• PURIFY - Effects of desiccation on the self-purification capacity of headwater streams: Consequences for the stream management

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.04.2018 - 31.03.2021

    Funding Agency: Bund (Ministerien)

    Project-Leader: Gabriele Weigelhofer

    Wasserknappheit und Austrocknung beeinträchtigen die Selbstreinigungsfunktion von Bächen und belasten somit die Wasserqualität. Die Ziele des Projekts sind a) die Untersuchung der Folgen von Austrocknung auf die Selbstreinigungsleistung und die Wasserqualität von Bächen, b) die Bestimmung von Faktoren, die die Widerstandsfähigkeit von Prozessen im Bach gegenüber Trockenheit beeinflussen, c) die Modellierung möglicher Folgen von Wasserknappheit für ausgewählte Bäche und d) die Entwicklung eines Leitfadens zur Risikoeinschätzung für eine Verschlechterung der Wasserqualität infolge von Austrocknung. Wir werden die Austrocknungseffekte auf die Wasserqualität und die Selbstreinigungskapazität von Bächen mittels Feldaufnahmen und Laborexperimenten untersuchen. 2018-2019 werden wir in austrocknenden Bächen in Niederösterreich, Kärnten und dem Burgenland die Wasserchemie und die Aktivität des Biofilms im Sediment vor, während und nach der Austrocknung analysieren. Zusätzlich werden wir anhand von Nährstoffversuchen die Nährstoffaufnahme bei unterschiedlichen Stadien der Austrocknung testen. Im Labor werden wir den Effekt von Austrocknung auf die Nährstoffaufnahme mittels Fließrinnen und Bioreaktoren untersuchen. Für drei Bachabschnitte werden wir die experimentell ermittelten Aufnahmeraten mit den Ergebnissen eines 2D hydrodynamischen Modells (RSim-2D) verschneiden, um die möglichen Folgen von Trockenheit in Abhängigkeit des Wasserangebots abzuschätzen. Zusätzlich werden wir Faktoren identifizieren, die die Widerstandsfähigkeit von Gewässerprozessen gegenüber Austrocknung beeinflussen und, darauf aufbauend, einen Leitfaden entwickeln, der das Management von Austrocknungsstrecken unterstützen soll. Unsere Projektpartner sind: Dr. Michael Tritthart (BOKU), Dr Daniel von Schiller (University of the Basque Country) und Dr. Michael Mutz ( University of Technology Brandenburg). Dieses Projekt wird durch die Förderung des Klima- und Energiefond im Rahmen des “Austrian Climate Research Programme ACRP 2017” (GZ B769828 „ACRP10 – PURIFY – KR17AC0K13643”) ermöglicht.

  • The Self-purification capacity of the hyporheic zone under the pressure of hydrological extreme events (STONE)

    BIGER & ECOCATCH

    Duration: 01.01.2018 - 31.12.2020

    Funding Agency: Bundesländer (inkl. deren Stiftungen und Einrichtungen)

    Die partielle und temporäre Austrocknung von Bächen wirkt sich auf deren natürliche Selbstreinigungskraft aus, indem sie die Lebensfähigkeit des Biofilms im Schotterkörper beeinträchtigt und dadurch die Intensität von Stoffwechselprozessen verändert. Das Ziel des Projektes ist es, die Wirkung von Austrocknung auf die Selbstreinigungskapazität von Schotterbächen in gemäßigten Klimazonen zu analysieren. Anhand von experimentellen Rinnen untersuchen wir, wie sich Austrocknung und Wiederbenetzung auf die Biofilme und Kohlenstoff- und Nährstoffkreisläufe im Schotterkörper auswirken. Die Rinnen wurden speziell zu diesem Zweck konstruiert. Sie sind 5 m lang, 0,6 m breit und 1,2 m tief und werden mit Schotter bis zu einer Tiefe von 80 cm gefüllt. Ein- und Auslässe in verschiedenen Sedimenttiefen ermöglichen es, den Wasserstand bis auf einen Restdurchfluss in der untersten Zone abzusenken und somit Verhältnisse zu simulieren, wie sie für temperierte Klimazonen typisch sind. Die verschiedenen Experimente werden sich mit der Wirkung der Austrocknungsintensität (u.a. Austrocknungsdauer, Austrocknungsfrequenz, Geschwindigkeit der Wiederbenetzung) und der Sedimentbeschaffenheit (u.a. Anteil an Feinsediment und partikulärem organischen Material) auf die Widerstandsfähigkeit und die Resilienz der hyporheischen Biofilme und Prozesse unter unbelasteten und leicht nährstoffangereicherten Bedingungen auseinandersetzen.

  • Sedimentuntersuchungen Neue Donau

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.11.2017 - 30.04.2018

    Funding Agency: Bund (Ministerien)

    Project-Leader: Stefan Preiner

    Die Neue Donau ist ein für den Hochwasserschutz der Stadt Wien konzipiertes, 21 km langes und ca. 160 m breites, Entlastungsgewässer, in welches zu Zeiten hoher Wasserführung ein Teil des Donauwassers über ein Einlaufbauwerk abgeleitet wird. Bei Niedrigwasser stellt der Gewässerkomplex ein stehendes Gewässer dar. Abgesehen von der Funktion der Hochwasserkontrolle dient die Neue Donau auch als Freizeitareal für Bade- und Wassersportaktivitäten, zur Regulation des Grundwasserniveaus und für die Trinkwassergewinnung, ebenso wie als Habitat für Tiere und Pflanzen inmitten einer Großstadt. Um den Einfluss der Sedimentbeschaffenheit auf die Wasserqualität festzustellen, wurden im Rahmen einer Überblicksuntersuchung die quantitative und qualitative Zusammensetzung der Sedimente untersucht. Im Fokus der Untersuchungen stand die Frage, wie sich die quantitative und die qualitative Zusammensetzung der oberen Feinsedimentschicht im Längsverlauf der Neuen Donau ändern und welche Zusammenhänge zwischen Korngrößenverteilung und Nährstoffkonzentrationen bestehen.

  • FUNGUP: Effekte von Parasiten auf Planktongemeinschaften

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.10.2017 - 01.10.2021

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Serena Rasconi

    Parasiten fanden bis jetzt wenig wissenschaftliche Beachtung in Algen an der Basis der aquatischen Nahrungskette, da bis dato deren Wirkung vorwiegend als Krankheitserreger in Pflanzen und Tieren wie Fischen und Mollusken untersucht wurde. Molekulare Untersuchungen wiesen eine große Bandbreite von eukaryontischen Parasiten im Plankton nach, die vor allem an Chytridpilzen zu finden waren. Neben deren Eigenschaft Krankheiten zu verursachen, belegen Parasiten auch verschiedene wichtige ökologische Funktionen, die erst vor kurzem beschrieben worden sind. Dieses Forschungsprojekt zielt auf die Phytoplankton-Parasiten Interaktionen im planktischen Nahrungsnetz ab und untersucht deren ökosystemare Rolle. Hierfür werden Planktonuntersuchungen von Seen, Laborexperimente mit künstlichen Nahrungsnetzen und mathematischen Modellen kombiniert, um zu verstehen wie der Befall von Phytoplankton durch Parasiten die Co-existenz der Wirte und folglich die Planktongemeinschaft beeinflusst. Ferner wird der Beitrag von Parasiten zur Nahrungsqualität und zum trophischen Transfer durch die Ausbreitung von infektiösen Sporen untersucht. Schließlich wird ein Model des Nahrungsnetzwerks mit Phytoplanktonparasiten erstellt, das auf den trophischen Transfer von Kohlenstoff durch Parasiten abzielt sowie direkte und indirekte Effekte der Parasiten im Phytoplankton auf Planktonbiodiversität, biochemischer Nahrungsqualität des Planktons und Funktionen des Planktonnahrungnetz ("Biodiversity ecosystem function") abschätzt.

  • BYTHOALPS: Is Bythotrephes not invasive at home due to prey adaption?

    Aquatic biodiversity accross temporal and spatial scales (AQUASCALE)

    Duration: 01.09.2017 - 01.09.2020

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Radka Ptacnikova

    Bythotrephes longimanus ist ein großer räuberischer Wasserfloh und in Europäischen Seen beheimatet. Vor etwa 30 Jahren ist diese Art in Nordamerika eingewandert und hat starke Veränderungen in den Nahrungsnetzen NA- Seen hervorgerufen. Die Folgen der Einwanderung dieser Art sind in ihrer neuen Heimat gut untersucht. Im Vergleich dazu wissen wir wenig über die ökologische Rolle dieser Art in heimischen Gewässern, welche Seen im Alpenraum umfassen. Es wird angenommen dass der vergleichsweise geringe Einfluss von Bythotrephes auf seine Beute in heimischen Gewässern auf Koevolution zurückzuführen ist, jedoch wurde diese Annahme nie getestet. Wir erwarten jedoch, dass Bythotrephes in heimischen Gewässern eine größere Rolle spielt als bisher angenommen. Wir wollen seinen Einfluss auf das Zooplankton in österreichischen Bergseen untersuchen, und dabei den Fokus auf Verteidigungsmechanismen seiner Beute legen.

  • sTURN - Does time drive space? Building a mechanistic linkage between spatial and temporal turnover in metacommunities

    Aquatic biodiversity accross temporal and spatial scales (AQUASCALE)

    Duration: 01.09.2017 - 31.08.2019

    Funding Agency: Sonstige

    Project-Leader: Zsófia Horváth

    Projektlinks:

    Lokale Gemeinschaften sind im Laufe der Zeit Veränderungen hinsichtlich ihrer Zusammensetzung ausgesetzt. Man geht davon aus, dass diese zeitliche Fluktuation ein wichtiger Prozess in Bezug auf makroökologische Phänomene ist – empirische Beweise fehlen jedoch. Darüber hinaus ist man sich nicht einig über die Bedeutung von verschiedenen Prozessen, die die zeitliche Fluktuation antreiben können. Ziel des Projekts ist es, einen Zusammenhang zwischen räumlicher und zeitlicher Fluktuation in Metagemeinschaften herzustellen.

  • Trophic ecology and phylogeography of fairy shrimps (Anostraca), key species of temporary waters

    Aquatic biodiversity accross temporal and spatial scales (AQUASCALE)

    Duration: 01.08.2017 - 31.07.2019

    Funding Agency: ÖAW

    Project-Leader: Dunja Lukic

    Temporary ponds comprise very diverse ecosystems regarding physico-chemical conditions. Despite the fact that they are generally small and shallow, ponds host a unique flora and fauna. Anostracans are considered keystone elements of these habitats, mainly because of their top-down effect on zooplankton assemblages and also their importance as a food for waterbirds. Through combining morphological, genetic and ecological information, scientific studies offer both valuable insights in the evolutionary history of studied groups and tools of delineating evolutionary significant units as focal points for conservation. Anostracan conservation is especially relevant as their habitats, temporary ponds, are threatened worldwide due to climate change and anthropogenic activities. Our study systems are soda pans on the Central European lowlands, which are important resting sites for numerous waterbird species during their seasonal migration on the north-south route in the Western Palearctic. The first part of the research investigates the trophic role of anostracans, relatively poorly studied group in temporary waters. In the second part, we use an anostracan metapopulation as a model to study the impact of historic and current connectivity among habitats on the genetic structure and gene flow, and compare it to the effect of local conditions. For this, we explore small-scale (~20 km radius), medium-scale (~400 km) and large-scale (Eurasian) patterns. Our model species is B. orientalis, and soda pans of Central Europe host most populations of this species worldwide.

