreme Witterungsverhältnisse (extreme Temperaturen oder Niederschläge) - Zusammenbruch der Kultur aus ungeklärter Ursache. In dem geplanten Projektvorhaben soll ein Frühwarnsystem zur Sicherung der Langzeitstabilität von Mikroalgenkulturen entwickelt und erprobt werden. Zudem sollen Handlungsempfehlungen für die Betreiber von Mikroalgenkultursystemen zur Behebung bzw. Beherrschung des jeweiligen Problems entwickelt werden. Der Einsatz eines solchen Frühwarnsystems ermöglicht es, rechtzeitig die erforderlichen Maßnahmen zum Erhalt der Kultur zu ergreifen und somit wirtschaftliche Verluste durch verminderte Produktqualität oder den Totalausfall der Kultur zu vermeiden.
Das Projekt "Die oekologische Rolle von Rhizopoden im benthischen mikrobiellen Nahrungsgewebe von Flachgewaessern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Institut für Zoologie, Biozentrum Köln, Arbeitsgruppe Allgemeine Ökologie durchgeführt. Experimentelle Untersuchung von Fressraten und Nahrungsselektivitaet benthischer Rhizopoden, Experimente zur Wirkung der Resuspension auf die Rhizopoden. Ziel: Bessere Einordnung der Rhizopoden in die funktionellen Zusammenhaenge des benthischen mikrobiellen Nahrungsgewebes; Bedeutung der benthisch-pelagischen Kopplung fuer Rhizopoden soll ebenfalls geklaert werden.
Das Projekt "Interstadiale und interglaziale Perioden der spätquartären Umweltgeschichte der Arktis rekonstruiert aus Bioindikatoren in Permafrostsequenzen NE Sibiriens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Angewandte Geophysik durchgeführt. Für die Prognose zukünftiger Klimaänderungen und ihrer Auswirkungen auf Geoökosysteme ist das Verständnis vergangener Klima- und Umweltveränderungen eine unerlässliche Voraussetzung. Von besonderem Interesse sind dabei verschiedene wärmere Klimaphasen der quartären Vergangenheit, die als vergleichbare Szenarien für die Klimaerwärmungen in der näheren Zukunft betrachtet werden können. Spätquartäre Umwelt- und Klimaveränderungen in der sibirischen Arktis und deren Hinterland seit der Saale-Kaltzeit werden unter Nutzung von Mikrofossilanalysen (Pollen, Chironomiden, Rhizopoden) und Altersbestimmungen (14C-, 230Th/U, IRSL, IR-RF) an Permafrostsequenzen und Seeablagerungen in Nordostsibirien und Zentraljakutien untersucht. Der Schwerpunkt liegt auf der Rekonstruktion und dem Vergleich von interglazialen (Kazantsevo (Eem), Holozän) und interstadialen (Kargin (Denekamp), Alleröd) Perioden als mögliche Szenarien für eine zukünftige Klimaerwärmung. Der geochronologische Rahmen wird mit 230Th/U-Datierungen an Permafrosttorfen und 14C-Datierungen erstellt. Mit Hilfe von Transferfunktionen werden Klimadaten im Bezug zu regionalen Referenzdatensätzen (Pollen, Chironomiden) für verschiedene Zeiträume rekonstruiert. Zur Verbesserung der numerischen Klimarekonstruktion für den eurasischen Kontinent müssen diese Datensätze um Standorte aus den innerkontinentalen Gebieten Jakutiens erweitert werden. Die Vegetationsrekonstruktionen und kalkulierte Paläoklimadaten sollen mit Simulationsergebnissen des globalen Klimasystemmodells CLIMBER-2 verglichen und damit mögliche Ursachen für die beobachteten Klimaänderungen abgeschätzt werden.