Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Verringerung der Stickstoffeinträge verhindert Algenblüten in Seen

04.09.2018

Seit Jahrzehnten wird diskutiert, ob ein verringerter Eintrag der Stickstoffverbindungen Nitrat und Ammonium die Gewässergüte nachhaltig verbessert, obwohl Stickstoff auch durch Blaualgen aus der Luft gebunden werden kann. Um das zu klären fehlten Langzeitbeobachtungen von Seen, in denen Stickstoff verringert wurde – bis jetzt: Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) haben nachgewiesen, dass eine Reduzierung von Stickstoff im Berliner Müggelsee der Schlüssel zur Vermeidung von Algenblüten im Sommer ist.

Bereits in den 1970ern wurden Nährstoffeinträge durch die Landwirtschaft und Abwassereinleitungen als Hauptverursacher für ein übermäßiges Pflanzen- und Algenwachstum in Seen und Flüssen erkannt. Seither setzt man im Gewässermanagement auf eine Verringerung der Phosphoreinträge.


Mikroskopaufnahme der stickstofffixierenden Blaualge Anabaena crassa aus dem Müggelsee.

IGB


Probenahme auf dem Müggelsee in Berlin.

Tom Shatwell, IGB

„Diese Strategie ist oft erfolgreich, allerdings längst nicht in allen Gewässern: in flachen Seen gibt das Sediment im Sommer große Mengen Phosphor ab. Dann könnte eine Verringerung des Stickstoffangebotes helfen, weil die Algen sowohl Phosphor als auch Stickstoff zum Wachsen brauchen. Bisher fehlten allerdings stichhaltige Beweise dafür, dass die – aufwendigere und teurere – Reduzierung von Stickstoffeinträgen langfristig erfolgreich ist“, erklärt Dr. Tom Shatwell, Gewässerökologe am IGB, den Ausgangspunkt der Untersuchung.

Langzeitdaten lassen tief blicken

Für ihre Untersuchung haben die Wissenschaftler Daten aus 38 Jahren (1979-2016) statistisch ausgewertet. Im Rahmen eines Langzeitprogramms werden der Müggelsee und seine Zuflüsse seit den 1970ern wöchentlich beprobt und unter anderem die Konzentrationen von Phosphor und Stickstoff sowie die Artenzusammensetzung der Algengemeinschaften untersucht.

Der Müggelsee ist einer der wenigen Seen weltweit, dessen Belastung mit Phosphor und Stickstoff deutlich abgenommen hat und der gleichzeitig schon lange genug untersucht wird, um Rückschlüsse auf die Auswirkungen verringerter Stickstoffeinträge zu ziehen.

Phosphor war im Müggelsee jeden Sommer im Überfluss vorhanden, weil er aus den Seesedimenten freigesetzt wurde. Die Algenmenge nahm allein durch die Verringerung des Stickstoffangebotes ab – und die Klarheit des Wassers zu. Die Annahme, dass bestimmte Blaualgenarten den fehlenden Stickstoff aus den Zuflüssen langfristig durch Luftstickstoff ersetzen würden, hat sich im Müggelsee nicht bestätigt. Tatsächlich haben sich die Blaualgen nicht vermehrt und kaum Stickstoff aus der Luft gebunden.

„Die Fixierung von Luftstickstoff erfordert sehr viel mehr Energie als die Nutzung von Nitrat oder Ammonium aus dem Wasser. Die Blaualgen nutzen diese Methode offenbar nur dann, wenn es unbedingt nötig ist und wenn ausreichend Sonnenenergie zur Verfügung steht“, erklärt Dr. Jan Köhler, Mitautor und Leiter der Arbeitsgruppe „Photosynthese und Wachstum von Algen und Makrophyten“ am IGB.

Vom Müggelsee lernen

Bislang ist der Müggelsee das einzige Fallbeispiel im großen Stil. Allerdings ist die starke Freisetzung von Phosphor aus dem Sediment und von Stickstoff aus dem Wasser in die Luft typisch für Flachseen im Sommer, sodass sich viele andere flache Seen ähnlich verhalten dürften. „In jedem Fall sollten die Ergebnisse Ansporn genug sein, um eine gezielte Reduzierung von Stickstoff auch für andere Seen zu testen. Unsere Studie ist ein Baustein für ein effektiveres Gewässermanagement“, fasst Tom Shatwell die Relevanz der Ergebnisse zusammen.

