Survival, growth and production of Penaeus monodon and P. indicus at different density combinations with milkfish

Penaeus monodon and P. indicus juveniles were stocked and reared for about 3 months in earthen ponds at different density combinations with Chanos chanos. The presence of either Penaeus species at any density ratio did not affect significantly the C. chanos survival. Survival rates of the penaeids indicated that intraspecific and interspecific competition occurred and were reduced with the reduction in stocking rate. It is concluded that further studies on higher density ratios and feeding and economic consideration would be of help to the development of this kind of fishpond management system.

The Nile perch in Lakes Victoria and Kyoga: an asset or liability?

Combined effects of lack of firm and effective management measures for years, over exploitation with destructive fishing gears and interspecific competition, particularly among tilapiines and profound effects on the fish stocks of Lake Victoria and Kyoga. It has been proposed that these have been more important in the decline of the indigenous fisheries than predation or competition by Nile perch.

Changes in the structure of a zooplankton community during a Ceratium (dinoflagellate) bloom in a eutrophic fishless pond

The community structure of zooplankton was studied in a eutrophic, fishless Japanese pond. The ecosystem was dominated by a dinoflagellate, Ceratium hirundinella, two filter-feeding cladocerans, Daphnia rosea and Ceriodaphnia reticulata, and an invertebrate predator, the dipteran Chaoborus flavicans. The midsummer zooplankton community showed a large change in species composition (the Daphnia population crashed) when a heavy Ceratium bloom occurred. It is shown that (i) the rapid density decline of D.rosea in mid-May was mainly caused by a shortage of edible phytoplankton, which was facilitated by the rapid increase in C.hirundinella abundance; (ii) the low density of D.rosea in June-July was considered to be mainly caused by the blooming of Ceratium hirundinella (which may inhibit the feeding process of D.rosea), while predation by C.flavicans larvae, the changing temperature, the interspecific competition and the scarcity of edible algae were not judged to be important; (iii) the high summer biomass of the planktonic C.flavicans larvae was maintained by the bloom of C.hirundinella, because >90% of the crop contents of C.flavicans larvae were C.hirundinella during this period. The present study indicates that the large-sized cells or colonies of phytoplankton are not only inedible by most cladocerans, but the selective effect of the blooming of these algae can also influence the composition and dominance of the zooplankton community, especially for the filter-feeding Cladocera, in a similar way as the selective predation by planktivorous fish. The large-sized phytoplankton can also be an important alternative food for ominivorous invertebrate predators such as Chaoborus larvae, and thus may affect the interactions between these predators and their zooplanktonic prey. In this way, such phytoplankton may play a very important role in regulating the dynamics of the aquatic food web, and become a driving force in shaping the community structure of zooplankton.