  • Langzeitforschung Lunzer See

    AQUASCALE & LIPTOX

    Duration: 01.07.2017 - 30.06.2027

    Funding Agency: Bundesländer (inkl. deren Stiftungen und Einrichtungen)

  • FRAMWAT - Framework for improving water balance and nutrient mitigation by applying small water retention measures

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.07.2017 - 30.06.2020

    Funding Agency: EU

    Project-Leader: Thomas Hein

    Projektlinks:

    Unter „Natürliche Wasserrückhaltemaßnahmen (NWRM)“ werden Maßnahmen verstanden, deren primäre Funktion die Förderung und/oder Wiederherstellung der Rückhaltekapazität von natürlichen und vom Menschen geschaffenen Boden- und aquatischen Ökosystemen ist, mit dem Ziel, gleichzeitig auch ihren Zustand zu verbessern. Sie werden vorwiegend in Kombination mit anderen NWRM und häufig auch gemeinsam mit technischen Maßnahmen realisiert. Mehrere NWRM kombiniert können in einem Einzugsgebiet einen wesentlichen Beitrag zur Lösung drängender wasserwirtschaftlicher Probleme leisten. So können hydrologische Extreme (Überflutungen und Austrocknungen) abgeschwächt, die Nährstoffrückführung unterstützt, eine hohe Biodiversität gefördert und der Sedimenthaushalt (Erosion und Anlandung) verbessert werden.

  • Fast and selective detection of organic pollutants in Water (Water sensors)

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.05.2017 - 30.04.2019

    Funding Agency: Bundesländer (inkl. deren Stiftungen und Einrichtungen)

    Project-Leader: Thomas Hein

    Die Verschmutzung von Wasser mit diversen gefährlichen Substanzen sowie deren Quantifizierung ist eines der wesentlichsten Themen im Gewässermanagement und von großer Bedeutung für die menschliche Gesundheit. Das Ziel unseres Projektes die Entwicklung und Optimierung von Ionenselektiven Elektroden (ISE) für die Wasseranalyse. Die Elektroden werden am Centre of Electrochemical Surface Technology (CEST; Projekt Leiter Philipp Fruhmann) entwickelt und in den experimentellen Laborrinnen des WasserCluster Lunz getestet und optimiert. Die Elektroden basieren auf Cosan-Analyt Komplexen und sollen für die einfache und schnelle Quantifizierung von stickstoffhältigen organischen Kontaminanten in Gewässerproben optimiert werden. Die Sensitivität soll dabei im Laufe des Projekts auf 10-9 mol/L gesteigert werden. Im Rahmen des Projektes wird ein Set von 10 Analyten aus der Gruppe der pharmazeutisch aktiven Verbindungen für die Synthese herangezogen. Die Auswahl wurde dabei auf Substanzen beschränkt, die bereits in der Donau detektiert wurden. Die Elektroden werden hinsichtlich Sensitivität und Selektivität optimiert und in den Laborrinnen des WCL getestet, wobei hier im speziellen der Einfluß von Strömung, Sedimenten und Mikroorganismen auf den Sensor untersucht wird. Dieses Projekt wird einen großen Beitrag zur schnellen und sensitiven Detektion von Wasserkontaminanten leisten. Ein riesiges Anwendungsfeld wäre dabei die Möglichkeit zur Herstellung einer einfachen und billigen maßgeschneiderten Lösung für jegliche Art von stickstoffhältigen Analyten. Diese Elektroden wären gemessen an Ihrer Einfachheit ein perfektes Instrument für die schnelle, günstige und einfache Gewässerüberwachung gemessen an den derzeit hauptsächlich verwendeten LCMS Methoden.

  • Trophic pathways - Polyunsaturated fatty acids in stream food webs

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.05.2017 - 31.05.2020

    Funding Agency: Bundesländer (inkl. deren Stiftungen und Einrichtungen)

    Project-Leader: Nadine Ebm

    Dieses Forschungsprojekt untersucht, a) räumliche und saisonale Schwankungen des Nahrungsangebots, dessen Aufnahme von wirbellosen Tieren und Fischen und deren elementare und molekulare Zusammensetzung in prä-alpinen Flüssen (Ökosystem-Ansatz), b) die Wirkung unterschiedlicher Lichtbedingungen auf die Synthese und Aufnahme von Omega-3-Fettsäuren wirbelloser Tiere (experimenteller Ansatz), und c) die Fähigkeit der Süßwasserfische langkettige Omega-3-Fettsäuren zu synthetisieren (Untersuchung des Fettstoffwechsels in Fischen). Diese Forschung wird neue Methoden entwickeln und anwenden, wobei vor allem die experimentelle Anwendung von stabilen Isotopen und Fettsäuren als Biomarker zum Tragen kommt. Davon erwarten wir uns ein besseres Verständnis der Fähigkeit von Fischen zur Aufnahme essentieller Nährstoffe in ihren natürlichen Lebensräumen zu bekommen. Die Ergebnisse dieser Forschung werden somit maßgeblich zum Verständnis beitragen wie wirbellose Tiere und Fische in Bächen ihre Nährstoffe und hochwertigen Energieformen erlangen und behalten können. Zusammen mit einem internationalen Team von hochkarätigen Forschern wird dieses Projekt die Forschungsfelder der aquatischen Biofilme, Nahrungsnetze in Fließgewässern sowie deren trophische Biomarker zusammenführen und weiterentwickeln. Diese Forschung bietet hervorragende Ausbildungsmöglichkeiten für Studenten und junge Wissenschafter, um ein umfassenderes Verständnis von Nahrungstransfer und Lipiddynamik in wirbellosen Tieren und Fischen aus Fließgewässern zu bekommen.

  • HYDRO-DIVERSITY - Auswirkungen hydrologischer Konnektivität von Böden und Fließgewässern auf die Biodiversität und die Funktionsweise von Gewässerökosystemen der voralpinen Zone

    Stream Ecology and Catchment Biogeochemistry (ECOCATCH)

    Duration: 01.04.2017 - 31.03.2020

    Funding Agency: ÖAW

    Project-Leader: Jakob Schelker

    Kleine Bäche verbinden die Böden der Bacheinzugsgebiete mit dem gesamten Gewässernetz und tragen gleichzeitig wesentlich zu den CO2 Emissionen der Binnengewässer bei. Jüngste Studien haben zudem gezeigt, dass diese Gewässer als wichtige Speicher der mikrobiellen Vielfalt in Gewässernetzen fungieren. Der Ursprung dieser Diversität ist jedoch noch nicht gut untersucht. Das Ziel des HYDRO-DIVERSITY Projektes ist daher, den dynamischen Transport von gelösten organischen Stoffen (DOM) und des mikrobiellen Lebens aus den Böden der Einzugsgebiete in die Bachläufe genauer zu untersuchen und die Auswirkungen dieser Stoffflüsse auf die Biofilmgemeinschaft und dessen Biodiversität zu verstehen. Das HYDRO-DIVERSITY Projekt versucht sich diesem Themenkomplex durch einen einzigartigen experimentellen Ansatz zu nähern, indem experimentelle Arbeiten an der Schnittstelle zwischen Boden und Bach entlang eines Höhengradienten ausgeführt werden. Dies soll in der voralpinen Zone im Einzugsgebiet des Oberen Seebaches (OSB) in Österreich geschehen. Alles in allem, verfolgt das HYDRO-DIVERSITY Projekt einen interdisziplinäre Ansatz, welcher die Disziplinen der Hydrologie, Geographie, Bodenkunde, Chemie und der mikrobielle Ökologie zusammenbringt, um die Entstehung von Biofilmen in kleinen Bächen besser zu verstehen. Dieses Verständnis wird dazu beitragen, einen tieferen Einblick in das Funktionieren des Ökosystems Bach zu erhalten und auch den Beitrag kleiner Bäche zu CO2 Emission besser zu verstehen

  • FLASHMOB: FLuxes Affected by Stream Hydrophytes: Modelling Of Biogeochemistry

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.03.2017 - 29.02.2020

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Thomas Hein

    Wie beeinflussen Wasserpflanzen den Kohlenstoff- und Nährstoffkreislauf in Flüssen – ein Modellansatz Die Wasserqualität und das ökologische Gleichgewicht in den Mündungsgebieten großer Flüsse sind sehr stark vom Eintrag von organischem Material und Nährstoffen aus den Flüssen bestimmt. Organisches Material entsteht in den Gewässern (abgestorbene Wasserpflanzen und Algen) oder wird vom Land eingetragen (zum Beispiel durch Laubfall oder Abwässer). In den Gewässern wird es, abhängig von den Umweltbedingungen, schrittweise abgebaut. Auch Nährstoffe werden im Gewässer abgebaut, bzw. im Verlauf der Primärproduktion aufgenommen. Wasserpflanzen spielen dabei eine wichtige Rolle, weil sie auf sehr vielfältige Weise den Transport von Stoffen zum Meer, sowie auch den Abbau im Gewässer beeinflussen. Trotzdem wurde ihr Einfluss bislang nicht gesamtheitlich untersucht. Im vorliegenden Projekt werden die komplexen Zusammenhänge mit Hilfe eines mathematischen Modells nachgebildet werden, um den Einfluss von Wasserpflanzen auf den Abbau von organischem Material und Nährstoffen erfassen zu können. Die Hypothese der Studie ist, dass Wasserpflanzen die Strömungen im Wasser verlangsamen und dadurch Zonen mit erhöhter Abbauleistung entstehen, in denen Wechselwirkungen zwischen Strömungsverhältnissen und Umsatzprozessen durch unterschiedlichen Wasserpflanzenbewuchs bedeutend sind. Dies wirkt sich sowohl kleinräumig, als auch für ganze Flusseinzuggebiete betrachtet entscheidend aus. Um diese Hypothese zu testen wird schrittweise ein kombiniertes Modell aufgebaut um damit verschiedene Szenarien zu simulieren. Zu Beginn werden, aufbauend auf den Strömungsverhältnissen, lediglich grundlegende biochemische Zusammenhänge, zum Beispiel die Aufnahme von Nährstoffen durch Algen oder der Abbau von organischem Material im Wasserkörper, simuliert. In einem zweiten Schritt wird ein Wachstumsmodell für Wasserpflanzen erstellt und dieses in das Modell eingebaut. Letztendlich werden noch die Abbauprozesse, die im Gewässersediment stattfinden, einbezogen. Um dies durchführen zu können, müssen im Abstand von 2-4 Wochen Wasserproben genommen und analysiert werden, es muss die Entwicklung der Wasserpflanzen aufgezeichnet und die Zusammensetzung des Gewässersediments untersucht werden. Ergänzt wird dies durch Experimente, in denen Wachstumsraten von Wasserpflanzen und Abbauraten von organischem Material bestimmt wird. Damit kann unser Wissen über die Rolle von Wasserpflanzen im Kohlenstoffkreislauf von Fließgewässern deutlich erweitert werden. Neben der möglichen Simulation der Verhältnisse mit und ohne Makrophyten in Fliessgewässerabschnitten, ermöglicht dieser neu entwickelte Modellansatz auch, zukünftige Entwicklungen durch geänderte Temperaturverhältnisse und Abflussbedingungen und deren Wirkung auf den Kohlenstoffkreislauf zu simulieren. Durchgeführt wird das Projekt in einem Teilbereich des Donau-Einzugsgebietes, wo Flüsse mit unterschiedlichem Wasserpflanzenbewuchs vorhanden sind. In diesem Modellansatz werden die Kompetenzen der zwei einreichenden Arbeitsgruppen -WasserCluster Lunz, wo in den letzten Jahren die Auswirkungen von Wasseraustausch zwischen Fluss und Augebieten auf den Abbau von Nährstoffen und organischem Material untersucht wurden, und ECOBE (Universität Antwerpen), die sehr vielfältig die Rolle von Wasserpflanzen in Flusssystemen erforschen - vereinigt und dessen Umsetzung ermöglicht. Partner: University of Antwerp – ECOBE – Patrick Meire. Fördergeber: FWF.

