Klimawandel und aquatische Biodiversität

Ein mehrphasiges Forschungsprogramm der Eawag und des Schweizer Bundesamtes für Umwelt (BAFU)

Steigende Wassertemperaturen und veränderte hydrologische Bedingungen als Folge des Klimawandels wirken sich zunehmend auf Süsswasser-Ökosysteme aus. Weitere vom Menschen verursachte Stressfaktoren sind unter anderem die chemische Belastung durch Pestizide oder die veränderte Habitatstruktur in Gewässern. Die Auswirkungen multipler Stressoren auf die Biodiversität von Süsswasser-Ökosystemen sind aufgrund der Wechselwirkungen zwischen Stressoren und Arten in aquatischen Nahrungsnetzen schwer vorherzusagen. Ein Verständnis dieser Effekte ist jedoch entscheidend für einen evidenzbasierten Schutz der aquatischen Biodiversität und für die Verwendung von biodiversitätsbasierten Indikatoren in der Gewässerbeurteilung. Mit Unterstützung des Schweizer Bundesamtes für Umwelt (BAFU) geht die Eawag diese Herausforderung mit Modellen, Feldarbeiten und experimentellen Ansätzen an.

Phasen des Forschungsprogramms

Phase 1 – Einfluss des Klimawandels auf die biologische Gewässerbeurteilung (“MSK Stresstest”)

Wirkt sich der Klimawandel heute und in Zukunft auf die Bewertung der Wasserqualität anhand von Bioindikatoren in der Schweiz aus?

Hintergrundinformationen

Wie in vielen anderen Ländern Europas und der Welt, basiert die Bewertung der Qualität von Oberflächengewässern in der Schweiz häufig auf Indizes, die das Vorhandensein oder Fehlen von Indikatortaxa, auch Bioindikatoren genannt, widerspiegeln. Es ist bekannt, dass der durch den Klimawandel verursachte Temperaturanstieg dazu führt, dass sich Arten sowohl nach Norden als auch in grössere Höhen bewegen. Die Verschiebungen von geeigneten Habitaten, die die lokale Zusammensetzung von Lebensgemeinschaften verändern, können unsere Interpretation der biologischen Bewertung von Gewässern beeinflussen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn Bioindikatoren unverhältnismäßig stark von der Erwärmung betroffen sind (Abbildung 1).

Diese vom Schweizer Bundesamt für Umwelt (BAFU) unterstützte Forschungsarbeit liefert für politische Entscheidungsträger notwendige Erkenntnisse über die Anwendbarkeit bioindikatorbasierter Indizes zur Überwachung der Oberflächengewässerqualität im Zeitalter des Klimawandels.

Forschungsziele und Methoden

In Phase 1 des Forschungsprogramms haben wir untersucht, inwieweit biologische Indizes für die Wasserqualität durch die Erwärmung in verschiedenen Klimawandelszenarien in der Schweiz beeinflusst werden (Abbildung 1). Wir nutzten bestehende Daten über das Vorhandensein oder Fehlen von Makroinvertebraten in Fließgewässern, die im Rahmen der Programme Biodiversitätsmonitoring Schweiz (BDM) und Nationale Beobachtung der Oberflächengewässerqualität (NAWA) sowie kantonaler Überwachungsprogramme zwischen 2010 und 2019 erhoben wurden. Innerhalb dieser Datensätze sind die Ephemeroptera, Plecoptera und Trichoptera (EPT) auf Artniveau bestimmt, während die anderen Taxa auf Familienebene bestimmt sind. Wir haben die Artenverteilung modelliert, um die Wärmeaffinität von Makroinvertebraten-Taxa in Schweizer Bächen zu bewerten und dabei den Einfluss anderer Umweltvariablen wie der Fließgeschwindigkeit, dem Einsatz von Insektiziden, der Lebensraumqualität und der Landnutzung zu berücksichtigen. Anschließend simulierten wir die Auswirkungen von Temperaturveränderungen in verschiedenen Szenarien (-1 bis +8 °C) auf die Zusammensetzung der lokalen Lebensgemeinschaften. Wir testeten, ob Temperaturveränderungen allein Auswirkungen auf folgende drei biologische Indizes haben würden: EPT-Artenreichtum, IBCH-Index und SPEARpesticides-Index.