若尔盖湿地3种两栖类的种间竞争及畜牧业对其食性的影响

从空间、时间、食物3个方面研究了若尔盖湿地3种两栖类的种间竞争，运用生态位理论探讨了3种两栖类利用环境资源的能力以及它们之间的共存模式，研究了3种两栖类年周期食性，并考察了畜牧业对3种两栖类食性及食物竞争格局的影响；此外，还通过实验室研究对2种两栖类幼体的种间竞争策略进行了考察。主要结果如下： 1、两栖类的空间资源利用状况：在3种两栖类成体生态位宽度的比较中，岷山蟾蜍（Bufo minshanicus）成体在牧场性质(0.41)、牛粪数量(0.42)、植被盖度(0.20)、地表温度(0.50)、地表湿度(0.51) 5个维度上的生态位宽度最窄；而倭蛙（Nanorana pleskei）成体在牛粪数量(0.81)、植被高度(0.63)、植被盖度(0.47)、小水体距离(0.68) 4个维度上的生态位宽度最宽。在3种两栖类亚成体生态位宽度的比较中，岷山蟾蜍亚成体在牧场性质(0.66)、牛粪数量(0.58)、植被高度(0.64)、小水体距离(0.51)、地表湿度(0.79) 5个维度的上生态位宽度最宽；倭蛙亚成体在牧场性质(0.39)、牛粪数量(0.30)、地表温度(0.18)、地表湿度(0.33) 4个维度上的生态位宽度最窄。高原林蛙（Rana kukunoris）在地表温度（成体：0.62；亚成体：0.56）、地表湿度（成体：0.84；亚成体：0.60）两个维度上具有较大的生态位宽度值，而在小水体距离维度上（成体：0.27；亚成体：0.14）的生态位宽度值则很小。比较3种无尾两栖类在不同生长阶段（成体、亚成体）的生态位宽度，发现高原林蛙和倭蛙的亚成体对栖息环境的要求更高。3种两栖类空间资源利用的相似程度很高，高原林蛙与倭蛙之间的生态重叠度(0.87)较之它与岷山蟾蜍(0.81)的生态位重叠度更大。 2、两栖类的日活动节律：高原林蛙成体、亚成体、岷山蟾蜍亚成体活动的最低气温为0℃、2℃、8℃；岷山蟾蜍和高原林蛙亚成体出现的数量与气温成极显著的正相关（r=0.797, p<0.001；r=0.794, p<0.001），高原林蛙成体出现的数量与气温有一定相关性（r=0.456, p<0.05）；晴天时两栖类的活动性明显高于阴天（p<0.001）；多云转晴天气，高原林蛙和岷山蟾蜍亚成体出现两次日活动高峰，分别为中午12:30左右和下午15:30～16:30之间；多云天气，高原林蛙和岷山蟾蜍亚成体出现两次日活动高峰，分别为9:30～10:30之间和15:30～16:30之间。 3、两栖类的食物资源利用状况：春、秋两季，高原林蛙最主要的食物是蜉金龟科(Aphodiidae)昆虫，相对重要性指数(IRI)最高（春季：35.28%，秋季：28.57%），其次为昆虫的幼虫，以及双翅目的毛蚊科(Bibionidae)、蝇科(Muscidae)、丽蝇科(Calliphoridae)昆虫，秋季，蝗虫是高原林蛙食物组成中的重要部分；岷山蟾蜍最主要的食物是蚂蚁(IRI，春季：85.54%，秋季：49.70%)，其次为蜉金龟科、象甲科(Curculionidae)、步甲科(Carabidae)、粪金龟科(Geotrupidae) 等鞘翅目昆虫；倭蛙春季的最主要食物也是蜉金龟科昆虫(IRI，春季：13.41%)，其次为蚂蚁、毛蚊科昆虫、昆虫的幼虫以及狼蛛科(Lycosidae)。3种两栖类中，倭蛙的食性生态位宽度相对较宽（0.43），而岷山蟾蜍（0.09）和高原林蛙（0.22）的生态位宽度较窄，与春季相比，两栖类在秋季的食谱更宽。以利用食物种类为标准，春季高原林蛙与倭蛙的生态位重叠度(0.40)比它与岷山蟾蜍的生态位重叠度（0.33）更大。 4、畜牧业对两栖类食性及食物竞争格局的影响：以藏牦牛粪为食物或寄居场所的昆虫，如蜉金龟科、粪金龟科、毛蚊科、蝇科、丽蝇科昆虫和某些昆虫幼虫，是3种两栖类食物谱中最主要的组成部分，蜉金龟科昆虫在高原林蛙食谱中的比例更高，高原林蛙可能从畜牧业发展中获得更多的好处，使之在食物竞争方面处于优势地位。与无放牧样地相比，在有放牧样地的中，两栖类食谱中的蜉金龟科昆虫数量更多(有放牧：31.94%；无放牧：21.32%)、出现频率更高(有放牧：76.38%；无放牧：44%)。然而在不同样地上（有放牧/无放牧），两栖类的食物组成无显著性差异(P=0.188)，两栖类的数量(P=0.075)、肥满度(P=0.537)均没有显著差别。 5、两栖类幼体的竞争策略：实验室条件下，通过活动性水平，变态时的体重、增长率和完成变态所需时间考察自然条件下常同水塘分布的中华蟾蜍（Bufo gargarizans）和高原林蛙蝌蚪的竞争策略。结果表明：中华蟾蜍蝌蚪在不同食物资源条件下，所选择的生存策略可能不同，即食物资源充足时，增加活动性获取更多食物，食物资源有限时，降低活动性且提前完成变态；与中华蟾蜍蝌蚪相比，在食物资源有限时高原林蛙蝌蚪获取食物能力可能更强。 This paper presented the study of competition of three amphibians (Rana kukunoris, Nanorana pleskei, Bufo minshanicus) based on spatial, temporal and dietary scales in Zoige wetland. We measured coexistence patterns of three amphibians and analyzed their ability of exploiting resource. Effects of grazing on the diet composition and diet competition of amphibians were analyzed by their diet composition during spring and autumn. Furthermore, we examined the competitive ability of larval common frogs (Rana kukunoris)and common toads(Bufo gargarizans) in a laboratory experiment, and analyzed their competitive strategies respectively. The results were as follows: 1 .The status of using spatial resource Niche breadths of B. minshanicus adults on 5 dimensional axes including character of pasture(0.41), number of yaks dung(0.42), vegetation coverage(0.20), temperature (0.50)and humidity(0.51) of ground surface were narrower than adults of R. kukunoris and N. pleskei. Niche breadths of B. minshanicus subadults were broader than R.kukunoris subadults and N.pleskei subadults on 5 dimensional axes including character of pasture (0.66), number of yaks dung (0.58), vegetation height (0.64), distance to small waterbodies (0.51), humidity of ground surface (0.79). Niche breadths of N. pleskei subadults were the narrowest in three anurans subadults on 4 dimensional axes including character of pasture (0.39), number of yaks dung (0.30), temperature (0.18) and humidity (0.33) of ground surface, niche breadths of N. pleskei adults were the broadest in three anurans adults on 4 dimensional axes including number of yaks dung (0.81), vegetation height (0.63) and coverage(0.47), distance to small waterbodies(0.68).Comparatively, niche breadths of R. kukunoris were broader on the two microclimate factors including temperature(adults：0.62；subadults：0.56) and humidity (adults：0.84；subadults：0.60)of ground surface, but was narrow on distance to small waterbodies(adults：0.27；subadults：0.14). Strategies for using habitat resource of adults and subadults of the three species anuran were different. Generally, subadults of R. kukunoris and N. pleskei needs better habitat condition. It was quite similar that three anurans exploited spatial resource, Niche overlap between R. kukunoris and N. pleskei (0.87) was greater than that between R. kukunoris and B.minshanicus(0.81). 