Gegenstand dieser Dissertation ist die Entwicklung von zwei Bewertungsinstrumenten zum Abschätzen von anthropogenen Störungen auf Fische: Das erste ist eine Sensitivitätsklassifizierung, die die Resistenz und das Erholungspotenzial einer Art gegen einen Stressor widerspiegelt. Das Prinzip basiert auf der Kombination & Aggregation von Life History Traits, die für die Resilienz der Art entscheidend sind wie z. B. maximale Größe oder Reproduktionswerte, aber auch der Migrationstyp. Diese Traits wurden einzeln je nach Typ und artspezifischer Ausprägung Perzentilgruppen zugeordnet und diese dann zu einem übergeordneten Sensitivitätswert aggregiert, der für 168 Arten bestimmt werden konnte. Von Arten mit einem hohen Wert ist eine höhere Resistenz gegenüber einem Stressor zu erwarten, ein niedriger Wert hingegen deutet auf eine geringe Resistenz aber hohes Erholungspotenzial nach Aufhebung des Stressors. Der Sensitivitätswert kann für die Bewertung menschlicher Einflüsse auf einzelne Arten, aber auch Artgemeinschaften und in einer Vielzahl von Szenarien genutzt werden wie z. B. Risikobewertungen und Umweltverträglichkeitsprüfungen, aber auch in Schutz- und Revitalisierungsbemühungen Anwendung finden. Das zweite Bewertungssystem, auf der in dieser Arbeit ein starker Fokus gelegt wird, ist der Europäische Fischgefährdungsindex EFHI, ein Evaluationswerkzeug für Wasserkraftrisiken für Fische. Dieser nutzt konzeptionelle, empirische und modellierte Daten zu den individuellen Risiken einzelner Kraftwerksbausteine und verschneidet sie mit der artspezifischen Empfindlichkeit betroffener Fische. Der Sensitivitätswert ist einer der Hauptfaktoren, die diese Empfindlichkeit bestimmen und wird um weitere Informationen wie der Körperform oder Schwimmblasenanatomie ergänzt. Der EFHI bewertet kontextabhängig einen artenspezifischen Risikowert, der dann zu einem Endergebnis zwischen 0 (kein Risiko) und 1 (höchstes Risiko) zusammengefasst wird. Der EFHI ist in ganz Europa anwendbar. / Content of this thesis is the development of two tools to assess anthropogenic impacts on fishes. The first is a score that classifies a species’ sensitivity to anthropogenic stress that would elevate the mortality of individuals in a population. It is based on the species-specific, unique suite of life history traits that mediate a species’ resilience e.g., maximum adult size, maturation metrics and fecundity, but also the migration type of species i.e., diadromous, potamodromous and resident. Traits on a continuous scale were grouped using percentiles, binary variables like migration type were treated nominally, and aggregated into a single score ranging from 1.58 to 4.42 for 168 species. Species with a high score are expected to resist a stressor for a longer time or resist a stressor of higher magnitude, respectively, whereas a lower score reflects a low individual resistance to a stressor but a rapid recovery. This score can be used for risk and impact evaluations of anthropogenic activities, but also to track restoration or conservation efforts. The second assessment system on which a particular focus is laid in this thesis is the European Fish Hazard Index EFHI, an assessment tool for hydropower risks for fishes. In the EFHI, the sensitivity score described above is one of the main factors determining specific susceptibility, along with body shape, swim bladder anatomy and conservation concern. The tool evaluates hazards related to the four hydropower components i) overall flow alterations, ii) entrainment and turbine mortality, iii) upstream fish passage and iv) downstream fish passage and calculates species- and components specific hazard scores that are ultimately aggregated into the final EFHI score ranging from 0 (no risk) to 1 (highest risk). It can be used across the bio-geographic range of all 168 species for which a sensitivity score could be calculated.