Ergebnisse

Unser Modell sagte für 70 % der Makroinvertebraten-Taxa bei einem Erwärmungsszenario von +2 °C erhöhte Vorkommenswahrscheinlichkeiten voraus. Während ein erhöhter Artenreichtum auch den Wert verschiedener biologischer Indizes potenziell erhöhen würde, deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die drei untersuchten Indizes (EPT-Artenreichtum, IBCH-Index und SPEARpesticides-Index) in den nächsten Jahrzehnten nicht stark von Temperaturveränderungen betroffen sein werden, wenn wir von einem Szenario mit moderater Erwärmung ausgehen (z. B. +2 °C, Abbildung 2). Wir weisen darauf hin, dass der von uns verwendete Ansatz zur Modellierung der Artenverteilung auf einer Reihe von Annahmen beruht: unter anderem unbegrenzte Ausbreitungsbeschränkung, fehlende evolutionäre thermische Anpassung und fehlender Einfluss von Arteninteraktionen. Zudem überschätzt unser Ansatz in leichtem Ausmaß die Indexwerte bei niedrigen Temperaturen und unterschätzt sie bei hohen Temperaturen im Vergleich zu den beobachteten Werten innerhalb des beobachteten Temperaturbereichs. Dies deutet darauf hin, dass das Modell weniger temperaturempfindlich ist als die beobachteten Indexwerte. Trotz dieser Einschränkungen zeigen unsere Ergebnisse, dass die derzeitige Messung der Wasserqualität auch in den kommenden Jahren verlässlich und nützlich sein wird, wenn keine extreme Erwärmung eintritt.

Weitere Einzelheiten können Sie gerne dem in Ecological Indicators veröffentlichten Artikel entnehmen.

Team

Dr. Nele Schuwirth Abteilungsleiterin und Gruppenleiterin Tel. +41 58 765 5528 E-Mail senden

Dr. Imran Khaliq
Wissenschaftler
E-Mail senden
 

Phase 2 – Interaktive Effekte von Erwärmung und anderen Stressfaktoren auf aquatische Nahrungsnetze

Verändert der Klimawandel die Effekte anderer vom Menschen verursachter Stressfaktoren auf aquatische Ökosysteme?

Hintergrundinformationen
Auswirkungen multipler Stressoren auf Süsswasser-Ökosysteme

Im Zuge des globalen Klimawandels werden sowohl steigende Temperaturen als auch häufigere und extremere Wetterereignisse, wie z.B. Hitzewellen, erwartet. Diese klimatischen Veränderungen werden kurz- und langfristige Effekte auf die Biome der Erde haben, einschließlich der Still- und Fliessgewässer. Das Verständnis, wie Süsswasser-Ökosysteme auf höhere Durchschnittstemperaturen und Temperaturextreme reagieren werden, ist noch begrenzt, besonders wenn Wechselwirkungen mit anderen Stressfaktoren auftreten. Zu diesen Stressoren gehören zum Beispiel Einträge aus der Landwirtschaft wie Pestizide, Nährstoffe oder Feinsedimente sowie die strukturelle Verschlechterung der Lebensräume (Abbildung 1). Die Interaktionen zwischen klimawandelbedingten Temperaturveränderungen und anderen durch den Menschen verursachten Stressoren können zu abgeschwächten (antagonistischen) oder verstärkten (synergistischen) statt nur zu additiven Effekten auf Süsswasser-Ökosysteme führen. Für ein tieferes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Stressoren sind daher experimentelle Ansätze erforderlich.

Abbildung 1. Süsswasser-Ökosystem bestehend aus verschiedenen trophischen Ebenen mit Produzenten, Konsumenten und Prädatoren des Nahrungsnetzes. Mit dem Klimawandel zusammenhängende Stressoren wie erhöhte Temperaturen und Hitzewellen (roter Kasten) sowie agrochemische Stressoren wie Pestizide oder Nährstoffe (grauer Kasten) stellen mehrere Stressfaktoren dar welche interaktive Effekte auf Individuen, Populationen und Lebensgemeinschaften haben können (Grafikquelle: Markus Hermann, Eawag).