2.Daily activity rhythm R. kukunoris audlts were active when air temperatures were as low as 0℃, R. kukunoris subadults were active at 2℃, B.minshanicus subaudlts were active at 8℃. Positive correlation was found between activities of amphibians and air temperature, Subadults of R.kukunoris, (r=0.797, p<0.001), Subadults,of,B.minshanicus, (r=0.794, p<0.001), andbadults,of,R.kukunoris(r=0.456, p<0.05).Amphibians were more active during sunny days than cloudy days. In cloudy turning into sunny, R. kukunoris and B.minshanicus subadults had two active peak: at noon about 12:30 and 15:30～16:30 pm; in cloudy, R. kukunoris and B.minshanicus subadult had two active peak too : 9:30～10:30am,15:30～16:30pm. 3.Diet analysis Aphodiidae was the most commonly consumed food item by R. kukunoris based on index of relative importance (IRI) during spring (35.28%) and autumn (28.57%) in Zogie wetland. Besides Aphodiidae, larval insect, dipterans such as Bibionidae, Muscidae, Calliphoridae also were important food item for R. kukunoris, in autumn, locust was one of important food item for R. kukunoris. The most important food item for B.minshanicus during spring (IRI:85.54%) and autumn (IRI:49.70%) was ants, following, was coleopterans, such as Aphodiidae, dung beetle. Aphodiidae (IRI:13.41%) were the most important consumed food item by N. pleskei during spring too, following, was ants and Bibionidae. Dietary breadth of N. pleskei (0.43) were greater than R. kukunoris (0.22) and B. minshanicus (0.09). As a whole, Dietary breadth of amphibians during aurumn were greater than spring. Based on prey item, dietary overlap between R. kukunoris and N. pleskei (0.40) was greater than that between R. kukunoris and B.minshanicus (0.33) during spring. 4.Effects of grazing on the diet composition and diet competition of amphibians Amphibians are an important part of the pasture ecosystems as prey and predator. In Zogie wetland, major diet of amphibians was closely associated with dung of yaks, for example, Aphodiidae, Bibionidae, Muscidae, dung beetle. Dung of yaks was major diet and habitat of these insects. Proportion of Aphodiidae was higher in diet composition of R. kukunoris than N. pleskei and B.minshanicus, with development of pasturage, R. kukunoris may have a diet competitive advantage over N. pleskei and B.minshanicus. Number of Aphodiidae in diet composition of amphibians was higher in samples with grazing (31.94%) than in those without grazing (21.32%). Occurrence Frequency of Aphodiidae in diet composition of amphibians was higher in samples with grazing (76.38%) than in those without grazing (44%). However, There was not significantly different on diet composition (P=0.188), and number (P=0.075) and the relative fatness (P=0.537) of amphibians between grazing samples and without grazing. 5.Competitive strategies of amphibian larvae I examined the competitive ability of larval toads (Bufo gargarizans) and frogs (Rana kukunoris) which co-occur in the nature pond by activity level, the growth rate and mass at metamorphosis and larval period in a laboratory experiment. The results suggest: In laborary, B.gargarizans adapted himself to different food level by changing activity. At high food level, B. gargarizans increased activity to gain more diet. At low food level, B. gargarizans decreased activity and achieved early metamorphosis. When food resource was limit, R. kukunoris could gain more food than B. gargarizans.

