Veränderungen der Unterwasservegetation in oligo-mesotrophen Seen

Characeen sind die typische Unterwasservegetation der meisten oligo-mesotrophen Hartwasserseen und spielen eine entscheidende Rolle für deren Funktion. Trotz des Schutzes durch die Flora-Fauna-Habitat (FFH)-Richtlinie der Europäischen Union sind die Charceen-Ppulationen in vielen europäischen Seen weiterhin rückläufig. Als Hauptursache für den Verlust der Characeen wird eine erhöhte Nährstoffbelastung genannt, die zu einer Verdrängung durch Unterwassergefäßpflanzen führt. Unser mechanistisches Verständnis dieses Prozesses ist jedoch nach wie vor unvollständig. In diesem Projekt untersuchen wir, wie sich die Lichtverfügbarkeit in der Tiefe und die Nährstoffkonzentrationen im Wasser auf das Pflanzen- und Periphytonwachstum, die Stöchiometrie des Pflanzengewebes und den mikrobiellen Abbau der Biomasse von Characeen und Gefäßpflanzen auswirken, und identifizieren so kritische Bedingungen für Verschiebungen zwischen Artendominanz und ihre jeweiligen Auswirkungen auf die Nährstoffimmobilisierung. 

Im Sommer 2024 führten wir im IGB-Seelabor (Nordostdeutschland) zwei aufeinanderfolgende Mesokosmen-Experimente durch. Für das erste Experiment wurden Triebe des Armleuchteralgenart Nitellopsis obtusa und der Gefäßpflanzenart Ceratophyllum demersum 4 Wochen lang in sedimentgefüllten Bechern in 8 Mesokosmen entlang eines Gradienten von Wassertiefe (0,375, 0,75, 1,5, 3 und 6 m) und Nährstoffkonzentrationen von oligo-mesotrophen bis eutrophen Bedingungen ausgesetzt. In denselben Tiefen wurden auch Kunststoffstreifen für das Periphytonwachstum ausgehängt. Nach der Ernte wurde das Pflanzenmaterial verwendet, um den Biomasseverlust als Indikator für die mikrobiellen Zersetzungsraten in einem anschließenden zweiten Experiment über 2 Wochen zu bestimmen. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Leistung der Gefäßpflanzen über einen Gradienten von Licht und Nährstoffen hinweg erhalten bleibt, während die Konkurrenzfähigkeit der Armleuchteralgen mit abnehmender Lichtverfügbarkeit zunimmt. Das Wachstum der Armleuchteralgen wurde jedoch durch die Erhöhung der Nährstoffkonzentrationen, insbesondere Stickstoff, negativ beeinflusst. Kenntnisse über die Anforderungen an Licht und Nährstoffkonzentration für die Dominanz von Armleuchteralgen sind erforderlich und eine entscheidende Voraussetzung, um die richtigen Bedingungen für angemessene Managementmaßnahmen in oligo-mesotrophen Seen zu schaffen.