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Veröffentlichung Der Einfluss menschlicher Aktivitäten auf Bodenorganismen der maritimen Antarktis und die Einschleppung von fremden Arten in die Antarktis(2013) Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz; Universität für Bodenkultur Wien; Deutschland. UmweltbundesamtDie vorliegende Studie hatte zum Ziel, (1) die Auswirkung menschlicher Aktivitäten auf antarktische Bodenorganismengemeinschaften sowie (2) die potentielle Einschleppung von in der Antarktis nicht-einheimischen Arten zu ermitteln. Im antarktischen Sommer der Jahre 2009/2010 und 2010/2011 wurden Bodenorganismen (Pflanzen und Bodentiere der Gruppen Nematoda, Tardigrada, Collembola, Actinedida, Oribatida und Gamasina) aus insgesamt 13 Gebieten in von Menschen beeinflussten und unbeeinflussten Arealen erfasst und verglichen. Eingeschleppte, nicht-einheimische Pflanzenarten konnten nicht festgestellt werden. Bei den Collembola und Actinedida wurden acht Arten hauptsächlich auf Deception Island und Neko Harbour als potentiell nicht-einheimisch identifiziert. Obwohl die Ergebnisse durch hohe Datenvariabilität überlagert waren, konnten signifikante Auswirkungen des Menschen auf die Bodenfauna nachgewiesen werden. Die Beeinflussung durch Menschen führte meist zu verringerten Individuendichten. Der Einfluss von Menschen war bei mittlerer Vegetationsbedeckung am stärksten. Die Reaktion von einzelnen Arten war unterschiedlich, was auf Veränderungen in den Gemeinschaftsstrukturen und somit in der ökologischen Funktion der Bodenfauna hinweist. Aus den erzielten Ergebnissen werden konkrete Empfehlungen für einen verbesserten Schutz antarktischer Ökosysteme vor menschlicher Beeinflussung abgeleitet. Hierzu gehört eine Intensivierung von Präventivmaßnahmen gegen eine Einschleppung nicht-einheimischer Bodenorganismen sowie eine Ausweitung der für Besucher geschlossenen Bereiche um Areale spezieller Mikrohabitate. Eine Einschränkung der Gebiete, die Touristen besuchen dürfen, ist erforderlich, ebenso wie die Etablierung eines internationalen, langfristigen bodenbiologischen Monitoringprogramms.Veröffentlichung Bewertung des Risikos für Bodenorganismen unter realen Bedingungen(Umweltbundesamt, 2020) Toschki, Andreas; Hammers-Wirtz, Monika; Poßberg, Claudia; Forschungsinstitut für Ökosystemanalyse und -bewertung; Deutschland. Umweltbundesamt; Pieper, SilviaZur Erfassung der Effekte von Pflanzenschutzmitteln (PPP) auf Bodenorganismen ist eine korrekte Berechnung der initialen Konzentration (PECsoil) von wesentlicher Bedeutung. Die PECsoil ist abhängig von der räumlichen und zeitlichen Verteilung der PPP, die durch physikochemische (Kow, Wasserlöslichkeit, Abbaubarkeit) und Bodenkennwerte (pH-Wert, organischer Gehalt, Bodenart etc.) mitbestimmt werden. Die potentiellen Effekte auf Bodenorganismen werden zudem durch räumliche und zeitliche Verteilung der Bodentiere als auch durch ihre spezifische Sensitivität gegenüber der Chemikalie bestimmt. Eine neue Herangehensweise zur Bestimmung von relevanten Umwelt-Konzentrationen in Abhängigkeit von der bevorzugten Aufenthaltstiefe der Organsimen wird zur Zeit diskutiert. Zu Überprüfung dieser Herangehensweise wurden zwei Outdoor Terrestrische Mesokosmos Studien (TME) durchgeführt, um das Verhalten der Pestizide im Boden über die Zeit zu untersuchen und gleichzeitig die Exposition und die Effekte auf Bodenorganismen zu messen. Zudem wurde eine Indoor TME-Studie unter Verwendung radioaktiv markierter Substanzen durchgeführt, um den Gehalt an nicht-extrahierbaren Rückständen zu ermitteln. Für die Studie [1] (outdoor) und [2] (indoor) wurden die beiden Insektizide Lindan (log Kow > 3) und Imidacloprid (log Kow < 1) mit unterschiedlichen physiko-chemischen Eigenschaften eingesetzt. Für die Studie [2] wurden die gleichen Stoffe mit radioaktiver Markierung verwendet. In Studie [3] (outdoor) wurde das Pestizid Carbendazim verwendet, welches bei bestimmten Konzentrationen regenwurmtoxisch ist. Die Ermittlung der statistischen Signifikanz der Effekte erfolgte mit Hilfe unterschiedlicher univariater und multivariater statistischer Methoden. Aus der gemeinsamen und zusammenführenden Betrachtung der gesamten Ergebnisse werden Handlungsempfehlungen für die Risikobewertung von Bodenorganismen abgeleitet. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Evaluation of the risk for soil organisms under real conditions(Umweltbundesamt, 2020) Toschki, Andreas; Hammers-Wirtz, Monika; Poßberg, Claudia; Forschungsinstitut für Ökosystemanalyse und -bewertung; Deutschland. Umweltbundesamt; Pieper, SilviaIn assessing the effects of plant protection products (PPP) on organisms in soil it is crucial to predict accurately the environmental concentration (PECsoil) which organisms are exposed to. The PECsoil is depending on the spatial and temporal distribution of the PPP, arising from characteristics of the chemical (e.g. Kow, water solubility, degradability) and from soil parameters (e.g. pH value, TOC, texture). The potential effects of PPP on soil organisms depend -besides the concentration of the chemical in the soil matrix- on the spatial and temporal distribution of the animals, i.e., their exposure as well as their specific sensitivity to the chemical. A new approach for deriving environmental concentrations in soil is currently under discussion, taking the preferred soil depth of the organisms into account. We conducted two different outdoor studies in Terrestrial Model Ecosystems (TMEs) to monitor (1) the movement of pesticides in soil over time and (2) the exposure and effects on soil organisms during the same time. Additionally, an indoor TME study was conducted to measure the fate of the radiolabelled pesticides and the formation of non-extractable resi-dues in soil. In study [1] (outdoor) and [2] (indoor) Lindane (log Kow > 3) and Imidacloprid (log Kow < 1) were applied, two pesticides with different physico-chemical properties. In study [3] (outdoor), we investigated the effects of Carbendazim, a pesticide which is known as to be toxic for earthworms at certain concentrations. The effect analysis was conducted by means of different multivariate and univariate statistical methods. The synergistic conclusions based on the project results are proposed as recommendations for risk assessment concerning exposure and risk of soil organisms exposed to PPP under realistic conditions. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Evaluation of the risk for soil organisms under real conditions(Umweltbundesamt, 2020) Toschki, Andreas; Hammers-Wirtz, Monika; Poßberg, Claudia; Forschungsinstitut für Ökosystemanalyse und -bewertung; Deutschland. Umweltbundesamt; Pieper, SilviaZur Erfassung der Effekte von Pflanzenschutzmitteln (PPP) auf Bodenorganismen ist eine korrekte Berechnung der initialen Konzentration (PECsoil) von wesentlicher Bedeutung. Die PECsoil ist abhängig von der räumlichen und zeitlichen Verteilung der PPP, die durch physikochemische (Kow, Wasserlöslichkeit, Abbaubarkeit) und Bodenkennwerte (pH-Wert, organischer Gehalt, Bodenart etc.) mitbestimmt werden. Die potentiellen Effekte auf Bodenorganismen werden zudem durch räumliche und zeitliche Verteilung der Bodentiere als auch durch ihre spezifische Sensitivität gegenüber der Chemikalie bestimmt. Eine neue Herangehensweise zur Bestimmung von relevanten Umwelt-Konzentrationen in Abhängigkeit von der bevorzugten Aufenthaltstiefe der Organsimen wird zur Zeit diskutiert. Zu Überprüfung dieser Herangehensweise wurden zwei Outdoor Terrestrische Mesokosmos Studien (TME) durchgeführt, um das Verhalten der Pestizide im Boden über die Zeit zu untersuchen und gleichzeitig die Exposition und die Effekte auf Bodenorganismen zu messen. Zudem wurde eine Indoor TME-Studie unter Verwendung radioaktiv markierter Substanzen durchgeführt, um den Gehalt an nicht-extrahierbaren Rückständen zu ermitteln. Für die