Experimentelle Forschung mit Mesokosmen

Um die Effekte verschiedener Stressfaktoren auf aquatische Nahrungsnetze zu untersuchen, verwenden wir verschiedene Typen von Mesokosmen als Versuchseinheiten mit unterschiedlich komplexen Lebensgemeinschaften. Dank der an der Eawag vorhandenen Forschungsinfrastruktur zur Erfassung und Manipulation verschiedener Temperaturszenarien werden die Mesokosmen-Experimente in Versuchsteichen (lenitisches Süsswasser-Ökosystem) unterschiedlicher Grösse und in Versuchsrinnen (lotisches Süsswasser-Ökosystem) durchgeführt.

Direkte vs. indirekte isolierte und kombinierte Effekte

Erhöhte Temperaturen und Pestizide können als einzelne oder kombinierte Stressfaktoren direkte Effekte auf Lebensgemeinschaften verschiedener trophischer Ebenen eines Süsswasser-Ökosystems haben (Abbildung 2A-C). Erhöhte Temperaturen können sich auch direkt auf das Verhalten von Pestiziden in der Umwelt auswirken (Abbildung 2D). Direkte negative Effekte von Temperatur und Pestiziden können sich auf eine andere trophische Ebene auswirken (Abbildung 2E, F). Diese Effekte können durch sogenannte Bottom-up-Effekte (Abbildung 2G) oder Top-down-Effekte (Abbildung 2H) zu Kaskadeneffekten im Nahrungsnetz führen. Neben ihren direkten Effekten können Temperaturerhöhung und Pestizide also auch indirekte Effekte durch Interaktionen zwischen den Arten auslösen.

Abbildung 2. Direkte Effekte von Temperaturanstieg und Pestiziden, einzeln und in Kombination, auf die verschiedenen trophischen Ebenen eines Süsswasser-Ökosystems, einschliesslich Produzenten (A), Konsumenten (B) und Prädatoren (C). Erhöhte Temperaturen können das Verhalten eines Pestizids in der Umwelt (D) und damit seine Effekte auf aquatische Biota beeinflussen. Die direkten Effekte von erhöhten Temperaturen und Pestiziden können indirekte Effekte zwischen trophischen Ebenen, einschliesslich benachbarter trophischer Ebenen (E, F) und/oder Kaskadeneffekte über mehrere trophischen Ebenen (G, H) verursachen (Grafikquelle: Markus Hermann, Eawag).

Forschungsziel

In diesem von der Eawag koordinierten und vom Bundesamt für Umwelt (BAFU) unterstützten Projekt untersuchen wir die isolierten und kombinierten Effekte von Stressoren auf verschiedenen trophischen Ebenen in Nahrungsnetzen von Süsswasser-Ökosystemen. Auf diese Weise wollen wir die möglichen negativen Effekte mehrerer Stressoren besser verstehen, vorhersagen und gegebenenfalls mildern, um die aquatische Biodiversität zu erhalten und zu schützen. Das Ziel des Projekts ist es ein besseres Verständnis dafür zu erlangen wie sich multiple Stressoren im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung auf Süsswasserlebensgemeinschaften sowie auf Ökosystem-prozesse und -funktionen auswirken. Da Studien die die zugrundeliegenden Mechanismen der Effekte multipler Stressoren untersuchen selten sind und aus ökologischer Sicht oft vereinfachte experimentelle Ansätze verfolgen, wollen wir in unseren Studien vollfaktorielle Experimente verwenden um Interaktionseffekte zu entschlüsseln. Mit diesem Ansatz lässt sich besser beurteilen wie isolierte und kombinierte Stressoren zu Veränderungen der aquatischen Biodiversität und der Ökosystemeigenschaften beitragen. Unsere neuen Erkenntnisse sind daher von Interesse für umweltpolitische Entscheidungsträger und Gewässermanager, aber auch für die zukünftige Risikobewertung von Chemikalien.
 

