Kurzfassung – Die Natur ist eine Einheit
Zooplankton steht nach Brooks & Dodson (1965) unter der Wirkung von Top-down-Kräften und nach Peters (1992) unter der Wirkung von Bottom-Kräften. Gibt es Lösungsmöglichkeiten für solche Sach-fragen, wie in der Praxis über solche widerstreitenden Themen gearbeitet werden kann? Ich bin um einen Vergleich bemüht zwischen der Meereskunde und der Binnengewässerkunde. Seit der Norweger J. Hjort mit der Bearbeitung der Fischbestände im Nordatlantik und seinen Randmeeren begann, haben Fischereibiologen für marine Fischbestände sich daran gewöhnt, engen Austausch und Zusammenarbeit über die politischen Grenzen hinweg zu pflegen sowie Techniker und Handwerker bei der Geräteentwicklung zu beteiligen. Ich sehe, dass es in der Ausbildung von Limnologen wenig vergleichende Gerätekunde gibt. Hinweise auf mögliche Artefakte bei Probenahme und Probenbearbeitung werden vernächlässigt. Die Wirkung von menschlichen Eingriffen in ein Gewässer, z. B. Fischbesatz harrt immer noch einer rationalen Bearbeitung.
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Die Natur ist eine Einheit. Aber bei der Bearbeitung unterteilen wir nach Nutzung und Schutz. Die Trennlinie dazwischen entspricht den Vorstellungen der Interessenverbände. Es wird ein Gegensatz zwischen Schutz und Nutzung angenommen. Ist es möglich, Schutz und Nutzung aus einer Hand zu bearbeiten? Ein Thema wird besetzt, in dem Mittel für die Bearbeitung bereitgestellt, Bearbeiter gesucht und bestimmt werden. Geldgeber haben Wünsche für die in Frage kommenden Themen.
Es werden Themen ausgewählt und Themen ausgespart. Es werden Arbeitsgeräte für die Bearbeitungen gewünscht und vorgeschrieben oder vernachlässigt.
Es gibt Ordnungskräfte im Staat, welche darauf achten, dass einheitlich gearbeitet wird. Das soll spätere Vergleiche ermöglichen. Wie soll aber verglichen werden, wenn die Daten hoch gestreut sind? Zur Zeit der absolutistischen Fürsten waren Fehler als Abweichungen unverzeihlich und ein Regierungsbeamter, der einen Fehler beging, wurde entlassen.
Heute sind wir besser gerüstet. Es werden Schulungen angeboten. Auch die Reichweite des Arbeitsbedarfes wird größer. Die staatlichen Institutionen/Fachbehörden sind mit dem Arbeitsumfang heute überfordert und delegieren Arbeitsaufträge an freiberufliche Fachleute. Damit tritt ein schwieriges Element in Erscheinung. Die Freiberufler können sich bei der Industrie- und Handelskammer (IHK) registrieren lassen und die IHK verpflichtet diese zur unabhängigen Arbeit. Was kann ich unter Unabhängigkeit verstehen?
Der Betreiber eines Badesees wünscht für sein Gewässer einen guten Zustand, also ausreichend Sauerstoff im Wasser. Der beauftragte freiberufliche Fachmann meldet in seinem Bericht den Geruch von faulen Eiern, sprich Schwefelwasserstoff in Wasserproben aus der Tiefenzone im See. Die Wahrnehmung eines Geruches ist in hohem Maße subjektiv und nicht quantitativ. So wird vereinbart, bei den nächsten Beprobungen eine Wasserprobe mit einem Reagenz zur Fällung des Schwefelwasserstoffes zu versehen. Der erzeugte Niederschlag wird im Labor wieder in Lösung gebracht und mit einem Farbreagenz versehen zur Darstellung von Methylenblau. Dieses kann photometrisch, also quantitativ gemessen werden. Chemische Messungen von Inhaltsstoffen des Wassers beruhen auf erprobten Verfahren. Die Möglichkeiten und Grenzen solcher Nachweise wurden von Chemikern eingehend geprüft einschließlich der hemmenden und störenden Wirkungen von Stoffen, die vor Ort mit vorkommen können. Die chemische Analyse beruht wesentlich auf der Kenntnis von Wirkungszusammenhängen zwischen Stoffen.
Schlamassel
Biologische Proben erweisen sich mit anderen Eigenschaften. Es reicht nicht, nur zu zählen und zu wiegen. Zuerst sind die Pflanzen und Tiere zu bestimmen und die Größe wird gemessen. Brooks & Dodson (1965) stellten die Size-Efficiency Hypothese auf. Fische suchen bei der Jagd auf Zooplankton ihre Beute mit dem Auge und wählen die größeren zuerst. Das klingt schlüssig, und es gibt Befunde, die diese Hypothese stützen (Galbraith 1967). Aber es gibt auch den Einwand von Peters (1992), der den alleinigen Einfluss der Fische auf die Zooplankter bestritt, sondern meinte, dass auch die Wachstumsbegrenzung durch Nährstoffe eine Wirkung habe. Diese Veröffentlichung hieß „Lessons from the size-efficiency hypothesis II. The mire of complexity“. Mire bedeutet in der deutschen Sprache Sumpf, Schlamm und es kann auch im übertragenen Sinn gebraucht werden: Schlamassel
Peters meinte damit eine unlösbare Situation, weil zwei Einflüsse, hier die Nährstoffversorgung von unten her (Bottom-up) und der Fraßdruck durch die Fische von oben her (Top-down) zusammen wirken. Wie kann diese Schwierigkeit angegangen werden und auf Wirkungszusammenhänge untersucht und geprüft werden? Diese Frage ist von Bedeutung, wenn Angelvereine Fische besetzen. Was tun die Fische im Gewässer?