  • Organic carbon cycling in streams: Effects of agricultural land use

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.01.2017 - 31.12.2019

    Funding Agency: Bundesländer (inkl. deren Stiftungen und Einrichtungen)

    Project-Leader: Gabriele Weigelhofer

    Mit über 46% Flächenanteil stellt die Landwirtschaft die dominante Landnutzungsform in Niederösterreich dar. Durch landwirtschaftliche Nutzung werden große Mengen an gelöstem organischem Material (DOM) in Bäche abgeführt. Dieses DOM führt zu einer Veränderung von Gewässerprozessen und beeinträchtigt den ökologischen Zustand der Gewässer. Das Ziel des Projekts ist es, die Auswirkungen verschiedener Bewirtschaftungspraktiken auf die Menge und die Qualität des DOM zu untersuchen und die Folgen landwirtschaftlicher DOM Einträge auf den Kohlenstoffumsatz in den Gewässern abzuklären. Unsere Untersuchungen stützen sich sowohl auf Freilanderhebungen im „Hydrological Open Air Laboratory (HOAL)“ in Petzenkirchen, einer Priority Area der FTI Strategie des Landes Niederösterreich, als auch auf Laborexperimente am WasserCluster Lunz und am Bundesamt für Wasserwirtschaft (Petzenkirchen). In Mikro-Lysimetern werden die Auswirkungen unterschiedlicher Bewirtschaftungspraktiken (u.a. Düngung, Bodenbearbeitung, Kalkung) auf die Menge und die Qualität des DOM in oberflächennahem Bodenwasser untersucht. Im HOAL Einzugsgebiet messen wir die DOM-Qualität von Wasser aus verschiedenen Eintragspfaden, wie Oberflächenabfluss, Drainage- und Grundwasser, bei Basisabfluss und Hochwasser. Mittels Experimenten untersuchen wir den Einfluss der verschiedenen DOM Quellen auf das Wachstum und die Aktivität von Mikroorganismen, den Sauerstoffverbrauch im Gewässer und die Emission von Treibhausgasen. Die Ergebnisse werden hinsichtlich der Folgen landwirtschaftlicher DOM Einträge auf den ökologischen Zustand von Bächen analysiert und in Empfehlungen für ein nachhaltiges Management von Bächen in ackerbaulichen Gebieten einbezogen. Zusätzlich wird vom Zentrum für Integrierte Sensorsysteme an der Donau-Universität Krems ein Sensor für die Bestimmung von DOM in Fließgewässern entwickelt, der für wissenschaftliche Studien ebenso wie im Wasserqualitätsmonitoring verwendet werden kann. Zurzeit stützen sich die meisten Studien auf DOM Analysen von Wasserproben im Labor, was die Messfrequenz limitiert und die Datenqualität beeinträchtigt. DOM-Sensoren für das Freiland mit einer hohen zeitlichen Auflösung würden es ermöglichen, Veränderungen in der DOM Qualität infolge von Veränderungen der Aktivität von Organismen oder der Hydrologie verfolgen zu können, und damit einen detaillierten Einblick in die DOM Dynamik erlauben. Im Monitoring könnten DOM Sensoren dazu verwendet werden, organische Verschmutzungen (z.B. Dieselöl, Fehlanschlüsse oder Abwässer) nachzuweisen, bzw. als Frühwarnsysteme für Wasserqualitätsverfehlungen eingesetzt werden. Fördergeber: Land NÖ (Science call 2015)

  • AQUACOSM – Netzwerk führender europäischer AQUAtischer MesoCOSMen Anlagen von der Arktis bis zum Mittelmeer

    Aquatic biodiversity accross temporal and spatial scales (AQUASCALE)

    Duration: 01.01.2017 - 31.12.2020

    Funding Agency: EU

    Project-Leader: Robert Ptacnik

    Projektlinks:

    Seen, Flüsse, Mündungsbereiche und Ozeane sind eng miteinander verbunden. Ungeachtet dessen unterteilt sich die aquatische Forschung jedoch oft noch in die voneinander getrennten Disziplinen der Meereskunde und der Limnologie. 19 führende Forschungseinrichtungen und Universitäten sowie zwei Unternehmen aus insgesamt zwölf europäischen Ländern möchten das ändern und haben sich im Projekt „AQUACOSM – Netzwerk führender europäischer AQUAtischer MesoCOSMen Anlagen von der Arktis bis zum Mittelmeer" zusammengeschlossen. Gemeinsam führen sie erstmals systematische Großversuche sowohl in Binnengewässern als auch in marinen Ökosystemen durch. Koordiniert und geleitet wird das Projekt vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB). „Seit über 100 Jahren sind Binnengewässer- und Meeresforschung weitgehend voneinander getrennte Wege gegangen. Nun ist es an der Zeit, beide wieder zusammenzuführen“, sagt IGB-Forscher Jens Nejstgaard, der das neue EU-Projekt leitet. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus beiden Disziplinen bauen in AQACOSM ein integriertes, internationales Netzwerk experimenteller Infrastrukturen auf. Ihr Ziel ist es, die Qualität der Daten für alle Gewässerarten deutlich zu verbessern. „Wir möchten Forschungsprojekte künftig besser koordinieren, gemeinsam bewährte Praktiken entwickeln und sowohl die Mesokosmen-Anlagen der Süßwasser- als auch der Meeresforschungsinstitute für internationale, disziplinübergreifende Mitwirkung öffnen“, erklärt Jens Nejstgaard das Vorhaben. Mesokosmen sind Versuchszylinder, in denen große Volumina (1-1.000 m3) Wassers mit den natürlichen Organismen experimentell eingeschlossen und manipuliert werden. Dadurch können einzelne und kombinierte Effekte verschiedener Stressfaktoren auf ganze Ökosysteme über Wochen bis hin zu Jahren erfasst werden. Im Rahmen des Projekts AQUACOSM wird untersucht, wie unterschiedliche Gewässerökosysteme auf Umweltbelastungen durch den globalen Klimawandel und den zunehmenden Nutzungsdruck der wachsenden Weltbevölkerung reagieren. „Die Auswirkungen dieser Stressfaktoren können innerhalb verschiedener Ökosysteme und Jahreszeiten stark variieren“, betont Nejstgaard. Deshalb müssten sie in vergleichbaren Mesokosmen-Experimenten mit einheitlichen Methoden, jedoch in unterschiedlichen klimatischen und geografischen Regionen untersucht werden. Dafür schafft AQUACOSM die Voraussetzungen und bietet experimentelle Forschung in klimatischen und geografischen Zonen Europas an, die alle Gewässertypen zwischen Arktis und Mittelmeer umfassen. Zu den experimentellen Infrastrukturen der 21 Partnerinstitutionen gehören beispielsweise Tanksysteme und Fließrinnen wie in Lunz am See (Österreich) und große freischwimmende Anlagen im offenen Ozean wie z.B. die Kiel Offshore Mesocosms (KOSMOS). Auch das IGB-Seelabor im Stechlinsee kann mit seiner einzigartigen Dimension (24 Mesokosmen mit je 1.270 m3) einen neuen Maßstab in der experimentellen Süßwasserforschung setzen. Das im Januar 2017 gestartete Projekt AQUACOSM läuft bis Dezember 2020 und ist einzigartig in Größe und Ansatz. Gefördert wird es durch das Europäische EU-H2020-INFRAIA-Projekt Nr. 731065 mit einem Budget von 9.999.807 €.

  • Fischökologische Untersuchung im oligotrophen, hochalpinen Gossenköllesee

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.01.2017 - 31.12.2017

    Funding Agency: Bundesländer (inkl. deren Stiftungen und Einrichtungen)

    Project-Leader: Martin Kainz

    Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Untersuchung der Nahrungspräferenz der Bachforellen im Verlauf einer Saison. Erstens wird dazu der Mageninhalt unter dem Mikroskop bestimmt (zeitlich punktuelle Aufnahme). Zweitens werden Gewebeproben der Fische mittels Analyse stabiler Isotope (d13C und d15N) und einer Lipid-Analyse untersucht, um die Hauptnahrungsquellen herauszufinden. Voraussetzung für diese Untersuchungen ist die Kenntnis der Signaturen (stabile Isotope) und spezieller Fettsäuren der Nährtiere (Zooplankton, Makrozoobenthos, Anflug…) die gesammelt, bestimmt und ebenfalls analysiert werden müssen. Die Lipid-Analysen werden unter der Leitung von Dr. Kainz (Wassercluster Lunz) im Rahmen eines österreichweiten Projektes des BMLFUW durchgeführt.

