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- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-768140
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.76814
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 10 July 2025 |
| Referee: | Prof. Dr. Peter Poschlod |
| Date of exam: | 21 May 2025 |
| Institutions: | Biology, Preclinical Medicine > Institut für Pflanzenwissenschaften > Lehrstuhl für Ökologie und Naturschutzbiologie (Prof. Dr. Peter Poschlod) |
| Projects (Historical): | Interreg 293 - historische Landnutzung und ihre Bedeutung für den Schutz bedeutender Arten entlang der Deutsch-Tschechischen Grenze |
| Keywords: | endangered species, eDNA, land use, macrophytes, Myriophyllum alterniflorum, sediment pollution, irrigation meadows |
| Dewey Decimal Classification: | 500 Science > 570 Life sciences 500 Science > 580 Botanical sciences 500 Science > 590 Zoological sciences |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 76814 |
Abstract (English)
Pristine aquatic habitats are increasingly at risk of becoming relics of the past, as anthropogenic impacts continuously degrade freshwater ecosystems. While comprehensive nature conservation efforts have helped to improve the condition of many bodies of water, they have not yet succeeded in sufficiently protecting the particularly sensitive species. This is exemplified by the constitution of the ...
Abstract (English)
Pristine aquatic habitats are increasingly at risk of becoming relics of the past, as anthropogenic impacts continuously degrade freshwater ecosystems. While comprehensive nature conservation efforts have helped to improve the condition of many bodies of water, they have not yet succeeded in sufficiently protecting the particularly sensitive species. This is exemplified by the constitution of the freshwater pearl mussel Margaritifera margaritifera, which serves as an indicator species of oligotrophic freshwater habitats and is currently one of the most endangered species. While the direct impacts of pollution and overexploitation are pervasive in the discourse of pearl mussel protection, a significant aspect of habitat quality is the availability of suitable food resources and the biotic composition of its habitats. This thesis advances beyond the conventional approaches to species conservation by examining the habitat of M. margaritifera and its ecological community through a comprehensive, multifaceted approach.
After providing a general introduction to the scope of this thesis, the first chapter introduces the freshwater pearl mussel M. margaritifera and presents an overview of its conservation status and threats, its biology and ecology, and the current state of knowledge about its habitat and diet.
By analysing historical maps from 1850 onwards, the second chapter analyses the alterations in land utilisation over the past 170 years and their potential consequences for the habitats of the freshwater pearl mussel. It becomes evident that landscape alterations, including the straightening of watercourses, the reduction of wetlands, and the loss of small-scale land use, have been prevalent across the study area, including remote regions where biodiversity conservation efforts are underway. These changes illustrate the extensive impact of land-use practices on freshwater ecosystems.
Further investigation of the indicator species Myriophyllum alterniflorum reveals in the third chapter that the interaction between sediment composition, flow velocity, shading, and water quality, plays a critical role in the species’ survival. Multiple stressors acting simultaneously exacerbate threats to its existence.
The habitat of M. margaritifera and its associated community is examined in the fourth chapter using environmental DNA (eDNA) and joint species distribution models (jSDM). This demonstrates that species assemblages either positively or negatively associate with the freshwater pearl mussel. Additionally, the extent of agricultural land in the catchment has a negative influence on the pearl mussel-associated community. However, biotic interactions have a greater impact on community composition than environmental or spatial variables.
The fifth chapter examines the impact of traditional meadow irrigation practices on the habitat of M. margaritifera. It finds that meadow irrigation not only correlates with the mussel's historical distribution but also enhances water and sediment oxygenation, as well as calcium and organic content of detritus, which in turn facilitates enhanced juvenile mussel growth and survival.
Finally, a general discussion is held on the significance of these results for applied nature conservation. Collectively, they emphasise the intricate nature of conserving pristine aquatic habitats, underscoring the necessity for comprehensive conservation strategies. Environmental metabarcoding can be a part of such strategies, as it represents a promising avenue for advancing ecological understanding, provided that its inherent limitations in practical applications are carefully considered.
Translation of the abstract (German)
Naturnahe aquatische Lebensräume sind zunehmend gefährdet, zu Relikten der Vergangenheit zu werden. Dieser Umstand ist auf die kontinuierliche Verschlechterung der Süßwasserökosysteme durch anthropogene Einflüsse zurückzuführen. Zwar haben umfassende Naturschutzbemühungen dazu beigetragen, den Zustand vieler Gewässer zu verbessern, doch ist es bisher nicht gelungen, die besonders empfindlichen ...
