Abstract (deu)
Metabolismus in Fließgewässern integriert die Produktion und die Respiration von organischem Material auf der Ebene eines Ökosystems. Gelöstes organisches Material (dissolved organic matter, DOM) in aquatischen Lebensräumen ist ein komplexer, extrem diverser Mix aus in-situ produzierten und von terrestrischen Ökosystemen stammenden chemischen Substanzen.
Ich untersuchte Auswirkungen der Landnutzung auf die DOM-Zusammensetzung und Nährstoff- und Kohlenstoffkonzentrationen im Fließgewässer und stellte dies in Bezug zum Metabolismus des gesamten Fließgewässers, d.h. Bruttoprimärproduktion (BPP) und Gesamtrespiration des Ökosystems.
Dafür untersuchte ich 33 Fließgewässer im Norden Österreichs, deren Einzugsgebiete einen Landnutzungsgradienten von landwirtschaftlich und urban geprägten zu bewaldeten und naturnahen Flächen umspannten.
Zur Charakterisierung der DOM-Zusammensetzung wurden Absorptions- und Fluoreszenzindizes, sowie DOM-Komponenten identifiziert durch parallele Faktorenanalyse (PARAFAC), verwendet. Zur Metabolismusberechnung wurde sowohl der 1-Station- als auch 2-Stationen-Ansatz verfolgt, welche beide auf den täglichen Sauerstoffdynamiken im Fließgewässer basieren. Raten der BPP und der Respiration wurden durch Anpassung eines mathematischen Modells an die empirischen Sauerstoffdaten berechnet.
Die DOM-Zusammensetzung, Phosphor-Konzentrationen und Kohlenstoffquantität wurden stark von der Landnutzung beeinflusst. Die DOM-Zusammensetzung und Phosphor-Konzentrationen hatten weiteren Einfluss auf die Respiration. Die DOM-Zusammensetzung wurde nicht von der BPP beeinflusst, welche ihrerseits hauptsächlich von Lichtverfügbarkeit abhängig war.
Diese Studie zeigt deutlich, welche Schlüsselrolle anthropogene Landnutzung in der Kontrolle des Kohlenstoff-Kreislaufes der Binnengewässer einnimmt. Landnutzung wird als die tiefgreifendste vom Menschen verursachte Auswirkung auf die natürlichen Ökosysteme dieser Erde angesehen und Binnengewässer geraten zunehmend als bedeutende Umsatzorte für das klimatisch wirksame Treibhausgas CO2 in den Fokus wissenschaftlicher Betrachtung. In Anbetracht dieser Tatsachen ist es wichtig DOM-Dynamiken sowohl als Kontrollen als auch als Indikatoren von Metabolismus mit Bedacht auf die Landnutzung zu untersuchen, um die Rolle der Binnengewässer in gegenwärtigen Landschaften genauer einordnen zu können.