  • DANUBIUS – PP project: “Preparatory Phase for the Pan-European Research Infrastructure DANUBIUS-RI”

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.12.2016 - 30.11.2019

    Funding Agency: Sonstige

    Project-Leader: Thomas Hein

    DANUBIUS-PP ist ein 3-Jahres-Projekt. 29 Partner-Institutionen von 16 europäischen Ländern arbeiten unter der Leitung des rumänischen Forschungsinstituts GEOECOMAR zusammen. Mehr Info: http://www.danubius-ri.eu/. Fördergeber: EC H2020 CSA

  • GROW - Dietary pathways of PCBs to top predators in mountain lakes

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.09.2016 - 31.08.2017

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Martin Kainz

    The delineation of trophic pathways in aquatic food webs is necessary for evaluating the structure and flow of energy among organisms. Understanding the importance of each energy pathway is also necessary for studying food webs in the context of anthropogenic stressors. One such example is the transfer of industrial contaminants such as PCBs from the base of a food web to top predators in aquatic ecosystems. Although there has been considerable investigation into the factors that influence PCBs in top predators, there is little agreement on the role of trophic pathways in transferring contaminants, due to the limitations and assumptions of analysis of fish gut contents and stable isotopes. In this project we will investigate dietary trajectories from various food sources to fish in established mesocosm settings. We will use state-of-the-art diet source-specific biomarkers, such as stable isotopes, fatty acids, and compound-specific stable isotopes, to assess how fish obtain their diet and thus their dietary contaminants. Using mixing models, we will explore which of the diet sources and their associated dietary contaminants will be mostly retained in fish. In addition, we will identify the relative contribution of the benthic versus pelagic pathway in transferring dietary organic matter to a top predator on existing samples from Lake Lunz, a pre-alpine Lake, which are seasonally dynamic and resource-limited systems. We expect that the combined use of these analyses will further our understanding of dietary organic matter retention together with source-tracking of contaminants along aquatic food webs. Thus, this project will support the PhD-student's current dissertation work as well as the research at WasserCluster Lunz on the effects of trophic structure and energy flow on the movement of contaminants through food webs of mountain lakes. Funding: FWF

  • WILDE MULDE - Revitalisation of a riverine landscape in Germany

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.09.2016 - 31.07.2017

    Funding Agency: Sonstige

    Project-Leader: Thomas Hein

    Der Rückbau von Flusslandschaften kann Auswirkungen auf wichtige Funktionen eines Ökosystems haben, über die tatsächlichen Auswirkungen ist aber wenig bekannt. Im interdisziplinären Projekt “Wilde Mulde” wird dies in der Mulde untersucht, einem Nebenfluss der Elbe in Deutschland. Innerhalb des Rückbauprojekts werden folgende Maßnahmen vorgenommen: Rückbau der Uferdämme, Rückanbindung von Seitenarmen der Fluss-Au und die Einsetzung von großen Holztrümmern. Ziel in der Pilotphase des Projekts ist, den Status quo zu charakterisieren und Modelle zu entwickeln, die Auswirkungen derartiger Maßnahmen vorhersehen können. Das Team des WasserCLusters Lunz untersucht dabei hauptsächlich Phosphor und Stickstoff in unterschiedlichen Lebensräumen der Flusslandschaft sowie den Status von Algengemeinschaften. Fördergeber: BMUB und BMWF Germany. Koordination des Gesamtprojekts: UFZ Leipzig.

  • INTERBIRD - Grenzüberschreitende Koordination der ökologischen Monitoringaktivitäten in den NATURA 2000 Gebieten der Neusiedler-See und Hanság (EU-Projekt Interreg V-A Österreich-Ungarn)

    Aquatic biodiversity accross temporal and spatial scales (AQUASCALE)

    Duration: 01.07.2016 - 30.06.2020

    Funding Agency: EU

    Project-Leader: Zsófia Horváth

    Projektlinks:

    Astatische Salzlacken sind wichtige Naturdenkmäler in Europa, einzigartig für das Karpatenbecken (östliches Österreich, Ungarn, nördliches Serbien). Sie sind als prioritäre Lebensräume im Natura 2000 Netzwerk der EU gelistet und ernsthaft bedrohte Ökosysteme, mit einem Lebensraumverlust von 80 Prozent in den vergangenen 150 Jahren. Seewinkel im östlichen Österreich beherbergt mit seiner relativ kleinen Fläche 25 Prozent aller verbleibenden Salzlacken und spielt darum eine Schlüsselrolle in der langfristigen Erhaltung dieser Ökosysteme. Unter allen Wasser-Lebensräumen weltweit produzieren Salzlacken die höchste Menge an Krustentier-Biomasse. Krusten-Invertebraten widerum sind qualitativ hochwertiges Futter für Wasservögel. So sind Salzlacken als Stop-Over-Plätze für Zugvögel wichtig. Während wir wissen, dass Salzlacken eine außerordentliche Ressource speziell für Zugvögel sind, wissen wir wenig darüber, wie ihr Nahrungsnetz funktioniert. Dieses Projekt hat zum Ziel, trophische Wege von Primärproduktion bis zu Vögeln generell zu verstehen. Ein Ökosystem zu verstehen ist erforderlich, um es zu schützen und im Moment fehlt uns entscheidendes Wissen über die Basis eines Nahrungsnetzes und wie es zu einer wichtigen Ökosystemleistung (Erhaltung großer Schwärme von Zugvögeln) beiträgt. Das hat auch entscheidenden Einfluss auf Lebensraum-Restaurierungspläne.

  • Wasser:KRAFT - Energie aus Wasser – Wasserkraft und Algen: Energiequellen der Zukunft

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.06.2016 - 31.10.2018

    Funding Agency: Bund (Ministerien)

    Project-Leader: Thomas Hein

    Kinder und Jugendliche aus dem Mostviertel setzen sich unter der Anleitung von ForscherInnen und ExpertInnen mit dem Thema Energie aus Wasser auseinander. Dabei werden die Energiegewinnung aus Wasserkraft am Beispiel von Kleinwasserkraftwerken in der Region verständlich erklärt sowie die ökologischen Auswirkungen eines Kraftwerkes auf das Fließgewässer kritisch hinterleuchtet und Möglichkeiten zur Minimierung dieser Effekte aufgezeigt. Die Verwendung von in Wasser wachsender Biomasse (Mikroalgen) zur kaskadischen Nutzung und Bioenergieerzeugung wird vorgestellt und diskutiert. Das Begreifen der technologischen Aspekte und das Erkennen von Chancen und Auswirkungen in Verbindung mit der Forderung nach Nachhaltigkeit stehen im Vordergrund. Das vom Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) geförderte Projekt Was-ser:KRAFT ist eine Kooperation von WasserCluster Lunz, BIOENERGY 2020+, EVN und Hydro-Connect und wird im Rahmen des von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) ausgeschriebenen Programms „Talente regional“ durchgeführt.

  • ALPHA-OMEGA - Trophic pathways of omega-3 fatty acids in stream food

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.06.2016 - 31.05.2019

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Martin Kainz

    The well-established River Continuum Concept suggests that headwater streams in temperate forests are strongly dominated by terrestrial organic matter (t-OM). At the same time, these streams are typical habitats for freshwater salmonids, such as trout and charr, which are rich in omega-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFA). However, n-3 PUFA required for salmonids do not occur in t-OM. Thus, the high dietary omega-3 PUFA supply for salmonids and other headwater consumers, such as benthic invertebrates, may be too low. This research project targets this conundrum and will investigate, a) spatial and seasonal variation in consumer dependence (benthic invertebrates and fish) on elemental (C and N and their stable isotopes) and molecular (lipids and their fatty acids) composition of basal resources along a longitudinal, pre-alpine stream gradient (ecosystem approach), b) under different light conditions, the effect of allochthonous and autochthonous diet sources in headwater streams on dietary supply and retention of fatty acids in headwater benthic invertebrates (experimental approach), and, c) using radioactive hepatocyte bioassays, the ability of freshwater fish to convert precursor fatty acids to DHA to compensate for a lack of dietary DHA (hepatic lipid metabolism in freshwater fish). This research will use state-of-the-art methods, including flume experiments and fish hepatocytes bioassays, linked with field investigations and apply stable isotopes and fatty acids. Results will shed considerable light on the long-standing question of how consumers in headwater streams, but also in lowland streams, manage or fail to obtain essential nutrients and high quality forms of energy. This research project will contribute to a more comprehensive understanding of trophic energy transfer and lipid dynamics in stream organisms along increasing trophic levels.

  • COMPETITION AND TOP-DOWN CONTROL as potential factors controlling microbial diversity in aquatic networks

    Duration: 01.06.2016 - 31.05.2018

    Funding Agency: Sonstige

    Project-Leader: Katharina Besemer

    Eines der wichtigsten Ziele von aquatischer Ökologie ist es, die Folgen von lokalen und regionalen Veränderungen zu verstehen, da sie auch die Artenvielfalt in Gewässern beeinflussen. Besonders die mikrobielle Artenvielfalt ist für Kohlenstoff- und Nährstoffkreisläufe in Bächen, Flüssen und Seen sehr wichtig. Das wichtigste Vorhaben dieses Projekts ist es, die Mechanismen, welche die mikrobielle Artenvielfalt antreiben zu verstehen. Das soll mittels Experimenten in sogenannten Mikrokosmen erforscht werden, in denen die Artenvielfalt von Bakterien aus Lebensräumen mit unterschiedlichen Retentionszeiten und unterschiedlicher Dispersion beobachtet wird.

  • CHRYSOWEB - The effect of mixotrophic chrysophytes on secondary productivity in pelagic food webs (Marie Curie Individual Fellowship for Csaba Vad)

    Aquatic biodiversity accross temporal and spatial scales (AQUASCALE)

    Duration: 01.02.2016 - 31.01.2018

    Funding Agency: EU

    Project-Leader: Csaba Vad

    Projektlinks:

    Plankton spielt eine Schlüsselrolle im Nahrungsnetz von Gewässern, es steht im Mittepunkt des Projekts CHRYSOWEB. Vor allem auch auf die durch den Klimawandel herbeigeführten Verschiebungen im Nahrungsnetz wird in dem Projekt ein Augenmerk gelegt, da damit zu rechnen ist, dass sich die Verschiebungen auf das Funktionieren von Gewässersystemen auswirken. So wird etwa prognostiziert, dass sich Goldalgen – ein vorherrschendes Element pflanzlichen Planktons in Seen – mit der Klimaerwärmung stärker vermehren werden. Bisherige Forschungsarbeiten zeigen, dass Goldalgen sich negativ auf die Sekundärproduktion (Zooplankton) auswirken. Unser Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen ist allerdings sehr lückenhaft. Das Ziel von CHRYSOWEB ist es, die Auswirkungen vermehrten Auftretens von Goldalgen auf die Produktion von tierischem Plankton und die Artenvielfalt aufzuzeigen. Zu diesem Zweck sollen einerseits Fütterungsexperimente im Labor durchgeführt werden, andererseits wird es Feldbeobachtungen geben. Die grundlegenden Mechanismen sollen sowohl bei Algen als auch bei den Konsumenten analysiert werden. Insgesamt wird CHRYSOWEB dazu beitragen, den Kohlenstofffluss und den Nährstoffkreislauf alpiner Seen besser zu verstehen und die Auswirkungen des globalen Klimawandels besser einzuschätzen. Fördergeber: EU

  • Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 07.12.2015 - 07.01.2016

    Funding Agency: EU

  • EXCARB - Influence of climate extremes on carbon dynamics across the boundaries of aquatic ecosystems

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.02.2015 - 31.12.2017

    Funding Agency: ÖAW

    Project-Leader: Jakob Schelker

    Projektlinks:

    Prognosen zeigen, dass extreme hydrologische Ereignisse mit fortschreitender Klimaerwärmung zunehmen werden und Hochwasserereignisse und Trockenperioden häufiger werden. Ob und wie sich derartige Ereignisse auf den Kohlenstoffkreislauf in Seen und Bächen auswirken, bleibt weitgehend unerforscht. Das Ziel von EXCARB ist es, mögliche Auswirkungen von vergangenen, rezenten und zukünftigen hydrologischen Extremereignissen auf den Kohlenstoffkreislauf in einem voralpinen Bach-See-System zu untersuchen. EXCARB wird somit den Weg bereiten, Modelle zu erstellen um die Auswirkungen von Klimaerwärmung auf den Kohlenstoffkreislauf in aquatischen Systemen vorherzusagen. EXCARB wird historische Daten untersuchen, um hydrologische Extremereignisse über die letzten 100 Jahre in einem voralpinen Einzugsgebiet zu charakterisieren. EXCARB wir auch Signaturen vergangener Extremereignisse aus Bohrkernen von Seesedimenten erfassen. Desweitern werden die Kohlenstoffflüsse aus dem Einzugsgebiet in das Bach-See-System, inklusive CO2 Ausgasungsflüsse in die Atmosphäre in Abhängigkeit von Niederschlag und Abfluss, erfasst. Diese Informationen werden in einem Model zusammengeführt, um die Auswirkungen zukünftiger Klimaveränderungen auf den Kohlenstoffkreislauf in aquatischen Ökosystemen besser vorhersagen zu können. EXCARB wird maßgeblich zu einem verbesserten Verständnis der Rolle von aquatischen Ökosystemen im globalen Kohlestoffkreislauf beitragen. Fördergeber: Österreichische Akademie der Wissenschaften

  • IMPACTS OF CLIMATE CHANGE and land use on lake ecosystem function and services – a cross-border watercourse level approach in the European Arctic

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.01.2015 - 31.12.2018

    Funding Agency: Sonstige

    Project-Leader: Martin Kainz

    This project investigates nutrition habits of fish and plankton in different lakes. It is leaded by Dr. Kimmo Kahilainen from the Department of Environmental Sciences of Helsinki University. WasserCluster Lunz contributes the lipid analysis and scientific interpretation of it.

