Indirekte Effekte der top-down Steuerung des pelagischen Nahrungsnetzes auf den Phosphorhaushalt: Freilandexperiment in der Saidenbachtalsperre
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In einem Freilandexperiment sollte die Hypothese geprüft werden, dass eine top-down Steuerung des pelagischen Nahrungsnetzes neben einer zeitlich begrenzten Reduzierung der Partikelkonzentration infolge Biofiltration durch zusätzliche indirekte Effekte zu einer nachhaltigen Reduzierung der Phytoplanktonbiomasse führt. Postuliert wurde eine top-down induzierte bottom-up Limitierung des Phytoplanktons infolge einer verstärkten P-Sedimentation durch das große Zooplankton und P-Akkumulation in der Zooplanktonbiomasse, wobei diese Effekte nur in geschichteten Gewässern bei Unterschreitung eines kritischen Grenzwertes der P-Belastung wirken sollten. Der Nachweis dieser postulierten Effekte sollte durch den Vergleich eines unmanipulierten „Vorher-Zustandes“ (Phase I: viele planktivore Fische, wenig großes Zooplankton, relativ zur P-Belastung viel Phytoplankton) mit einem manipulierten „Nachher-Zustand“ (Phase III: viele Raubfische, wenig planktivore Fische, viel großes Zooplankton, relativ zur P-Belastung geringe in-lake P-Konzentration und demzufolge wenig Phytoplankton) erfolgen. Eine mehrjährige Umsteuerungsphase (Phase II) war hierbei von vornherein eingeplant. Die unvermeidlichen Unwägbarkeiten eines Langzeit-Freilandexperiments (Extremhochwasser, schwankender Wasserstand) sowie die ungenügenden Restriktionen zum Raubfischfang haben verhindert, dass eine wissenschaftlich klare Aussage bezüglich der Unterstützung bzw. Ablehnung der Ausgangshypthese möglich ist. Trotzdem hat das Experiment zahlreiche wichtige Informationen bezüglich der Steuerung pelagischer Nahrungsnetze in tiefen, geschichteten Standgewässern geliefert. Hier sind insbesondere zu nennen: 1. der Nachweis der prinzipiellen Eignung von Salmoniden als Piscivore. Eine effektive Steuerung des Fischbestandes und weiterhin des Nahrungsnetzes wird jedoch nur möglich sein bei Etablierung eines Bestandes mit vielen großen Tieren, was nur bei sehr starken Restriktionen für die Fischerei erreichbar ist, 2. die Möglichkeit der Wassermengenbewirtschaftung als Biomanipulationswerkzeug, insbesondere zur Kontrolle der Rekrutierung der Plötzen, 3. die Analyse der Beziehungen zwischen der Populationsdynamik von Daphnien und der Ausprägung von Verteidigungsstrategien sowie der Bedeutung der Rekrutierung aus Dauereiern für Dynamik und genetische Struktur der Population, 4. die konzeptionelle Weiterentwicklung der Ökotechnologie-Prinzipien sowie von Modellen zur Analyse von Effekten auf und durch Daphnien in pelagischen Nahrungsnetzen, 5. der Nachweis der wechselnden Bedeutung von P-Inkorporation und P-Sedimentation in Abhängigkeit von der Populationsdynamik der Daphnien. Frühere Befunde waren insbesondere in Bezug auf den Einfluss der Daphnien auf die Sedimentation nicht eindeutig bzw. zeigten eher eine geringe Bedeutung an. Dies lag jedoch vermutlich am experimentellen Design (wachsende Daphnienpopulationen) und gewässerspezifischen Faktoren (Hartwasserseen).
