Algendynamik in Augebieten: Störung, Diversität und Produktivität

In Gewässerökosystemen haben Umweltveränderungen, speziell Störungen, deren Intensität und Frequenz, einen starken Einfluss auf die Diversität und Produktivität von Algengemeinschaften. Ob eine Störung zu einer Erhöhung oder zu einer Verringerung der Diversität führt hängt auch von der Produktivität des gesamten Systems und der Verfügbarkeit von Nährstoffen ab. Das bedeutet, dass eine Störung bei geringer Nährstoffverfügbarkeit völlig entgegengesetzte Auswirkungen haben kann, als sie dies bei hoher Nährstoffverfügbarkeit haben kann. Dieser wichtige Zusammenhang ist allerdings bisher wenig beachtet worden, wenn die Auswirkungen von Störungen auf planktische und benthische Gemeinschaften untersucht wurden. Die Überschwemmungsgebiete von Aussystemen stellen einen besonders geeigneten Lebensraum dar um die Wechselwirkungen von Produktivität, Störung und Diversität zu untersuchen. In diesen Systemen besteht ein starker Zusammenhang zwischen Störungen und der Entwicklung und Struktur von Algengemeinschaften. Außerdem eignen sich diese Systeme hervorragend um die (störungsbedingte) Interaktionen zwischen benthischen und pelagischen Gemeinschaften zu untersuchen. Die hydrologische Retention steht hier mit einem geringeren Wasserdurchfluss, einer größeren Sichttiefe (erhöhte Lichtverfügbarkeit) und weniger Nährstoffeintrag durch den Hauptkanal in Zusammenhang. Natürliche Störungen, ein Produktivitätsgradient und unterschiedliche Nährstoffverfügbarkeiten sind in diesem System in einer Bandbreite vorhanden, die es ermöglicht die Wechselwirkungen zwischen Diversität, Produktivität und Störung optimal zu untersuchen. In unserem Forschungsprogram wird der Zusammenhang zwischen Produktivität, Diversität und Effekte physikalischer Störungen auf Phytoplankton- und Phytobenthosgemeinschaften unter variablen Umweltbedingungen untersucht. Weiterführend wird auch die Interaktion zwischen Phytoplankton und Phytobenthos unter variablen Umweltbedingungen analysiert. Der Zusammenhang zwischen Produktivität und Artenreichtum in natürlichen Gemeinschaften wird im Rahmen einer großflächigen Probenahme in unterschiedlichen Augewässern entlang eines Umweltgradienten erforscht. In zwei großen Freilandversuchen werden anschließend gezielt die Auswirkungen der Schlüsselfaktoren nach einem Hochwasser (einer physikalischen Störung), Licht (Trübung) und Nährstoffe (v.a. Phosphor) auf natürliche Gemeinschaften untersucht. Biodiversität und die biomassenbezogene Stoichiometrie von Phytoplankton-, Phytobenthos-, Ciliaten- und Zooplanktongemeinschaften und die Interaktionen zwischen Phytoplankton- und Phytobenthosgemeinschaften werden dabei untersucht. Die Untersuchungen zu den Interaktionen zwischen Phytoplankton- und Phytobenthos- Gemeinschaften werden im Rahmen kontrollierter Laborversuche weiter vertieft. Dieses Projekt wird das bestehende Wissen über die Wechselwirkungen von Diversität und Produktivität in Auensystemen erweitern und aufzeigen wie Phytoplankton- und Phytobenthos- Gemeinschaften aufgrund physikalischer Störung und unter unterschiedlichen Umweltbedingungen interagieren.

In Gewässerökosystemen haben Umweltveränderungen, speziell Störungen, einen starken Einfluss auf die Diversität und Produktivität von aquatischen Gemeinschaften. Ob eine Störung zu einer Erhöhung oder zu einer Verringerung der Diversität führt hängt auch von der Produktivität des gesamten Systems und der Verfügbarkeit von Nährstoffen ab. Das bedeutet, dass eine Störung bei geringer Nährstoffverfügbarkeit völlig entgegengesetzte Auswirkungen haben kann, als sie dies bei hoher Nährstoffverfügbarkeit der Fall sein kann. Die Überschwemmungsgebiete von Auensystemen stellen einen besonders geeigneten Lebensraum dar um die Wechselwirkungen von Produktivität, Störung und Diversität zu untersuchen. Sind kleine Seen in diesen Überschwemmungsgebieten lange nicht geflutet bedeutet dies ein geringer Wasserdurchfluss, eine verbesserte Sichttiefe und damit erhöhte Lichtverfügbarkeit, und ein geringer Nährstoffeintrag aus dem Fluss. Eine Störung, ein Hochwasser, bedeutet dann wiederum reduzierte Sichttiefe aufgrund von Sedimentpartikeln, dadurch reduzierte Lichtverfügbarkeit bei hohem Nährstoffangebot.Diese, mehr oder weniger regelmäßig auftretenden, natürliche Störungen, ein Produktivitätsgradient und unterschiedliche Nährstoffverfügbarkeiten sind in diesem System in einer Bandbreite vorhanden, die es ermöglicht die Wechselwirkungen zwischen Diversität, Produktivität und Störung optimal zu untersuchen. In unserem Projekt wurde der Zusammenhang zwischen Produktivität, Diversität und Effekte physikalischer Störungen auf Phyto- und Zooplanktongemeinschaften (und deren Interaktionen) unter variablen Umweltbedingungen untersucht. Der Zusammenhang zwischen Produktivität und Artenreichtum in natürlichen Gemeinschaften wurde im Rahmen einer Probennahme in den Donauauen (bei Wien) entlang eines Umweltgradienten untersucht. In vier großen Freilandversuchen wurden außerdem gezielt die Auswirkungen der Schlüsselfaktoren nach einem Hochwasser (einer physikalischen Störung), Licht (Trübung) und Nährstoffe (v.a. Phosphor) und deren Interaktionen auf natürliche Gemeinschaften untersucht. Abundanz und Biodiversität von Bakterien-, Phytoplankton-, Ciliaten- und Zooplanktongemeinschaften und die Interaktionen zwischen den trophischen Ebenen wurden dabei untersucht. Zugrundeliegende Mechanismen der biotischen Interaktionen wie auch der Effekt von Temperatur (und Temperaturschwankungen) auf Planktongemeinschaften wurden im Rahmen kontrollierter Laborversuche weiter vertieft.