  • GARANT

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.10.2014 - 01.08.2015

    Funding Agency: Unternehmen

    Fütterung neuer Futtermischungen an Saiblinge, regelmäßige Messungen zootechnischer Leistungen und deren wissenschaftliche Auswertung stehen im Mittelpunkt des Projekts GARANT. Fördergeber: Garant – Tiernahrung GmbH.

  • SPARKLING SCIENCE PowerStreams

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.10.2014 - 31.03.2017

    Funding Agency: Bund (Ministerien)

    Project-Leader: Gabriele Weigelhofer

    Projektlinks:

    Im Projekt PowerStreams wird die Wirkung von Nährstoffbelastungen und Gewässerregulierungen auf die Effizienz und die Nachhaltigkeit der Selbstreinigungskapazität von Bächen untersucht. Das Ziel ist es, die wechselseitige Wirkung der menschlichen Einflüsse auf den Stoffhaushalt von Fließgewässern zu quantifizieren, um Handlungsmöglichkeiten für das Management von Fließgewässern zu identifizieren. Gemeinsam mit Jugendlichen messen wir experimentell die Aufnahme von gelöstem Stickstoff und organischem Kohlenstoff in wenig bis massiv belasteten naturnahen und regulierten Gewässerstrecken. Gleichzeitig bestimmen wir die Produktion von Treibhausgasen in den Gewässern. In Laborversuchen testen Schüler/innen im Rahmen ihrer vorwissenschaftlichen Arbeiten das Potential von Sedimenten für eine Aufnahme oder Abgabe von Nährstoffen und Treibhausgasen unter unterschiedlichen Umweltbedingungen. Mittels eines Langzeitversuches wird geklärt, wie sich Einträge von organischem Kohlenstoff über längere Zeiträume auf den Stoffhaushalt der Gewässer und die Wasserqualität auswirken. Für langfristige Kooperationen mit den Schulen werden ein Kooperationsmodell zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses im Rahmen von Forschungswochen und gemeinsam betreuten vorwissenschaftlichen Arbeiten entwickelt

  • SPATIAL patterns of zooplankton diversity in floodplains (FWF project, Griselda Chaparro in cooperation with Robert Ptacnik)

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.07.2014 - 30.06.2016

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Thomas Hein

    Biodiversitätsveränderungen betreffen Gewässer massiv. Daher wird in diesem Projekt die räumliche Verteilung der Biodiversität in großen, vom Menschen stark veränderten Flusslandschaften und Augebieten anhand der Zooplanktongemeinschaften an der österreichischen Donau untersucht. Das räumliche Muster wird auf zwei verschiedenen Skalenebenen analysiert, um erstens den Einfluss der lokalen Heterogenität und zweitens die Rolle der Gewässerkonfiguration und Konnektivität zu unterscheiden. Das Projekt wird in Kooperation mit Robert Ptacnik durchgeführt. Fördergeber: FWF

  • HECHT - Hechte gefaehrden heimische Fischbestaende

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.01.2014 - 31.12.2015

    Funding Agency: Bundesländer (inkl. deren Stiftungen und Einrichtungen)

    Project-Leader: Martin Kainz

    Gefördert vom Land Niederösterreich untersucht das Team um Dr. Martin Kainz die Donau-Universität wie der neu aufgekommene Bestand der Hechte das Nahrungsnetz im Lunzer See verändert. Ziel ist es den Hechtbestand zu dezimieren. Der Lunzer See ist seit jeher Heimat des Lunzer Seesaiblings. Vor wenigen Jahren wurden allerdings erstmals Hechte (Esox lucius) geortet, die im Lunzer See nicht heimisch sind. Hechte sind aggressive Räuber und jagen Fried- aber auch andere Raubfische wie Saiblinge. Der Lunzer Seesaiblingsbestand ist nun einerseits durch den hohen Fraßdruck der Hechte stark gefährdet, aber auch durch mögliche Infektionen mit Hechtbandwürmern (Triaenophorus crassus und T. nodulosus). Hechtbandwürmer sind Parasiten und leben im Darmtrakt des Hechts, platzen nach Verlassen des Darms auf und aus den Eiern schlüpfen Larven des Hechtbandwurms, die von Zooplankton (Copepoden) aufgenommen werden und sich darin entwickeln können (Zwischenwirtstadium). Zooplankton wird folglich von Saiblingen und anderen Fischen gefressen, wodurch es zu einem Transfer (=Infektion) dieser Hechtbandwürmer zu anderen heimischen Fischen kommt. Dieser Befall bewirkt weiters ein Verbot der Vermarktung von Fischen, wie etwa Seesaiblinge. Folgen: a) Verminderung der heimischen Seesaiblinge durch Fraßdruck der Hechte b) Befall der Seesaibling mit Hechtbandwürmern c) Starke Veränderung der natürlichen Nahrungskette in den Seen. Ziele dieses Projekts: a) Untersuchung der gesamten Nahrungskettenzusammensetzung (Algen, Zooplankton/Benthos, Fische) a. in den Lunzer Seen: i. Obersee: noch kein Hechtbefall, ii. Untersee: seit wenigen Jahren mit Hechten) und b. im Erlaufsee (seit vielen Jahren mit Hechten) b) Feststellung der Befallsraten von Saiblingsbeständen c) Vorschläge zur Reduktion des Befalls mit Hechtbandwürmern d) Abschätzung des ökologischen/ökonomischen Schadens Funding: Land NÖ

  • DISPERSE - Role of dispersal for maintenance of diversity in experimental plankton communities

    Aquatic biodiversity accross temporal and spatial scales (AQUASCALE)

    Duration: 01.01.2014 - 31.12.2016

    Funding Agency: FWF

    Projektlinks:

    Neuere Studien belegen dass die Diversität von Einzellern und anderen mikroskopischen Organismen durch begrenzte Ausbreitung (‚dispersal limitation') beschränkt wird. Die Existenz von regionalen Artengemeinschaften (=Metagemeinschaften) konnte unter anderem für Phyto- und Zooplankton gezeigt werden. Zudem wurde kürzlich anhand von Freilanddaten gezeigt dass für Phytoplankton ein vergleichbarer Zusammenhang zwischen Diversität und Funktion besteht, wie er z.B. bei höheren Pflanzen bekannt ist. Diese Forschungsergebnisse stehen in fundamentalem Widerspruch zur bislang gängigen Auffassung, dass Lebensgemeinschaften mikroskopischer Organismen in Bezug auf ihre Diversität stets gesättigt seien. Nicht zuletzt in Hinblick auf die ‚diversity-stability' Debatte besteht also dringender Bedarf für ein besseres Verständnis der Faktoren welche die Diversität von Planktongemeinschaften bestimmen. Die aktuellen Forschungsergebnisse deuten die Existenz von Metagemeinschaften an. Allerdings besteht darüberhinaus kein klares Verständnis wie lokale und regionale Faktoren interaktiv die Diversität von Planktongemeinschaften regulieren. In der angestrebten Studie soll der Einfluss von Dispersal für die Aufrechterhaltung von Diversität in experimentellen Gemeinschaften untersucht werden. Dazu werden Mesokosmen zu einem unterschiedlichem Grad mit einer artenreichen Ursprungsgemeinschaft (‚source pool') verbunden. Die Diversität und zeitliche Entwiclung von Bakterio-, Phyto- und Zooplankton werden mittels mikroskopischer und molekularer Methoden erfasst, Ressourcen-Nutzung wird für alle funktionellen Gruppen quantifiziert. Zudem wird das Projekt in enger Zusammenarbeit mit theoretischen Ökologen durchgeführt, welche die erhobenen Daten zur Parameterisierung eines dynamischen Modells nutzen werden, welches die Aufrechterhaltung von Diversität durch Dispersal beschreibt.

  • ECATA - Effects of extreme events on carbon cycling along a terrestrial-aquatic continuum at the catchment scale

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.11.2013 - 30.11.2016

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Thomas Hein

    Derzeitigen Abschätzungen des IPCC zufolge wird von einer voranschreitenden globalen Erwärmung ausgegangen, die abhängig vom jeweiligen Szenario im Bereich von 1,1 bis 6,4°C bis zum Ende des 21. Jahrhunderts liegen wird, mit teilweise gravierenden Folgen für Ökosysteme und die menschliche Gesellschaft. Verbunden mit diesem Temperaturanstieg ist unter anderem die Zunahme der Häufigkeit und Schwere von Extremereignissen wie Starkregen und damit verbundenen Hangrutschungen und Murenabgängen. Zum Beispiel wird bei einem Temperaturanstieg von einem Kelvin global mit einer Verdoppelung der Top-10% der Regenintensitäten gerechnet. Durch solche Ereignisse werden kurzfristig große Mengen an terrestrischem organischem Kohlenstoff mobilisiert und in Fließgewässersysteme eingetragen. Wesentliche Kohlenstoffspeicher in terrestrischen Systemen sind neben der Vegetation die Böden sowie Einlagerungen in Gesteinen und Sedimenten. Dieser organische Kohlenstoff wird beim Transport im Fließgewässersystem anderen physikalischen und biochemischen Prozessen ausgesetzt und daher während des Transportes teilweise umgesetzt, wieder abgelagert oder in Form von Treibhausgasen in die Atmosphäre emittiert. In den terrestrischen Bereichen der Hangrutschungen führt der Abtrag zu einem Start der Vegetationssukzession und Neubeginn in der Bodenbildung und damit zum Wiederaufbau der verlorengegangenen Kohlenstoffspeicher. Diese Prozesse führen zu regionalen Veränderungen mit Auswirkungen auf globale Kreisläufe. Ein verbessertes Verständnis des Zusammenhanges zwischen Extremereignissen und den Auswirkungen auf den Kohlenstoffkreislauf in aquatischen und terrestrischen Ökosystemen ist daher gefordert. Im Projekt ECATA stellen wir Untersuchungen in Gebirgsregionen Taiwans an, wo Extremereignisse massive Auswirkungen auf den Kohlenstoffaustrag aus dem terrestrischen Bereich sowie auf Transport und Umsetzung in Gewässern zeigen. Das Projekt erforscht die Folgen für die terrestrischen Flächen, insb. die Entwicklung der Landvegetation und der Böden, sowie das Verhalten von ausgetragenem organischem Kohlenstoff im Flusssystem. Dabei wird neben dem Umsatz und der Freisetzung von CO2 auch die Stabilisierung der mobilisierten Komponenten der drei wesentlichen terrestrischen Kohlstoffquellen (Vegetation, Boden und alte Sedimentablagerungen) analysiert. Das Projekt ECATA verknüpft die Expertise der taiwanesischen Kooperationspartner in der Untersuchung und Modellierung von massiven Hangrutschungen und Sedimenteinträgen mit der Expertise und dem Einsatz innovativer Methoden zur Charakterisierung unterschiedlicher organischer Kohlenstoffkomponenten in Böden und Sedimenten seitens der österreichischen Partner. Dadurch werden neue Einblicke in den durch Extremereignisse veränderten Kohlenstoffkreislauf entlang eines terrestrisch – aquatischen Kontinuums ermöglicht. Diese Erkenntnisse liefern fundierte Datengrundlagen für neue Modellaussagen zur Rolle von Extremereignissen im Kohlenstoffkreislauf. Daraus können regional gesichertere Aussagen abgeleitet werden, sowie verbesserte Einschätzungen auf globaler Ebene getroffen werden.

