Fluss- und Auenökologie

Das Rhein-Main-Gebiet gehört zu den am dichtesten besiedelten Regionen Europas. Eine Folge der damit einhergehenden intensiven menschlichen Nutzung ist ein deutlicher Rückgang bzw. das Verschwinden vieler Tier- und Pflanzenarten sowie ganzer Lebensräume. Dieser sogenannte Biodiversitätsverlust ist eines der drängendsten Umweltprobleme unserer Zeit. Jedoch fehlt uns bis heute ein hinreichendes Verständnis für die komplexen Wechselwirkungen von menschlicher Landnutzung und biologischer Vielfalt. Im Rhein-Main-Observatorium (RMO) wird darum mit intensiven Langzeituntersuchungen untersucht, wie Landnutzungswandel, Klimawandel sowie die Fragmentierung unserer Landschaft die biologische Vielfalt beeinflussen. Dazu werden im RMO die Tier- und Pflanzenwelt sowie verschiedene geographische, physikalische, hydrologische und chemische Umweltvariablen erfasst. Durch die langfristig angelegte Beobachtung und den großflächigen Ansatz können weitreichende Rückschlüsse auf die Ursachen von Veränderungen in der Biodiversität gezogen werden. Dies wiederum ermöglicht die Abschätzung künftiger nutzungs- oder klimabedingter Änderungen auf die Biodiversität, und es können Empfehlungen zum Schutz gefährdeter Arten und Lebensräume abgeleitet werden. Mit den umfangreichen zur Verfügung stehenden Datensätzen, seiner günstigen Lage und der hervorragend ausgestatteten Forschungsstation in Gelnhausen ist das Rhein-Main-Observatorium eine moderne Plattform für Biodiversitätsforschung in Europa.

Das Rhein-Main-Observatorium (RMO) umfasst das 1058 km² Einzugsgebiet der Kinzig (Main), das zwischen Vogelsberg, Spessart und Rhön gelegen ist. Insgesamt 86 km lang, mündet die Kinzig in Hanau in den Main. Das RMO umfasst sowohl dicht besiedelte Bereiche am Rande des Rhein-Main-Ballungsgebiets als auch sehr naturnahe Landschaften. Dadurch entsteht ein sehr vielfältiges Mosaik aus sehr unterschiedlichen Landnutzungsformen und -intensitäten, das von verdichteten Innenstädten über Industriegebiete, intensiv und extensiv genutzte Landwirtschaftsflächen, Forsten bis hin zu naturnahen Wäldern reicht. Die Biodiversitätsmuster und ökologischen Prozesse in solchen komplexen, fragmentierten Landschaften sind bisher kaum untersucht. Das RMO ist intensiv instrumentiert und biologische Proben werden in hoher räumlicher und zeitlicher Dichte genommen.

Verfügbare Daten

Eine breite Vielfalt von biotischen und abiotischen Daten stehen zur Verfügung.

Links/Downloads:

• Übersicht der im RMO erhobenen Daten
• Rhein-Main-Observatorium KMZ
• Artendatenbank RMO

DEIMS (Drupal Ecological Information System)

Umfangreiche Metadaten zu den einzelnen Datensätzen stehen über die LTER-Europe Datenbank DEIMS oder über die LTER-D Datenbank MoMo zur Verfügung. Haben sie Interesse an der Nutzung unserer Daten für Ihre eigene Forschung, dann kontaktieren sie uns.

eLTER H2020

Das eLTER H2020 (European Long-Term Ecosystem and Socio-Ecological Research) Projekt beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit dem Aufbau, der Entwicklung und Optimierung eines europaweit operierenden Netzwerkes zur Untersuchung wissenschaftlicher Fragenstellungen im Rahmen ökologischer Langzeituntersuchungen. Neben der Berücksichtigung gesellschaftlicher Aspekte ist die Identifikation der Bedürfnisse der Nutzer für die Forschungsinfrastruktur zur Schaffung eines kosteneffizienten paneuropäischen Netzwerks prioritär. Die konzeptionelle Umsetzung der geplanten Infrastruktur und die Integration von Daten für den virtuellen Zugang zählen zu den wichtigsten Aufgaben. Das eLTER Projekt unterhält enge Kooperationen mit dem LTER–Europe und dem europäischen Critical Zone Observatory (CZO) Netzwerk. Insgesamt stehen 162 Langzeit-Untersuchungsflächen aus 22 Ländern aus ganz Europa einschließlich der dazu gehörenden Datensätze für wissenschaftliche Untersuchungen langfristiger Trends zur Verfügung.