Translation of the abstract (German)
Naturnahe aquatische Lebensräume sind zunehmend gefährdet, zu Relikten der Vergangenheit zu werden. Dieser Umstand ist auf die kontinuierliche Verschlechterung der Süßwasserökosysteme durch anthropogene Einflüsse zurückzuführen. Zwar haben umfassende Naturschutzbemühungen dazu beigetragen, den Zustand vieler Gewässer zu verbessern, doch ist es bisher nicht gelungen, die besonders empfindlichen Arten ausreichend zu schützen. Ein Beispiel für eine solche Art ist die Flussperlmuschel (Margaritifera margaritifera), welche als Indikatorart für oligotrophe Süßwasserlebensräume dient und derzeit zu den am stärksten gefährdeten Arten zählt. Im Diskurs über den Schutz der Flussperlmuschel werden die unmittelbaren Auswirkungen von Umweltverschmutzung und Überfischung vielfach thematisiert. Ein signifikanter Aspekt der Lebensraumqualität ist jedoch auch die Verfügbarkeit geeigneter Nahrungsressourcen und die biotische Zusammensetzung ihrer Lebensräume. Die vorliegende Arbeit geht über die konventionellen Ansätze zum Artenschutz hinaus, indem sie den Lebensraum von M. margaritifera und ihre ökologische Gemeinschaft in einem umfassenden, vielschichtigen Ansatz untersucht.
Nach einer allgemeinen Einführung in das Thema dieser Arbeit wird im ersten Kapitel die Flussperlmuschel M. margaritifera vorgestellt und ein Überblick über ihren Erhaltungszustand und ihre Bedrohungen, ihre Biologie und Ökologie sowie den aktuellen Wissensstand über ihren Lebensraum und ihre Ernährung gegeben.
Im zweiten Kapitel erfolgt eine Analyse historischer Karten ab dem Jahr 1850, um die Veränderungen der Landnutzung über einen Zeitraum von 170 Jahren und ihre potenziellen Folgen für den Lebensraum der Flussperlmuschel zu untersuchen. Es wird deutlich, dass Landschaftsveränderungen, einschließlich der Begradigung von Wasserläufen, der Reduktion von Feuchtgebieten sowie des Verlusts kleinräumiger Landnutzung, im gesamten Untersuchungsgebiet vorherrschend waren. Diese Veränderungen illustrieren die signifikanten Auswirkungen von Landnutzungspraktiken auf Süßwasserökosysteme.
Weitere Untersuchungen an der Indikatorart Myriophyllum alterniflorum zeigen im dritten Kapitel, dass die Wechselwirkung zwischen Sedimentzusammensetzung, Fließgeschwindigkeit, Beschattung und Wasserqualität eine entscheidende Rolle für das Überleben der Art spielt. Die verdeutlicht, dass eine simultane Wirkung mehrerer Stressfaktoren die Bedrohung für die Existenz signifikant erhöht.
Im vierten Kapitel wird der Lebensraum von M. margaritifera und der dazugehörigen Lebensgemeinschaft anhand von Umwelt-DNA (eDNA) und statistischen Artenverteilungsmodellen (jSDM) untersucht. Dabei zeigt sich, dass Artengemeinschaften entweder positiv oder negativ mit der Flussperlmuschel assoziiert sind. Darüber hinaus hat das Ausmaß der landwirtschaftlichen Flächen im Einzugsgebiet einen negativen Einfluss auf die mit der Flussperlmuschel assoziierte Gemeinschaft. Biotische Interaktionen haben jedoch einen größeren Einfluss auf die Zusammensetzung der Gemeinschaft als Umwelt- oder räumliche Variablen.
Im fünften Kapitel werden die Auswirkungen der traditionellen Wiesenbewässerung auf den Lebensraum von M. margaritifera untersucht. Es zeigt, dass die Wiesenbewässerung nicht nur mit der historischen Verbreitung der Muschel korreliert, sondern auch den Sauerstoffgehalt des Wassers und des Sediments sowie den Kalzium- und organischen Gehalt des Detritus erhöht, was wiederum das Wachstum und Überleben der Jungmuscheln erleichtert.
Abschließend wird eine allgemeine Diskussion über die Bedeutung dieser Ergebnisse für den angewandten Naturschutz geführt. Insgesamt unterstreichen sie die Komplexität der Erhaltung naturnaher aquatischer Lebensräume und verdeutlichen die Notwendigkeit umfassender Schutzstrategien. Umwelt-Metabarcoding kann ein Teil solcher Strategien sein, da es einen vielversprechenden Weg darstellt, um das ökologische Verständnis voranzutreiben, vorausgesetzt, seine inhärenten Grenzen in der praktischen Anwendung werden sorgfältig berücksichtigt.
Metadata last modified: 10 Jul 2025 07:57
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