  • DANCERS - Danube macroregion: Capacity building and Excellence in River Systems (basin, delta and sea)

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.06.2013 - 31.05.2015

    Funding Agency: EU

    Project-Leader: Thomas Hein

    Das Projekt DANCERS verfolgt - in einem internationalen Konsortium von 15 Partnern - das Wissen zur Gewässerforschung im Donauraum und die Herausforderungen im Gewässermanagement zu analysieren und entsprechende Vorschläge zur Exzellenzentwicklung durch zukünftige Forschungsstrategien, Ausbildungsaktivitäten und Kooperationen zu entwickeln. Die Arbeitsgruppe BIOFRAMES hat im Zuge dessen eine donauraumweite Metadatenbank zur Gewässerforschung der letzten 20 Jahre aufgebaut und wissenschaftliche Arbeiten zu den Ergebnissen dieser Bearbeitung und dem Status von Fluss-Ausystemen veröffentlicht. Fördergeber: EU, FP7

  • INTERFACES - Ecohydrological interfaces as critical hotspots for transformations of ecosystem exchange fluxes (Marie Curie Fellowship, Kyle Boodoo)

    Stream Ecology and Catchment Biogeochemistry (ECOCATCH)

    Duration: 01.02.2013 - 31.12.2017

    Funding Agency: EU

    Project-Leader: Jakob Schelker

    In den meisten Fließgewässern findet ein dynamischer Austausch von Grundwasser und Oberflächenwasser statt. Mit diesem Austausch werden Nährstoffe, Sauerstoff und kohlenstoffreiches Wasser in den Untergrund gebracht, sodass an jener Grenzfläche (englisch: „Interface“) ein besonderer Lebensraum entsteht. Diesen untersucht Kyle Boodoo, Mitarbeiter der Gruppe BERG, im Rahmen seiner Doktorarbeit am Oberen Seebach. INTERFACES besteht aus einem EU-weiten Förderprogramm in welchem elf Doktoranden und vier PostDocs zusammenarbeiten und gemeinsam eine interdisziplinäre Ausbildung erhalten. Das Projekt steht unter der Leitung der Universität Birmingham, England. Fördergeber: EU, FP7

  • PRO AQUA, PRO TERRA

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.01.2013 - 31.03.2015

    Funding Agency: Bundesländer (inkl. deren Stiftungen und Einrichtungen)

    Project-Leader: Thomas Hein

    Denitrifizierende Bio-Reaktoren werden in landwirtschaftlichen Gebieten eingesetzt, um Nitrat aus belastetem Grundwasser zu entfernen. In Laborversuchen wurde getestet, ob diese Methode auch für Drainagewasser verwendet werden kann. Die Ergebnisse zeigen, dass hohe Durchflussraten und Austrocknung, wie sie typisch für Drainagesysteme sind, die Effizienz des Nitratabbaus in den Reaktoren deutlich senken. Zudem werden große Mengen an gelöstem, organischen Kohlenstoff und Nitrit freigesetzt, die Bäche massiv belasten können. Auch die im Reaktor produzierten Treibhausgase stellen ein Problem für die Umwelt dar. Bio-Reaktoren können folglich nur bedingt in Drainagesystemen eingesetzt werden. Fördergeber: Land NÖ

  • BIOERODS (Marie Curie Fellowhip, William Hunter)

    Stream Ecology and Catchment Biogeochemistry (ECOCATCH)

    Duration: 01.01.2013 - 31.12.2015

    Funding Agency: EU

    Project-Leader: Tom J. Battin

    Es wird allgemein angenommen, dass die Bindung von organischen Molekülen an mineralische Partikel ein wesentlicher Mechanismus ist, der organischen Kohlenstoff vor dem Abbau durch Mikroorganismen schützt. Dies hat Implikationen für den globalen Kohlenstoffkreislauf sowohl in Böden, Binnengewässern und küstennahen Gewässern. BIOERODS untersucht, wie Mikroorganismen in Biofilmen und suspendierten Aggregaten derartige organisch-mineralogische Komplexe verändern, und, wie Biofilme den Transport von derartigen Komplexen in Bächen beeinflussen. Fördergeber: EU

  • LIMNOTIP - Biodiversität und Tipping Points: Zukunft für Binnengewässer

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.12.2012 - 30.11.2015

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Martin Kainz

    Der zunehmende Verlust der globalen Biodiversität betrifft alle Biome und Ökosysteme. Eutrophierung von Gewässern ist und bleibt weltweit eine große Gefahr für die Umwelt und bewirkt starke Veränderungen von aquatischen Ökosystemen, die "kippen" können, indem sie sich zu trüben, nährstoffreichen Gewässern entwickeln und dichte Algen bzw. Cyanobakterienblüten verursachen. Das Kippen dieser Ökosysteme geht mit dramatischem Verlust der Biodiversität einher. Wir untersuchen experimentell wie unterschiedliche Produktivität und Temperatur die Biodiversität von Algen sowie deren essentielle Nährstoffqualität (Lipide und deren Omega-3 Fettsäuren) verändern und sich auf Zooplankton (Konsumenten) auswirken. Wir testen die Hypothesen, dass a) die Biodiversität der Algen mit steigendem/r Phosphor (P) und Temperatur ansteigt, doch ab bestimmter PKonzentration und Temperatur abnimmt (Effekt des Kippens) und b) steigende Algenbiodiversität anfänglich auch steigende Omega-3 Konzentrationen der Algen bewirkt, doch diese ebenfalls ab bestimmter P-Konzentration abnehmen. Experimente werden feststellen, wie sich das induzierte Kippen dieser Ökosysteme auf die biochemische Nahrungsqualität der Algenbiodiversität auswirkt. Es wird erwartet, dass geringe Algenbiodiversität zu biochemischen Abnahme von Algenqualität und folglich Zooplankton führt. Diese Untersuchungen werden daher zeigen, wie sich ändernde Algenbiodiversität auf Stabilität des aquatischen Nahrungstranfers auswirken, was klare Bedeutung bis hin zur Fischzucht hat.

  • FISK - Teilweiser Ersatz von marinem Fischmehl durch nachhaltigen Kürbiskernkuchen im Fischfutter - Auswirkungen auf heimische Saiblinge

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.07.2012 - 01.07.2014

    Funding Agency: Bund (Ministerien)

    Project-Leader: Martin Kainz

    Aufgrund der weltweit steigenden Nachfrage für Fischmehl und Fischöl als Futterbasis für die Aquakultur haben sich die Preise in den letzten Jahren dramatisch erhöht. Mittelfristiges Ziel einer wirtschaftlichen Fischfutterproduktion ist ein weitgehender Ersatz von teuren marinen Futterkomponenten durch pflanzliche Futterquellen ohne Gesundheit, Leistungsfähigkeit und Fleischqualität nachteilig zu beeinflussen. Kürbiskernkuchen ist ein heimisches Nebenprodukt und entsteht bei der Produktion von Kürbiskernöl. Kürbiskernkuchen ist deutlich höherwertiger als gängige pflanzliche Futtermittel (Sojaschrot, Rapsschrot, Rapskuchen, Sonnenblumenschrot, Getreide). Die Nährstoffkonzentration (Eiweiß und Fett) ist höher und gesundheitsschädliche Inhaltsstoffe (sog. anti-nutritive Faktoren) sind nicht bekannt. Kürbiskernkuchen ist aus diesem Grund auch für die „anspruchsvolleren“ piscivoren Fische ein vielversprechendes Futtermittel. Der Gesamtmarkt für Fischfutter in Österreich wird auf etwa 7000 Tonnen geschätzt. Davon werden etwa 5.500 Tonnen für piscivore Fische (z.B. Forellen, Saiblinge) benötigt. GARANT-Tiernahrung als einziger (!) österreichischer Fischfutterproduzent deckt etwa 45 % des Marktes ab. Um die stetig hohe Beratungsqualität über sowie folglich das Verkaufspotential von heimischen Fischen zu gewährleisten, ist es notwendig die heimische Fischfutterqualität international kompetitiv zu halten. Laut AGES fallen in Österreich jährlich ca. 6600 Tonnen Kürbiskernkuchen an. Der größte Teil davon entsteht in kleinen dezentralen Pressen und wird von den beteiligten Landwirten an Rinder und Schweine verfüttert. Die am Markt verfügbare Menge an Kürbiskernkuchen liegt bei 1000 bis 1500 Tonnen pro Jahr. Mit diesen Mengen könnten mindestens 50 % des Fischmehlanteils und 10% des Fischöls in den Futterrezepturen ersetzt werden. Günstigeres Fischfutter mit höheren pflanzlichen Komponenten anstelle von marinen Quellen kann dazu beitragen, die Marktposition durch wissenschaftlich fundierte Forschung für Fischverkauf auch zukünftig abzusichern.