Projektlaufzeit: Juni 2015 bis Mai 2019

EU BON

Die Bereitstellung qualitativ hochwertiger Umweltdaten ist von entscheidender Bedeutung für die fundierte Beschreibung ökologischer Prozesse, Trends und Szenarien. Ziel des Projektes EU- BON (Building the European Biodiversity Observation Network) ist es, ein Konzept zur Integration sämtlicher ökologischer Umweltdaten (von biologischen Daten bis hin zu Fernerkundungs-Daten) zu erstellen. Das Projekt ist integraler Bestandteil von  GEO BON (Group on Earth Observation’s Biodiversity Observation Network) und strebt an, durch die Optimierung technologischer Prozesse und Infrastrukturen, die Bereitstellung und den Zugang zu aktuellen Umweltdaten zu verbessern.

Projektlaufzeit: Dezember 2012 – Mai 2017

EnvEurope

EnvEurope wurde in Reaktion auf die Herausforderungen der Ökosystem-Langzeitforschung im Rahmen des europäischen Netzwerkes Long-Term Ecosystem Research in Europe site network (LTER-Europe) initiiert Das Projekt nimmt eine zentrale Rolle im konzeptionellen und operationellen Kontext gemeinsamer Umweltinformationssysteme ein (SEIS) und trägt des Weiteren zur Entwicklung einiger Komponenten für das Global Monitoring for Environment and Security (GMES)http://www.enveurope.eu/)

Projektlaufzeit: Januar 2010 bis Dezember 2013

Konzeption und Einrichtung des Rhein-Main-Observatoriums

Im Jahr 2007 wurde das RMO als Langzeit-Forschungsstandort etabliert. Gefördert von der „Stiftung Flughafen Frankfurt/Main für die Region“ verfolgte das Projekt die nachfolgenden Ziele:

Einrichtung einer wissenschaftlichen Langzeit-Untersuchungsfläche innerhalb eines europäischen Ballungsraumes. Die Langzeit-Untersuchungsfläche ist vergleichbar mit äquivalenten Flächen aus Deutschland und dem nord-amerikanischen Raum. Untersuchungen innerhalb des RMO ermöglichen somit Auswertungen und Vergleiche auf nationaler und internationaler Ebene.
Untersuchung von Prozessen und Zusammenhängen zwischen Biodiversität und Veränderungen der Landnutzung und/oder anderen Umweltvariablen
Auf der Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse können mittel- und langfristige Entwicklungen für Flora und Fauna vorhergesagt werden
Die wissenschaftlich-fundierten Ergebnisse können wertvolle Hilfestellungen zur effizienten Konzipierung und Umsetzung von Maßnahmen leisten und den Schutz gefährdeter Tiere, Pflanzen und Lebensräume unterstützen.

Projektlaufzeit: Mai 2007 bis April 2010

Deutscher Wetterdienst (DWD)

Wetterdaten werden vom Deutschen Wetterdienst bereitgestellt. Die Daten werden seit 1931 kontinuierlich gesammelt und sind für 5 meteorologische Stationen im Rhein-Main-Observatorium verfügbar.

Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG)

Das HLNUG ist eine technisch-wissenschaftliche Umweltbehörde im Geschäftsbereich des Hessischen Ministeriums für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz. Aufgabe des HLNUG ist unter anderem, die hessenweite Sammlung, Aufbereitung und Analyse unterschiedlicher abiotischer und biotischer Daten. In diesem Zusammenhang erhebt das HLNUG auch biologische Daten zu verschiedenen Tier- und Pflanzengruppen sowie abiotische Daten zu Hydrologie, Bodenkunde, Klima, Gewässer- und Grundwasserchemie an verschiedenen Standorten im Rhein-Main-Observatorium.