Wir können Peters heute nicht mehr fragen, wie er meinte das ungelöste Problem anzugehen. Er ist leider früh gestorben. Seine Veröffentlichung Peters (1992) ist seitdem sechsmal zitiert worden, andere erfahren dagegen mehr als hundertmal die Aufmerksamkeit, zitiert zu werden. Sein Beitrag wurde vergessen. Drei Jahre später fragte Jacob Weiner (1995) in seinem Beitrag „On the practice of ecology“ nach möglichen Verbesserungen. Beide Autoren, Peters und Weiner zeigen sich verwundert über die schwache Leistung der Ökologie. Peters (1991) wünschte in seinem Buch „A Critique for Ecology“ dass für eine vorausschauende Ökologie gearbeitet wird und Weiner (1995) verlangte mehr Vielfalt.
Ich denke, es braucht neue Arbeitsansätze außerhalb der bestehenden Vorschriften. Deshalb schaue ich über den Tellerrand. Wie arbeiten die Kollegen außerhalb des Landes? Es gibt seit 1992 eine lange Liste von Veröffentlichungen über das Zooplankton in Binnengewässern und meine Frage ist, wie weit bei solchen Bearbeitungen Bottom-up und Top-down Einflüsse berücksichtigt werden. Ich erlaube mir, Grundsätzliches zu fragen, wie bei solchen Arbeitsaufgaben vorgegangen wird.
Phosphor, Zooplankton und Trockengewicht
Die Berechnung des Trockengewichtes anhand von mathematischen Formeln aus der Beziehung Länge-Trockengewicht war gut in einer besonderen Zeitspanne. In den achtziger Jahren untersuchten mehrere Wissenschaftler in Nordamerika die Beziehung zwischen dem Gesamtphosphor und dem Trockengewicht der Zooplankter. Damit ist es möglich, die Biomasse des Zooplankton mit einem verlässlich erfassten Parameter, hier dem Gesamtphosphor (TP), abzugleichen. Dafür wird im Diagramm eine Gerade oder Kurve erstellt und die zugehörige Regressionsgleichung berechnet. In allen solchen Daten gilt eine Streuung als Maß, wie weit die einzelnen Messpunkte vom Mittelwert entfernt sind. Dafür stehen mehrere mathematische Formeln zur Verfügung. Lehrbücher der Statistik empfehlen für eine Regressionsgleichung das Bestimmtheitsmaß r2 zu verwenden. Siegfried & Sutherland (1989) veröffentlichten in einer Tabelle die Ergebnisse von Kollegen über das Zooplankton und seine Abhängigkeit von Umweltfaktoren wie Temperatur, Phytoplanktonbiomasse, Chlorophyll und Gesamtphosphor. Ein Auszug daraus steht hier:
Table 1: Auszug aus Siegfried & Sutherland (1989)
| Autoren | Unabhängige Variable | Zahl | r2 |
| Patalas 1975 | Hochsommertemperatur | 14 | 0,86 |
| Watson and Wilson 1978 | Mittlere Oberflächentemparatur | 90 | 0,71 |
| McCauley and Kalff 1981 | Phytoplanktonbiovolumen | 17 | 0,72 |
| Bays and Crisman 1983 | Carlson`s TSI | 39 | 0,66 |
| Hanson and Peters 1984 | Gesamtphosphor | 49 | 0,72 |
| Rogerud and Kjellberg 1984 | Chlorophyll | 28 | 0,62 |
| Yan 1985 | Gesamtphosphor, pH | 16 | 0,77 |
| Siegfried and Sutherland 1989 | Max. Tiefe, monom, Al., Chlorophyll, DOC | 20 | 0,74 |
Bleiben wir bei der Regression Gesamtphosphor vs Zooplankton Trockengewicht, so lesen wir Ergebnisse zwischen 0,72-0,77 r2.
Anregend finde ich die Beziehung der Zooplanktonbiomasse mit dem Gesamtphosphor. Die Veröffentlichung von Pace (1986) vermisse ich in dieser Tabelle. Als spätere Veröffentlichungen zum Thema Zooplanktonbiomasse und seine Abhängigkeit vom Gesamtphospor sind Havens and Beaver (2011) mit einem Bestimmtheitsmaß von 0,69 und mein Beitrag Keim (2022) zmit einem Bestimmtheitsmaß von 0,83 zu nennen. Aus Laboruntersuchungen wissen wir, dass Wasserflöhe der Gattung Daphnia den Phosphor als Minimumfaktor für ihr Wachstum benötigen.
Der Statistiker empfiehlt, solch einen Wert zur weiteren Bewertung zu nutzen. Hanson & Peters (1984) waren mit einem r2 = 0,72 nicht zufrieden und berechneten zusätzlich eine multiple Regression. Die maximale Tiefe des Sees schlug mit r2 = 0,03 zu Buche und so konnten sie das Bestimmtheitsmaß auf r2 = 0,75 verbessern. Aukch Yan (1985) führte eine multiple Regression durch.