Team

Dr. Markus Hermann Scientist and Project Coordinator Tel. +41 58 765 6889 E-Mail senden
Dr. Christian Stamm Stellvertretender Direktor Tel. +41 58 765 5565 E-Mail senden

Phase 3 - Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Fischbewegungsmuster im Schweizer Rhein-Aare Flussnetz

Hintergrund

Im letzten Jahrhundert hat die Schweiz ihre Flüsse zur Stromerzeugung und zum Hochwasserschutz drastisch verbaut. Dies hat zu einer Fragmentierung des Lebensraums und folglich einer Störung der Fischwanderung geführt. Infolgedessen sind zwischen Süßwasser und Meer wandernde Arten wie Lachs und Stör ausgestorben. Barrieren in den Flüssen sind auch für im Süßwasser verbleibende Arten, die im Laufe ihres Lebens jedoch zwischen verschiedenen Lebensräumen umherziehen, problematisch. Kaltwasserarten sind außerdem mit folgenschweren negativen Auswirkungen steigender Temperaturen konfrontiert. Um Energieproduktion und Fischwanderung in einem sich verändernden Klima in Einklang zu bringen, sind Kenntnisse über Routen, den Zeitpunkt der Wanderung und den Zugang zu Kaltwasserzonen bei verschiedenen Flussfischarten erforderlich.

Forschungsfragen & Methodischer Ansatz

In diesem Projekt bauen wir in 4 Phasen ein großflächiges Netz von akustischen Empfängern im Rhein-Aare-Flussnetz auf (s. Abbildung 1). Dazu werden wir 200 akustische Empfänger im Rhein und in der Aare, als auch in den Nebenflüssen Limmat, Reuss, Thur und Saane, aufstellen und rund 900 Fische von 12 verschiedenen Arten mit akustischen Sendern markieren (siehe Tabelle 1). Sowohl die akustischen Sender als auch die Empfänger werden mit Temperatursensoren ausgestattet sein. Jeder Fisch wird außerdem mit einem sogenannten PIT-tag (passive integrated transponder) ausgestattet, die von Sendeantennen aktiviert und erfasst werden. Von jedem markierten Fisch werden wir neben der individuellen Länge und dem Gewicht auch ein kleines Stück Flosse für genetische Analysen zur Bestimmung der Populationsstruktur entnehmen, ein Foto für phänotypische Auswertungen machen, und Schuppen zur Bestimmung des Alters und des vergangenen Wachstums verwenden.

Unsere drei Hauptfragen, die alle von großer Relevanz für die angewandte Praxis sind, lauten (siehe auch Abbildung 2):

  1. Welches sind die art- und populationsspezifischen Migrationsrouten / Bewegungsmuster?
  2. Wann wandern die Fische? - Saisonale und tageszeitliche Muster der stromaufwärts und stromabwärts gerichteten Wanderungen unter dem Einfluss von Wassertemperatur und Abfluss.
  3. Welche Flussabschnitte und Refugien (z.B. Rückstaue/Überschwemmungsgebiete, Seen und Nebenflüsse) sind von besonderer Bedeutung?

Wichtig ist, dass das Hydrophonnetz über die Dauer des Projektes hinweg installiert bleibt und zudem anderen Forschungseinrichtungen, kantonalen Behörden, privaten Beratungsunternehmen und anderen Akteuren zur Verfügung stehen wird. Alle diese Institutionen können Fische mit akustischen Sendern markieren, sie freilassen und ihre Daten von einer zentralen Datenbank abrufen. Das Telemetrie-Netzwerk wird Teil des European Tracking Networks sein, um eine grenzüberschreitende Ortung zu ermöglichen.