Publikationen

Mayombo, N.A.S., Dani, M., Kloster, M., Vidakovic, D., Buchner D., Burfeid-Castellanos, A.M. & Beszteri, B.  (2024). Assessment of microphytobenthos communities in the Kinzig catchment using photosynthesis-related traits, digital light microscopy and 18S-V9 amplicon sequencing. Frontiers in Ecology and Evolution 12: 1422925.

Zajicek, P., Welti, E., Baker, N., Januschke, K., Brauner, O. & Haase, P. (2021). No changes in ground beetle taxonomic and functional diversity, but in activity density in response to global change drivers across 40 sites in Germany over the last two decades. Scientific Reports: 17468.

Leese, F., Sander, M., Buchner, D., Elbrecht, V., Haase, P. & Zizka, V. (2021). Improved freshwater macroinvertebrate detection from eDNA through minimized non-target amplification. Environmental DNA 3: 261–276.

Baker, N.J., Pilotto, F., Jourdan, J., Beudert, B. & Haase, P. (2021). Recovery from air pollution and subsequent acidification masks the effects of climate change on a freshwater macroinvertebrate community. Sci Total Environ 758: 143685. Pilotto, F., Kühn, I., Adrian, R. et al. & Haase, P. (2020). Meta-analysis of multidecadal biodiversity trends in Europe. Nature Communications 11: 3486.

Müller, F., Bicking, S., Ahrendt, K., Kinh Bac, D., Blindow, I., Fürst, C., Haase, P., Kruse, M., Kruse, T., Ma, L., Perennes, M., Ruljevic, I., Schernewski, G., Schimming, C.-G., Schneiders, A., Schubert, H., Schumacher, J., Tappeiner, U., Wangai, P., Windhorst, W. & Zeleny, J. (2020). Assessing ecosystem service potentials to evaluate terrestrial, coastal and marine ecosystem types in Northern Germany – An expert-based matrix approach. Ecological Indicators 112: 106116.

Kakouei, K., Domisch, S., Kiesel, J., Kail, J. & Jähnig, S.C. (2020) Climate model variability leads to uncertain predictions of the future abundance of stream macroinvertebrates. Scientific Reports 10, 2520. DOI: 10.1038/s41598-020-59107-y.

Weigand, A.M., Michler-Kozma, D., Kuemmerlen, M. & Jourdan, J. (2020). Substantial differences in genetic diversity and spatial structuring among (cryptic) amphipod species in a mountainous river basin. Freshwater Biology 65 (9): 1641-1656.

