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Dr. Martina Bauchrowitz 
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Seelaborversuch Sommer 2018

Als Energie- und Taktgeber ist Licht von grundlegender Bedeutung für Pflanzen und Tiere. Das gilt auch für Fische und mikroskopisch kleine Organismen in Seen. Wie andere Arten haben sie sich im Laufe der Evolution an den Tag-Nacht-Rhythmus angepasst. Was aber passiert, wenn ein See durch künstliche Beleuchtung nachts erhellt wird, oder wenn tagsüber nicht genügend Licht in das Wasser eindringt? Dieser Frage geht das Seelaborteam im diesjährigen Großexperiment nach.

 

Wie sich ein verändertes Lichtregime auf Seen auswirkt, steht auch in diesem Jahr wieder im Fokus des Sommerexperiments am Seelabor des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB). Bereits 2016 lief dort ein Großversuch zum Thema Lichtverschmutzung. Damals war speziell ein Lichtsystem für die Versuchszylinder entwickelt worden, mit dem das diffuse Licht des künstlichen Himmelsleuchtens (engl. skyglow) simuliert werden kann. Dieses Phänomen tritt bei Bewölkung über Gebieten mit künstlicher Beleuchtung (z.B. Städte, Gewächshäuser) auf: Das in den Nachthimmel abgestrahlte Licht wird von den Wolken auf die Erdoberfläche zurückgestreut, so dass die Wolken wie ein glühendes Gewölbe am Himmel erscheinen. Zwar ist die Intensität des Himmelsleuchtens im Vergleich zu direktem Licht gering. Aber anders als bei punktuellen Lichtquellen wie z.B. Straßenlaternen erstreckt sich das Himmelsleuchten über sehr große Flächen und Entfernungen. Es kann sich deshalb auch auf Organismen mitten in Seen auswirken.

 

Einen gegensätzlichen Lichteffekt, nämlich Verdunklung durch Wasserinhaltsstoffe, untersuchten die IGB-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler schon in einem Seelabor-Versuch 2015. Dafür hatten sie den Versuchszylindern geringe Mengen von Huminstoffen beigemengt. Diese gelöste organische Substanz, die u.a. beim mikrobiellen Abbau pflanzlicher Biomasse in Böden entsteht, gelangt z.B. infolge ausgiebiger Niederschläge aus dem Einzugsgebiet in Seen. Die Folge ist eine Braunfärbung des Wassers wie bei Schwarztee. Laut Prognosen ist im Zuge des Klimawandels vermehrt mit extremen Regenereignissen und damit auch mit dem Eintrag gelöster organischer Substanz in Gewässer zu rechnen. Auch unsere Region ist von diesem Phänomen betroffen: So hatte sich die Konzentration gelöster organischer Substanz vor einigen Jahren am uckermärkischen Gollinsee nach einer Periode intensiver Niederschlägen innert Kürze verfünffacht. Der Huminstoffversuch des IGB am Seelabor hat nun gezeigt, dass sich die Veränderung der Wasserqualität durch Braunfärbung stark auf die Organismen und Prozesse im See auswirkt. Die Algenpopulation brach fast vollständig zusammen, wobei die Veränderung des Lichtklimas im See eine wesentliche Rolle spielte.

 

Weil Ökosysteme oft gleichzeitig durch mehrere Umweltveränderungen beeinträchtigt werden, planen die IGB-Wissenschaftler in diesem Jahr – basierend auf den Experimenten von 2015 und 2016 – erstmals einen Versuch, bei dem beide Stressfaktoren einbezogen werden. Neben unbehandelten Kontrollzylindern sieht der Versuchsplan vor, jeweils sechs Seelaboreinheiten entweder nur mit Huminstoffen zu versetzen oder nur nachts zu beleuchten oder sowohl Huminstoffen als auch nächtlicher Beleuchtung auszusetzen. Das IGB erhofft sich dadurch Erkenntnisse, ob sich die beiden Stressoren addieren, aufheben oder synergistisch auswirken, d.h. sich gegenseitig verstärken.

 

Der Seelaborversuch 2018 wird gefördert durch:

  • die Leibniz-Gemeinschaft im Rahmen des Projekts «ILES — Seenökosysteme beleuchten»
  • die Europäische Kommission im Rahmen des Projekts «MARS — Managing Aquatic Ecosystems and Water Resources under Multiple Stress»
  • die Europäische Kommission im Rahmen des Projekts «AQUACOSM — Netzwerk führender europäischer AQUAtischer MesoCOSMen Anlagen von der Arktis bis zum Mittelmeer».

 

Text: Martina Bauchrowitz, IGB
Foto: Volker Crone, Hannover