Ökosysteme

Wasserökosysteme besser verstehen und schützen

Gewässer sind für den Menschen viel mehr als nur Trinkwasserlieferanten. Sie kühlen unsere Städte und schützen vor Hochwasser, dienen der Energieproduktion, der Fischerei und der Schifffahrt und sind uns ein wertvoller Erholungsraum. Für die Natur sind sie von ebenso grosser Bedeutung. Unsere Aktivitäten setzen Flüsse, Seen und Grundwasser jedoch unter Druck. Die Eawag trägt mit ihrer Forschung zu einem besseren Verständnis, einem nachhaltigen Management und einem besseren Schutz von Wasserökosystemen bei.

Komplexer Lebensraum

Wasserökosysteme sind durch bestimmte chemische und physikalische Eigenschaften geprägt. Ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Faktoren wie Wassertemperatur, Strömungsverhältnisse, Sauerstoff- und Nährstoffgehalt oder pH beeinflussen die Prozesse und das Leben im Gewässer. Die Eawag untersucht die Folgen von Schadstoffeinträgen, verstärkter Wasserkraftnutzung, Verbauungen und menschengemachtem Klimawandel auf die natürlichen Verhältnisse und Kreisläufe in Gewässerökosystemen.

Verstehen, wie Lebensgemeinschaften reagieren

Nicht nur Fische, Krebse und Muscheln sind in Gewässern zuhause. Auch viele Vögel, einige Säugetiere und zahlreiche Insekten, die das Larvenstadium im Wasser verbringen, besiedeln diesen Lebensraum. Sie sind Teil eines Nahrungsnetzes, das weit über das Gewässer hinausgeht. Die Biodiversität in Gewässerökosystemen ist daher von grosser Bedeutung – und sie ist gefährdet. Die Eawag erforscht, welchen Einfluss invasive Arten wie die Quaggamuschel, Schadstoffe wie Pestizide oder Medikamente und andere Umwelt-Stressoren auf die Lebensgemeinschaften am und im Wasser haben.

Von der Messung bis zur Wirkungskontrolle

Um sie besser schützen zu können, braucht es in erster Linie zuverlässige Daten zu Wasserökosystemen. Die Eawag entwickelt und erprobt verschiedene Methoden zur Erhebung des Gewässerzustands und des Lebens in Gewässern. Dabei kommen etwa Satellitendaten, Umwelt-DNA, eine Versuchsteichanlage und diverse Messinstrumenten zum Einsatz. Die Messdaten dienen als Grundlage für Modelle, mit denen die künftige Entwicklung von Wasserökosystemen abgeschätzt werden kann. Die Erkenntnisse fliessen in Konzepte für die nachhaltige Gewässerbewirtschaftung oder Flussrevitalisierungen ein und dienen darüberhinaus der Wirkungskontrolle bestehender Massnahmen.

Forschungsprojekte

Monitoring-Studien mit aquatischen Invertebraten zeigen, dass die Gewebekonzentrationen vieler Schadstoffe wesentlich höher sind als anhand von Modellen...
Wie untersucht man die räumliche Variabilität in Seen?
Warum blühen giftige Cyanbakterien? ...
Eine neue multidisziplinäre Forschungsplattform für den Genfersee
Es ist ein grosses Ziel, besser zu verstehen, wie mikrobielle Gemeinschaften funktionieren, wie Mikroben miteinander interagieren und wie diese Interaktionen die Funktionen der Gemeinschaft bestimmen.
Sauerstoffisotope in Phosphat
Das Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Bewirtschaftung von Wassereinzugsgebieten in schweizer Berggebieten und zielt darauf ab, die Resilienz von Bergökosystemen zu erhöhen.
Ein Projekt zur Überwachung der Quaggamuschel-Ausbreitung in Schweizer Seen und Unterstützung von Präventions- und Schutzmassnahmen in der Schweiz

Netzwerk

Wir arbeiten schweizweit mit verschiedenen Partnern zusammen.

Die Abteilung Wasser des BAFU ist zuständig für den Schutz des Oberflächen-, Grund- und Trinkwassers.