Lembrechts, J.J., Aalto, J., Ashcroft, M.B., De Frenne, P., Kopecký, M., Lenoir, J., Luoto, M., Maclean, I.M.D., Roupsard, O., Fuentes-Lillo, E., García, R.A., Pellissier, L., Pitteloud, C., Alatalo, J.M., Smith, S.W., Björk, R.G., Muffler, L., Cesarz, S., Gottschall, F., Backes, A.R., Okello, J., Urban, J., Plichta, R., Svátek, M., Phartyal, S.S., Wipf, S., Eisenhauer, N., Pușcaș, M., Dan Turtureanu, P., Varlagin, A., Dimarco, R.D., Jump, A.S., Randall, K., Dorrepaal, E., Larson, K., Walz, J., Vitale, L., Svoboda, M., Finger Higgens, R., Halbritter, A.H., Curasi, S.R., Klupar, I., Koontz, A., Pearse, W.D., Simpson, E., Stemkovski, M., Graae, B.J., Vedel Sørensen, M., Høye, T.T., Fernández Calzado, M.R., Lorite, J., Carbognani, M., Tomaselli, M., Forte, T.G.W., Petraglia, A., Haesen, S., Somers, B., Van Meerbeek, K., Björkman, M.P., Hylander, K., Merinero, S., Gharun, M., Buchmann, N., Dolezal, J., Matula, R., Thomas, A.D., Bailey, J.J., Ghosn, D., Kazakis, G., de Pablo, M.A., Kemppinen, J., Niittynen, P., Rew, L., Seipel, T., Larson, C., Speed, J.D.M., Ardö, J., Cannone, N., Guglielmin, M., Malfasi, F., Bader, M.Y., Canessa, R., Stanisci, A., Kreyling, J., Schmeddes, J., Teuber, L., Aschero, V., Čiliak, M., Máliš, F., De Smedt, P., Govaert, S., Meeussen, C., Vangansbeke, P., Gigauri, K., Lamprecht, A., Pauli, H., Steinbauer, K., Winkler, M., Ueyama, M., Nuñez, M.A., Ursu, T.M., Haider, S., Wedegärtner, R.E.M., Smiljanic, M., Trouillier, M., Wilmking, M., Altman, J., Brůna, J., Hederová, L., Macek, M., Man, M., Wild, J., Vittoz, P., Pärtel, M., Barančok, P., Kanka, R., Kollár, J., Palaj, A., Barros, A., Mazzolari, A.C., Bauters, M., Boeckx, P., Benito Alonso, J.L., Zong, S., Di Cecco, V., Sitková, Z., Tielbörger, K., van den Brink L., Weigel, R., Homeier, J., Dahlberg, C.J., Medinets, S., Medinets, V., De Boeck, H.J., Portillo-Estrada, M., Verryckt, L.T., Milbau, A., Daskalova, G.N., Thomas, H.J.D., Myers-Smith, I.H., Blonder, B., Stephan, J.G., Descombes, P., Zellweger, F., Frei, E.R., Heinesch, B., Andrews, C., Dick, J., Siebicke, L., Rocha, A., Senior, R.A., Rixen, C., Jimenez, J.J., Boike, J., Pauchard, A., Scholten, T., Scheffers, B., Klinges, D., Basham, E.W., Zhang, J., Zhang, Z., Géron, C., Fazlioglu, F., Candan, O., Sallo Bravo, J., Hrbacek, F., Laska, K., Cremonese, E., Haase, P., Moyano, F.E., Rossi, C. & Nijs, I. (2020). SoilTemp: a global database of near-surface temperature. Global Change Biology, DOI: 10.1111/gcb.15123

Kiesel, J., Kakouei, K., Guse, B., Fohrer, N. & Jähnig, S.C. (2020). When is a hydrological model sufficiently calibrated to depict flow preferences of riverine species? Ecohydrology 2020;e2193. DOI: 10.1002/eco.2193

Kiesel, J., Gericke, A., Rathjens, H., Wetzig, A., Kakouei, K., Jähnig, S.C. & Fohrer, N. (2019). Climate change impacts on ecologically relevant hydrological indicators in three catchments in three European ecoregions. Ecological Engineering 127: 404 – 416.

Musche, M., Adamescu, M., Angelstam, P., Bacher, S., Bäck, J., Buss, H.L., Duffy, C., Flaim, G., Gaillardet, J., Giannakis, ,G.V.  Haase, P., Halada, L., Kissling, W.D., Lundin, L., Matteucci, G., Meesenburg, H., Monteith, D., Nikolaidis, N.P., Pipan, T., Pyšek, P., Rowe, E.C., Roy, D.B., Sier, A., Tappeiner, U., Vilà, M., White, T., Zobel, M. & Klotz, S. (2019). Research questions to facilitate the future development of European long-term ecosystem research infrastructures: a horizon scanning exercise. Journal of Environmental Management 250: 109479.   Dirnböck, T., Haase, P., Mirtl, M., Pau, J. & Templer, P. (2019). Contemporary International Long-Term Ecological Research (ILTER) – from biogeosciences to socio-ecology and biodiversity research“. Regional Environmental Change 19: 309–311.

Djukic, I., Kepfer-Rojas, S., Kappel Schmidt, I., Steenberg Larsen, K., Beier, C., Berg, B., Verheyen, K. & TeaComposition (incl. Haase, P.) (2018). Early stage litter decomposition across biomes. Stoten 628-629: 1369-1394.