Ich lasse beim r2 = 0,72 das Komma weg und kann sagen, dass für diesen Fall der Gesamtphosphor zu 72 % die Zooplanktonbiomasse bestimmt. Was ist mit dem Rest 25 %? Da kann eine weotere Einflussgröße wirken, Brooks & Dodson (1965) hatten ja den Fraßdruck durch die Fische erwähnt. Oder ich vermute eine Ungenauigkeit, bedingt durch Geräte bei der Probenahme oder Probenbearbeitung. Aus der Zeit vor meiner Veröffentlichung über den Buchtzigsee kenne ich keine solchen Berechnungen von europäischen Wissenschaftlern. Wird die Regression nicht berechnet, weil die Streuung zu hoch Ist?
Ein Bestimmtheitsmaß r2 von 0,86 errechnete Pace (1986), nachdem er das Zooplankton mit der Pumpe beprobt hatte. Ich finde es merkwürdig, dass solche Bearbeitungen wenig weiter geführt wurden. Wer hat sich um den Unterschied im Bestimmungsmaß gekümmert?
War das Ergebnis von Pace (1986) ein Ausreißer oder hatte er besser gearbeitet als seine Kollegen? Meine Ergebnisse vom Badesee Buchtzig sind mit einem Bestimmtheitsmaß r2 von 0,83 nahe bei Pace (1986).
Table 2: Regressionen Gesamtphosphor gegen Zooplanktonbiomasse
| Source | Tool | independent variable | r2 | n | r | Level of significance |
| Hanson & Peters (1984) | net | TP | 0.72 | 49 | 0.85 | 0.1 (%) |
| Hanson & Peters (1984) | net | TP + depth | 0.75 | 49 | 0.87 | 0.1 (%) |
| Yan (1985) | net | TP | 0.63 | 16 | 0.79 | 0.1 (%) |
| Yan (1985) | net | TP + pH | 0.77 | 16 | 0.88 | 0.1 (%) |
| Kamarainen et al. (2008) | net | TP | 0.41 | 19 | 0.64 | 5 (%) |
| Havens & Beaver (2011) | net | TP | 0.69 | 9 | 0.83 | 1 (%) |
| Pace (1986) | pump | TP | 0.86 | 12 | 0.93 | 0.1 (%) |
| Keim (2022) | pump | TP | 0.83 | 18 | 0.91 | 0.1 (%) |
Bleiben wir bei der Regression Gesamtphosphor vs Zooplankton Trockengewicht, so lesen wir Ergebnisse zwischen 0,63-0,77 r2.
Insgesamt sind das recht wenig Ergebnisse für die wichtige Frage, da für Wasserflöhe der Gattung Daphnia der Phosphor als Minimumfaktor für das Wachstum angesehen wird nach Laboruntersuchungen von Hessen (1992), Elser et al. (2001) sowie Plath und Boersma (2001).
Fisch als Lebensmittel aus dem Meer und aus Seen
Auf der einen Seite sehe ich die Meeresfischerei als eine Form der industriellen Lebensmittelgewinnung. Es werden Fischbestände ausgebeutet, die große natürliche Schwankungen aufweisen und es gibt die wissenschaftliche Zusammenarbeit über die politischen Grenzen hinweg mit einem hohen Aufwand, um den möglichen Ertrag abzuschätzen. Die Qualität der Bearbeitung kann ermessen werden: die Voraussage wird mit dem eingetretenen Zustand verglichen.
Auf der anderen Seite gibt es an den Binnengewässern eine Nahrungsgewinnung in der Freizeit. Die Bundesländer sind hinsichtlich des Fischereirechts zersplittert. Landesämter und Landesanstalten hüten ihr Gebietsmonopol und halten auf eine Verfestigung der Arbeitsvorschriften. Im Gebrauch von Arbeitsgeräten gibt es Stillstand. Über die Wirkung von Fischbesatz auf den ökologischen Zustand eines Sees ist sehr wenig bekannt. Fischbesatz wird weiter getätigt aus Gewohnheit.
In Binnengewässern ist der Phosphor der erste wachstumsbegrenzende Nährstoff. Das gilt auch für das Zooplankton. Ich möchte die Bedeutung des Zooplanktons für einen See nicht unterschätzen, weil es ein Scharnier zwischen den Bottom-up- und den Top-down-Einflüssen ist. Bottom-up-Einflüsse sind jene, welche von unten her wirken, das ist hier die Versorgung durch Nährstoffe. Top-down-Einflüsse sind dagegen solche, die von oben wirken, das ist der Tierbestand.
Da wundert es mich, dass jene nordamerikanischen Untersuchungen über das Zooplankton und seine Abhängigkeit vom Phosphor nach 1989 nicht im gleichen Maße weitergeführt wurden, und ich kenne aus Europa nicht Vergleichbares. Es gibt die Erwartung des Auftraggebers, das Gewässer hinsichtlich seines Zustandes zu bewerten und Voraussagen über den künftigen ökologischen Zustand zu erstellen im Falle von menschlichen Eingriffen. Die amtlichen Vorschriften geben mir nichts Hinreichendes bezüglich menschlicher Eingriffe. Also sehe ich mich um nach geeigneten Geräten.
