@phdthesis{Huber2010,
  author    = {Huber, Veronika Emilie Charlotte},
  title     = {Climate impact on phytoplankton blooms in shallow lakes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-42346},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2010},
  abstract  = {Lake ecosystems across the globe have responded to climate warming of recent decades. However, correctly attributing observed changes to altered climatic conditions is complicated by multiple anthropogenic influences on lakes. This thesis contributes to a better understanding of climate impacts on freshwater phytoplankton, which forms the basis of the food chain and decisively influences water quality. The analyses were, for the most part, based on a long-term data set of physical, chemical and biological variables of a shallow, polymictic lake in north-eastern Germany (M{\"u}ggelsee), which was subject to a simultaneous change in climate and trophic state during the past three decades. Data analysis included constructing a dynamic simulation model, implementing a genetic algorithm to parameterize models, and applying statistical techniques of classification tree and time-series analysis. Model results indicated that climatic factors and trophic state interactively determine the timing of the phytoplankton spring bloom (phenology) in shallow lakes. Under equally mild spring conditions, the phytoplankton spring bloom collapsed earlier under high than under low nutrient availability, due to a switch from a bottom-up driven to a top-down driven collapse. A novel approach to model phenology proved useful to assess the timings of population peaks in an artificially forced zooplankton-phytoplankton system. Mimicking climate warming by lengthening the growing period advanced algal blooms and consequently also peaks in zooplankton abundance. Investigating the reasons for the contrasting development of cyanobacteria during two recent summer heat wave events revealed that anomalously hot weather did not always, as often hypothesized, promote cyanobacteria in the nutrient-rich lake studied. The seasonal timing and duration of heat waves determined whether critical thresholds of thermal stratification, decisive for cyanobacterial bloom formation, were crossed. In addition, the temporal patterns of heat wave events influenced the summer abundance of some zooplankton species, which as predators may serve as a buffer by suppressing phytoplankton bloom formation. This thesis adds to the growing body of evidence that lake ecosystems have strongly responded to climatic changes of recent decades. It reaches beyond many previous studies of climate impacts on lakes by focusing on underlying mechanisms and explicitly considering multiple environmental changes. Key findings show that climate impacts are more severe in nutrient-rich than in nutrient-poor lakes. Hence, to develop lake management plans for the future, limnologists need to seek a comprehensive, mechanistic understanding of overlapping effects of the multi-faceted human footprint on aquatic ecosystems.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Natkhin2010,
  author    = {Natkhin, Marco},
  title     = {Modellgest{\"u}tzte Analyse der Einfl{\"u}sse von Ver{\"a}nderungen der Waldwirtschaft und des Klimas auf den Wasserhaushalt grundwasserabh{\"a}ngiger Landschaftselemente},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-50627},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2010},
  abstract  = {In den letzten drei Jahrzehnten wurden in einigen Seen und Feuchtgebieten in bewaldeten Einzugsgebieten Nordost-Brandenburgs sinkende Wasserst{\"a}nde beobachtet. In diesen Gebieten bestimmt die Grundwasserneubildung im Einzugsgebiet maßgeblich das Wasserdargebot der Seen und Feuchtgebiete, die deshalb hier als grundwasserabh{\"a}ngige Landschaftselemente bezeichnet werden. Somit weisen die sinkenden Wasserst{\"a}nde auf einen R{\"u}ckgang der wegen des geringen Niederschlagsdargebotes ohnehin schon geringen Grundwasserneubildung hin. Die H{\"o}he der Grundwasserneubildung ist neben den hydroklimatischen Randbedingungen auch von der Landnutzung abh{\"a}ngig. Ver{\"a}nderungen in der Waldvegetation und der hydroklimatischen Randbedingungen bewirken {\"A}nderungen der Grundwasserneubildung und beeinflussen somit auch den Wasserhaushalt der Seen und Feuchtgebiete. Aktuell wird die Waldvegetation durch Kiefernmonokulturen dominiert, mit im Vergleich zu anderen Baumarten h{\"o}herer Evapotranspiration. Entwicklungen in der Forstwirtschaft streben die Verringerung von Kiefernmonokulturen an. Diese sollen langfristig auf geeigneten Standorten durch Laubmischw{\"a}lder ersetzt werden. Dadurch lassen sich eine geringere Evapotranspiration und damit eine h{\"o}here Grundwasserneubildung erreichen. In der vorliegenden Arbeit werden am Beispiel des Redernswalder Sees und des Briesensees die Ursachen der beobachteten sinkenden Wasserst{\"a}nde analysiert. Ihre Wasserst{\"a}nde nahmen in den letzten 25 Jahren um mehr als 3 Meter ab. Weiterhin wird untersucht, wie die erwarteten Klima{\"a}nderungen und Ver{\"a}nderungen in der Waldbewirtschaftung die zuk{\"u}nftige Grundwasserneubildung und den Wasserhaushalt von Seen beeinflussen k{\"o}nnen. Die Entwicklung der Grundwasserneubildung im Untersuchungsgebiet wurde mit dem Wasserhaushaltsmodell WaSiM-ETH simuliert. Die Analyse der Wechselwirkungen der Seen mit dem regionalen quart{\"a}ren Grundwasserleitersystem erfolgte mit dem 3D-Grundwassermodell FEFLOW. M{\"o}gliche zuk{\"u}nftige Ver{\"a}nderungen der Grundwasserneubildung und der Seewasserst{\"a}nde durch Klima{\"a}nderungen und Waldumbau wurden mit Szenarienrechnungen bis zum Jahr 2100 analysiert. Die modellgest{\"u}tzte Analyse zeigte, dass die beobachteten abnehmenden Wasserst{\"a}nde zu etwa gleichen Anteilen durch Ver{\"a}nderungen der hydroklimatischen Randbedingungen sowie durch Ver{\"a}nderungen in der Waldvegetation und damit abnehmenden Grundwasserneubildungsraten zu erkl{\"a}ren sind. Die zuk{\"u}nftigen Entwicklungen der Grundwasserneubildung und der Wasserst{\"a}nde sind gepr{\"a}gt von sich {\"a}ndernden hydroklimatischen Randbedingungen und einem sukzessiven Wandel der Kiefernbest{\"a}nde zu Laubw{\"a}ldern. Der Waldumbau hat positive Wirkungen auf die Grundwasserneubildung und damit auf die Wasserst{\"a}nde. Damit k{\"o}nnen die Einfl{\"u}sse des eingesetzten REMO-A1B-Klimaszenarios zum Ende des Modellzeitraumes durch den Waldumbau nicht kompensiert werden, das Sinken des Wasserstandes wird jedoch wesentlich reduziert. Bei dem moderateren REMO-B1-Klimaszenario werden die Wasserst{\"a}nde des Jahres 2008 durch den Waldumbau bis zum Jahr 2100 {\"u}berschritten.},
  language  = {de}
}