Künstliches Licht in der Nacht (ALAN) entsteht in Zentren menschlicher Aktivität und erhellt die Nacht, wodurch biologische Rhythmen von Menschen und Wildtieren gestört werden können. Skyglow ist eine diffuse Aufhellung des Nachthimmels aufgrund von Reflexion und Streuung von ALAN, welche indirekt große Bereiche (vor-)städtischer Ökosysteme beleuchtet. Da sich Zentren menschlicher Aktivität häufig in der Nähe von Flüssen und Seen befinden, kann sich Skyglow unverhältnismäßig stark auf wildlebende Tiere in Süßwassergebieten auswirken. In drei Experimenten wurden die Auswirkungen von ALAN auf die Physiologie des Europäischen Flussbarsches untersucht. Die Fische wurden verschiedenen Versuchsbedingungen ausgesetzt: 1) niedrige ALAN-Intensitäten von 0,01, 0,1 und 1 lx unter kontrollierten Bedingungen, 2) höhere ALAN-Intensitäten von 1, 10 und 100 lx unter kontrollierten Bedingungen und 3) eine niedrige ALAN-Intensität von 0,06 lx in einem Feldexperiment. In den vorgestellten Experimenten unterdrückten niedrige ALAN-Intensitäten den nächtlichen Melatoninspiegel sowie teilweise Reproduktionshormone bei Weibchen. Höhere ALAN-Intensitäten verringerten das aktivste Schilddrüsenhormon und das relative Lebergewicht der Fische. Diese Arbeit zeigt physiologische Veränderungen bereits bei schwachen ALAN-Intensitäten, wie sie in großen Bereichen (vor-)städtischer Ökosysteme in Form von Skyglow vorkommen. Die empfindlichste Reaktionsvariable auf die Belastung durch ALAN bei Fischen ist der nächtliche Melatoninspiegel. Mögliche Wirkungen von ALAN auf andere physiologische Parameter können durch direkten Lichteinfall oder indirekt über reduziertes Melatonin ausgelöst werden. Diese Arbeit trägt zum Verständnis der Schwellenwerte für verschiedene physiologische Effekte durch eine mehrwöchige ALAN-Exposition bei. Schwellenwerte für ALAN-Intensitäten könnten zukünftig notwendige Deskriptoren für die Ausarbeitung von regulierenden Maßnahmen zur Reduzierung von Lichtverschmutzung liefern. / Artificial light at night (ALAN) is emitted from centers of human activities and increasingly brightens up nights, which can disturb biological rhythms of humans and wildlife. Skyglow is a diffuse brightening of the night sky due to reflection and scattering of ALAN, which indirectly illuminates large areas of (sub-)urban ecosystems. As centers of human activities are usually located close to rivers and lakes, skyglow may disproportionally affect wildlife of freshwater. Three experiments tested for effects of ALAN on the physiology of Eurasian perch. Fish were exposed 1) to low nocturnal illuminances of 0.01, 0.1 and 1 lx under controlled conditions, 2) to higher nocturnal illuminances of 1, 10 and 100 lx under controlled conditions, and 3) to low nocturnal illuminance of 0.06 lx in a field experiment. In the presented experiments, low nocturnal illuminance suppressed nocturnal melatonin production and reduced reproductive hormones to some extent in females. Higher nocturnal illuminance reduced the most active thyroid hormone and reduced relative liver weight of the fish. This thesis shows physiological changes already at very weak intensities of ALAN, like they occur over large areas of (sub-)urban ecosystems in the form of skyglow. The most sensitive response variable to ALAN exposure is the nocturnal melatonin levels. Possible actions of ALAN on other physiological parameters can be either by direct perception of light or indirectly via reduced melatonin. This thesis contributes to an understanding of thresholds for several physiological effects caused by ALAN exposure of several weeks. Thresholds for ALAN intensities could provide the necessary descriptors for elaborating regulatory measures to reduce light pollution in the future.