Mirtl, M, Borer, E., Djukic, I., Forsius, M., Haubold, H., Hugo, W., Jourdan, J., Lindenmayer, D., McDowell, W.H., Muraoka, H., Orenstein, D., Pauw, J., Peterseil, J., Shibata, H., Wohner, C., Yu, X.  & Haase, P. (2018). Genesis, goals and schievements of Long-Term Ecological Research at the global scale: A critical review of ILTER and future implications. Stoten 626: 1439-1462.

Haase, P., Tonkin, J.D., Stoll, S., Burkhard, B., Frenzel, M., Geijzendorffer, I.R., Häuser, C., Klotz, S., Kühn, I., McDowell, W.H., Mirtl, M., Müller, F., Musche, M., Penner, J., Zacharias, S. & Schmeller, D.S. (2018): The next generation of site-based long-term ecological monitoring: Linking essential biodiversity variables and ecosystem integrity. Stoten 613-614: 1376-1384.

Jourdan, J., O’Hara, R.B., Bottarin, R., Huttunen, K.-L., Kuemmerlen, M., Monteith, D., Muotka, T., Ozoliņš, D., Paavola, R, Pilotto, F., Springe, G., Skuja, A., Sundermann, A., Tonkin, J.D. & Haase, P. (2018). Effects of changing climate on European stream invertebrate communities: A long-term data analysis. Stoten 613-614: 1185-1195.

Kakouei, K., Kiesel, J., Domisch, S., Irving, K. S., Jähnig, S. C., & Kail, J. (2018). Projected effects of Climate‐change‐induced flow alterations on stream macroinvertebrate abundances. Ecology and Evolution 2018: 1-17.

Bowler, D., Hof, C., Haase, P., Kröncke, I., Schweiger, O., Adrian, R., Baert, L, Bauer, H.-G., Blick, T., Brooker, R., Dekoninck, W., Domisch, S., Eckmann, R., Hendrickx, F., Hickler, T., Klotz, S., Kraberg, A., Kühn, I., Matesanz, S., Meschede, A., Neumann, H., O’Hara, B., Russell, D., Sell, A., Sonnewald, M., Stoll, S., Sundermann, A., Tackenberg, O., Türkay, M., Valladares, F., van Herk, K., van Klink, R., Vermeulen, R., Voigtländer, K., Wagner, R., Welk, E., Wiemers, M., Wiltshire, K. & Böhning-Gaese, K. (2017). Cross-realm assessment of climate change impacts on species’ abundance trends. Nature Ecology and Evolution 1: article 0067.

Geijzendorffer, I.R., Regan, E., Pereira, H., Brutons, L., Brummitt, N., Gavish, Y., Haase, P., Martin, C.S., Mihoub, J.-B., Secades, C., Schmeller, D.S., Stoll, S., Wetzel, F.T. & Walters, M. (2016). Bridging the gap between biodiversity data and policy reporting needs: An Essential Biodiversity Variables perspective. Journal of Applied Ecology 53:1341-1350.

Haase, P., M. Frenzel, S. Klotz, M. Musche & S. Stoll (2016) The Long-term Ecological Research (LTER) network: Relevance, current status, future perspective and examples from marine, freshwater and terrestrial long-term observation. Ecological Indicators 65: 1-3.

Müller, F, Bergmann, M., Dannowski, R., Dippner, J.W., Gnauck, A., Haase, P., Jochimsen, M.C., Kasprzak, P., Kröncke, I., Kümmerlin, R., Küster, M., Lischeid, G., Meesenburg, H., Merz, C., Millat, G., Müller, J., Padisák, J., Schimming, C.G. , Schubert, H., Schult, M., Selmeczy, G., Shatwell, T., Stoll, S., Schwabe, M., Soltwedel, T. & Straile, D. (2016). Assessing resilience in long-term ecological data sets. Ecological Indicators 65: 10-43.