Ziel der Forschung

Dieses von der EAWAG mit Unterstützung des Bundesamtes für Umwelt (BAFU) geleitete Projekt läuft von 2024 bis 2028. In dieser Zeitspanne und unter sich ändernden Umweltbedingungen wie ansteigender Wassertemperaturen werden wir die Routen einiger der wichtigsten und gefährdetsten Fischarten und -populationen (basierend auf der genetischen Struktur) ermitteln. Dieses Projekt wird Wissen über großräumige Bewegungsmuster schaffen, welches für Sanierungsmaßnahmen von Wasserkraftanlagen wichtig werden kann. Dieses Projekt wird zudem aufdecken, welche Hindernisse für welche Arten unpassierbar sind und wo der Zugang zu Kaltwasserzonen gewährleistet ist.

Team

Luis Philipp Habersetzer Doktorand Tel. +41 58 765 2258 E-Mail senden
Dr. Sara Süess Wissenschaftliche Assistentin Tel. +41 58 765 2284 E-Mail senden
Nadja Christen Technician Tel. +41 58 765 2142 E-Mail senden

Link zur Projekt Homepage und LinkedIn Outreach post

Projekt Homepage

Team

Dr. Christian Stamm Stellvertretender Direktor Tel. +41 58 765 5565 E-Mail senden
Dr. Benoit Ferrari Oekotoxzentrum Tel. +41 58 765 5373 E-Mail senden
Dr. Ksenia Groh Gruppenleiterin Tel. +41 58 765 5182 E-Mail senden
Dr. Colette vom Berg Abteilungsleiterin Tel. +41 58 765 5535 E-Mail senden
Prof. Dr. Juliane Hollender Senior scientist / Gruppenleiterin Tel. +41 58 765 5493 E-Mail senden
Dr. Cornelia Kienle Oekotoxzentrum Tel. +41 58 765 5563 E-Mail senden
Prof. Dr. Kristin Schirmer Gruppenleiterin und stellv. Abteilungsleiterin Tel. +41 58 765 5266 E-Mail senden
Dr. Nele Schuwirth Abteilungsleiterin und Gruppenleiterin Tel. +41 58 765 5528 E-Mail senden