Bundesamt für Umwelt (BAFU)

Expertinnen und Experten

Dr. Marco Baity Jesi
  • Modellierung
  • Analytische Methoden
  • Maschinelles Lernen
  • Datenwissenschaft
Dr. Helmut Buergmann
  • Antibiotikaresistenz
  • Bakterienplankton
  • Mikrobiologie
  • Nährstoffe
  • Oberflächengewässer
Prof. Damien Bouffard
  • Oberflächengewässer
  • Modellierung
  • Feldstudien
Dr. Philine Feulner
  • Evolution
  • Fische
  • Genetik
  • Vergleichende Genomik
Dr. David Janssen
  • anorganische Verunreinigungen
  • Chemie
  • Metalle
  • Nährstoffe
  • Biogeochemie
Prof. Dr. Joaquin Jimenez-Martinez
  • Grundwasser
  • Hydrogeologie
  • Modellierung
  • Poröse und zerklüftete Materialien
  • Transport von Schadstoffen
Dr. David Johnson
  • Biodiversität
  • Mikrobiologie
  • Ökologie
  • Evolutionsökologie
  • Evolution
Dr. Blake Matthews
  • Biodiversität
  • Plankton
  • Evolution
  • Ökosysteme
Dr. Carlos Melian
  • Biodiversität
  • Modellierung
  • Ökologie
Dr. Helen Moor
  • Ökologie
  • Modellierung
  • Biodiversität
  • Feuchtgebiete
Dr. Anita Julianne Tricia Narwani
  • Genetik
  • Ökologie
  • Plankton
Dr. Daniel Odermatt
  • Monitoring
  • Oberflächengewässer
  • Spektroskopische Methoden
  • Erdbeobachtung
  • Fernerkundung
Dr. Francesco Pomati
  • Algen
  • Biodiversität
  • Ökologie
  • Plankton
  • Ökotoxikologie
Dr. Nora Richter
  • Biomarker
  • Biogeochemie
  • Sedimente
  • Chromatographie
  • Oberflächengewässer
Prof. Dr. Oliver Schilling
  • Grundwasser
  • Modellierung
  • Edelgase
  • Landwirtschaft
  • Durchflusszytometrie
Dr. Martin Schmid
  • Modellierung
  • Oberflächengewässer
  • Wasserkraft
  • Klimaveränderung
  • See-Management
Prof. Dr. Carsten Schubert
  • Isotope
  • Oberflächengewässer
Dr. Olga Schubert
  • Mikrobielle Ökologie
  • Biogeochemie
  • Proteomik
  • Biomarker
  • Mikrofluidik
Dr. Nele Schuwirth
  • Aquatische Ökologie
  • Entscheidungsanalyse
  • Modellierung
  • Multiple Stressoren
  • Transdisziplinäre Forschung
Prof. Dr. Ole Seehausen
  • Fische
  • Genetik
  • Ökologie
  • Evolution
PD Dr. Piet Spaak
  • Plankton
  • Sedimente
Dr. Barbora Trubenová
  • Transdisziplinäre Forschung
  • Umweltveränderung
  • Arzneimittelresistenz
Dr. Cornelia Twining
  • Ökologie
  • Evolution
  • Klimaveränderung
  • Flüsse
  • Fettsäuren
Dr. Colette vom Berg
  • Fische
  • Molekulare Ökotoxikologie
Dr. Alexandra Anh-Thu Weber
  • Evolution
  • Genetik
  • Ökologie
  • Umweltveränderung
  • Vergleichende Genomik