Es gab Zeiten in der Geschichte der Planktologie, die sich durch Kontinuität in der Wahl der Arbeitsgeräte ausgezeichnet haben. Eines Tages kann ein Ereignis geschehen, das einen Bruch bedeutet. Nach dem Zweiten Weltkrieg erlebte der Staat Kalifornien einen Zusammenbruch des Sardinenbestandes vor seiner Küste. Das war Anlass ein mehrjähriges Forschungsprogramm aufzulegen und in diesem wurden grundlegende Untersuchungen zur Konstruktion und zum Gebrauch von Netzen und Pumpen beim Fang von Ichthyoplankton angestellt. Den Erfolg dieser Untersuchungen führe ich auf drei Umstände zurück:
- Politischer Druck aus der Öffentlichkeit in Sorge um eine Nahrungsquelle.
- Die Bereitschaft über politische Grenzen hinweg zusammenzuarbeiten und sich auszutauschen.
- Die Anwesenheit von Handwerkern und Technikern bei der Konstruktion und Prüfung von Arbeitsgeräten.
Wahrheitssuche
Ich suche auf Google Scholar nach Veröffentlichungen aus Europa, in denen das Bestimmtheitsmaß für die Regression Gesamtphosphor gegen Zooplanktonbiomasse berechnet wurde. Das ist Teil einer Wahrheitssuche und ich erinnere mich an die Werte der Wissenschaft: Eindeutigkeit, Transparenz, Objektivität, Überprüfbarkeit, Verlässlichkeit, Offenheit und Redlichkeit, Neuigkeit.
So ich mir diese acht Begriffe mehr als einmal anschaue, kommt mir das Gefühl, dass hier Absolutforderungen stehen. Nur die Wahrheit zählt. Eine Wahrheit? Wer kann diesem Anspruch entsprechen?
Heute greift die Erkenntnis, dass stets neue Wahrheiten auftauchen, frühere Wahrheiten gelten dann als veraltet. Nehme ich teil an solch einem Wettlauf um besseres Wissen? In den Behörden ist schnelles Arbeiten gefragt. Der Minister will nachmittags eine Pressekonferenz zu einem aktuellen Fall geben und vormittags beauftragt er seine Beamten, die Unterlagen zu diesem Fall darzulegen.
Es muss schnell gehen und das Ministerium kann nicht innerhalb eines halben Tages kurzentschlossen Grundlagenuntersuchungen anstellen lassen. Also lässt man neune gerade sein. Ungeklärtes wird ausgeklammert. Wer kümmert sich um das Ungeklärte?
Die Geschichte der Planktologie zeigt, dass die Verbesserung von Arbeitsgeräten viele Jahre, sogar Jahrzehnte braucht. Dabei stellen sich Fragen gerade bezüglich des Zooplanktons.
Welche Zooplankter sollen bearbeitet werden? Wie groß sind diese?
Wo befinden sich diese, in welcher Wassertiefe, bewegen sie sich mit welcher Geschwindigkeit?
Welche Arbeitsgeräte gibt es zur Beprobung, sprich zum Fang?
Welche Vor- und Nachteile haben diese Geräte?
Lenz (1972) vergleicht für die Zooplanktonbeprobung den Netzzug mit dem Pumpenfang und schreibt, dass für Organismen mit geringer Dichte, z. B. pelagische Fischeier, das Planktonnetz geeignet ist, weil mehr als hundert Kubikmeter Wasser filtriert werden müssen. Dafür muss das Schiff fahren. Für Organismen mit hoher Dichte empfiehlt er dagegen den Pumpenfang.
Die Fischerei im Meer und in Binnenseen
An den Anrainerstaaten des Nordatlantik gibt es seit dem Ende des 19. Jh. einen regen Austausch über Meeresfische, der von dem Norweger Johann Hjort begonnen wurde und seitdem gepflegt wird (Scheiber 1997). Man trifft sich auf Fachtagungen, tauscht sich persönlich aus über schwierige Objekte, fährt gemeinsam auf Beprobungsfahrten mit Teilnehmern aus vier, fünf Staaten, veröffentlicht gemeinsam und trifft sich bei den Verhandlungen über Fangquoten in europäischen Meeren als Begegnungen auf Augenhöhe, als Ergebnis von Schulungen auf Gegenseitigkeit. Es geht um die Ermittlung von Wahrheiten. In welchem Zustand befinden sich die befischten Bestände? Wie groß sind die Bestände? Welche Verbreitung haben sie? Und wie groß ist der mögliche Ertrag, welcher abgeschöpft werden kann, ohne die Bestände zu gefährden? Nutzung und Schutz werden aus einer Hand bearbeitet.
Untersuchungsergebnisse der Fischereiinstitute und die Fangergebnisse der kommerziellen Fischereiflotte werden verglichen. Waren die errechneten Voraussagen stimmig oder lag man falsch?
Wende ich mich ins Binnenland, treffe ich teils auf andere Situationen. An einem großen Gewässer wie dem Bodensee ist dieses vergleichbar mit den Meeresgebieten.