Positive interactions in communities

Current concepts of the role of interspecific interactions in communities have been shaped by a profusion of experimental studies of interspecific competition over the past few decades. Evidence for the importance of positive interactions — facilitations — in community organization and dynamics has accrued to the point where it warrants formal inclusion into community ecology theory, as it has been in evolutionary biology.

Vertical Distributions Of Calanus-Finmarchicus And Calanus-Helgolandicus (Crustacea Copepoda)

The vertical distributions of the spring populations of Calanus finmarchicus (Gunnerus) and C. helgolandicus Claus are described and compared. The differences we observed between the two species have probably confused the understanding of the vertical distribution and development of the populations of Calanus spp. in the shelf seas around the United Kingdom where the species occur together. The results imply that these two congeneric species have different behaviour patterns which minimise interspecific competition where the species have sympatric distributions. C. finmarchicus has its younger development stages overlying the older stages in the water column. In C. helgolandicus the converse is true; i. e., the majority of the populations of Stage I and II copepodites of the first spring generations are found below the thermocline. It is also suggested that the different behaviour patterns lead to different feeding regimes and strategies.

Scale-dependent response diversity of seabirds to prey in the North Sea

Functional response diversity is defined as the diversity of responses to environmental change among species that contribute to the same ecosystem function. Because different ecological processes dominate on different spatial and temporal scales, response diversity is likely to be scale dependent. Using three extensive data sets on seabirds, pelagic fish, and zooplankton, we investigate the strength and diversity in the response of seabirds to prey in the North Sea over three scales of ecological organization. Two-stage analyses were used to partition the variance in the abundance of predators and prey among the different scales of investigation: variation from year to year, variation among habitats, and variation on the local patch scale. On the year-to-year scale, we found a strong and synchronous response of seabirds to the abundance of prey, resulting in low response diversity. Conversely, as different seabird species were found in habitats dominated by different prey species, we found a high diversity in the response of seabirds to prey on the habitat scale. Finally, on the local patch scale, seabirds were organized in multispecies patches. These patches were weakly associated with patches of prey, resulting in a weak response strength and a low response diversity. We suggest that ecological similarities among seabird species resulted in low response diversity on the year-to-year scale. On the habitat scale, we suggest that high response diversity was due to interspecific competition and niche segregation among seabird species. On the local patch scale, we suggest that facilitation with respect to the detection and accessibility of prey patches resulted in overlapping distribution of seabirds but weak associations with prey. The observed scale dependencies in response strength and diversity have implications for how the seabird community will respond to different environmental disturbances.