  • PHYTO- UND ZOOPLANKTONDIVERSITAET in (Sub-)Alpinen Bergseen entlang eines Hoehengradienten

    Aquatic biodiversity accross temporal and spatial scales (AQUASCALE)

    Duration: 01.01.2012 - 31.12.2013

    Funding Agency: Bundesländer (inkl. deren Stiftungen und Einrichtungen)

    Project-Leader: Robert Ptacnik

    Projektlinks:

    Bergseen sind wichtige Landschaftselemente. Wasserqualität und Fischpopulation sind entscheidende Faktoren für Erholungssuchende und Tourismus. Zusammen mit KollegInnen aus der Schweiz (EAWAG) untersucht die Arbeitsgruppe AQUASCALE die Diversität von Planktongemeinschaften in Voralpenseen in Österreich, Bayern und in der Schweiz. Die ForscherInnen interessiert zum einen der Zusammenhang zwischen chemischen Parametern und Artenzusammensetzung, zum anderen, wie die Biodiversität der Seen durch ihre geographische Lage (Vernetztheit) beeinflusst wird. Fördergeber: Land NÖ

  • DIVERSITAET der Planktongemeinschaft in Salzlacken

    Aquatic biodiversity accross temporal and spatial scales (AQUASCALE)

    Duration: 01.01.2012 - 31.12.2014

    Funding Agency: Bundesländer (inkl. deren Stiftungen und Einrichtungen)

    Project-Leader: Robert Ptacnik

    Die Arbeitsgruppe AQUASCALE untersucht die Artenvielfalt der Zooplanktongemeinschaften der Salzlacken im Nationalpark Seewinkel (Burgenland). Die Salzlacken stellen für Mitteleuropa einen einzigartigen Lebensraum dar. Die Zooplanktongemeinschaft der Salzlacken ist beispielsweise eine wichtige Ressource für durchziehende Watvögel. Die ForscherInnen interessiert dabei, wie die Biodiversität und Biomasse der Planktongemeinschaften dieser Lebensräume reguliert wird. Fördergeber: Land NÖ

  • PILOT PROJECT Bad Deutsch Altenburg

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.01.2012 - 31.12.2024

    Funding Agency: Bund (Ministerien)

    Project-Leader: Thomas Hein

    Projektlinks:

    In diesem Pilotprojekt koordiniert die Arbeitsgruppe BIOFRAMES die Untersuchungen zur ökologischen Auswirkung innovativer flussbaulicher Maßnahmen an der Donau östlich von Wien. Es werden Freilanderhebungen, Experimente und integrierte Modellansätze kombiniert. So können erstmals die Wechselwirkungen von geänderten hydromorphologischen Bedingungen auf Stoffumsätze sowie auf Organismengruppen der Uferzonen und der Stromsohle quantifiziert werden. Damit werden Planungsgrundlagen für die Verbesserung der ökologischen Verhältnisse an der Donau geschaffen. Fördergeber: Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie / EU

  • PRIME - Stream biofilms: a prime site for priming

    Stream Ecology and Catchment Biogeochemistry (ECOCATCH)

    Duration: 01.07.2011 - 31.07.2014

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Tom J. Battin

    Wenn altes Brot besser mit Honig schmeckt als ohne Honig, so spricht man in der mikrobiellen Biogeochemie von Priming. Dieses Phänomen ist recht gut in Böden untersucht, nicht aber in Seen und Bächen. BERG beschäftigt sich gleichzeitig über zwei Projekte (siehe auch PRIMA) mit der Interaktion von organischem Kohlenstoff unterschiedlicher Bioverfügbarkeit für Mikroorganismen. Hier kommen Analysen mittels stabiler Isotopen, molekularbiologische und experimentelle Ansätze zum Zug. Fördergeber: FWF

  • QUEENSLAND - Assessment of the needs of the waterholes and floodplain of the Condamine and Balonne and Border Rivers

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.07.2011 - 31.03.2012

    Funding Agency: Sonstige

    Project-Leader: Martin Kainz

    Im Projekt QUEENSLAND wird erforscht, welche biochemische Nahrungsqualität das Überleben von Fischen und anderen Lebewesen in extremen Lebensräumen wie den australischen Water Holes ermöglicht.

  • ALGFLO: Algendynamik in Augebieten: Störung, Diversität und Produktivität

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.03.2011 - 31.08.2015

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Thomas Hein

    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. Fördergeber: FWF

  • KOORDINATION LOBAU - Gewaesservernetzung (Neue) Donau - Untere Lobau (Nationalpark Donau-Auen)

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.01.2011 - 31.12.2014

    Funding Agency: Bundesländer (inkl. deren Stiftungen und Einrichtungen)

    Project-Leader: Thomas Hein

    Ziel des Projekts „Gewässervernetzung (Neue) Donau – Untere Lobau (Nationalpark Donau-Auen)“ ist die Prüfung der Machbarkeit einer Dotation der Unteren Lobau mit Donauwasser im Umfang von 20 m³/s bis 80 m³/s unter Berücksichtigung aller Rahmenbedingungen. Dafür werden kalibrierte Stofftransportmodelle sowohl für das Grundwasser als auch für Oberflächengewässer sowie ein Sedimentmodell für die gesamte Untere Lobau erstellt sowie detaillierte Untersuchungen aller auch im Hinblick auf die Trinkwassergewinnung relevanten qualitativen Parameter der Donau an ausgewählten Stellen im Bereich der Unteren Lobau durchgeführt. Aus ökologischer Sicht sind Untersuchungen hinsichtlich limnologischer Zusammenhänge, wichtiger naturschutzfachlich relevanter Gruppen (FFH-Arten), Habitatmodelle und der Qualitätselemente gemäß EU-Wasserrahmenrichtlinien vorgesehen. Fördergeber: EU, Stadt Wien, Lebensministerium

  • PRIMA (Marie Curie Fellowship, Mia Bengtsson)

    Stream Ecology and Catchment Biogeochemistry (ECOCATCH)

    Duration: 01.01.2011 - 31.12.2014

    Funding Agency: EU

    Project-Leader: Tom J. Battin

    Wenn altes Brot besser mit Honig schmeckt als ohne Honig, so spricht man in der mikrobiellen Biogeochemie von Priming. Dieses Phänomen ist recht gut in Böden untersucht, nicht aber in Seen und Bächen. BERG beschäftigt sich gleichzeitig über zwei Projekte (siehe auch PRIME) mit der Interaktion von organischem Kohlenstoff unterschiedlicher Bioverfügbarkeit für Mikroorganismen. Hier kommen Analysen mittels stabiler Isotopen, molekularbiologische und experimentelle Ansätze zum Zug. Karoline Wagner macht das in ihrer Doktorarbeit zumThema.

  • INTERACT

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.01.2011 - 31.12.2013

    Funding Agency: Sonstige

    Project-Leader: Martin Kainz

  • LIPTEMP - Temperature and diet effects on Daphnia lipids and fitness

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.01.2010 - 31.12.2014

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Martin Kainz

    Aquatic primary producers synthesize and subsequently supply dietary essential lipids and fatty acids required for somatic development, reproduction, and eventually survival of consumers. Poikilotherms, including algae, zooplankton, and fish, have a vital physiological requirement for polyunsaturated membrane lipids to keep their membranes fluid, to stay active and eventually survive at low water temperatures. Although we could lately increase our understanding of taxa-specific fatty acid retention patterns, little is still known about, a) the ability of algae and zooplankton to adapt their membrane lipid composition at different temperatures, b) how temperature and algal diet affect somatic growth condition, reproduction, and survival of zooplankton. We propose a series of laboratory experiments to study effects of water temperatures on lipid composition of organisms at the aquatic plant-animal interface and on life-history traits of the cornerstone freshwater herbivore Daphnia. In the first step, the effect of temperature on lipid composition of different primary producers (cryptophyta, bacillariophyta, chlorophyta) will be tested. Second, laboratory feeding experiments will be used to investigate temperature-dependent regulation of the fatty acid composition of the two main lipid classes (membrane and storage lipids) in Daphnia. Moreover, we test the ability of daphnids to respond adaptively to different temperatures by regulation of enzymes enabling them to form different phospholipids to offset a cold-induced rigidification of cell membranes ('homeoviscous adaptation'). Subsequently, this knowledge will be related to variation of somatic growth rates, reproductive success, and survival of Daphnia at different temperatures. This research project links water temperature (external factor) with physiological adaptation strategies (endogenous regulation) at the base of the aquatic food chain. This proposal will employ state-of-the-art methods, including cell membrane-specific fatty acids analysis, gene expression as well as nucleic acids analysis (for indicating somatic growth conditions). Results of this proposal will contribute to a more detailed and highly required understanding of nutrient and biomass dynamics at the base of the aquatic food chain, and will provide critical information about biochemical quality of dietary lipid supply to higher trophic levels under different water temperature scenarios. Funding: FWF

  • ARCARNET - The architecture of carbon fluxes in fluvial networks (START-Project)

    Stream Ecology and Catchment Biogeochemistry (ECOCATCH)

    Duration: 01.06.2009 - 31.12.2015

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Tom J. Battin

    Über das START-Projekt von Tom Battin hat Amber Ulseth einen einzigartigen Datensatz zum ökosystemaren Metabolismus in einer Vielzahl von Bächen generiert. Diese Daten erlauben uns erstmalig zu untersuchen, wie sich Klimawandel auf die Primärproduktion und Respiration von Bächen auswirkt. Weiters können wir grundlegend untersuchen, wie sich der Metabolismus in einem Bachnetzwerk verhält und welche Faktoren diesen bestimmen. Fördergeber: FWF

  • LITERATURE STUDY on the effects of salination on benthic invertebrates caused by road drainage run off

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.01.2009 - 31.12.2009

    Funding Agency: Sonstige

    Project-Leader: Thomas Hein

    Ziel ist die Erstellung einer vorläufigen Informationsgrundlage bezüglich der Auswirkungen von Chlorideinträgen aus Strassenabwässern (Spitzen- und Dauerbelastung) auf die Qualitätskomponente Makrozoobenthos. Basierend auf Literaturrecherchen und Auswertungen bestehender chemischer und biologischer Daten aus NÖ Fließgewässern wird in einer ersten Phase die Auswirkungen von Chlorid auf das Makrozoobenthos in Fließgewässern dokumentiert.

  • OSTARRICHI FISCH - Identification of essential dietary constituents versus potentially toxic compounds in aquatic food webs

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.01.2009 - 01.09.2011

    Funding Agency: Sonstige

    Project-Leader: Martin Kainz

    Dieses Projekt gliederte sich in einen wasserwirtschaftlichen und fischereilich/wissenschaftlichen Teil. Im fischereilich/wissenschaftlichen Teil wurden untersucht: a) „Aquakulturanlagen Niederösterreich - Ökologischer Zustand von Vorflutern im Einflussbereich von fünf ausgewählten Aquakulturanlagen auf Basis der Qualitätselemente Phyto- und Makrozoobenthos“, b) Fischbestandserhebungen im Rahmen des Projekts "Untersuchung der Wasser-, Futter-, und Fischqualität in Freigewässern und Aquakulturen des NÖ Alpenvorlands". Es wurde festgestellt, dass die untersuchten Aquakulturanlagen keine messbar negativen Auswirkungen auf das ökologische Gefüge der Vorfluter bewirken. Weiters ist festzuhalten, dass die untersuchten Aquakulturanlagen keine ökologisch negativen Einflüße auf die jeweiligen Vorfluter und deren Biota haben. Es wurden keine erhöhten oder gesundheitsschädlichen Schwermetallkonzentrationen in Lebendfutter oder Fischen gefunden. Alle Fische aus Aquakulten sowie Flüssen weisen natürlich hohe Konzentrationen der wertvollen omega-3 Fettsäuren auf, vor allem die für den Menschen wichtige DHA (Docosahexaensäure) kommen in allen Fischen in erwünscht hohen Konzentrationen vor. Diese Forschungsdaten weisen darauf hin, dass der Anteil am Meeresfutter verringert werden kann, ohne die wichtigen omega-3 Fettsäureprofile in Fischen zu verringern.