Studie [1] (outdoor) und [2] (indoor) wurden die beiden Insektizide Lindan (log Kow>3) und Imidacloprid (log Kow<1) mit unterschiedlichen physiko-chemischen Eigenschaften eingesetzt. Für die Studie [2] wurden die gleichen Stoffe mit radioaktiver Markierung verwendet. In Studie [3] (outdoor) wurde das Pestizid Carbendazim verwendet, welches bei bestimmten Konzentrationen regenwurmtoxisch ist. Die Ermittlung der statistischen Signifikanz der Effekte erfolgte mit Hilfe unterschiedlicher univariater und multivariater statistischer Methoden. Aus der gemeinsamen und zusammenführenden Betrachtung der gesamten Ergebnisse werden Handlungsempfehlungen für die Risikobewertung von Bodenorganismen abgeleitet. Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Evaluation of the risk for soil organisms under real conditions(Umweltbundesamt, 2020) Toschki, Andreas; Hammers-Wirtz, Monika; Poßberg, Claudia; Forschungsinstitut für Ökosystemanalyse und -bewertung; Pieper, SilviaPlant protection products (PPP) can only be authorized if they have no unacceptable effects on the environment. Aim of the project was to investigate whether the ecology and behavior of soil organisms should be considered in PPP risk assessment. The possible spatial and temporal relationship between the preferred soil layer, the distribution of PPP and the ecotoxicological effects were studied in Terrestrial Model Ecosystems (TME). The results indicate that also soil organism living deeper in soils are affected by the concentrations detected in the uppermost soil centimeters. The implications for the development of terrestrial risk assessment guidance are discussed in the report.Veröffentlichung Bewertung der Biologischen Vielfalt mittels DNA-Extraktion aus Bodenproben von Dauerbeobachtungsflächen (BDF)(Umweltbundesamt, 2023) Jänsch, Stephan; Scheffczyk, Adam; Römbke, Jörg; ECT Oekotoxikologie GmbH (Flörsheim am Main); Deutschland. Umweltbundesamt; Glante, FrankIn Deutschland fehlt eine flächendeckende und standardisierte Erfassung der Bodenorganismen, obwohl mit den ca. 800 Boden-Dauerbeobachtungsflächen (BDF) eine umfassende Infrastruktur dafür zur Verfügung steht. Allerdings führen bisher nicht alle Bundesländer eigene bodenbiologische Untersuchungen auf ihren BDF durch. Wichtigster Grund dafür dürfte die aufwändige und teure Bestimmung der Bodeninvertebraten sein. Zur Lösung dieses Problems sollte das vorliegende Vorhaben beitragen. An 25 Standorten wurden Regenwürmer, Enchytraeiden und Collembolen erfasst, die Tiere morphologisch und per DNA-Metabarcoding bestimmt und die Ergebnisse miteinander verglichen. Das Ziel war, Empfehlungen für ein effizientes und routinemäßig umsetzbares Monitoring der Bodenfauna im Rahmen des deutschen BDF-Programms zu entwickeln. Die Ergebnisse zeigten, dass die genetischen Bestimmungsmethoden hierfür grundsätzlich geeignet sind. Vor einer Einführung in die behördliche Praxis müssen noch einige Voraussetzungen erfüllt werden. Die DNA-Referenzdatenbanken müssen umfassend, gut kuratiert und qualitätskontrolliert sein. DNA-basierte Methoden müssen standardisiert werden. Es müssen belastbare Indizes für die Bodengesundheit, basierend auf Daten zu Bodenorganismen entwickelt werden. Es wird empfohlen, dass die Erhebungen bezüglich der Bodenfauna in allen Bundesländern im gleichen Umfang und mit gleichen Methoden erfolgen. Bodenorganismen sollten zunächst mit klassisch morphologischen Methoden regelmäßig erfasst werden, mindestens Regenwürmer, Enchytraeiden und Collembolen. Die Aufnahme weiterer Gruppen sollte geprüft werden. Die Einführung genetischer Methoden sollte, beginnend mit den Regenwürmern, schrittweise erfolgen. Die erhobenen Daten sollten zentral zusammengeführt und der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt werden. Langfristig sollte Umwelt-DNA-Metabarcoding standardmäßig zur Untersuchung und Bewertung der biologischen Vielfalt des Bodens eingesetzt werden. Quelle: Forschungsbericht