In der Verhaltensökologie hat das Interesse an der Persönlichkeit von Tieren in den letzten zwei Jahrzehnten zugenommen und man geht davon aus, dass verschiedene Verhaltenstypen wichtige ökologische und evolutionäre Konsequenzen haben. Diese Konsequenzen sind besonders ausgeprägt, wenn eine konstante Verhaltensweise mit anderen Verhaltensweisen (sog. Verhaltenssyndrome) oder mit Life-History-Merkmalen (sog. Pace-of-life-Syndrome) korreliert. Bisher haben Studien zu Verhaltens- und Pace-of-life-Syndromen zu keinen schlüssigen Ergebnissen geführt – manche Hypothesen wurden bestätigt, andere jedoch nicht. Man nimmt an, dass Kovariation zwischen Merkmalen von der Umwelt geprägt ist. Da jedoch Tiere in Gefangenschaft in diesen Studien überrepräsentiert sind, kann dies ein möglicher Grund für die recht uneindeutigen Ergebnisse sein. Um diese Wissenslücke zu schließen, erforschte ich die Entstehung von Verhaltens- und Pace-of-life-Syndromen in einer Wildpopulation juveniler Haie, die relevanten ökologischen Bedingungen ausgesetzt waren. Ich untersuchte (1) ob ein Syndrom zwischen zwei konstanten Verhaltensweisen besteht und ob das Auftreten des Syndroms kontextabhängig ist, (2) ob ein Trade-off zwischen Wachstum und Mortalität durch Explorationsverhalten vermittelt wird, und (3) ob Persönlichkeit das Nahrungshabitat der Haie vorhersagen kann und ob dieser Zusammenhang kontextabhängig ist. Ich dokumentierte ein Verhaltenssyndrom das über Jahre und Standorte hinweg inkonsistent war und von inter-individueller Konkurrenz abhing. Ein Zusammenhang zwischen Explorationsverhalten und einem Wachstums-Mortalitäts-Trade-off war nur bei geringem Prädationsrisiko zu beobachten. Zudem sagte das Explorationsverhalten Nahrungshabitate nur bei geringem Prädationsrisiko vorher. Zusammengenommen deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass die ökologischen Bedingungen eine entscheidende Rolle bei der Entstehung und Ausprägung von Persönlichkeits- und Pace-of-life-Syndromen spielen. / In behavioural ecology, interest in the study of animal personality (i.e. consistent individual differences in behaviour across time and/or context) has increased in the last two decades as it is believed to have important ecological and evolutionary consequences. These consequences are especially pronounced when a behaviour that is consistent covaries with other consistent behaviours (i.e. behavioural syndrome) or with life-history traits (i.e. pace-of-life syndrome). So far, studies of behavioural and pace-of-life-syndromes have produced ambiguous outcomes (e.g. hypotheses are sometimes verified and others not), and the prominence of studies on captive animals (i.e. as opposed to wild animals) in the literature may be a reason for inconclusive results as trait covariation has been hypothesized to be environmentally driven. To address this knowledge gap, I investigated the emergence of behavioural and pace-of-life-syndromes in a wild population of juvenile sharks subject to relevant ecological pressures (e.g. predation risk, inter-individual competition). I explored (1) whether a behavioural syndrome existed between two consistent traits (exploration and sociability) and whether the appearance of the syndrome was context dependent, (2) whether a growth-mortality trade-off was mediated by exploration personality and (3) whether personality could predict the foraging habitat of sharks and whether this link was context-dependent. First, I observed a behavioural syndrome between sociability and exploration personality which was inconsistent across years and locations and was dependent on inter-individual competition. Then, I found the association between exploration personality and a growth-mortality trade-off to only be observable in low predation risk. Similarly, I found that exploration personality only predicted wild foraging habitat when predation risk was low. Overall, these results suggest that ecological conditions play a crucial role in the emergence and the shaping of personality and trait association. This thesis offers a possible explanation for the ambiguous results of previous studies and highlights the importance of increasing the focus on wild study systems that are subject to relevant ecological pressures in future animal personality research.

