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Gewässer werden traditionellerweise als abgeschlossene Ökosysteme gesehen, und insbeson¬dere das Zirkulieren von Wasser und Nährstoffen im Pelagial von Seen wird als Beispiel dafür angeführt. Allerdings wurden in der jüngeren Vergangenheit wichtige Verknüpfungen des Freiwasserkörpers von Gewässern aufgezeigt, die einerseits mit dem Benthal und andererseits mit dem Litoral, der terrestrischen Uferzone und ihrem Einzugsgebiet bestehen. Dadurch hat in den vergangen Jahren die horizontale und vertikale Konnektivität der Gewässerökosysteme erhöhtes wissenschaftliches Interesse auf sich gezogen, und damit auch die ökologischen Funktionen des Gewässergrunds (Benthal) und der Uferzonen (Litoral). Aus der neu beschriebenen Konnektivität innerhalb und zwischen diesen Lebensräumen ergeben sich weitreichende Konsequenzen für unser Bild von der Funktionalität der Gewässer. In der vorliegenden Habilitationsschrift wird am Beispiel von Fließgewässern und Seen des nordostdeutschen Flachlandes eine Reihe von internen und externen funktionalen Verknüpfungen in den horizontalen und vertikalen räumlichen Dimensionen aufgezeigt. Die zugrunde liegenden Untersuchungen umfassten zumeist sowohl abiotische als auch biologische Variablen, und umfassten thematisch, methodisch und hinsichtlich der Untersuchungsgewässer ein breites Spektrum. Dabei wurden in Labor- und Feldexperimenten sowie durch quantitative Feldmes¬sungen ökologischer Schlüsselprozesse wie Nährstoffretention, Kohlenstoffumsatz, extrazellu¬läre Enzymaktivität und Ressourcenweitergabe in Nahrungsnetzen (mittels Stabilisotopen¬methode) untersucht. In Bezug auf Fließgewässer wurden dadurch wesentliche Erkenntnisse hinsichtlich der Wirkung einer durch Konnekticität geprägten Hydromorphologie auf die die aquatische Biodiversität und die benthisch-pelagische Kopplung erbracht, die wiederum einen Schlüsselprozess darstellt für die Retention von in der fließenden Welle transportierten Stoffen, und damit letztlich für die Produktivität eines Flussabschnitts. Das Litoral von Seen wurde in Mitteleuropa jahrzehntelang kaum untersucht, so dass die durchgeführten Untersuchungen zur Gemeinschaftsstruktur, Habitatpräferenzen und Nahrungs¬netzverknüpfungen des eulitoralen Makrozoobenthos grundlegend neue Erkenntnisse erbrach¬ten, die auch unmittelbar in Ansätze zur ökologischen Bewertung von Seeufern gemäß EG-Wasserrahmenrichtlinie eingehen. Es konnte somit gezeigt werden, dass die Intensität sowohl die internen als auch der externen ökologischen Konnektivität durch die Hydrologie und Morphologie der Gewässer sowie durch die Verfügbarkeit von Nährstoffen wesentlich beeinflusst wird, die auf diese Weise vielfach die ökologische Funktionalität der Gewässer prägen. Dabei trägt die vertikale oder horizontale Konnektivität zur Stabilisierung der beteiligten Ökosysteme bei, indem sie den Austausch ermöglicht von Pflanzennährstoffen, von Biomasse sowie von migrierenden Organismen, wodurch Phasen des Ressourcenmangels überbrückt werden. Diese Ergebnisse können im Rahmen der Bewirtschaftung von Gewässern dahingehend genutzt werden, dass die Gewährleistung horizontaler und vertikaler Konnektivität in der Regel mit räumlich komplexeren, diverseren, zeitlich und strukturell resilienteren sowie leistungsfähi¬geren Ökosystemen einhergeht, die somit intensiver und sicherer nachhaltig genutzt werden können. Die Nutzung einer kleinen Auswahl von Ökosystemleistungen der Flüsse und Seen durch den Menschen hat oftmals zu einer starken Reduktion der ökologischen Konnektivität, und in der Folge zu starken Verlusten bei anderen Ökosystemleistungen geführt. Die Ergebnisse der dargestellten Forschungen zeigen auch, dass die Entwicklung und Implementierung von Strategien zum integrierten Management von komplexen sozial-ökologischen Systemen wesentlich unterstützt werden kann, wenn die horizontale und vertikale Konnektivität gezielt entwickelt wird.
Under ongoing climate change and increasing anthropogenic activity, which continuously challenge ecosystem resilience, an in-depth understanding of ecological processes is urgently needed. Lakes, as providers of numerous ecosystem services, face multiple stressors that threaten their functioning. Harmful cyanobacterial blooms are a persistent problem resulting from nutrient pollution and climate-change induced stressors, like poor transparency, increased water temperature and enhanced stratification. Consistency in data collection and analysis methods is necessary to achieve fully comparable datasets and for statistical validity, avoiding issues linked to disparate data sources. The European Multi Lake Survey (EMLS) in summer 2015 was an initiative among scientists from 27 countries to collect and analyse lake physical, chemical and biological variables in a fully standardized manner. This database includes in-situ lake variables along with nutrient, pigment and cyanotoxin data of 369 lakes in Europe, which were centrally analysed in dedicated laboratories. Publishing the EMLS methods and dataset might inspire similar initiatives to study across large geographic areas that will contribute to better understanding lake responses in a changing environment.
Despite more than half a century of hominin fossil discoveries in eastern Africa, the regional environmental context of hominin evolution and dispersal is not well established due to the lack of continuous palaeoenvironmental records from one of the proven habitats of early human populations, particularly for the Pleistocene epoch. Here we present a 620,000-year environmental record from Chew Bahir, southern Ethiopia, which is proximal to key fossil sites. Our record documents the potential influence of different episodes of climatic variability on hominin biological and cultural transformation. The appearance of high anatomical diversity in hominin groups coincides with long-lasting and relatively stable humid conditions from similar to 620,000 to 275,000 years bp (episodes 1-6), interrupted by several abrupt and extreme hydroclimate perturbations. A pattern of pronounced climatic cyclicity transformed habitats during episodes 7-9 (similar to 275,000-60,000 years bp), a crucial phase encompassing the gradual transition from Acheulean to Middle Stone Age technologies, the emergence of Homo sapiens in eastern Africa and key human social and cultural innovations. Those accumulative innovations plus the alignment of humid pulses between northeastern Africa and the eastern Mediterranean during high-frequency climate oscillations of episodes 10-12 (similar to 60,000-10,000 years bp) could have facilitated the global dispersal of H. sapiens.