BayFORKLIM

BAYERISCHER KLIMAFORSCHUNGSVERBUND

U1; Fortsetzung von "UV-B-Wirkungen auf Phytoplankton (1)" UV-B-Wirkungen auf Phytoplankton (2)

Arbeitsfeld:

Ziel der Experimente war die Untersuchung des Einflusses der natürlichen UV-B-Belastung auf Phytoplanktonorganismen in Bayern. Verschiedene Versuche mit Einzelorganismen unter natürlicher bzw. erhöhter UV-B-Belastung wurden durchgeführt sowie der Einfluß der natürlichen Solarstrahlung auf Ökosysteme untersucht. Die Versuche wurden an verschiedenen Höhenstandorten in Bayern durchgeführt, um die natürlichen Strahlungsunterschiede auszunutzen.

Versuche mit einzelnen Organismen, die zum Teil aus Habitaten in Bayern isoliert wurden und zum Teil als Laborkulturen gezogen wurden, zeigten unterschiedliche Empfindlichkeiten gegenüber der natürlichen und künstlichen Strahlungsbelastung.

Die Beweglichkeit der Organismen ist Grundvoraussetzung, um Orte aufzusuchen, an denen für sie günstige Umweltbedingungen herrschen. Zur Orientierung dienen Reize wie Temperatur, Licht, Schwerkraft oder chemische Gradienten. Die Kombination der verschiedenen Experimente im Labor und an Freilandstandorten unterschiedlicher Höhenlagen ermöglicht es, Aussagen über die Schädigung durch bestimmte Strahlungsbereiche zu machen. Untersuchungen der Motilität und Phototaxis der Organismen nach Exposition an natürlicher Solarstrahlung, Untersuchungen zur Zusammensetzung der Schutz- und Schirmpigmente und Sauerstoffmessungen zeigten bei allen Organismen eine erhöhte Sensitivität mit erhöhter Strahlenbelastung. Dabei haben die verschiedenen Organismen unterschiedliche Schwellenwerte und Empfindlichkeitsbereiche, bei denen eine reversible bzw. irreversible Schädigung auftritt. Die unterschiedliche Sensitivität der Organismen kann auf die unterschiedlichen natürlichen Lebensräume und damit die unterschiedlichen natürlichen Lichtverhältnisse zurückgeführt werden. Beobachtungen der Vertikalverteilung des Flagellaten Euglena sanguinea in der Wassersäule zeigte die Ausbildung einer Neustonschicht.

Die Ergebnisse aus den Mesokosmos-Experimenten zeigen, daß der Gehalt an Chlorophyll a und organischem Kohlenstoff in Langzeitversuchen durch die unterschiedliche Strahlungsbehandlung (PAR + UV-A + UV-B bzw. PAR + UV-A bzw. nur PAR) deutlich durch die UV-B-Strahlung beeinflußt wird. Der UV-B-Effekt wurde etwa nach zwei Monaten einer Meßperiode sichtbar und steigerte sich bis zum Ende (4 Monate). Ein Unterschied zwischen den drei Höhenstufen konnte beobachtet werden. Dabei lag die Biomasseproduktion in Erlangen deutlich über der an Wank und Zugspitze. Der Höheneffekt kann nicht eindeutig durch Strahlungsunterschiede begründet werden, da sowohl die verringerte Temperatur in der Höhe als auch die erhöhte Strahlenbelastung zu einer Verringerung der Biomasseproduktion führen. Die Behandlung der Mesoskosmen mit unterschiedlichen Strahlungregimen zeigt deutlich, daß sich UV-B schädigend auf die Mesokosmen auswirkt. Die starke Abnahme der gesamten Strahlung in der Wassersäule führt zu der Vermutung, daß das Phytoplankton dem Lichtstreß durch Wanderung in tiefer gelegene Wasserschichten entgeht, es konnte aber keine entsprechende Vertikal-verteilung beobachtet werden. Weder im Tagesgang wurde eine Akkumulation der Algen in tieferen Schichten gefunden, noch konnten einzelne Organismengruppen in bestimmten Wassertiefen bevorzugt angetroffen werden.

Forschungsbedarf:
bereits abgeschlossen

Gefördert durch:
Bayerisches Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst