Mikroalgen bilden als Primärproduzenten eine wichtige Grundlage aquatischer Nahrungsnetze und tragen wesentlich zur Produktivität von Kleingewässern bei. Gleichzeitig können sie durch den Eintrag von Pflanzenschutzmitteln aus der landwirtschaftlichen Nutzung beeinflusst werden. Insbesondere Herbizide können aufgrund ihrer unterschiedlichen Wirkmechanismen die Photosynthese und damit zentrale physiologische Prozesse von Algen beeinträchtigen. Dabei können sich verschiedene Algengruppen in ihrer Empfindlichkeit gegenüber einzelnen Wirkstoffen deutlich unterscheiden.
In einem aktuellen Monitoring wurden Pflanzenschutzmittelbelastungen in Kleingewässern der Agrarlandschaft untersucht. Aufbauend auf diesen Untersuchungen liegen umfangreiche Daten zur Belastung der Gewässer mit verschiedenen Pflanzenschutzmitteln sowie Daten zu unterschiedlichen biologischen Parametern vor. Im Rahmen dieser Abschlussarbeit sollen die vorhandenen Daten erstmals gezielt hinsichtlich der Belastung durch relevante Herbizide und deren möglicher Zusammenhänge mit den Chlorophyllkonzentrationen verschiedener Mikroalgengruppen ausgewertet werden.
Dabei steht insbesondere die Frage im Mittelpunkt, ob sich unterschiedliche Algengruppen in ihrer Reaktion auf die nachgewiesene Herbizidbelastung unterscheiden und welche Bedeutung diese Unterschiede für die Primärproduktion und das aquatische Nahrungsnetz von Kleingewässern haben könnten.
Ziel und Inhalt der Arbeit
Ziel der Arbeit ist es, mögliche Zusammenhänge zwischen der Herbizidbelastung von Kleingewässern und der Chlorophyllkonzentration verschiedener Mikroalgengruppen zu untersuchen und daraus erste Erkenntnisse über die Reaktion der Primärproduzenten auf Pflanzenschutzmittelbelastungen abzuleiten. Die Arbeit ist als datenbasierte Abschlussarbeit angelegt und beinhaltet insbesondere die statistische Auswertung und Visualisierung der vorhandenen Daten mit R.
Mögliche Schwerpunkte der Arbeit sind:
- Einarbeitung in die Literatur zu Pflanzenschutzmittelbelastungen von Kleingewässern sowie zur Bedeutung und Ökologie verschiedener Mikroalgengruppen;
- Aufbereitung und Plausibilitätsprüfung vorhandener Daten zur Pflanzenschutzmittelbelastung und zu den biologischen Parametern;
- Identifikation und Auswahl relevanter Herbizide aus dem vorhandenen Datensatz;
- Charakterisierung der Herbizidbelastung der untersuchten Kleingewässer hinsichtlich Vorkommen, Konzentrationen und gegebenenfalls zeitlicher bzw. räumlicher Muster;
- Analyse der Chlorophyllkonzentrationen verschiedener Mikroalgengruppen und deren räumlicher und zeitlicher Variabilität;
- Untersuchung möglicher Zusammenhänge zwischen der Belastung mit einzelnen Herbiziden bzw. Herbizidgruppen und den Chlorophyllkonzentrationen verschiedener Algengruppen;
- Vergleich der Reaktionsmuster unterschiedlicher Mikroalgengruppen;
- statistische Auswertung und Visualisierung der vorhandenen Daten mit R;
- Einordnung der Ergebnisse hinsichtlich möglicher Auswirkungen auf die Primärproduktion und die Funktion von Kleingewässern als Lebensraum und Bestandteil aquatischer Nahrungsnetze;
- Entwicklung weiterführender Hypothesen und Fragestellungen auf Grundlage der gewonnenen Ergebnisse.
Da die vorhandenen Daten bislang noch nicht systematisch hinsichtlich dieser Fragestellung ausgewertet wurden, bietet die Arbeit einen explorativen Forschungsansatz. Die konkrete Auswahl der Herbizide, Algengruppen und statistischen Verfahren kann im Verlauf der Arbeit auf Grundlage der Datenstruktur und der Ergebnisse weiterentwickelt werden.
Anforderungen an die Kandidat:innen
- Bachelor- oder Masterstudium im Bereich Biologie, Umweltwissenschaften, Ökotoxikologie, Gewässerökologie, Agrarwissenschaften oder einem verwandten Fachgebiet;
- Interesse an aquatischer Ökologie und ökotoxikologischen Fragestellungen;
- Interesse an der Arbeit mit umfangreichen biologischen und chemischen Datensätzen;
- Grundkenntnisse in statistischer Datenauswertung bzw. Bereitschaft, sich in entsprechende Methoden einzuarbeiten;
- idealerweise erste Erfahrungen mit R;
- sorgfältige, strukturierte und selbstständige Arbeitsweise.
Wir bieten
- ein exploratives und wissenschaftlich offenes Thema an der Schnittstelle von Gewässerökologie, Pflanzenschutzmittelmonitoring und Ökotoxikologie;
- die Möglichkeit, einen bislang nicht ausgewerteten Datensatz hinsichtlich einer neuen wissenschaftlichen Fragestellung zu untersuchen;
- die Arbeit mit realen Monitoringdaten aus Kleingewässern der Agrarlandschaft;
- die Möglichkeit, Kenntnisse in der statistischen Datenauswertung und Visualisierung mit R zu vertiefen;
- Einblick in die Bedeutung von Mikroalgen als Primärproduzenten und Grundlage aquatischer Nahrungsnetze;
- enge fachliche Betreuung und Integration in ein interdisziplinäres Forschungsteam.
Beginn der Abschlussarbeit: ab 2027
Bewerbungen mit Lebenslauf und kurzem Motivationsschreiben sind an Dr. Stefan Lorenz (stefan.lorenz@julius-kuehn.de) zu richten.
Bei Fragen zur Arbeit melden Sie sich gerne telefonisch unter: 030 8304 2330.