Wissenschaftliche Publikationen

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         . S.; Paoli, L.; Schwartzman, J.; Stocker, R.; Basler,&n
         bsp;M.; Schubert, O. T.; Ackermann, M.; Magnabosco, C.;
         D’Souza, G. G.
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         vered that bacteria can overcome this limitation by acquiring nutrients by l
         ysing neighboring cells through contact-dependent antagonism. Using single-c
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         type VI secretion system (T6SS) lysed neighboring cells and thus provided nu
         trients from lysing cells for growth. Genomic adaptations in antagonists, ch
         aracterized by a reduced metabolic gene repertoire, and the previously unexp
         lored distribution of the T6SS across bacterial taxa in natural environments
          suggest that bacterial antagonism may contribute to nutrient transfer withi
         n microbial communities in many ecosystems.
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         Southern Ocean
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         atmosphere urgently needs to be mitigated. This is possible if phytoplankton
          biomass is increased in the ocean, as this will remove additional atmospher
         ic CO<sub>2</sub>. In the Southern Ocean, Fe is a well-known growth-limiting
          element, but the role of the other micronutrients remains very unclear. Our
          aim is to describe the evolution of each nutrient in the Southern Ocean thr
         oughout the year and to identify nutrients that limit phytoplankton growth.
         Therefore, we created a model that calculates nutrient consumption rates and
          available nutrient pools, fueled by deep winter mixing and diapycnal supply
         . Annual consumed nutrient amounts are smaller than their labile dissolved p
         ools, but this is not true for limiting elements Fe and Co (from the sub-Ant
         arctic zone [SAZ] to the Antarctic zone [AZ]) and Zn and Si (only in the SAZ
         ). Since we found several limiting elements, fertilization with multiple nut
         rients would be required to promote large-scale carbon capture.
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         ; Bruder,&nbsp;A.; Ferreira,&nbsp;V.
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         trital food webs
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         decomposition; deforestation; detritivores; detritus; meta-analysis; shredde
         rs; stream biodiversity
' (175 chars) description => protected'Anthropogenic land-cover changes are among the most pressing global threats
         to both aquatic and terrestrial ecosystems, jeopardizing biodiversity and th
         e critical connections between these systems. Resource flows and trophic int
         eractions intricately link aquatic and terrestrial ecosystems, with terrestr
         ial-derived detritus playing a fundamental role in supporting aquatic food w
         ebs. These detrital inputs form essential cross-ecosystem linkages, underpin
         ning key ecological processes and providing vital resources for aquatic comm
         unities. Yet, little research has focused on how land-cover changes cascade
         across this linkage. To better understand how land-cover changes in the wate
         rshed influence freshwater detrital food webs, we conducted a meta-analysis
         of field studies reporting the effects of vegetation changes on freshwater d
         etrital consumers and organic matter decomposition. The results from 144 stu
         dies, reporting 1235 comparisons, showed that, overall, land-cover changes i
         n the watershed vegetation, especially through harvest and land-use conversi
         on, have negative effects on aquatic biodiversity and ecosystem processes. T
         hese vegetation changes reduced diversity, abundance, and biomass across mul
         tiple trophic levels in freshwater detrital food webs. Studies examining mul
         tiple organism groups most often observed negative responses across multiple
          trophic levels, suggesting that these land-cover changes negatively affecte
         d multiple detrital food-web components simultaneously. Our results also sho
         w that outcomes of restoration of watershed vegetation were context-dependen
         t, and no clear trend of improvement was visible. Therefore, conservation of
          natural riparian and catchment vegetation is key to maintaining freshwater
         ecosystem processes and aquatic biodiversity worldwide, and more efficient a
         nd evidence-based restoration measures are urgently needed. As our global sy
         nthesis shows that direct human-induced alterations of vegetation in watersh
         eds have significant neg...
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Stubbusch, A. K. M.; Peaudecerf, F. J.; Lee, K. S.; Paoli, L.; Schwartzman, J.; Stocker, R.; Basler, M.; Schubert, O. T.; Ackermann, M.; Magnabosco, C.; D’Souza, G. G. (2025) Antagonism as a foraging strategy in microbial communities, Science, 388(6752), 1214-1217, doi:10.1126/science.adr8286, Institutional Repository
Baeyens, W.; Gao, Y.; Janssen, D. J.; Bowie, A. R.; Zhou, C.; Fan, G. (2025) Prevalence of multi-micronutrient limitation of phytoplankton growth in the Southern Ocean, One Earth, 8(9), 101354 (10 pp.), doi:10.1016/j.oneear.2025.101354, Institutional Repository
Oester, R.; Keck, F.; Moretti, M. S.; Altermatt, F.; Bruder, A.; Ferreira, V. (2025) A global synthesis on land-cover changes in watersheds shaping freshwater detrital food webs, Global Change Biology, 31(8), e70380 (21 pp.), doi:10.1111/gcb.70380, Institutional Repository

Titelbild: Eawag-Forscherinnen Anita Narwani, Marta Reyes and Joey Bernhardt entnehmen Wasserproben aus einem der Teiche der Versuchsteichanlage der Eawag (Foto: Thomas Klaper).