Im ersten Teil meiner Arbeit habe ich den Einfluss von Seeentstehung und fischereilicher Bewirtschaftung auf Artenreichtum und Zusammensetzung der Fischgemeinschaften in kleinen Seen untersucht. Dafür habe ich fischereilich ungenutzte Naturseen als Referenz herangezogen und deren Fischgemeinschaft mit der von unbewirtschafteten Baggerseen, sowie fischereilich genutzten Baggerseen und Naturseen verglichen. Im zweiten Teil meiner Arbeit habe ich die Mechanismen der Totholzrekrutierung in Baggerseen untersucht und die Wichtigkeit von Totholz und anderen Litoralstrukturen im Vergleich zu den klassischen Seenvariablen Nährstoffgehalt und Seemorphologie auf die Fischabundanz im Litoral analysiert. Des Weiteren habe ich die Habitat-spezifischen Effekte auf die artspezifische, litorale Fischabundanz und die Effekte von zusätzlich eingebrachten Totholzbündeln auf die Abundanz typischer Fischarten in Baggerseen analysiert. Ich habe herausgefunden, dass fischereiliche Bewirtschaftung die Anzahl der Fischarten in Bagger- und Naturseen erhöht ohne die Zusammensetzung der Fischgemeinschaft im Vergleich zu fischereilich ungenutzten Naturseen signifikant zu verändern. Im Gegensatz dazu unterscheidet sich die Fischgemeinschaft in fischereilich ungenutzten Baggerseen durch das Fehlen von typischen Seefischarten und eine hohe Variabilität in der Zusammensetzung zwischen den Gewässern. Ich konnte zeigen, dass die litorale Totholzmenge in Baggerseen durch die Baumdichte am Ufer in Kombination mit der Windrichtung, durch fischereiliche Bewirtschaftung in Interaktion mit der Uferneigung und das Alter der Gewässer getrieben wird und entsprechend in jungen Baggerseen niedriger ist als in alten Naturseen. Ich fand heraus, dass Litoralstrukturen, wie Totholz, wertvolle Lebensräume darstellen, wichtige Deskriptoren der art-spezifischen, litoralen Fischabundanz sind und die Fischabundanz grundsätzlich mit der Strukturmenge ansteigt. / In the first part of my thesis, I studied the effects of lake genesis and fisheries management on fish species richness and community composition in small lakes. I used fish communities in unmanaged natural lakes as reference and compared them to unmanaged gravel pit lakes as well as managed gravel pit and natural lakes. In the second part, I investigated the recruitment of littoral deadwood in gravel pit lakes and analysed the importance of deadwood and other littoral structures on littoral fish abundance in gravel pit lakes compared to the lake environmental variables such as nutrient level and lake morphology. I further analysed habitat-specific effects on species-specific littoral fish abundance and focussed explicitly on the effects of deadwood bundles implemented in the littoral zone. I found fisheries management to increase the number of fish species in gravel pit and natural lakes, but not leading to different fish community compositions compared to unmanaged natural lakes. By contrast, unmanaged gravel pit lakes were characterized by a lack of typical lake fish species and a high variation in fish community composition among lakes (β-diversity). I detected littoral deadwood densities in gravel pit lakes to be mainly driven by lake age, riparian tree density in interaction with wind direction and littoral slope in angler-managed lakes, with lowest deadwood densities in shallow areas of angler-managed lakes. Furthermore, deadwood densities were lower in young gravel pit lakes compared to old natural lakes. I detected littoral structures, such as littoral deadwood, as appropriate habitats and important descriptors of the species-specific, littoral fish abundance in gravel pit lakes with generally positive effects of structure extension on fish abundance. Littoral habitat characteristics were mostly of similar, or even higher, importance for fish abundance compared to lake environmental factors.