Kleine Gewässer sind meistens an einen Berufsfischer verpachtet, der aus seiner Erfahrung weiß, wie er vorgehen kann, um den möglichen Ertrag abzuschöpfen und seine Existenz zu sichern. Es gibt auch die kleinen künstlichen Gewässer <80 ha, die an Angelvereine verpachtet sind und dort gibt es das Problem des Fischbesatzes seit Jahrzehnten. Was tun die besetzten Fische im Gewässer? Schließen Sie sich den Schwärmen der eingeborenen Fische an oder bilden sie einen getrennten Schwarm? Nutzen eingesetzte und eingeborene Fische die gleichen Futterquellen oder halten sie sich getrennt? Die Size-Efficiency Hypothese ist bisher quantitativ nicht belegt. Es fehlt der Abgleich mit dem Einfluss der Nährstoffkonzentrationen. Diese Frage steht seit Peters (1992) im Raum. Mir erscheint, dass wir zur Bearbeitung einen großen Schub brauchen, dazu ein viel mehr an fachlichem Austausch über die Stärken und Schwächen von Arbeitsgeräten. Aber es gibt die Trennung zwischen Nutzung und Schutz.
Arbeitshaltung in der Wissenschaft
Schaue ich mir die Fördermöglichkeiten für Grundlagenuntersuchungen an, sehe ich nicht viel. Ich bin darauf angewiesen, Mittel außerhalb des Üblichen zu suchen. Und ich sehe mich veranlasst, meine Arbeitsweise als Wissenschaftler zu prüfen. Im Mai 1789 hielt Friedrich Schiller seine Antrittsvorlesung an der Universität Jena und erklärte darin den Unterschied zwischen dem Brotgelehrten und dem Universalgelehrten. Seine Beschreibung des Brotgelehrten ist sehr negativ gefärbt. Man kann es als einen satirischen Beitrag über staatliche Beamte lesen, und als eine Kritik an Auswüchsen der damaligen absolutistischen Fürstenherrschaft. Die Fürsten haben vor hundert Jahren abgedankt, das Beamtentum ist geblieben. Gibt es auch heute die Erscheinung, dass Führungskräfte in der Verwaltung Regeln absolut setzen und auf die Einhaltung ihrer Vorschriften pochen? Es gibt weitere Autoren, die Unterschiede für die Arbeit von Gelehrten treffen. Der Philosoph Wilhelm Windelband erklärte in seiner Rektoratsrede 1894 an der Universität Straßburg den Unterschied zwischen der ideographischen/beschreibenden und nomothetischen/regelsuchenden Arbeit. Diese selten gebrauchten Fremdwörter wirken etwas abgehoben. Er betont die Unterschiede, sagte aber mitten im Vortrag, dass es einige Wissensbereiche gibt, in denen beide Betrachtungsweisen möglich sind, z. B. die Lebendwissenschaften. Es gibt bis heute Wissenschaftler, welche das aufgreifen, das Thema neu bearbeiten und zu dem Schluss kommen, dass beide Betrachtungsweisen sich ergänzen, siehe Salvatore & Valsiner (2010). Und es gibt solche Wissenschaftler, welche Windelbands Beitrag lesen und diese Unterscheidung auf ihr Fachgebiet anwenden, aber andere Begriffe verwenden, und Windelbands Beitrag im Literaturverzeichnis weglassen. Karl Eduard Rothschuh (1962) benutzte in seiner Veröffentlichung über „Idee und Methode in der Medizingeschichte“ dreimal den Begriff nomothetisch. Daher vermute ich, dass Rothschuh den Vortrag Windelbands kannte. Rothschuh (1962) hat in einer Fußnote die Haltung und Bearbeitungsweise von Wissenschaftlern erweitert. Es gibt Wissenschaftler, die sammeln; diese arbeiten empirisch. Andere arbeiten systematisch, bringen Ordnung in eine Sammlung und pflegen diese. Wieder andere arbeiten als Methodiker, die zunächst zweifeln und dann Arbeitsgeräte verbessern und schließlich gibt es die Ökologen, die bewerten. Einen Sachverhalt bewerten, heißt, über die rein akademische Welt hinaussteigen und sagen, ein Befund ist gut oder schlecht, erwünscht oder unerwünscht. Hier setze ich die drei Autoren Schiller, Windelband und Rotschuh nebeneinander:
Brotgelehrter, ideographisch und Systematiker sind auf einer Ebene. Universalgelehrter, nomothetisch und Methodiker bewegen sich auf einer weiteren Ebene. Jeder Autor hat seinen besonderen Blick auf die beiden Ebenen. Rothschuh (1962) definiert die Ebenen wohl am deutlichsten. Es wäre angebracht, diese Ebenen neu zu bearbeiten zwecks weiterer Erhellung.
Systematische Arbeit als Klassifizierung von Lebewesen ist notwendig. Das ist heute in Mitteleuropa weitgehend getan. In Langenargen wurde dafür über viele Jahre gute Arbeit geleistet und die Systematik der mitteleuropäischen Zooplankter ist abgeklärt. Wir brauchen auch weiter Kenntnisse in der Systematik der Lebewesen, um Bestandsaufnahmen in Ökosystemen durchzuführen.