Role of behaviour in biological invasions and species distributions; lessons from interactions between the invasive Gammarus pulex and the native G-duebeni (Crustacea : Amphipoda)

In attempting to understand the distributions of both introduced species and the native species on which they impact, there is a growing trend to integrate studies of behaviour with more traditional life history/ecological approaches. The question of what mechanisms drive the displacement of the freshwater amphipod Gammarus duebeni by the often introduced G pulex is presented as a case study Patterns of displacement are well documented throughout Europe, but the speed and direction of displacement between these species can be varied. From early studies proposing interspecific competition as causal in these patterns, I review research progress to date. I show there has been no evidence for interspecific competition operating, other than the field patterns themselves, a somewhat tautological argument. Rather, the increased recognition of behavioural attributes with respect to the cannibalistic and predatory nature of these species gave rise to a series of studies unravelling the processes driving field patterns. Both species engage in 'intraguild predation' (IGP), with moulting females particularly vulnerable to predation by congeneric males. G pulex is more able both to engage in and avoid this interaction with G duebeni. However, several factors mediate the strength and asymmetry of this IGP, some biotic (e.g. parasitism) and others abiotic (e.g. water chemistry). Further, a number of alternative hypotheses that may account for the displacement (hybridization; parasite transmission) have been tested and rejected. While interspecific competition has been modelled mathematically and found to be a weak interaction relative to IGP, mechanisms of competition between these Gammarus species remain largely untested empirically. Since IGP may be finely balanced in some circumstances, I conclude that the challenge to detect interspecific competition remains and we require assessment of its role, if any, in the interaction between these species. Appreciation of behavioural attributes and their mediation should allow us to more fully understand, and perhaps predict, species introductions and resultant distributions.

European hare (Lepus europaeus) invasion ecology: Implication for the conservation of the endemic Irish hare (Lepus timidus hibernicus)

European hare Lepus europaeus populations have undergone recent declines but the species has successfully naturalised in many countries outside its native range. It was introduced to Ireland during the mid-late nineteenth century for field sport and is now well established in Northern Ireland. The native Irish hare Lepus timidus hibernicus is an endemic subspecies of mountain hare L. timidus and has attracted major conservation concern following a long-term population decline during the twentieth century and is one of the highest priority species for conservation action in Ireland. Little is known about the European hare in Ireland or whether it poses a significant threat to the native mountain hare subspecies by compromising its ecological security or genetic integrity. We review the invasion ecology of the European hare and examine evidence for interspecific competition with the mountain hare for habitat space and food resources, interspecific hybridisation, disease and parasite transmission and possible impacts of climate change. We also examine the impact that introduced hares can have on native non-lagomorph species. We conclude that the European hare is an emerging and significant threat to the conservation status of the native Irish hare. Invasive mammal species have been successfully eradicated from Ireland before and immediate action is often the only opportunity for cost-effective eradication. An urgent call is issued for further research whilst the need for a European hare invasive Species Action Plan (iSAP) and Eradication strategy are discussed.

Increasing density of rare species of intertidal gastropods: tests of competitive ability compared with common species.

Many assemblages contain numerous rare species, which can show large increases in abundances. Common species can become rare. Recent calls for experimental tests of the causes and consequences of rarity prompted us to investigate competition between co-existing rare and common species of intertidal gastropods. In various combinations, we increased densities of rare gastropod species to match those of common species to evaluate effects of intra- and interspecific competition on growth and survival of naturally rare or naturally common species at small and large densities. Rarity per se did not cause responses of rare species to differ from those of common species. Rare species did not respond to the abundances of other rare species, nor show consistently different responses from those of common species. Instead, individual species responded differently to different densities, regardless of whether they are naturally rare or abundant. This type of experimental evidence is important to be able to predict the effects of increased environmental variability on rare as opposed to abundant species and therefore, ultimately, on the structure of diverse assemblages. © 2012 Inter-Research.


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Reaxys Database Information|

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‘Invasional meltdown’: evidence for unexpected consequences and cumulative impacts of multispecies invasions

Empirical support for ‘invasional meltdown’, where the presence of one invading species facilitates another and compounds negative impacts on indigenous species, is equivocal with few convincing studies. In Ireland, the bank vole was introduced 80 years ago and now occupies a third of the island. The greater white-toothed shrew arrived more recently within the invasive range of the bank vole. We surveyed the abundance of both invasive species and two indigenous species, the wood mouse and pygmy shrew, throughout their respective ranges. The negative effects of invasive on indigenous species were strong and cumulative bringing about species replacement. The greater white-toothed shrew, the second invader, had a positive and synergistic effect on the abundance of the bank vole, the first invader, but a negative and compounding effect on the abundance of the wood mouse and occurrence of the pygmy shrew. The gradual replacement of the wood mouse by the bank vole decreased with distance from the point of the bank vole’s introduction whilst no pygmy shrews were captured where both invasive species were present. Such interactions may not be unique to invasions but characteristic of all multispecies communities. Small mammals are central in terrestrial food webs and compositional changes to this community in Ireland are likely to reverberate throughout the ecosystem. Vegetation composition and structure, invertebrate communities and the productivity of avian and mammalian predators are likely to be affected. Control of these invasive species may only be effected through landscape and habitat management.

How historical and present climat conditions affected the distribution of the mediterranean whter shrew?:a phylogeographical and ecological approach

Tese de doutoramento, Biologia (Biologia Evolutiva), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Effet de la salinité sur la compétition entre le roseau (Phragmites australis) et les quenouilles (Typha spp.)

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

La compétition et l’exploitation optimale des ressources chez les parasitoïdes

Les femelles parasitoïdes exploitant un agrégat d’hôtes doivent ajuster leurs comportements en fonction des facteurs environnementaux auxquels elles sont soumises, dont la présence de compétiteurs dans l’environnement. L’objectif de cette étude est de mesurer les impacts de la compétition sur les stratégies d’exploitation d’agrégats chez deux espèces de parasitoïdes non agressives. Les espèces Trichogramma pintoi et T. minutum (Hymenoptera : Trichogrammatidae), des parasitoïdes d’œufs de lépidoptères, furent utilisées et leurs temps de résidence dans l’agrégat, leurs mécanismes de prise de décision et le sexe des descendants alloués furent mesurés en l'absence de compétition et en situation de compétition directe et indirecte, intra- et interspécifique. Trichogramma pintoi privilégie une stratégie générale basée uniquement sur la qualité perçue de l’agrégat. À l’inverse, T. minutum privilégie une stratégie adaptée au type de la compétition (directe ou indirecte) et à la nature des compétiteurs (intra ou interspécifiques), sans égards à la qualité de l’agrégat. La distinction de ces deux stratégies amène des perspectives de recherche intéressantes sur les impacts de la compétition à l’échelle du paysage, et est d’un intérêt certain pour ceux voulant améliorer l’efficacité des programmes et des élevages de masse utilisés en lutte biologique.

Einfluß der Gewässerversauerung auf Hyporheos und Bryorheos: Untersuchungen an zwei Waldbächen im Westharz

Im Rahmen der Fallstudie Harz sollte an der Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und angewandter Forschung ein Beitrag zur Klärung der Frage geleistet werden, inwieweit zwei Zuläufe der Sösetalsperre im Westharz versauert bzw. versauerungsgefährdet sind; aus diesem Stausee wird Trinkwasser für mehrere Gemeinden in Norddeutschland gewonnen. Die Belastung des fast vollständig bewaldeten Einzugsgebiets der Sösetalsperre mit luftbürtigen Schadstoffen (Saurer Regen) zählte zu den höchsten in Mitteleuropa. An jeweils drei Untersuchungsstellen der beiden Bäche Alte Riefensbeek (R1 bis R3) und Große Söse (S1 bis S3) wurden zwischen März 1987 und November 1988 Proben aus Moospolstern und dem hyporheischen Interstitial entnommen und physikalisch, chemisch und biologisch untersucht. Ergänzend wurden Wasserproben zwischen März 1986 und Oktober 1991 sowie vom April 1998 ebenso wie qualitative Fänge von Makroinvertebraten zwischen November 1986 und Juli 1990 sowie vom April 1998 ausgewertet. Die Analyse der tierischen Besiedlung der Moos- und Interstitialproben beschränkte sich auf die taxonomischen Gruppen Turbellaria (Strudelwürmer), Mollusca (Weichtiere), Amphipoda (Flohkrebse), Ephemeroptera (Eintagsfliegen), Plecoptera (Steinfliegen), Heteroptera (Wanzen), Megaloptera (Schlammfliegen), Coleoptera (Käfer), Trichoptera (Köcherfliegen) und Diptera (Zweiflügler). Der Grundsatz, daß normalverteilte und nicht normalverteilte Daten statistisch unterschiedlich behandelt werden müssen, wurde konsequent angewandt. Am Beispiel der Choriotopstruktur wurde gezeigt, daß die Auswahl des Analyseverfahrens das Ergebnis der ökologischen Interpretation multivariater statistischer Auswertung beeinflußt. Die Daten der Korngrößen-Verteilung wurden vergleichend einer univariaten und einer multivariaten statistischen Analyse unterworfen. Mit dem univariaten Verfahren wurden die Gradienten der ökologisch relevanten Korngrößen-Parameter eher erkannt als mit dem multivariaten Verfahren. Die Auswirkungen von Gewässerversauerung sowie anderer Umweltfaktoren (insgesamt 42 Faktoren) auf die Lebensgemeinschaften wurden anhand der Parameter Artenzahl, Besiedlungsdichte, Körpergröße und Biomasse untersucht. Abundanz, Biomasse und Körpergröße sowie die Umweltfaktoren wurden auf einem horizontalen Gradienten, d.h. im Längslauf der Bäche, und auf einem vertikalen Gradienten, d.h. fließende Welle / Bryorheon / Benthon versus Hyporheon, untersucht. Es wurde ein terminologisches System für die Kompartimente in der Fließgewässer-Aue vorgeschlagen, das in sich einheitlich ist. Es wurde ein neuer Moos-Vitalitätsindex für die Moospolster vorgestellt. Es wurden Bestimmungsschlüssel für die Larven der Chloroperlidae (Steinfliegen-Familie) und der Empididae (Tanzfliegen) in den beiden Harzbächen entwickelt. Die untersuchten Bachstrecken waren frei von Abwasserbelastung. An zwei Stellen wurde Wasser für einen Forellenteich ausgeleitet. Abgesehen von zwei meterhohen Abstürzen in der Großen Söse waren wasserbauliche Veränderungen ohne große Bedeutung. Das Abfluß-Regime war insofern nicht mehr natürlich, als beide Bäche in das System der bergbaulichen Bewässerungsgräben des Oberharzes eingebunden sind. Die Söse hatte ein F-nivopluviales Abfluß-Regime, der abflußreichste Doppelmonat war der März / April, die Unregelmäßigkeit des Abfluß-Regimes war sehr hoch, die Vorhersagbarkeit sehr niedrig, die monatlichen Abfluß-Maxima wiesen eine sehr geringe Konstanz auf. Der Zeitraum der biologischen Probenahme wurde von überdurchschnittlich vielen Tagen mit mäßig erhöhten Abflüssen geprägt, sehr große Hochwasser-Wellen fehlten aber. Die Abfluß-Dynamik wurde statistisch beschrieben. Das hydraulische Regime wurde anhand der Meßgrößen Fließgeschwindigkeit, Fließkraft und FROUDE-Zahl dargestellt. Der Zusammenhang zwischen Abfluß und Fließgeschwindigkeit auf der einen Seite und der Korngrößen-Verteilung auf der anderen Seite wurde statistisch untersucht, ebenfalls zwischen dem Abfluß und dem Kohlenstoff- und Stickstoff-Gehalt der Feinstpartikel sowie dem Wasserchemismus. In den Phasen ohne Hochwasser hatte das Hyporheal die Funktion einer Senke für Feinstkörner. Das Bachbett der Alten Riefensbeek war stabiler als das der Großen Söse. Insgesamt gesehen war das hyporheische Sediment in den quellnahen Abschnitten grobkörniger und auf den quellfernen Strecken feinkörniger. Der prozentuale Anteil der Feinstkörner im Hyporheal und Benthal nahm aber im Längslauf der Bäche ab. Dies ist ungewöhnlich, konnte aber nicht plausibel mit geologischen und hydrologischen Meßgrößen erklärt werden. Beide Bäche waren sommerkalt. Der Einfluß der Wassertemperatur auf die Larvalentwicklung wurde beispielhaft an den Taxa Baetis spp. und Leuctra gr. inermis untersucht. Es gab eine Tendenz, daß der Kohlenstoff- und Stickstoff-Gehalt der Feinstpartikel vom Benthal in das Hyporheal anstieg. Dies war ein weiterer Hinweis darauf, daß das Hyporheal die Funktion einer Senke und Vorratskammer für Nährstoffe hat. Der Zusammenhang zwischen partikulärer und gelöster Kohlenstoff-Fraktion wurde diskutiert. Im Hyporheon war die Nitrifikation nicht stärker als in der fließenden Welle. Es gab Hinweise, daß die sauren pH-Werte in der Großen Söse die Nitrifikation hemmten. Die Valenzen der Moos- und Tier-Taxa bezüglich Fließgeschwindigkeit, pH-Wert, Alkalinität sowie der Gehalte von Sauerstoff, Calcium, Magnesium, Kalium und Natrium wurden zusammengestellt. Das hyporheische Sediment war sehr grob und hatte eine hohe Porosität. Der Austausch zwischen fließender Welle und hyporheischem Wasser konnte deshalb sehr schnell erfolgen, es gab keine intergranulare Sprungschicht, die physikalischen und chemischen Tiefengradienten waren in den meisten Fällen gar nicht ausgeprägt oder nur sehr flach. Die Wassertemperatur des Freiwassers unterschied sich nicht signifikant von derjenigen im hyporheischen Wasser. Es gab -- von wenigen Ausnahmen bei pH-Wert, Leitfähigkeit und Sauerstoffgehalt abgesehen -- keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Wasserchemismus der fließenden Welle und dem des Hyporheals. Die physikalischen und chemischen