Planktothrix im Ammersee

Das Ziel des Projektes ist es, die Bedeutung von physikalischen Störungen, Ressourcenverfügbarkeit und organismischen Interaktionen für räumlich-zeitliche Verteilungsmuster von Plankton in Seen zu erforschen. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf die Verteilungsmuster der auftriebsregulierenden Cyanobakterie Planktothrix rubescens im Ammersee und vergleichen die Abundanz von P. rubescens mit der räumlich-zeitlichen Variabilität von abiotischen Umweltbedingungen und von Phyto- und Zooplankton. Die Haupthypothesen sind:

  1. Transport durch Interne Wellen-Bewegungen hat einen erheblichen Einfluss auf die horizontalen Verteilungsmuster von P. rubescens und ebenso auf die Verteilung anderer Phytoplankter und Zooplankton;
  2. Bewegungen in der vertikalen Wassersäule durch Interne Wellen führen zu Fluktuationen in den vertikalen Schichtung von P. rubescens und ändern dadurch ihre Konkurrenzsfähigkeit;
  3. horizontale Unterschiede in den Lebensbedingungen, d.h. eine in der vertikalen begrenzte Wassersäule in Buchten und Ressourcen-Gradienten in der Nähe von Flussmündungen, führen zu langfristigen horizontalen Verteilungsmustern von P. rubescens und anderer Plankter;
  4. toxinreiche Schichten von P. rubescens interferieren mit der vertikalen Migration von Zooplankton. 

Ziel ist es die aufgeworfenen Forschungsfragen durch intensive Feldexperimente, die horizontale und vertikale Muster von Plankton und abiotischen Umweltbedingungen auf zeitlichen Skalen von wenigen Minuten und bis zu einigen Wochen messen, zu beantworten. Räumlich und zeitlich hochauflösende in-situ Messtechniken für Plankton und abiotische Parameter werden mit parallel genommen Wasserproben validiert. Die Verteilung von P. rubescens wird mit unserer neu entwickelten in-situ Messtechnik, die Informationen von optischen und akustischen Instrumenten kombiniert, erfasst. Die Feldexperimente werden mit 3D und 1D Modellansätzen ergänzt. Die zugrunde liegende Intention der Modellierung ist, die Interpretation der Felddaten durch numerische Experimente zu unterstützen. Die einzelnen Simulationen untersuchen die Rückkopplung von physikalischen Störungen, ungleichmäßiger Nährstoffverteilung (z.B. durch Flusseinströmung) oder den Einfluss von flachen Buchten auf horizontale Verteilungsmuster von P. rubescens, und Auswirkungen von unterschiedlichen Tiefen der Wassersäule, Fluktuationen der Lichtintensität durch Interne Wellen und Grazing auf die Schichtung von P. rubescens in der vertikalen Wassersäule.