Also bearbeiten wir weiter Pflanzen und Tiere beschreibend, wann, wo und wie sie leben, wachsen, gedeihen und sich fortpflanzen. Wenn chemische und physikalische Messungen anstehen, sagt der Dienstvorgesetzte, dass wir die Proben an ein Labor außerhalb geben. Damit würde viel Geld nach außerhalb fließen und die Sachkunde mit dazu. Denn der Umgang mit einer Sache und einem Lebewesen muss gelernt und gepflegt werden, sonst geht die Sachkunde verloren. Sie ist ja ständig in Weiterentwicklung. Lasse ich ein Arbeitsgerät bei der Prüfung aus, begehe ich einen Wissensverzicht und würde gegen die Werte der Wissenschaft verstoßen. Die Anordnung des Dienstvorgesetzten, Proben nach außerhalb zu geben, gibt die Haltung eines Naturgeschichtlers wieder. Dieser arbeitet nach anerkannten Regeln. So die Systematik geklärt ist, widmet er sich den Lebensumständen wie der Ernährung und der Fortpflanzung. Solch eine beschreibende Bearbeitung stufe ich als naturgeschichtliche Arbeit ein. Die Weitergabe von Wasserproben zur chemischen Messungen an ein Labor außerhalb ist eine Selbsteinschränkung und wird von vielen naturgeschichtlich ausgerichteten Biologen geübt. Erst wenn ich die unterschiedlichen Ebenen im See erfasse und zusammenbringe, kann ich Schlüsse über Wirkungszusammenhänge ziehen, hier die Abhängigkeit der Lebewesen, Pflanzen und Tiere von den Nährstoffen und die Wirkung der Tiere auf Stoffumsätze. Was wird konsumiert? Wohin wandern die konsumierten Stoffe? Werden sie zum Wachstum und Fortpflanzung angelegt oder ins Wasser ausgeschieden? Gibt es Zusammenhänge zwischen den Nährstoffkonzentrationen im Wasser und dem Tierbestand vor und nach dem Fischbesatz?
Ein Behördenleiter hat den Auftrag, Ordnung im Staat zu halten, also einen einheitlichen Willen durchzusetzen. Was können wir in den Fällen tun, die seit Jahrzehnten als Missstand erscheinen? Als Wissenschaftler sehe ich mich zur Wahrheitssuche gedrängt als Arbeitsaufgabe. Ich sehe genauer hin, habe Zweifel am gelobten Arbeitsgerät und suche nach anderen Möglichkeiten. Ein Blick zurück auf ältere Literatur zeigt, dass ich mit meinen Zweifeln nicht alleine bin. Vorschläge für Verbesserungen kommen immer wieder in Abständen von wenigen Jahren. Solche Vorschläge haben den Rang von Regelbrüchen (Feyerabend 1976) und Denzler bewertet sie zwiespältig. Für einen ordnungsstrukturieren Amtsleiter ist der Regelbruch als Abweichung von seiner Ordnung ein persönlicher Angriff (Denzler 2020).
Die Werte der Wissenschaft stehen als Absolutforderungen im Raum. Folge ich diesen Forderungen, bedeutet das erst mal den Verzicht auf Einkommen und Einfluss, denn ich gerate in Konflikt mit den Vorschriften aus den Behörden. Es erscheint eine lange Durststrecke mit gewaltigen Hindernissen. Gibt es eine Schwelle zwischen der ideographischen und nomothetischen Arbeitsweise? Wie kann ich diese Schwelle übersteigen? Institutionen wie Fachbehörden und Interessenverbände haben verfestigte Strukturen mit klaren Hierarchien. Ich darf annehmen, dass er/sie für seine Aufgabe wegen einer ordnungsstrukturierten Haltung ausgesucht wurde. Seine Arbeitsaufgabe ist es, Ordnung zu halten.
Zweifel an den Arbeitsgeräten kann von einem Behördenleiter als persönlicher Angriff (Denzler 2020) aufgefasst werden. Wo sind Gespräche möglich über bessere Arbeitsgeräte und deren Finanzierung?
Ich bin versucht, zu sagen, dass die Binnengewässerkunde im Vergleich zur Meereskunde hinsichtlich der Gerätekunde zurückgeblieben ist. In der Meereskunde wurde früh auf die Grenzen von Geräten wie Vakuumpumpen zur Filtration von Wasserproben und auf das Verstopfen von Netzmaschen in diesem Zusammenhang aufmerksam gemacht.
Dagegen steht im Binnenland die Erwartung des Auftraggebers, ihm Voraussagen zum ökologischen Zustand zu erstellen. Gleichzeitig werden mir die Arbeitsgeräte vorgeschrieben. Um die gewünschten Voraussagen zu erstellen, brauche ich bessere Geräte, mit denen systemische Fehler vermieden werden. Dafür gehe ich ins Stille Kämmerlein abseits vom weltlichen Trubel, in dem an Innovationen gearbeitet wird. Geldverdienen ist woanders. Grundlagenarbeit verlangt hier den Zweifel an der Vorschrift und den Regelbruch, um für bessere Geräte zu arbeiten und neue Regeln zu suchen.
Es war nicht einfach, die Angler für die wissenschaftliche Bearbeitung eines Pachtgewässers zu überzeugen. Also wurde ein Antrag auf Zuschuss aus der Fischereiabgabe gestellt. Eine Eingangsbestätigung und Förderbescheid blieben aus. Ich holte mir den negativen Bescheid beim Telefongespräch mit der Fachreferentin im Ministerium. Der Inhalt des Antrages war nicht erwünscht und ich erhielt den Ratschlag, in eine Institution zu gehen. Das war gut gemeint, nur war ich mit über siebzig schon zu alt. Ein guter Mensch sagt sich in solcher Situation, ist mal gut, jetzt lebe ich in Rente. Das ist nicht meine Art. Ich habe den Unterschied bemerkt zwischen der Planktonbearbeitung auf dem Meer und auf den Binnenseen. Für das Meeresplankton gibt es das Teilgebiet der pelagischen Fischeier und –larven. Die Kenntnis der Verbreitung und der Dichte der pelagischen Fischeier kann benutzt werden, um den Bestand der Elterntiere zu schätzen und daraus den möglichen Fangertrag zu errechnen, ohne den Bestand zu gefährden. Dazu wurden grundlegende Untersuchungen zum Bau und Gebrauch von Fanggeräten angestellt und die Ergebnisse veröffentlicht. Aus solchen Erkenntnisse habe ich die Konsequenzen gezogen und den vertikalen Netzzug vermieden. Wichtige Anregungen habe ich von dem Fischereitechniker Josef Hönig erhalten. Auch habe ich mich gewundert, dass die quantitative Bearbeitung des Zooplanktons in Binnenseen als Korrelation des Gesamtphosphors mit der Zooplanktonbiomasse nur in den achtziger Jahren des 20. Jahrhunderts in Nordamerika erfolgte. Danach brach diese Untersuchungsserie ab. Für Europa kenne ich keine solchen Untersuchungen.
So ich es richtig sehe, ist meine Bearbeitung des Buchtzigsees eine späte Wiederaufnahme jener Untersuchungen. Wobei ich Unterschiede sehe. Die Kollegen in Nordamerika hatten Seen mit oligotrophen und mesotrophen Zuständen bearbeitet, wobei Dutzende Seen bei einer Bearbeitung zusammengefasst wurden. Ich hatte wohl nur einen See in Bearbeitung, aber ich hatte auch die Besatz- und Fangberichte des Angelvereins zur Verfügung und es waren wichtige Vergleiche möglich.
Was kann die erhöhte Konzentration des Gesamtphosphors mit Hinblick auf den getätigten Fischbesatz aussagen? Gibt es einen Zusammenhang? Was sagt mir die Bruchstelle zwischen den beiden Steigungen aus?
„Das ist nicht bewiesen!“ sagte mir ein Behördenmitarbeiter. Es stimmt; eine Schwalbe macht noch keinen Sommer. Aber ich will die Sackgasse verlassen und neue Wege gehen. Das ist schon schwierig, so ich einer Front des Schweigens gegenüberstehe. Hier bestehe ich auf der Offenheit als einem Wert der Wissenschaft. Das bedeutet erst mal weitere Durststrecken. Den kleineren Teil meiner Zeit kann ich fachlich arbeiten. Im größeren Teil bin ich darauf angewiesen gutes Wetter zu machen bei den Partnern als den betroffenen Vereinen als Auftraggeber und bei den Geldgebern. Zu erklären, warum außerhalb des sogenannten Standards gearbeitet wird. Dass ich auf Irrwege in den Standardvorschriften hinweisen muss.
Sicher gibt es Leute, die fragen, wie komme ich zu dieser Haltung des Zweifelns und Suchens und einer Arbeit, die weithin nicht gewünscht ist. Das ist verbunden mit dem Verzicht auf Einkommen und Einfluss. Ich sehe mich in der Ethik des Wissenschaftlers gefordert. Würde ich das nicht tun, würde ich krank werden.
Es muss in der Gesellschaft Räume geben, wohl abseits vom Alltäglichen, wo der Zweifel am Standard gepflegt und an besseren Geräten gearbeitet wird. Die soziale Integration erfordert Unterordnung und Einordnung in die bestehende Gesellschaft. So diese Gesellschaft nicht stehen bleiben will, sondern sich weiter entwickeln will, um anstehende Sachfragen zu lösen, braucht es den Wider-spruch zum Standard und die Räume, wo für bessere Arbeitsgeräte gearbeitet werden kann. ich nenne dies das Stille Kämmerlein.
Fischereiliche Limnologie ist in Anfängen
Ich will fischereiliche Limnologie betreiben als Wissenschaft von den Stoffumsetzungen im Gewässer unter Berücksichtigung des Fischbestandes. Wir haben ein System, hier einen See. Ein Parameter darin wird verändert. Die Wirkung der Veränderung ist zu erfassen und zu dokumentieren.
Die Veränderung ist die Erhöhung des Bestandes planktivorer Fische, Rotaugen, in unterschiedlichem Ausmaß. Vorausgesetzt, dass die Wasserproben zur Messung des Phosphor schonend mit Hilfe der Schwerkraft filtriert wurden, kann ich für die Jahreszeit von Juli bis Oktober diesen Besatz mit dem TDP/TP-Verhältnis korrelieren.
Das TDP/TP-Verhältnis sehe ich als einen negativen Ausdruck des Gesamtphosphors (TP). Ich nehme hypothetisch an, dass dieses Verhältnis mit dem Gesamtphosphor korreliert werden kann. Tatsächlich habe ich für den Tiefenbereich 1-4 m eine hohe Streuung.
Eine geringere Streuung sehe ich beim Tiefenbereich 5-8 m und ich vermute eine Powerfunktion.
Ich entferne die Extremwerte auf beiden Seiten der Kurve und transformiere zum Zehnerlogarithmus.