Mollenhauer, H., Kasner, M., Haase, P., Peterseil, J., Wohner, C., Frenzel, M., Mirtl, M., Schima, R., Bumberger, J. & Zacharias, S. (2018). Long-term environmental monitoring infrastructures in Europe – Observations, measurements, scales, and socio-ecological representativeness. Stoten 624: 968–978.

Tonkin, J.D., Stoll, S., Jähnig, S.C. & Haase, P.  (2016). Elements of metacommunity structure of river and riparian assemblages: Communities, taxonomic groups and deconstructed trait groups. Ecological Complexity 25: 35-43.

Tonkin, J.D., Stoll, S., Jähnig, S.C. & Haase, P. (2016). Anthropogenic land-use stress alters community concordance at the river-riparian interface. Ecological Indicators 65: 133-141.

Tonkin, J.D., Stoll, S., Jähnig, S.C. & Haase, P. (2016). Contrasting metacommunity structure and beta diversity in an aquatic-floodplain system. Oikos. 125: 686–697.

Kuemmerlen M., Stoll, S., Sundermann, A. & Haase, P. (2015). Predicting stream macroinvertebrate distributions in the LTER-site Rhine-Main-Observatory: Long-term monitoring data meets high-resolution, catchment-based SDMs. Ecological Indicators 65: 122-132. 

Stoll, S., Frenzel, M., Burkhard, B., Adamescu, M., Augustaitis, A., Baeßler, C., Bonet, F.J., Cazacu, C., Cosor, G.L., Díaz-Delgado, R., Carranza, M.L., Grandin, U., Haase, P., Hämäläinen, H., Loke, R., Müller, J., Stanisci, A., Staszewski, T. & Müller, F. (2015). Assessment of spatial ecosystem integrity and service gradients across Europe using the LTER Europe network. Ecological Modelling 295: 75–87.

Frosch, C., Kraus, R.H.S., Angst, C., Allgöwer, R., Michaux, J., Teubner, J. & Nowak, C. (2014). The genetic legacy of multiple beaver reintroductions in Central Europe. PLoS ONE 9(5): e97619.

Nowak, C., Büntjen, M., Steyer, K., Frosch, C. (2014). Testing mitochondrial markers for noninvasive genetic species identification in European mammals. Conservation Genetics Resources, 6(1): 41-44.

Kappes, H., Stoll, S. & Haase, P. (2012). Differences in field behavior between native gastropods and the fastspreading invader Arion lusitanicus auct. non Mabille. Belgian Journal of Zoology 142: 49-58.

Abschlussarbeiten

In den vergangenen Jahren wurden diverse Studien mit unterschiedlichem taxonomischem Fokus im Rhein- Main- Observatorium durchgeführt, unter anderem für:

• Ufer- und Gewässervegetation
• Laufkäfer
• Bodenbewohnende Spinnen
• Schnecken
• Aquatische Makroinvetrebraten
• Pilze
• Weitere Arbeiten beschäftigten sich mit öko-hydrologischer Modellierung sowie mit der Untersuchung des Zusammenhangs von Gewässermorphologie und ökologischem Zustand in Fließgewässern.

Master-Arbeiten (Auswahl):

• Jonas Benedict Werdecker (2014): Vielfalt und Ökosystemsleistungen von Pilzen in der Bulau, Hessen
• Biljana Ciganović (2013): Biodiversity patterns during a two-year period in the Kinzig River watershed
• Julian Meurer (2012): Modeling the Impact of Climate Change on Hydrology and Sediment Balance in a Low Mountain Range River Basin
• Philippa Maria Breyer (2012): Skalenabhängiger Einfluss der Gewässerstrukturgüte auf die ökologische Qualität des Makrozoobenthos- Hinweise für die Renaturierungspraxis

Das RMO ist Teil des LTER-D (Long-Term Ecological Research Germany) Netzwerks, sowie Bestandteil des LTER-Europe Verbundes und des internationalen  ILTER Netzwerkes.

Beatrice Kulawig
Projektmanagerin
Tel.: +49 6051 61954-3136
Fax: +49 6051 61954-3118
beatrice.kulawig@senckenberg.de