Die Schnittstelle zwischen Wasser und Land ist ein spannendes Forschungsgebiet der Umwelt- und Naturwissenschaften: Beide Systeme beeinflussen sich wechselseitig und auch der Mensch hat großen Einfluss auf das Ökosystem. Der Analyse dieses sensiblen Übergangsbereichs hat sich der Forschungsschwerpunkt AufLand verschrieben. 

Ein Team von etwa 43 Wissenschaftlern des Insituts für Integrierte Naturwissenschaften am Campus Koblenz und des Landauer Instituts für Umweltwissenschaften forscht interdisziplinär und campusübergreifend im Projekt AufLand. Uniblog im Gespräch mit seiner Sprecherin Prof. Dr. Gabriele Schaumann.

Worum geht es in den Forschungsprojekten, die im Rahmen von AufLand entstanden sind?

Das zentrale Thema ist Interaktion zwischen Wassersystemen und Landsystemen, insbesondere, wenn sie gestört werden. Diese empfindlichen ökologischen Zonen interessieren uns, weil dort je zwei Systeme aufeinander treffen. Auen sind beispielsweise solche Bereiche. Dort gibt es an Land abwechselnd Überflutungs- und Trockenzeiten, die dazu führen, dass sich die Bedingungen auf dem Land kontinuierlich ändern. Durch diese Dynamik entsteht eine hochsensible Struktur, die gerade hier in Rheinland-Pfalz durch die Nähe zum Rhein enorme Bedeutung hat.

Welche Fragestellungen stehen im Fokus?

Bei dem Thema Land-Wasser-Interaktionen kann man sich verschiedene Fragestellungen anschauen, aber eigentlich beziehen sich viele darauf, wie das Land auf Veränderungen im Wasser reagiert und wie das Wasser auf Veränderungen im Land reagiert. Ein Kernthema ist, wie sich anthropogene, also vom Mensch verursachte Stressoren, auf diese Kopplungsmechanismen auswirken. Stressoren wirken von außen auf das System ein: Das können Schadstoffe oder Nanopartikel sein, aber auch eine Veränderung der Klimabedingungen oder die Begradigung eines Flusses. In unseren Teilprojekten stellen wir dazu verschiedene Untersuchungen an.

Prof. Gabriele Schaumann ist Sprecherin des Forschungsschwerpunkts AufLand und Dekanin des Fachbereichs 7 Natur- und Umweltwissenschaften am Campus Landau.

Was sind das für Teilprojekte und welche Stressoren untersuchen Sie?

Die Projekte, die AufLand fördert, heißen Wässerwiesen, Moscofee, Aquater, Eutrophierung und Soil Genetics. Alle widmen sich unterschiedlichen Fragestellungen. Nehmen wir Moscofee als Beispiel: Hier beschäftigen sich die Wissenschaftler damit, was passiert, wenn Schnakenlarven gezielt mit BTI bekämpft werden. BTI ist ein Eiweiß, das von dem Bacillus thuringiensis israelensis hervorgerufen wird. Angeblich ist es nur für Schnakenlarven giftig, daher sagen die Hersteller, dass es umweltverträglich ist. Im Rheinland wird BTI großflächig versprüht, um die Schnakenplage in Flussnähe zu reduzieren. Die Verwendung findet auch überregional und international statt. Im Projekt Moscofee wird untersucht, wie bioverträglich das Mittel ist und wie es sich auf die Artengemeinschaftsstruktur auswirkt.

Düngen dürfte demnach auch ein typischer Stressor sein, oder?

Das stimmt. Bedingt wird dies durch die landwirtschaftliche Nutzung im Einzugsgebiet von Gewässern. Mit dem Abfluss werden Nährstoffe in Gewässer getragen, was zu einer Überdüngung in Flüssen und Seen führen kann. Das verändert die biologischen Gemeinschaften. Plötzlich entstehen Algenplagen oder Seen kippen um. In Fließgewässersystemen führen diese Überdüngungseffekte nicht unbedingt zur offensichtlichen Algenplage, haben aber vielleicht die Zunahme von bestimmten Fischsorten zur Folge, was das Ökoystem durcheinanderbringt. Wie damit umzugehen ist, lautet eine Fragestellung unseres Teilprojekts Eutrophierung. Die Forscher überlegen, welche Maßnahmen sie ergreifen müssen, und ob es andere Möglichkeiten gibt, als die unerwünschten Fische zu fangen.