Seit mehreren Jahrzehnten nehmen die Bestandszahlen von Bodenbrütern europaweit ab, ein Prozess, der hauptsächlich auf die Intensivierung der Landwirtschaft zurückzuführen ist. In diesem Zusammenhang könnte aber auch die zunehmende Prädation von Raubsäugern (Carnivora, Mammalia) eine wichtige Rolle spielen. Ziel dieser Studie war die Bewertung und Einschätzung des Prädationspotentials ausgewählter Raubsäugerarten auf Bodenbrüter im brandenburgischen Vogelschutzgebiet "Mittlere Havelniederung". Von Mai 2015 bis Juni 2017 wurde die Raumnutzung verschiedener Raubsäugerarten mittels Kamerafallen und einer Telemetriestudie untersucht und anschließend mit den Ergebnissen einer Vogelkartierung verglichen. Ergänzt wurden die Untersuchungen mit einer Losungsanalyse der am häufigsten beobachteten Raubsäugerarten Waschbär (Procyon lotor) und Rotfuchs (Vulpes vulpes). Waschbären wiesen eine hohe Standorttreue sowie eine hohe Präferenz für Gewässer und Feuchtgebiete auf, während Rotfüchse eine hohe intraspezifische Variabilität in Bezug auf ihre Habitatnutzung sowie ein hohes Abwanderungsverhalten zeigten. Die Ergebnisse lassen außerdem ein hohes Prädationspotential des Waschbären auf Wasservögel vermuten, während der Einfluss auf Wiesenbrüter geringer zu sein scheint. Diese scheinen den höchsten Prädationsdruck durch den Rotfuchs zu erfahren. Die Nahrungsanalysen bestätigen diese Ergebnisse und spiegeln auch räumliche Bewegungsmuster beider Arten wieder. Diese Studie liefert als eine der europaweit ersten Studien empirische Belege für ein starkes indirektes und direktes Prädationspotential des Waschbären insbesondere auf Wasservögel. Zudem hebt diese Studie die Notwendigkeit einer differenzierten Betrachtung potenzieller Auswirkungen von Raubsäugern auf Bodenbrüter hervor und gibt einen Hinweis darauf, dass das Prädationspotential einer Raubsäugerart eng mit der Strukturvielfalt eines Lebensraums und somit mit der Intensität der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung zusammenhängt. / Over recent decades, a general decline in ground-nesting bird species has been recorded all over Europe and this trend is mainly a result of agricultural intensification. However, increasing predation pressure by carnivores (Carnivora, Mammalia) might also play an important role in this context. The aim of this study was to assess and evaluate the predatory potential of selected carnivore species on ground-nesting birds in the Special Protection Area `Mittlere Havelniederung’ in Brandenburg, Germany. Between May 2015 and June 2017, camera- trapping and a telemetry study were carried out to investigate the spatial behavior of mesocarnivore species. Subsequently, spatial data were compared with results of a bird mapping and complemented by an analysis of scat contents of the most abundant carnivore species raccoon (Procyon lotor) and red fox (Vulpes vulpes). Camera trapping revealed a high diversity of carnivores. In addition, spatial distribution patterns showed high site fidelity and an exclusive preference for waters and swamplands in raccoons, while red foxes showed a high level of intraspecific variance in habitat use and a pronounced level of migratory activity. Predator-prey spatial overlap assumes a high potential impact of raccoons on water-associated bird species, while their impact on grassland birds appears not as important. Grassland birds seem to experience highest predatory pressure by red foxes. Dietary analysis support these results and confirm species-specific spatial patterns. As one of the first studies in Europe, this study provides empirical evidence of raccoons’ strong indirect and direct predatory potential in particular on water-associated bird species. Besides, this study highlights the need for a differentiated view on the potential impact of carnivore species on ground-nesting birds and suggests, that the predatory potential of a carnivore species is linked with landscape diversity and thus with intensity of agricultural land use practices.