Open Access

Friederike Wieth

• Algae as primary producers are highly important in aquatic ecosystems and provide a variety of environmental and anthropogenic services. In small lotic ecosystems in agriculturally influenced landscapes, algae are often the main constituent of the base of the food web and they contribute considerably to biodiversity. Within these small lotic ecosystems, algae are influenced by both natural stressors, such as flow regime and dry-out events, and anthropogenic factors. Agricultural practices especially influence algal communities by introducing plant protection products (PPP) and fertilizers into the water. The impacts of these exposures and how they affect planktonic algae in particular are not yet well studied in small lotic ecosystems. However, the protection of algae as primary producers is of high relevance and was thus included in official biomonitoring programs such as the European Water Framework Directive (WFD) or in risk assessment of e.g. PPPs. Hence, this thesis addresses this knowledge gap and links new information on algal communities in small lotic ecosystems with biomonitoring and risk assessment. Data was gathered from small ditches and streams in central Germany as well as from laboratory algal assays. A technique to rapidly classify and quantify planktonic and benthic algae based on their photopigment concentration (measured via delayed fluorescence - DF) in ecological and ecotoxicological studies was assessed, both in the laboratory and in the field. This research provides insight into planktonic and benthic algal communities in small streams and ditches in order to improve management and protection strategies in the face of increased agricultural chemical input. ...
• Als Primärproduzenten stellen Algen ein wichtiges Glied in aquatischen Nahrungsketten dar und übernehmen wichtige ökosystemare Funktionen. So sind sie unter anderem an Stoffkreisläufen beteiligt. Insbesondere in kleinen lotischen Ökosystemen in landwirtschaftlich intensiv genutzten Regionen stellen Algen eine primäre Nahrungsgrundlage für Organismen höherer trophischer Ebenen dar. Da sie stark zur Biodiversität innerhalb dieser Ökosysteme beitragen, sind Algen von besonderer Bedeutung und schützenswert. Algen unterliegen jedoch in diesen kleinen Fließgewässern starken Einflüssen. Diese können natürlichen (z.B. variierender Abfluss oder Austrocknung) oder anthropogenen Ursprungs sein. Insbesondere anthropogene Einflüsse, wie die landwirtschaftliche Nutzung, stellen eine starke Störgröße dar. Hier ist besonders der Eintrag von Pflanzenschutzmitteln (PSM) und Düngemitteln zu nennen. Durch Drainagen, Oberflächenabfluss oder Sprühverwehungen gelangen diese Stoffe in Oberflächengewässer. Die Auswirkungen dieser Störgrößen auf die Algengemeinschaft, insbesondere auf die Phytoplanktongemeinschaft, sind für kleine Oberflächengewässer noch nicht ausreichend untersucht. Da allerdings kleine Oberflächengewässer (z.B. Abwassergräben und kleine Bäche) in vielen Regionen die dominierenden Oberflächengewässer sind und somit einen Großteil der Ökosystemfunktionen und der Biodiversität gewährleisten, sollte ihr Schutz ein wichtiges Ziel sein. Deshalb sind Algen als Primärproduzenten in offiziellen Biomonitoringprogrammen, wie in der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) und beim Risikomanagement von z.B. PSM, ein wichtiger Bestandteil und werden regelmäßig untersucht. Diese Untersuchungen beschränken sich bevorzugt auf größere Fließgewässer und benthische Algen (im Biomonitoring) und für diese Gewässer weniger relevanten/dominanten Arten (im Risikomanagement). ...