Integration räumlicher Komplexität in die Forschung zu multiplen Stressoren

• Antragsteller: Professor Dr. Ralf B. Schäfer
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ; Ökologie der Landnutzung
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 451144087

Menschliche Aktivitäten habe die Vielfalt und Ausbreitung von Stressoren, die Druck auf die Ökosysteme ausüben, drastisch erhöht. Viele Studien haben gezeigt, dass Stressoren häufig gemeinsam auftreten und bezüglich der Auswirkungen auf Organismen miteinander interagieren. Die meisten Studien wurden jedoch auf lokaler Ebene durchgeführt, wobei die Untersuchungsstellen von ihrem räumlichen Kontext entkoppelt wurden, der aber die ökologischen Ergebnisse beeinflussen kann. Tatsächlich sind Ökosysteme durch den Austausch von Ressourcen und Individuen in der Landschaftsmatrix miteinander verbunden, was insbesondere für das Gewässernetzwerk gilt. In Flussökosystemen treten Stressoren oft lokal auf (z.B. Einleitung von Abwasser) und beeinflussen die biotische Gemeinschaft in diesem Bereich, einschließlich der Verteilung der Biomasse im lokalen Nahrungsnetz. Dies verändert letztlich die Quantität und Qualität des anorganischen oder organischen Materials, das in flussabwärts gelegenen Abschnitten im Flussnetzwerk genutzt wird. Stressoren können daher direkt (d.h. Stressor wird flussabwärts transportiert) und indirekt (d.h. durch Veränderungen der Quantität und Qualität der flussabwärts transportierten Ressourcen und Organismen) ökologische Kaskadeneffekte in flussabwärts gelegenen Stellen auslösen. Bislang konzentrierte sich, vermutlich aus praktischen Gründen, der größte Teil der Forschung zu multiplen Stressoren auf die Auswirkungen von Stressoren am Ort ihres Auftretens. Wenn es darum geht, die Wirkung von multiplen Stressoren zu analysieren, haben manipulative Mesokosmenstudien einen klaren Vorteil um Stressorwirkungen zu isolieren, da sie sich durch kontrollierte Bedingungen, hohen Realismus und replizierte Versuchseinheiten auszeichnen. Wir werden in diesem Projekt einen Mesokosmos-Ansatz verfolgen, aber statt isolierte Versuchseinheiten zu verwenden, werden wir vereinfachte räumliche Netzwerke von miteinander verbundenen Gerinnen schaffen. Wir werden dann die räumliche Ausbreitung von zwei verschiedenen Stressoren manipulieren, einem chemischen Stressor der direkt in die Unterläufe transportiert wird, und einem nicht-chemischen Stressor, d.h. Lichtverschmutzung in der Nacht, der nicht direkt transportiert wird.Wir werden traditionelle Techniken mit molekularen Methoden in einem vollständig faktoriellen Design kombinieren, um die Auswirkungen von Stressoren auf die Wirbellosen- und Algengemeinschaften und die Struktur des Nahrungsnetzes zu untersuchen. Wir werden dann den Austausch von Individuen zwischen stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Abschnitten messen, indem wir die Drift aufzeichnen und die räumliche Wirkung der Stressoren auf die stromabwärts gelegenen Abschnitte durch ein faktorielles Experiment untersuchen. Schließlich werden wir durch die Analyse der Energieströme und stöchiometrischen Nischen bewerten, wie Stressoren und Architektur des Gewässernetzes die Ressourcenassimilation über trophische Ebenen hinweg beeinflussen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Irland, Kanada, USA
• Kooperationspartner: Professor Dr. Eric Harvey; Dr. Jeremy Piggott; Professor Dr. Akira Terui