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SFB 1439:  Degradation und Erholung von Fließgewässer-Ökosystemen unter multiplen Belastungen

Fachliche Zuordnung Geowissenschaften
Biologie
Medizin
Förderung Förderung seit 2021
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426547801
 
Fließgewässer sind hochdynamische Ökosysteme, die zahlreichen Belastungen ausgesetzt sind. Diese Stressoren interagieren auf komplexe, nichtlineare Weise mit Effekten auf Biodiversität und Ökosystem-Funktionen. Zunehmend rückt auch die Erholung von Ökosystemen nach der Beseitigung von Stressoren in den Fokus. Ein mechanistisches Verständnis der Prozesse, die Degradation und Erholung zugrunde liegen, fehlt jedoch bislang. In Phase I haben wir das „Asymmetric Response Concept“ (ARC) entwickelt und erprobt, demzufolge sich die Bedeutung von „Toleranz“, „Ausbreitung“ und „biotischen Interaktionen“ zwischen Phasen der Degradation und der Erholung grundlegend unterscheidet. Unsere Haupthypothesen befassten sich mit der Rolle der ARC-Prozesse während Degradation und Erholung, mit der Reaktion verschiedener Organismengruppen und mit der Erholung von Artenzusammensetzung und Funktion befassen. Wir haben zwei große kooperative Experimente mit dem AquaFlow-System (Indoor Fließrinnen) und den ExStream-System (Outdoor Mesokosmen) durchgeführt und Freilanduntersuchungen in dem renaturierten Boye/Emscher-Einzugsgebiet und dem nur mäßig belasteten Kinzig-Einzugsgebiet vorgenommen. Unsere Hypothesen haben wir mit statistischen und mechanistischen Modellen getestet. Die wichtigsten Ergebnisse sind: (i) Die Ausbreitung spielt in den anfänglichen Erholungsphasen für Makroorganismen eine entscheidende Rolle, während biotische Interaktionen später an Bedeutung gewinnen, bei Mikroorganismen hingegen hemmen solche Interaktionen die Erholung; (ii) Wasserqualität wirkt sich auf alle Organismengruppen aus, während hydromorphologische Stressoren hauptsächlich Makroorganismen beeinflussen; (iii) Funktionen erholen sich schneller als die Gemeinschaftszusammensetzung. RESIST hat bisher 50 Artikel veröffentlicht, 20 weitere Studien sind als Preprints verfügbar. Phase II legt einen zusätzlichen Fokus auf die Erholung von mäßigen und massiven Degradationen. „Dürre“ wird als Stressor einbezogen, der eine vollständige Erholung der Lebensgemeinschaft erfordert. Die experimentellen Systeme werden durch Freilandrinnen ergänzt, um die Lücke zwischen dem ExStream System und den Freilanduntersuchungen schließen. Zudem wird der Hauptlauf der Emscher in die Untersuchungen mit einbezogen, ein Gewässer, das fast ein Jahrhundert lang unbehandeltes Abwasser transportierte und sich seit 2022 von dieser massiven Belastung erholt. Wir werden unsere Ergebnisse mit räumlich verteilten und Zeitreihen-Daten aus ganz Deutschland hochskalieren, um unsere Hypothesen in einem allgemeineren Kontext zu testen. Sechzehn der 23 PIs des RESIST Konsortiums arbeiten an der Universität Duisburg-Essen, einer der führenden wasserbezogenen Forschungseinrichtungen in Deutschland, ergänzt durch sieben Wissenschaftler*innen anderer Forschungseinrichtungen. RESIST verdeutlicht die Bedeutung interdisziplinärer Forschung zur Lösung drängender wissenschaftlicher Fragen und gesellschaftlicher Herausforderungen.
DFG-Verfahren Sonderforschungsbereiche

Laufende Projekte

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Universität Duisburg-Essen
 
 

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