Über das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB):
Das IGB ist das bundesweit größte Forschungszentrum für Binnengewässer. Es verbindet Grundlagen- und Vorsorgeforschung, bildet den wissenschaftlichen Nachwuchs aus und berät Politik und Gesellschaft in Fragen des nachhaltigen Gewässermanagements.

Forschungsschwerpunkte sind u.a. die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten angesichts sich rasch ändernder Umweltbedingungen, die Renaturierung von Ökosystemen, die Biodiversität aquatischer Lebensräume sowie Technologien für eine ressourcenschonende Aquakultur. Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit den Universitäten und Forschungsinstitutionen der Region Berlin-Brandenburg und weltweit.

Das IGB gehört zum Forschungsverbund Berlin e. V., einem Zusammenschluss von acht natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Instituten in Berlin. Die vielfach ausgezeichneten Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft.

www.igb-berlin.de

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Tom Shatwell, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), Abteilung 1 Ökohydrologie, +49 (0)30 64181 690, shatwell@igb-berlin.de (Interviews in Englisch und Deutsch möglich)

Dr. Jan Köhler, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), Abteilung 2 Ökosystemforschung, +49 (0)30 64181 687, koehler@igb-berlin.de, (Interviews in Deutsch und Englisch möglich)

Originalpublikation:

Tom Shatwell, Jan Köhler (2018) Decreased nitrogen loading controls summer cyanobacterial blooms without promoting nitrogen-fixing taxa: long-term response of a shallow lake. Limnology and Oceanography. doi: 10.1002/lno.11002

Weitere Informationen:

https://youtu.be/oIME72cZy4M

Nadja Neumann | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie unser Gehirn auf Unterschiede fokussiert
20.02.2020 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Langanhaltende und präzise Dosierung von Arzneimitteln dank Öl-Hydrogel-Gemisch: Aktive Tröpfchen
20.02.2020 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Im Focus: Einblicke in die Rolle von Materialdefekten bei der spin-abhängigen Petahertzelektronik

Die Betriebsgeschwindigkeit von Halbleitern in elektronischen und optoelektronischen Geräten ist auf mehrere Gigahertz (eine Milliarde Oszillationen pro Sekunde) beschränkt. Die Rechengeschwindigkeit von modernen Computern trifft dadurch auf eine Grenze. Forscher am MPSD und dem Indian Institute of Technology in Bombay (IIT) haben nun untersucht, wie diese Grenze mithilfe von Lichtwellen und Festkörperstrukturen mit Defekten erhöht werden könnte, um noch größere Rechenleistungen zu erreichen.

Lichtwellen schwingen mehrere hundert Trillionen Mal pro Sekunde und haben das Potential, die Bewegung von Elektronen zu steuern. Im Gegensatz zu...

Im Focus: Charakterisierung von thermischen Schnittstellen für modulare Satelliten

Das Fraunhofer IFAM in Dresden hat ein neues Projekt zur thermischen Charakterisierung von Kupfer/CNT basierten Scheiben für den Einsatz in thermalen Schnittstellen von modularen Satelliten gestartet. Gefördert wird das Projekt „ThermTEST“ für 18 Monate vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Zwischen den Einzelmodulen von modularen Satelliten werden zur Kopplung eine Vielzahl von Schnittstellen benötigt, die nach ihrer Funktion eingeteilt werden...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

4. Fachtagung Fahrzeugklimatisierung am 13.-14. Mai 2020 in Stuttgart

10.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Wie unser Gehirn auf Unterschiede fokussiert

20.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

Langanhaltende und präzise Dosierung von Arzneimitteln dank Öl-Hydrogel-Gemisch: Aktive Tröpfchen

20.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

Forschungsprojekt der HSWT automatisiert die Verarbeitung drohnengestützt erhobener Bonituren in der Weizenzüchtung

20.02.2020 | Agrar- Forstwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics