logo
gaiac Forschungsinstitut

Numerische Modellierung aquatischer Mesokosmen

In diesem Projekt wird das Ziel verfolgt, die wichtigsten biologischen und physiko-chemischen Prozesse in kleinen Freilandteichen zu modellieren. Solche Teichsysteme werden regelmäßig zur Testung aquatischer Organismen und Lebensgemeinschaften in ökotoxikologischen higher-tier Studien eingesetzt (aquatische Mesokosmen).
Die Weiterentwicklung der Modellierung aquatischer Mesokosmen soll einen Beitrag dazu leisten, zukünftig zunehmend komplexe Fragestellungen in der ökotoxikologischen Risikobewertung mit Simulationsmodellen beantworten zu können.
Durch die Kopplung individuen-basierter Populationsmodelle (IBMs) mit Gewässergütemodellen wie dem Seenmodell StoLaM können ökotoxikologisch relevante Organismen unter Freilandbedingungen mit variablen Wetter- und Nährstoffverhältnissen analysiert werden. Die verwendeten Populationsmodelle sind ihrerseits mit toxikokinetischen und toxikodynamischen Modulen versehen, um die toxischen Effekte auf die Individuen möglichst detailliert und realitätsnah zu modellieren.

Konzept Mesokosmosmodellierung

In einer Pilotstudie im Auftrag der Industrie wurde der Einfluss von Pestiziden auf Daphnia magna unter komplexen, naturnahen Bedingungen untersucht. Zu diesem Zweck wurde das Seenmodell StoLaM
mit dem individuen-basierten Daphnienmodell IDamP gekoppelt.
Das resultierende Hybridmodell DaLaM (Daphnia Lake Model) ist nun in der Lage, die Populationsdynamik von Daphnien unter Freilandbedingungen wiederzugeben ( DaLaM ) .

Strauss T, Gabsi F, Hammers-Wirtz M, Thorbek P, Preuss TG (2017): The power of hybrid modelling: An example from aquatic ecosystems. Ecological Modelling 364:77-88; https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2017.09.019
Strauss T, Preuss TG (2012): Aquatic ecosystem model framework for use in refined environmental risk assessment. Poster presentation SETAC-World, Berlin, Germany.
Preuss T, Bruns E, Thorbek P, Hammers-Wirtz M, Schäfer D, Goerlitz G, Ratte HT, Strauss T (2010): Can population modelling answer urgent unresolved questions for ecological risk assessment - lessons learnt from Daphnia. Poster presentation SETAC-Europe, Seville, Spain.
Strauss T, Ratte HT, Hammers-Wirtz M, Thorbek P, Preuss TG (2009): Modeling toxic effects on Daphnia magna populations under natural field conditions. Poster presentation SETAC-Europe, Göteborg, Sweden.

Konzeptdiagramm des Modells DaLaM (Daphnia Lake Model)

gaiac ist als assoziierter Partner im EU-Projekt “Mechanistic Effect Models for Ecological Risk Assessment of Chemicals” CREAM an der Entwicklung weiterer numerischer Populationsmodelle im Rahmen ökotoxikologischer Zulassungsverfahren beteiligt.

Ansprechpartner:

Dr. Tido Strauss