  • WETWIN - Tools for supporting the sustainable management of freshwater wetland with special regards to their roles in drinking water supply, sanitation, livelihood and ecological restoration

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.11.2008 - 01.12.2011

    Funding Agency: EU

    Project-Leader: Thomas Hein

    Feuchtgebiete sind wichtig für eine intakte Biosphäre auf unserem Planeten, aber auch für die menschliche Gesellschaft. Sie können nicht nur die Trinkwasserqualität verbessern, sondern auch nährstoffreiches Flusswasser reinigen, Siedlungsgebiete vor Hochwasser schützen und landwirtschaftliches Nutzgebiet mit Nährstoffen versorgen. Das Projekt WETWIN basiert auf dem „ecosystem services approach“, das im „Millenium Ecosystem Assessment“ der Entwicklungsprogramme der Vereinten Nationen (UNDP), wie auch im UNESCO-HELP Leitfaden definiert wurde. WETWIN hat zum Ziel nachhaltige, realistische und praktikable Tools für Management Strategien im Umgang mit Feuchgebieten zu entwickeln. Innerhalb des Projekts arbeitet der WasserCluster Lunz mit folgenden internationalen Partner-Instituten zusammen: VITUKI, Budapest; Soresma, Belgien; Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK); UNESCO-IHE, Institute for Water Education; NGO Wetlands International; NWSC, Uganda; IWMI, Südafrika; ESPOL, Ecuador.

  • BAGGERSEEN - Impacts of gravel lakes on the surface and groundwater quality Impacts of gravel lakes on the surface and groundwater quality BAGGERSEEN - Impacts of gravel lakes on the surface and groundwater quality Impacts of gravel lakes on the surface and groundwater quality

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.06.2008 - 31.05.2011

    Funding Agency: Bundesländer (inkl. deren Stiftungen und Einrichtungen)

    Project-Leader: Martin Kainz

    Sand und Kies sind wichtige Rohstoffe. Um sie zu gewinnen, kann man sie entweder „trocken“ oder „feucht“ abbauen. In der feuchten Gewinnung wird der Rohstoff von unterhalb des Grundwassers abgebaut, Ergebnis ist ein Baggersee. Für das Wasser-System hat das sowohl Vorteile als auch Nachteile (zum Beispiel Denitrifizierung, Mobilisierung von Schwermetallen, Eintrag von Schadstoffen). Ziel des Projekts ist es, die (möglichen negativen) Einflüsse von Baggerseen auf die Qualität des Grundwassers zu erforschen. Das wird dazu beitragen, den Konflikt zwischen sicherer Wasserversorgung und nachhaltigem Abbau von Sand und Kies zu minimieren. Mehrere Seen in Niederösterreich, Oberösterreich und der Steiermark werden analysiert werden. Am Projekt beteiligt sind Prof. Dr. Thilo Hofmann von der Universität Wien, Prof. Dr. Tom J. Battin und Dr. Martin Kainz. Fördergeber: Land NÖ, Land OÖ, Land Steiermark, Forum Rohstoffe

  • KARPFEN - Diet effects on fatty acids and mercury in carp

    Aquatic lipid and ecotoxicology research group (LIPTOX)

    Duration: 01.04.2008 - 30.04.2011

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Martin Kainz

    Ziel dieses translatorischen Forschungsantrags ist es, Effekte von essentiellen Nährstoffen (mehrfach ungesättigte Fettsäuren; PUFA) und potentiell toxischer (Methylquecksilber; MeHg) Fischnahrung auf PUFA und MeHg-Konzentrationen sowie auf den somatischen Wachstumszustand von in Österreich häufig verzehrten Karpfen (Cyprinus carpio) zu untersuchen. Das Projekt verbindet verschiedene wissenschaftliche Fragestellungen aus Ökologie, Ökotoxikologie und Ernährung. Basierend auf Fischnahrung aus unterschiedlicher biochemischer Zusammensetzung, werden die Hypothesen getestet, dass A) erhöhte biochemische Qualität (ermittelt durch omega-3 und -6 PUFA) der Fischnahrung erhöhte PUFA Konzentrationen in C. carpio hervorrufen (Effekt des selektiven Nahrungsrückhalts essentieller Nährstoffe); und B) erhöhte Konzentrationen des Schadstoffs MeHg erhöhte MeHg-Konzentrationen im C. carpio bewirken. Weiters wird untersucht wie sich PUFA-Zusammensetzungen in Fischnahrung auf das somatische Wachstum von C. carpio auswirkt. Dabei wird erwartet, dass hohe RNA:DANN Verhältnisse im Zusammenhang mit hohem somatischen Wachstum stehen, da RNA als Indikator für Biomasseaufbau und DNA für Zellreproduktion dient, was wiederum einen Indikator für den Zustand dieses Fischs darstellt. Ergebnisse dieses Projekts werden unser Verständnis erweitern, wie Fischnahrung den biochemischen und somatischen Fischzustand beeinflusst. Diese Ergebnisse stehen im direkten Anwendungsbereich für Fischfutterhersteller und Fischzüchter, da sie erkennen wie das Futter PUFA-Konzentrationen im C. carpio erhöhen und MeHg-Konzentrationen senken kann. Erstellte Kosten-Nutzen Abschätzungen für MeHg-PUFA Profile im C. carpio werden schließlich Grundlage für hoch erwünschte Ernähungsempfehlungen bilden (Bedeutung für Präventivmedizin). Diese Grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung profitiert von der Zusammenarbeit mit dem Fischfutterhersteller GARANT Austria, der langjährigen Erfahrung der Teichwirtschaft T. Kainz (nicht mit dem Antragsteller verwandt) und der wissenschaftlichen Expertise in aquatischer Lipidökologie und Ökotoxikologie des Hauptantragstellers. Fördergeber: FWF

  • PROFOR: Entwicklung eines Leitfadens für kleine mehrfach belastete Fließgewässer im Weinviertel und in Süd-Mähren zur nachhaltigen Verbesserung der Wasserqualität

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.12.2007 - 31.12.2013

    Funding Agency: EU

    Project-Leader: Thomas Hein

    Das Ziel des Projektes war die Entwicklung eines Leitfadens für mehrfach belastete Bäche in landwirtschaftlichen Gebieten, der Managementvorschläge für eine nachhaltige Verbesserung der Wasser- und Sedimentqualität, unter besonderer Berücksichtigung von Nährstoffen, beinhaltet. Die Basis für diesen Leitfaden stellen Untersuchungen zur Umlandnutzung, Hydromorphologie und Wasser-, Sediment- und Bodenqualität ausgewählter Fallbeispiele in den Projektgebieten dar. Mit Hilfe von Freiland- und Laborversuchen zur Selbstreinigungskapazität der Gewässer und zur Aufnahme und Abgabe von Nährstoffen durch die Sedimente wurde das Potential der Gewässer für eine Verbesserung untersucht und Einflussfaktoren determiniert.

  • CANFLOOD - Kohlenstoff- und Stickstoffkreisläufe in Flusslandschaften

    Biogeochemistry and Ecohydrology of Riverine Landscapes (BIGER)

    Duration: 01.07.2007 - 31.03.2011

    Funding Agency: FWF

    Project-Leader: Thomas Hein

    Fließgewässer spielen eine Schlüsselrolle im Transport und dem Umbau von Kohlenstoff und Stickstoff. Während des Transportes flussabwärts wird organisches Material aufgebaut und Stickstoff aufgenommen um im weiteren Verlauf wieder abgebaut und freigesetzt zu werden. Die mikrobielle Gemeinschaft ist die biologische Einheit, die diesen Stoffumsatz kontrolliert und die anhand ihrer Zusammensetzung und Aktivität Nährstoffkreisläufe, wie den Stickstoffkreislauf, wesentlich im Ablauf mitgestaltet. Innerhalb von Flusslandschaften sind die Orte der Stoffumsetzung häufig an Bereiche bzw. Subsysteme erhöhter hydraulischer Retention gekoppelt. Diese Subsysteme werden als Uferzonen oder Aubereiche bezeichnet und der Kohlen- und Stickstoffkreislauf ist durch die hydromorphologischen Rahmenbedingungen geprägt. Auf der Landschaftsebene lassen sich 3 grundsätzliche Prinzipien, die die Stoffkreisläufe regulieren, daraus ableiten: i) Die Art des Stoffeintrages beeinflusst den Stoffumsatz - hydrologische Vernetzung; ii) Mehr Kontakt (räumlich und zeitlich) zwischen Sediment und Wasser steigert die Nährstoffaufnahme und den Stoffumsatz; iii) Hydrologische Extremsituationen (Niederwasserphasen und Hochwässer) verändern die Art des Stoffumsatzes von Kohlen- und Stickstoff. Alle 3 Prinzipien werden durch natürliche Rahmenbedingungen sowie auch menschliche Einflüsse kontrolliert. Eingriffe wie geändertes Abflussregime oder Veränderung der Flusslandschaftsstruktur und die Interaktion zwischen Landschaftselementen führt zu Veränderungen in den biogeochemischen Prozessen wie der Abnahme wie auch der zeitlichen Verschiebung von Stoffumsetzungen and hat daher im longitudinalen Stofftransport massive Auswirkungen. Daraus resultiert ein integrativer Ansatz im Flussgebietsmanagement, der die Wiederherstellung von ökosystemaren Funktionen ebenso forciert wie die Nutzung dieser Funktionen als Service für die menschliche Gesellschaft. Um dies zu erreichen ist daher ein Verständnis auf unterschiedlichen Prozessebenen notwendig. In diesem Zusammenhang wurde daher dieser Projektansatz entwickelt, der zum Ziel hat die abiotische und biotische Kontrolle des mikrobiellen Stoffumsatzes - des Stickstoffkreislaufes - zu untersuchen und Erkenntnisse auf die Landschaftsebene und damit Managementebene zu transferieren. Diese Zielsetzung wird durch folgende Fragestellungen erreicht, die an den 3 oben formulierten Prinzipien ansetzen: H1: Die hydromorphologischen Rahmenbedingungen kontrollieren die Stickstoffdynamik in Retentionszonen: je höher die hydrologische Vernetzung bzw. Sedimentfläche in Relation zum Wasservolumen ist, desto intensiver läuft die Denitrifikation ab und desto höher ist das N2/N20 Verhältnis. H2: Die Verfügbarkeit des organischen Kohlenstoffeintrages kontrolliert in diesen Bereichen lokal die Stickstoffumsetzung im Sediment H3: Die Resistenz und Resilienz (und daher die Reaktion) dieser Stoffumsetzungen gegenüber Veränderungen (z.B. lokalen wie Restaurationsmaßnahmen) wird durch die Auswirkungen vergangener Austauschbedingungen auf die Sedimentzusammensetzung begrenzt bzw. gefördert. Fördergeber: FWF