Publikationen

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         proportion of species that are sensitive to higher temperatures within Ephem
         eroptera, Plecoptera and Trichoptera communities. We calculated this index u
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         m 183 sites for 2018–2023. While all six versions recapitulated a declinin
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          and two different climate change scenarios (i) elevated temperatures (+4 °
         C vs. ambient temperatures) and (ii) reoccurring heatwaves (+0 to 8 °C) may
          cause a decline in insect emergence, we conducted an outdoor mesocosm study
         . Aquatic insect communities were exposed to single and combined stressors,
         while emergence was monitored during a 3-month period. We report significant
          losses in insect biomass and abundance under single and combined treatments
         . The high imidacloprid treatment and elevated temperatures combined caused
         a significant 47% decline in total insect biomass across the insect orders D
         iptera, Ephemeroptera, Coleoptera, Hymenoptera, Hemiptera, Odonata, and Tric
         hoptera. Community structure and population dynamics were significantly affe
         cted, with Diptera and Ephemeroptera being most sensitive to the high and bo
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         antly reduced by the high imidacloprid and heatwave combination. Temperature
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         ose to aquatic insect communities highlight the need for effective climate c
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         ross different trophic levels are scarce and often lack environmental realis
         m. Here, we performed a multiple stressor experiment using outdoor freshwate
         r mesocosms and realistic pond assemblages including microbes, phytoplankton
         , macrophytes, and invertebrates. The effects of the pesticide imidacloprid
         at three dosings (0, 1, 10 μg/L) were examined in combination with three te
         mperature scenarios comprising natural ambient, elevated temperatures (+4 °
         C), and repeated heatwaves (+8 °C). Our results reveal fast imidacloprid di
         ssipation for all temperature treatments with the lowest average dissipation
          half-lives (DT<sub>50</sub>: 6 days) in the heatwave treatment. Imidaclopri
         d induced a series of significant effects on the macroinvertebrate community
          at 10 μg/L across the temperature treatments. Significant declines in abun
         dance appeared throughout the experiment for the most sensitive taxa Cloeon
         dipterum, Caenis sp., Chironomini, and Dero sp., whereas significant imidacl
         oprid effects on Tanytarsini, Chironomus, and Gammarus pulex occurred only a
         fter each dosing. Only Zygoptera showed an imidacloprid-related increase in
         abundance, whereas significantly adverse time-cumulative effects on abundanc
         e occurred for Asellus aquaticus. The zooplankton community showed imidaclop
         rid tolerance (10 μg/L) with increasing abundances of Chydorus sphaericus,
         Acroperus harpae, and Ascomorpha. Heatwaves induced significantly melioratin
         g effects on Dero sp. and adverse effects on Caenis sp., Tanytarsini, G. pul
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         ence of aquatic communities is going to be impacted by recurrent HWs. Here,
         we used data from an outdoor freshwater mesocosm experiment where a semi-nat
         ural phytoplankton community was exposed to three subsequent HWs. The data w
         ere used to test two different hypotheses regarding community and ecosystem
         responses to recurrent perturbations: critical slowing down and rescue. Slow
         ing down would determine a reduction in resilience and eventually a communit
         y or ecosystem collapse, whereas rescue would increase community or ecosyste
         m resilience and maintain stable community and ecosystem properties. The res
         ults of our experiment showed evidence for critical slowing down, but not fo
         r community or ecosystem rescue. The recovery capacity of phytoplankton biom
         ass and dissolved oxygen gradually decreased after the first two HWs and sha
         rply declined after the third one. The decline in these community and ecosys
         tem properties were linked to a significant compositional turnover in the ph
         ytoplankton community. Although we did not find evidence for a transition in
         to an alternative stable state, our results provide insights into how the ov
         erall resilience of a phytoplankton community may decline in the presence of
          recurrent heatwaves. Thus, we highlight the importance of monitoring the sl
         owing down of recovery of aquatic communities experiencing repeated exposure
          to severe perturbations.
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         nbsp;G.&nbsp;M.; Brodersen,&nbsp;J.