Voraussetzungen für die Refugialfunktion des Hyporheons waren deshalb für versauerungsempfindliche Taxa nicht gegeben. In der Tiefenverteilung der untersuchten Tiergruppen im Hyporheal lag das Maximum der Abundanz bzw. Biomasse häufiger in 10 cm als in 30 cm Tiefe. Daraus läßt sich aber keine allgemeine Gesetzmäßigkeit ableiten. Es wurde durchgehend die Definition angewendet, daß die Gewässerversauerung durch den Verlust an Pufferkapazität charakterisiert ist. Saure Gewässer können, müssen aber nicht versauert sein; versauerte Gewässer können, müssen aber nicht saures Wasser haben. Maßstab für das Pufferungsvermögen eines Gewässers ist nicht der pH-Wert, sondern sind die Alkalinität und andere chemische Versauerungsparameter. Der pH-Wert war auch operativ nicht als Indikator für Gewässerversauerung anwendbar. Die chemische Qualität des Bachwassers der Großen Söse entsprach aufgrund der Versauerung nicht den umweltrechtlichen Vorgaben bezüglich der Parameter pH-Wert, Aluminium, Eisen und Mangan, bzgl. Zink galt dies nur an S1. In der Alten Riefensbeek genügte das Hyporheal-Wasser in 30 cm Tiefe an R2 bzgl. des Sauerstoff-Gehalts nicht den umweltrechtlichen Anforderungen. Nur im Freiwasser an R1 genügten die Ammonium-Werte den Vorgaben der EG-Fischgewässer-Richtlinie, der Grenzwert wurde an allen anderen Meßstellen und Entnahmetiefen überschritten. Das BSB-Regime in allen Entnahmetiefen an R2, im Freiwasser an R3 und S1, im Hyporheal an R1 sowie in 30 cm Tiefe an R3 genügte nicht den Anforderungen der Fischgewässer-Richtlinie. Der Grenzwert für Gesamt-Phosphor wurde an S3 überschritten. In der Großen Söse war der Aluminium-Gehalt so hoch, daß anorganisches und organisches Aluminium unterschieden werden konnten. Besonders hohe Gehalte an toxischem anorganischen Aluminium wurden an Tagen mit Spitzen-Abflüssen und Versauerungsschüben gemessen. Erst die Ermittlung verschiedener chemischer Versauerungsparameter zeigte, daß auch die alkalischen Probestellen R2 und R3 mindestens versauerungsempfindlich waren. Die Messung bzw. Berechnung von chemischen Versauerungsparametern sollte deshalb zum Routineprogramm bei der Untersuchung von Gewässerversauerung gehören. Zu Beginn des Untersuchungsprogramms war angenommen worden, daß die mittleren und unteren Abschnitte der Alten Riefensbeek unversauert sind. Dieser Ansatz des Untersuchungsprogramms, einen unversauerten Referenzbach (Alte Riefensbeek) mit einem versauerten Bach (Große Söse) zu vergleichen, mußte nach der Berechnung von chemischen Versauerungsindikatoren sowie der Analyse der Abundanz- und Biomasse-Werte modifiziert werden. Es gab einen Versauerungsgradienten entlang der Probestellen: R1 (unversauert) R2 und R3 (versauerungsempfindlich bis episodisch leicht versauert) S2 und S3 (dauerhaft versauert) S1 (dauerhaft stark versauert). An S1 war das Hydrogencarbonat-Puffersystem vollständig, an S2 und S3 zeitweise ausgefallen. Die Versauerungslage an R2 und R3 war also schlechter als vorausgesehen. Unterschiede im Versauerungsgrad zwischen den Meßstellen waren nicht so sehr in unterschiedlichen Eintragsraten von versauernden Stoffen aus der Luft begründet, sondern in unterschiedlichen Grundgesteinen mit unterschiedlichem Puffervermögen. Der Anteil der verschiedenen sauren Anionen an der Versauerung wurde untersucht, die chemischen Versauerungsmechanismen wurden mit Hilfe von Ionenbilanzen und verschiedenen Versauerungsquotienten analysiert. Die beiden untersuchten Bäche waren von anthropogener Versauerung betroffen. Dabei spielte die Schwefel-Deposition (Sulfat) eine größere Rolle als die Stickstoff-Deposition (Nitrat). Die Probestelle S1 war immer schon in unbekanntem Maß natürlich sauer. Dieser natürlich saure Zustand wurde von der hinzugekommenen anthropogenen Versauerung bei weitem überragt. Die wenigen gewässerökologischen Daten, die im Wassereinzugsgebiet der Söse vor 1986 gewonnen wurden, deuten darauf hin, daß die Versauerung in den 70er und in der ersten Hälfte der 80er Jahre vom Boden und Gestein in die Bäche durchgeschlagen war. Dieser Versauerungsprozeß begann vermutlich vor 1973 in den Quellen auf dem Acker-Bruchberg und bewegte sich im Laufe der Jahre immer weiter talwärts in Richtung Trinkwasser-Talsperre. Der Mangel an (historischen) freilandökologischen Grundlagendaten war nicht nur im Untersuchungsgebiet, sondern ist allgemein in der Versauerungsforschung ein Problem. Wenn sich das Vorkommen von nah verwandten Arten (weitgehend) ausschließt, kann dies an der Versauerung liegen, z.B. war die Alte Riefensbeek ein Gammarus-Bach, die Große Söse ein Niphargus-Bach; dieses muß aber nicht an der Versauerung liegen, z.B. fehlte Habroleptoides confusa im Hyporheos an R3, Habrophlebia lauta hatte dagegen ihr Abundanz- und Biomasse-Maximum an R3. Zugleich lag das Maximum des prozentualen Anteils von Grobsand an R3, eine mögliche Ursache für diese interspezifische Konkurrenz. Die biologische Indikation von Gewässerversauerung mit Hilfe der Säurezustandsklassen funktionierte nicht in den beiden Harzbächen. Es wurde deshalb ein biologischer Versauerungsindex vorgeschlagen; dieser wurde nicht am pH-Wert kalibriert, sondern an der chemischen Versauerungslage, gekennzeichnet durch die Alkalinität und andere chemische Meßgrößen der Versauerung. Dafür wurden aufgrund der qualitativen und quantitativen Daten die häufigeren Taxa in die vier Klassen deutlich versauerungsempfindlich, mäßig versauerungsempfindlich, mäßig versauerungstolerant und deutlich versauerungstolerant eingeteilt. Es reicht nicht aus, die biologischen Folgen von Gewässerversauerung sowie Veränderungen in der Nährstoff-Verfügbarkeit und im sonstigen Wasserchemismus nur anhand der Artenzahl oder des Artenspektrums abzuschätzen. Vielmehr müssen quantitative Methoden wie die Ermittlung der Abundanzen angewandt werden, um anthropogene und natürliche Störungen des Ökosystems zu erfassen. Es wurde eine Strategie für die behördliche Gewässergüteüberwachung von Bachoberläufen vorgeschlagen, die flächendeckend die Versauerungsgefährdung erfassen kann. Die Auswirkungen der zeitlichen Dynamik des Versauerungschemismus wurden am Beispiel des versauerungsempfindlichen Taxons Baetis spp. (Eintagsfliegen) dargestellt. An S2 und S3 kam es