Großexperimente -Abt. Limnologie Geschichteter Seen

Seeteilungsexperiment "Große Fuchskuhle"
Im Jahre 1986 wurde die 1,5 ha umfassende „Grosse Fuchskuhle“ mit einer Plastikplane unterteilt. Sie reichte bis zum Seegrund, so dass zwei vollständig getrennte Teilbecken entstanden. Ziel war es, in einem Gewässer mit relativ einfachem Nahrungsnetz Regulationsmechanismen in der Organismengemeinschaft zu untersuchen. Durch Installation zweier zusätzlicher Planen konnte der See 1991 in vier, etwa gleichgroße Becken geteilt werden. Seit dem steht ein Experimentalgewässer zur Verfügung, welches die praktischen Vorteile von Enclosure-Anlagen (experimentelle Beeinflussung) mit den komplexen Struktureigenschaften von Seeökosystemen (Einheit von See und Einzuggebiet) vereint. Zunächst wurde ein großes Verbundprojekt bearbeitet, bei dem die Beeinflussung des Nahrungsnetzes durch Top-down Regulation (Veränderungen des Fischbesatzes) im Vordergrund stand. Inzwischen dienen die Becken verschiedensten Forschungsprojekten, die von der DFG, dem BMBF u. a. Drittmittelgebern finanziert werden. Vor allem infolge der unterschiedlichen Zuflüsse huminstoffhaltigen Wassers aus den Teileinzugsgebieten haben sich inzwischen deutlich unterschiedliche Milieubedingungen eingestellt. Sie betreffen vor allem die pH-Werte der jeweiligen Becken und den Gehalt des Wassers an gelöstem organischem Kohlenstoff. Durch diese Konstellation kann das Experimentalgewässer jetzt auch genutzt werden, um klimabedingte Veränderungen des Grundwasserzustroms und der Grundwasserqualität auf die Aktivitäten von Mikroorganismen im Sediment und im Wasser zu untersuchen.

Enclosures: ein “Seeteil“ im See
Teilstücke eines Sees können mit so genannten Enclosures vom umgebenden Gewässer getrennt werden. Im nährstoffreichen (eutrophen) Dagowsee sind vier große Enclosures mit einem Durchmesser von jeweils zehn Metern installiert. Sie reichen von der Wasseroberfläche bis ins Sediment und sind für vielfältige Experimente geeignet. Unter anderem untersuchen Wissenschaftler dort, wie sich unterschiedliche Zustände des planktischen Nahrungsnetzes auf den Stofffluss und mikrobielle Prozesse im Sediment auswirken. Darüber hinaus wurden Studien zur Wirksamkeit verschiedener chemischer Fällmittel bei der Restaurierung von Seen durchgeführt.

Ganzseeexperimente Stechlinsee
Ein umfangreiches, ursprünglich nicht aus wissenschaftlichen Gründen initiiertes Ganzsee-Experiment, war die Einleitung von erwärmtem Kühlwasser aus dem Kernkraftwerk Rheinsberg in den Stechlinsee. Hier konnte der ökologische „Istzustand“ vor Inbetriebnahme und damit vor einer Temperaturerhöhung dokumentiert und mit anderen Seen des Gebietes verglichen werden. In den KKW-Betriebsjahren von 1966 – 1990 wurden die Veränderungen in einem umfangreichen Mess- und Untersuchungsprogramm festgehalten. Nach Einstellung der Wärmezufuhr eröffnete sich die einzigartige Möglichkeit, Langzeitwirkungen der Belastung zu untersuchen. Neuerliche Veränderungen der Wasserqualität zeigen den Einfluss klimatischer Veränderungen auf die Struktur und Funktion des Ökosystems. Neben den regelmäßig durchgeführten Probeentnahmen sind im Stechlinsee auch automatisch registrierende Sonden installiert, die vor allem der zeitlich und räumlich hochauflösenden Erfassung von physikalischen und chemischen Merkmalen dienen.

Schmaler Luzin
Wissenschaftler der Abteilung haben eine Methode entwickelt, mithilfe deren die Nährstoffkonzentration eines Gewässers in kurzer Zeit verringert werden kann. Dabei verstärken sie einen natürlichen Prozess – die Calzitfällung. Steigt in einem See mit hoher Wasserhärte der pH-Wert, wie beispielsweise während einer Algenblüte, bilden sich Calzitkristalle. Der für die Seerestaurierung hilfreiche Effekt besteht darin, dass Nährstoffe, vor allem Phosphor, gebunden, durch Sedimentation aus dem Wasser entfernt und am Seegrund abgelagert werden. Die daraus entwickelte Ökotechnologie “Induzierte Calzitfällung“ hatte vor allem das Ziel, diesen Prozess zu intensivieren, um damit einen natürlichen Schutzmechanismus von Hartwasserseen gegen Eutrophierung zu unterstützen. Die eigens für dieses Ganzseeexperiment hergestellte Anlage wurde über mehrere Jahre im Carwitzer Becken und Mittelbecken des Schmalen Luzin bei Feldberg eingesetzt. Durch die Injektion und Verteilung von Kalkmilch gekoppelt mit einer Belüftung des Tiefenwassers konnte eine Calzitfällung induziert werden. Die Fällung von Nährstoffen führte zu einer deutlichen Reduzierung des Nährstoffvorrates im Wasserkörper und damit zur nachhaltigen Verbesserung der Wasserqualität.

Tiefwarensee
Die Erfahrungen beim Betrieb der Tiefenwasserbelüftungsanlage im Schmalen Luzin konnten in einem weiteren Ganzseeexperiment genutzt werden. Die Chemie des Verfahrens wurde jedoch verändert. Im Tiefwarensee bei Waren/Müritz wurden im Wechsel Kalkmilch und aluminiumhaltige Fällmittel in das Wasser eingebracht, um Pflanzennährstoffe, vor allem Phosphor, aus dem Wasser zu entfernen. Auch hier verbesserte sich die Wasserqualität deutlich und in kurzer Zeit.

Feldberger Haussee
In gleicher Absicht, jedoch mit einer anderen Technologie der Zugabe von Fällmitteln wird ab 2011 der Feldberger Haussee behandelt. Hier soll Aluminiumchlorid auf der Seeoberfläche verteilt werden, um die Nährstoffe aus dem Wasser zu entfernen. Damit stehen sie dem Phytoplankton nicht mehr zur Verfügung. Wenn dessen Menge zurückgeht, verbessert sich die Wasserqualität des Sees. Am deutlichsten sichtbares Merkmal ist die zunehmende Klarheit des Wassers.