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         ologische Gewässerbeurteilung verfälschen. Simulationen zeigen, dass die V
         ielfalt der Wirbellosen tatsächlich zunehmen wird, jedoch auf Kosten kälte
         liebender Arten. Soweit sich das beurteilen lässt, sind die verwendeten Ind
         izes aber robust genug, um ihre Aussagekraft zur Gewässerqualität für die
          nächsten Jahrzehnte zu behalten.
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6 => Snowflake\Publications\Domain\Model\Publicationprototypepersistent entity (uid=33026, pid=124) originalId => protected33026 (integer) authors => protected'Hermann,&nbsp;M.; Polazzo,&nbsp;F.; Cherta,&nbsp;L.; Crettaz-Minaglia,&nbsp;
         M.; García-Astillero,&nbsp;A.; Peeters,&nbsp;E.&nbsp;T.&nbsp;H.&nbsp;M.; Ri
         co,&nbsp;A.; Van den Brink,&nbsp;P.&nbsp;J.
' (195 chars) title => protected'Combined stress of an insecticide and heatwaves or elevated temperature indu
         ce community and food web effects in a Mediterranean freshwater ecosystem
' (149 chars) journal => protected'Water Research' (14 chars) year => protected2024 (integer) volume => protected260 (integer) issue => protected'' (0 chars) startpage => protected'121903 (15 pp.)' (15 chars) otherpage => protected'' (0 chars) categories => protected'climate change; neonicotinoids; multiple stressors; freshwater communities;
         aquatic mesocosms; structural equation modelling
' (124 chars) description => protected'Ongoing global climate change will shift nature towards Anthropocene's unpre
         cedented conditions by increasing average temperatures and the frequency and
          severity of extreme events, such as heatwaves. While such climatic changes
         pose an increased threat for freshwater ecosystems, other stressors like pes
         ticides may interact with warming and lead to unpredictable effects. Studies
          that examine the underpinned mechanisms of multiple stressor effects are sc
         arce and often lack environmental realism. Here, we conducted a multiple str
         essors experiment using outdoor freshwater mesocosms with natural assemblage
         s of macroinvertebrates, zooplankton, phytoplankton, macrophytes, and microb
         es. The effects of the neonicotinoid insecticide imidacloprid (1 µg/L) were
          investigated in combination with three temperature scenarios representing a
         mbient, elevated temperatures (+4 °C), and heatwaves (+0 to 8 °C), the lat
         ter two having similar energy input. We found similar imidacloprid dissipati
         on patterns for all temperature treatments with lowest average dissipation h
         alf-lives under both warming scenarios (DT<sub>50</sub>: 3 days) and highest
          under ambient temperatures (DT<sub>50</sub>: 4 days) throughout the experim
         ent. Amongst all communities, only the zooplankton community was significant
         ly affected by the combined treatments. This community demonstrated low chem
         ical sensitivity with lagged and significant negative imidacloprid effects o
         nly for cyclopoids. Heatwaves caused early and long-lasting significant effe
         cts on the zooplankton community as compared to elevated temperatures, with
         <em>Polyarthra, Daphnia longispina</em>, Lecanidae, and cyclopoids being the
          most negatively affected taxa, whereas <em>Ceriodaphnia</em> and nauplii sh
         owed positive responses to temperature. Community recovery from imidacloprid
          stress was slower under heatwaves, suggesting temperature-enhanced toxicity
         . Finally, microbial and macrofauna litter degradation were significantly en
         hanced by temperature, w...
' (2385 chars) serialnumber => protected'0043-1354' (9 chars) doi => protected'10.1016/j.watres.2024.121903' (28 chars) uid => protected33026 (integer) _localizedUid => protected33026 (integer)modified _languageUid => protectedNULL _versionedUid => protected33026 (integer)modified pid => protected124 (integer)
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         &nbsp;A.; Schuwirth,&nbsp;N.
' (104 chars) title => protected'The effect of water temperature changes on biological water quality assessme
         nt
' (78 chars) journal => protected'Ecological Indicators' (21 chars) year => protected2024 (integer) volume => protected159 (integer) issue => protected'' (0 chars) startpage => protected'111652 (10 pp.)' (15 chars) otherpage => protected'' (0 chars) categories => protected'biological indices; macroinvertebrate species richness; IBCH index; SPEARpes
         cticides index; climate change; water quality assessment
' (132 chars) description => protected'Increasing temperatures caused by anthropogenic climate change are leading t
         o changes in the composition of local communities across biomes. This has im
         plications for ecological assessment methods that rely on macroinvertebrates
          as bioindicators of water quality. To investigate the influence of changing
          water temperature on these assessment methods, we analysed macroinvertebrat
         e data from Swiss national monitoring programs. We used a species distributi