zu starken Versauerungsschüben. Baetis konnte sich nicht ganzjährig halten, sondern nur in versauerungsarmen Phasen im Sommer und im Herbst; es gab einen Besiedlungskreislauf aus Ausrottungs- und Wiederbesiedlungsphasen. Die temporäre Population von Baetis an S2 und S3 bestand nur aus ersten Larvenstadien. Die Probestellen wurden auf horizontalen Gradienten der Umweltfaktoren angeordnet. Bei einigen Parametern gab es keinen Gradienten (z.B. Sauerstoff-Gehalt), bei anderen Parametern waren die Meßstellen auf sehr flachen Gradienten angeordnet (z.B. C:N-Quotient der Feinstkörner), bei den restlichen Meßgrößen waren die Gradienten sehr deutlich (z.B. Alkalinität). Bei den Längsgradienten von Abundanz und Biomasse waren alle Möglichkeiten vertreten: Zunahme (z.B. Leuctra pseudosignifera), Abnahme (z.B. Gammarus pulex), Maximum an der mittleren Probestelle (z.B. Leuctra pseudocingulata) und kein signifikanter Trend (z.B. Nemoura spp.). Abundanz und Biomasse zahlreicher taxonomischer Einheiten hatten ihr Maximum im Längslauf an den quellnächsten Probestellen R1 und S1, z.B. Protonemura spp. und Plectrocnemia spp. Die Lebensgemeinschaften an R1 und S1 waren allerdings völlig unterschiedlich zusammengesetzt. Die häufig vertretene Annahme, versauerte Gewässer seien biologisch tot, ist falsch. Unter Anwendung des 3. biozönotischen Grundprinzips wurde das Maximum von Abundanz und Biomasse in den quellnahen Abschnitten mit dem eustatistischen (stabilen) Regime von Wassertemperatur, Abfluß und Protonen-Gehalt, in der Alten Riefensbeek auch von Alkalinität und ALMER-Relation erklärt. Aufgrund der natürlichen und anthropogenen Störungen war im Längslauf der untersuchten Bäche keine natürliche biozönotische Gliederung des Artenbestands erkennbar. Die Korrelationsberechnungen zwischen den Umweltfaktoren und der Taxazahl ergaben, daß in erster Linie versauerungsrelevante Parameter -- Gehalte saurer Anionen, basischer Kationen und von Metallen, Alkalinität usw. -- die höchsten Korrelationskoeffizienten mit der Taxa-Zahl hatten; unter den natürlichen Meßgrößen zählten nur die Gehalte von DOC und TIC sowie der Anteil der Sande zu der Gruppe mit den höchsten Korrelationskoeffizienten. Die Korrelationsberechnungen zwischen den Umweltfaktoren und den Abundanzen ergab dagegen, daß die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft nicht nur durch die anthropogene Gewässerversauerung, sondern mindestens genauso durch einige natürliche Meßgrößen beeinflußt wurde. Es gab in den Harzbächen keinen ökologischen Superfaktor, der die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft überwiegend bestimmte. Auch die Meßgrößen der anthropogenen Gewässerversauerung waren nicht solch ein Superfaktor. Einen ähnlich hohen Einfluß auf die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft hatten die geologisch bestimmten Umweltfaktoren Leitfähigkeit und TIC-Gehalt, der von der Landnutzung bestimmte DOC-Gehalt sowie der Chlorid-Gehalt, der geologisch, möglicherweise aber auch durch den Eintrag von Straßensalz bestimmt wird. Die Mischung von anthropogenen und natürlichen Faktoren wurde in einem Modell der Wirkung von abiotischen Faktoren auf Bryorheos und Hyporheos dargestellt. Als Beispiel für die zeitliche Nutzung ökologischer Nischen wurde die Verteilung der Larven und Adulten der Dryopidae (Hakenkäfer) im Hyporheos und Bryorheos untersucht. Die Larven wurden vorzugsweise im Hyporheon, die Adulten im Bryorheon angetroffen. Die untersuchten Taxa wurden in die Varianten bryorheobiont, bryorheophil, bryorheotolerant, bryorheoxen und bryorheophob bzw. hyporheobiont, hyporheophil, hyporheotolerant, hyporheoxen und hyporheophob eingeteilt, um ihre räumliche Nutzung ökologischer Nischen zu beschreiben. Die gängige Lehrmeinung, daß das Hyporheon die Kinderstube benthaler Makroinvertebraten ist, konnte für zahlreiche Taxa bestätigt werden (z.B. Habrophlebia lauta). Für die bryorheophilen Taxa (z.B. Gammarus pulex und Baetis spp.) trifft diese Lehrmeinung in den beiden Harzbächen nicht zu. Vielmehr übernimmt das Bryorheon die Funktion einer Kinderstube. Die Larven von Plectrocnemia conspersa / geniculata sowie von Baetis spp. und Amphinemura spp. / Protonemura spp. neben Gammarus pulex zeigten eine Habitatbindung, die erstgenannte Gattung an das Hyporheal, die letztgenannten 3 Taxa an untergetauchte Moospolster (Bryorheal). Die Idee von der Funktion des Hyporheals als Kinderstube der Larven und Jungtiere, als Schutzraum gegen die Verdriftung durch Strömung und vor Fraßdruck durch Räuber sowie als Ort hohen Nahrungsangebots mußte für die letztgenannten 3 Taxa abgelehnt werden. Für sie übernahm das Bryorheal diese Aufgaben. Zwar waren die beiden Bäche oligotroph und die Nahrungsqualität der Feinstkörner im Hyporheal war niedrig. Die Abundanz- und Biomasse-Werte im Bryorheos und Hyporheos gehörten aber zu den weltweit höchsten. Es wurde das Paradoxon diskutiert, daß im Hyporheon der beiden Bäche Diatomeen-Rasen gefunden wurden, obwohl das Hyporheon lichtlos sein soll. Das Hyporheon wurde als ein Ökoton zwischen Benthon / Rheon und Stygon angesehen. Es wurden vier Haupttypen des Hyporheons beschrieben. Wegen des sehr unterschiedlichen Charakters des Hyporheons in verschiedenen Fließgewässern gibt es keinen einheitlichen Satz von abiotischen und biotischen Faktoren, mit denen das Hyporheon vom Benthon und Stygon abgegrenzt werden kann. In den beiden Harzbächen ähnelte das Hyporheon mehr dem Benthon als dem Stygon. Es konnte nicht anhand der chemischen Meßgrößen vom Benthon abgegrenzt werden, sondern anhand der physikalischen Meßgrößen Trübung und der Anteile von Feinsand und Schluffe/Tone sowie anhand der biologischen Parameter Summen-Abundanz und Summen-Biomasse. Aus der Typologie des Hyporheons folgt, daß ein bestimmtes Hyporheon nicht alle in der Literatur beschriebenen Funktionen innerhalb der Fließgewässer-Aue übernehmen kann. Es wurde ein Schema entwickelt, mit dem sich die optimale Liste der Parameter für die Untersuchung eines bestimmten Hyporheons auswählen läßt. Der Tendenz in der Fließgewässer-Ökologie, immer neue Konzepte zu entwickeln, die allgemeingültig sein sollen, wurde das Konzept vom individuellen Charakter von Fließgewässer-Ökosystemen entgegengestellt.