Die Korrelation ist signifikant auf dem 0,1 % Niveau. Dies ist ein Einzelfall.
Die fischereiliche Limnologie ist unterentwickelt. Wir brauchen mehr Beiträge zur Sammlung von Daten und zur Bestätigung oder Widerlegung von Hypothesen. Ich bin mit 75 Jahren alt und mir fehlt der Zugang zu Mitteln. Wenn Sie geneigter Leser jung sind und über Geld verfügen, wünsche ich Ihnen viel Erfolg in diesen Themenbereich
Auf einem alten Datenträger habe ich gegraben und wurde fündig. Die Beziehung des Gesamtphosphors zum TDP/TP-Verhältis gibt es für mehr als einen See. 1996-1997 hatte ich den Wilhelmswörthweiher in Mannheim-Sandhofen in Bearbeitung. Das ist ein flaches Gewässer mit zwei Meter Tiefe und für die Tiefenzonen 1 m und 2 m habe ich die Regression berechnet.
Hier frage ich, woher die Ausreißer in den Daten vom Badesee Buchtzig kommen. Die Ursachensuche kann spannend werden. Eine mögliche Hypothese wäre der Badebetrieb. Wenn Badegäste am Ufer sich aufhalten und das Sediment aufrühren mit Füßen und Händen können Feststoffe, hier Detritus, ins Freiwasser gelangen. Dafür spricht das Vorhandensein von Detritus in den Phytoplanktonproben vom Juli im Badesee Buchtzig. Der Status dieser Feststoffpartikel als Nährstoffquelle ist nicht geklärt.
Ich frage mich, wie kommt es, dass wichtige Fragen in der Gewässerkunde über lange Zeit vernachlässsigt werden. Dafür kann ich nur eine Hypothese anbieten. Viele Biologen erfreuen sich an der Schönheit der lebenden Natur. Geräte für die Arbeit sind notwendig, und es gibt Firmen, welche solche Geräte verkaufen. Kein Problem. Solche Geräte kann ich fertig zum Gebrauch kaufen, z. B. ein Planktonnetz. Auspacken, Zugseil anhängen, in die Tiefe des Sees absenken, wieder hochziehen und die Zooplanktonprobe abfüllen. Will ich aber eine Pumpe zur Zooplanktonbeprobung benutzen, brauche ich mindestens fünf unterschiedliche Dinge, die ich teils aus unterschiedlichen Quellen besorgen muss. Das macht extra Arbeit und es wird in Hochschulkursen für Gewässerkunde nicht gelehrt. HInzu kommt, dass die Rohre mit HIlfe einer Leine gesichert werden müssen. Dafür braucht es einen doppelten Mastwurf. Der wurde in der Landwirtschaft viel genutzt, kann heute bei der Feuerwehr gelernt werden. Das ist handwerkliche Arbeit.
Pumpe, Verbindungsschlauch, Rohre, Leine und Netz.
Ein Frage ist auch die Filtration von Wasserproben aus einem Gewässer. Soweit die Wasserprobe von einem Bergbach kommt, sehe ich kein Problem. Ich nehme den käuflich erworbenen Filtrierapparat aus dem Schrank, lege einen Membranfilter in die Kammer und fülle oben das Probenwasser ein. Stecker in die Steckdose und eingeschaltet. Ruckzuck ist das Wasser durchgesaugt, Der Membranfilter ist mit Algen und Bakterien beschlagen, unten ist das Filtrat klar und kann zur Messung von Inhaltsstoffen benutzt werden. Soweit so gut, wenn es Wasser aus einem Bergbach ist. Eines Tages hatte ich eine Wasserprobe von einem Stauraum gezogen, die leicht grün schimmerte. Das Filtrat schimmerte noch intensiver, war also nicht klar geworden. Die Farbe verschwand erst, als ich die Schwerkraft-filtration anwandte. Die Erklärung ist einfach: bei dem elektrisch betriebenen Filterapparat wird mit Hilfe von Unterdruck das Probenwasser durch den Membranfilter gesaugt. Dabei kommt es zu Druckschwankungen. Vermutliche schlimmer ist das Trockenfallen des Membranfilters am Ende des Vorgangs. Die Algen aus dem See sind ihr ganzes Leben lang von Wasser umgeben und dann auf dem Membranfilter verschwindet das Lebenselixier plötzlich. Diesen Algen gefällt das sicher nicht. Austrocknung ist ein harter Schock ohne jede Vorbereitung, ohne die rechtzeitige Möglichkeit eine harte Wand zu bilden und als Zyste zu überdauern. Es ist möglich, dass im letzten Stadium der Filtration, wenn das Wasser weicht, die Zellmembran reißt und Inhaltsstoffe ins Filtrat übertreten. Es waren Meeresbiologen, die als erste Unstimmigkeiten beim Filtrieren fanden.
Literatur:
Brooks, John Langdon and Stanley I. Dodson, 1965. Predation, Body Size, and Composition of Plankton. The effect of a marine planktivore on lake plankton illustrates theory of size, competition, and predation. Science, New Series, 150: 28-35.
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Friedrich Schiller: Was heißt und zu welchem Ende studiert man Universalgeschichte? In: Der Teutsche Merkur. 4. Bd., 1789. S. 105-135. [Hofmann], Weimar 1789, Seite 105.
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