         on model to simulate temperature change effects on macroinvertebrate communi
         ties and estimated the resulting changes on three biological indices commonl
         y used in Switzerland, namely the species richness of Ephemeroptera, Plecopt
         era and Trichoptera (EPT), the Swiss biological (IBCH) index along with its
         components, as well as the species at risk pesticides (SPEAR<sub>pesticides<
         /sub>) index. While results vary by temperature scenario and index, our mode
         l results for the most realistic water temperature increase scenario of + 
         2 °C across most sites in Switzerland suggest no, or only a minor, influen
         ce of temperature (not accounting for other hydrological changes). Our model
          projection predicted only a small increase in the probability of occurrence
          for 70 % of the studied families. The sensitivity to temperature as captur
         ed in our model is generally not very high and varies among the biological i
         ndices: on average across all sites, a + 2 °C increase in temperature re
         sulted in a 7 % increase in EPT species richness, a 4 % increase in the IB
         CH index, and a less than 1 % increase in the SPEAR<sub>pesticides</sub> in
         dex. Our study suggests the robustness of these biological indices to modera
         te warming and points towards the usefulness of these biological indices for
          the next few decades as tools for water quality assessment. Despite some li
         mitations of statistical species distribution models (e.g., not accounting f
         or dispersal limitation or biotic interactions, predictive performance varyi
         ng by taxon), the study ...
' (2280 chars) serialnumber => protected'1470-160X' (9 chars) doi => protected'10.1016/j.ecolind.2024.111652' (29 chars) uid => protected32476 (integer) _localizedUid => protected32476 (integer)modified _languageUid => protectedNULL _versionedUid => protected32476 (integer)modified pid => protected124 (integer)
Khaliq, I.; Narwani, A.; Vorburger, C.; Schuwirth, N. (2025) Documenting climate-driven changes in Swiss macroinvertebrate communities with a 'temperature index': an evaluation of different sources of thermal preference data, Ecological Indicators, 178, 114129 (10 pp.), doi:10.1016/j.ecolind.2025.114129, Institutional Repository
Hermann, M.; Amekor, M. K.; Contrucci, E.; Evarita, A. M.; Peeters, E. T. H. M.; Van den Brink, P. J. (2025) Multiple stressor effects of a neonicotinoid, heatwaves, and elevated temperatures on aquatic insect emergence, Environmental Science and Technology, 59(28), 14226-14238, doi:10.1021/acs.est.5c01498, Institutional Repository
Hermann, M.; Schuijt, L.; Albini, D.; Amekor, M. K.; Belgers, D.; Boerwinkel, M. C.; Evarita, A. M.; Huang, A.; Jackson, M. C.; Peeters, E. T. H. M.; Roessink, I.; van Smeden, J.; Van den Brink, P. J. (2025) Heatwaves, elevated temperature, and insecticide-induced effects at different trophic levels of a freshwater ecosystem, Environmental Research, 277, 121566 (16 pp.), doi:10.1016/j.envres.2025.121566, Institutional Repository
Polazzo, F.; Hermann, M.; Crettaz-Minaglia, M.; Rico, A. (2024) Recurrent heatwaves slow down the recovery of a phytoplankton community, Ecology and Evolution, 14(12), e70539 (14 pp.), doi:10.1002/ece3.70539, Institutional Repository
Süess, S.; Habersetzer, L.; Elings, J.; Bosnjakovic, M.; Christen, N.; Lange, K.; Selz, O.; Yazdanfar, A.; Baktoft, H.; Øystein Gjelland, K.; Reubens, J.; Silva, L. G. M.; Brodersen, J. (2024) Fischwanderung in Zeiten des Klimawandels. Akustische Telemetrie zur Erforschung der Bewegungsmuster Schweizer Flussfische, Aqua & Gas, 104(10), 66-71, Institutional Repository
Vorburger, C.; Khaliq, I.; Chollet Ramampiandra, E.; Narwani, A.; Schuwirth, N. (2024) Biologische Gewässerbeurteilung im Klimawandel, Aqua & Gas, 104(10), 60-65, Institutional Repository
Hermann, M.; Polazzo, F.; Cherta, L.; Crettaz-Minaglia, M.; García-Astillero, A.; Peeters, E. T. H. M.; Rico, A.; Van den Brink, P. J. (2024) Combined stress of an insecticide and heatwaves or elevated temperature induce community and food web effects in a Mediterranean freshwater ecosystem, Water Research, 260, 121903 (15 pp.), doi:10.1016/j.watres.2024.121903, Institutional Repository
Khaliq, I.; Chollet Ramampiandra, E.; Vorburger, C.; Narwani, A.; Schuwirth, N. (2024) The effect of water temperature changes on biological water quality assessment, Ecological Indicators, 159, 111652 (10 pp.), doi:10.1016/j.ecolind.2024.111652, Institutional Repository

Kontakt

Programm Koordinator

Dr. Markus Hermann Scientist and Project Coordinator Tel. +41 58 765 6889 E-Mail senden

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Programm-Leitung

Dr. Christian Stamm Stellvertretender Direktor Tel. +41 58 765 5565 E-Mail senden

Programm-Leitung

Potamos-Fliessrinnen Experiment 2025

MSc Thesis Projekte

Eine Beschreibung der verfügbaren MSc-Projekte ist unter diesem Link verfügbar. Es gibt aber immer zusätzliche Möglichkeiten.

Wenn Interesse an unserer Forschungsarbeit besteht ist es am besten einfach direkt Kontakt aufzunehmen oder auf einen Besuch an der Eawag vorbeizukommen.