Durch AufLand kommen besonders viele internationale Gastwissenschaftler an unseren Campus. Wie wird der Nachwuchs gefördert?

Wir vergeben Fellowships an internationale Gastwissenschaftler, meistens Post-Docs, die uns für eine gewisse Zeit besuchen und mit uns arbeiten. Sie forschen drei bis fünf Monate, bringen ihre Expertise ein und arbeiten an einem Teilprojekt mit. Darüber entstehen wiederum kleinere Unterprojekte, dessen Ergebnisse schließlich publiziert werden. Einerseits dient die Zusammenarbeit dem Forscher direkt, andererseits verhilft es AufLand zu noch mehr Sichtbarkeit auf nationaler und internationaler Ebene. Im Schnitt kommen zwei Gastwissenschaftler pro Jahr, es waren unter anderem bereits Forscher aus Indien, Schweden und der Mongolei in Landau. Seit 2014 haben wir insgesamt sechs Fellowships vergeben.

Gibt es weitere Chancen, als Nachwuchswissenschaftler durch AufLand gefördert zu werden?

Wir vergeben auch Publikationsstipendien für Studierende, die eine sehr gute Abschlussarbeit schreiben oder geschrieben haben und diese publizieren möchten. Von den Publikationsstipendien profitieren meistens die Verfasser einer Master- oder Diplomarbeit aus dem Bereich Umwelt- oder Naturwissenschaften. Wir haben in den letzten drei Jahren etwa neun Stipendien an Studierende vergeben können.

Was sind Ihre Pläne für die Zukunft?

Derzeit befindet sich ein Graduiertenkolleg mit dem Namen SystemLink im Aufbau. Es geht darum, die Systemkopplungen von Wasser und Land mit Hilfe von Modellen genauer zu verstehen. Die Frage, die über allem steht, ist, welche Kopplungsmechanismen wirken: Sind es Top-Down- oder Bottom-Up-Mechanismen? Ein Top-Down-Mechanismus wäre zum Beispiel, wenn der Stressor aus dem Wasser auf Tiere auf dem Land, die weiter oben in der Nahrungskette stehen, wirkt. Nehmen wir noch einmal den Wegfall von Nahrung aus dem Wasser, wie Insektenlarven. Dadurch schrumpft die Spinnenpopulation, die sich von Schnaken ernährt. Und dadurch ändert sich wiederum die gesamte Population, die von den Spinnen beeinflusst wird. Es gibt aber auch bestimmte Bottom-Up-Mechanismen, die von unteren Organisationsebenen nach oben wirken. Zum Beispiel durch invasive Pflanzen wie das japanische Springkraut. Durch sie verliert die Bodenstruktur ihre Vielfalt, weil nur noch ein Wurzelsystem da ist. Somit sind alle Lebewesen aus dem Boden plötzlich anderen Lebensbedingungen ausgesetzt.

Die dreijährige Förderung des Landes Rheinland-Pfalz „Forschungsinitiative III“ läuft zum Jahresende aus. Was wünschen Sie sich für AufLand?

Die Projekte gehen jetzt in die Abschlussphase. Dann müssen wir hoffen, dass wir uns so gut selber tragen, dass aus diesen Initiativen weitere Einzelprojekte hervorgehen. Momentan ist unklar, ob die Förderung so weitergeführt wird wie bis jetzt. Das heißt, wir müssen erstmal davon ausgehen, dass wir durch die etablierten fünf neuen Themen eine so gute Basis in den beteiligten Fachbereichen erwirkt haben, dass daraus in Zukunft weitere Forschungsaktivitäten hervorgehen. Aber natürlich hoffen wir alle auf eine Verlängerung, um die erfolgreiche Zusammenarbeit fortzusetzen und neue Forschungsideen verwirklichen zu können.

Katharina Greb