Die salzhaltigen Abwässer des Kalibergbaues führen in natürlichen Süßwassersystemen zu Ionenimbalanzen und einer sekundären Versalzung der Werra in Deutschland. Die Auswirkungen dieser Ionenungleichgewichte auf die Reproduktion von Süßwasserfischen wurden unter Verwendung der Modellfischart Danio rerio untersucht. Angepasst an die aktuellen Grenzwerte für die Einleitung der Abwässer aus dem Kalibergbau wurden fünf verschiedene Kombinationen erhöhter Ionenkonzentrationen getestet. Während eines partiellen Lebenszyklustests wurden adulte Fische 35 Tage lang in den Salzkombinationen exponiert. Anschließend wurden die Nachkommen dieser Fische bis zum 8. Tag nach der Befruchtung den gleichen Salzkonzentrationen ausgesetzt. Zusätzlich wurden Early-Life-Stage-Tests (ELST) mit den Nachkommen von nicht exponierten Eltern durchgeführt. Im Vergleich zu natürlich vorkommenden Ionenkonzentrationen und -verhältnissen in Süßwassersystemen war die Befruchtungsrate der Eier für alle Ionenkombinationen signifikant niedriger, die Koagulations- und Deformationsrate jedoch signifikant höher. Die ELST ergaben bei den Embryonen und Larven u.a. vorzeitige und verlängerte Schlupfzeiten, verringerte Überlebensraten, erhöhte Deformationsraten und Herzschlagfrequenzen sowie Unregelmäßigkeiten des Ganzkörpergehalts von K, Mg, Na und Ca und des Ganzkörper-Ionenverhältnisses von Ca:Mg bei erhöhten Ionenkonzentrationen und Ionenimbalanzen. Im Vergleich zu den Effekten auf die Fortpflanzung und Entwicklung der Nachkommen waren die Effekte auf die adulten Tiere moderat. Die Ergebnisse dieser Dissertation zeigen, dass Teillebenszyklus-Tests besser als Fischeitests oder ELST geeignet sind, die Effekte von durch Abwasser verursachten Ionenimbalanzen, auf die Fortpflanzung und frühe Entwicklung von Süßwasserfischen, zu untersuchen. Weder die momentan gültigen noch die zukünftig herabgesetzten Grenzwerte bis 2027 sind danach als unschädlich, für die Reproduktion von Süßwasserfischen, zu betrachten. / The potash mining industry discharges saline effluents which generate ion imbalances in natural freshwater systems and cause severe secondary salinization in the river Werra in Germany. The effects of these ion imbalances on reproduction of freshwater fish were investigated using the fish model species Danio rerio. Five different combinations of elevated ion concentrations adjusted to the current threshold values for the discharge of potash mining effluents in Germany were tested. During a partial life cycle test, adult fish were exposed to the salt combinations for 35 days. Subsequently, the offspring were exposed to the same concentrations until hatch, and the larvae were further reared at the exposure concentrations from hatch until the 8th day post fertilization. Additionally, a standard early life stage test with offspring from unexposed parents was performed. Compared to naturally occurring ion concentrations and ratios in freshwater systems, the fertilization rate of the eggs was significantly lower for all ion combinations, while coagulation and deformation rates were significantly higher. Early life stage tests on embryos and larvae revealed premature and prolonged hatching times, reduced survival rates, increased deformation and heart rates and irregularities in whole body content of K, Mg, Na and Ca and whole body Ca:Mg ratios at elevated ion concentrations and imbalances of ion ratios. Compared to effects on reproduction and development of the offspring, effects on the parental generation were moderate. The results of this dissertation indicate that partial life cycle tests instead of fish egg tests or ELST are needed to examine most sensitively the effects of ion imbalances caused by potash mining effluents on reproduction and early development of freshwater fish. Neither the recent German threshold values nor the future reduced values until 2027 are safe for the reproduction of freshwater fish.

Europäische große Flüsse wurden über Jahrhunderte entscheidend verändert und zu Wasserstraßen für die Schifffahrt ausgebaut. Flussregulierung, Begradigung und Hochwasserschutz tragen zu multiplen Stressoren bei, wobei die Schifffahrt bislang keine Beachtung als potentieller zusätzlicher Einflussfaktor (Stressor) fand. Die zentrale Fragestellung dieser Arbeit befasste sich mit der Rolle der Schifffahrt zwischen multiplen Stressoren und deren Auswirkungen auf die Fischgemeinschaften großer Flüsse. Hierzu wurde die „Large River Fish Database“ (LRDB), ein weltweit einzigartiger Datensatz zusammengestellt, der 2693 Befischungen an 358 Probestellen in 16 europäischen großen Flüssen enthält. Die Probestellen sind durch verschiedene Einflussfaktoren (Stressoren) und Schiffsverkehr beschrieben. Um ein für große Flüsse repräsentatives Abbild der Fischgemeinschaften zu erhalten, wurden zunächst die angewendeten Fischfangmethoden analysiert. Mit der Elektrofischerei wurden die höchsten Fischdichten und die höchste Biodiversität erfasst. Die Elektrofischerei ist daher für eine repräsentative Erfassung der Fischgemeinschaften großer Flüsse geeignet und wurde für weitere Analysen ausgewählt. Die kommerzielle Frachtschifffahrt trat als einer der einflussreichsten Stressoren hervor, zusammen mit erhöhter Fließgeschwindigkeit und dem Verlust von Überschwemmungsflächen. Dichten von insbesondere Habitat-sensitiven Fischen sanken bereits ab acht Frachtschiffen pro Tag signifikant ab. Darüberhinaus hatte auch die Freizeitschifffahrt (Flusskreuzfahrten und motorisierte Sportboote) deutliche und zu Frachtschiffen unterscheidbare ökologische Konsequenzen. Die Wirkungen der Schifffahrt sind ebenso verheerend wie die der hydromorphologischen Degradierung und benötigen eine gesonderte Beachtung im Flussmanagement und der Flussrevitalisierung. Freizeitboote und Flussdampfer wirken der Flussrenaturierung kleinerer Wasserstraßen entgegen und gefährden den ökologischen Erfolg des Blauen Bandes. / European large rivers have been tremendously modified over centuries and transformed into waterways for inland navigation. Extensive river modifications such as river regulation, channel straightening and flood protection have resulted in multiple pressures. However, inland navigation has not been considered as a potential pressure yet. This thesis aimed to assess the role of inland navigation among the most prevailing pressures in large rivers under field conditions. A worldwide unique and complementary dataset, the Large River Fish Database (LRDB) was compiled. The LRDB consists of 2693 fish samples assessed at 358 sampling sites in 16 European large rivers. Sites were characterized by various pressure variables and frequencies of ship traffic. To derive representative samples of large rivers fish assemblages, performance of various fishing gears applied was assessed. Electrofishing samples represented highest densities of fish and highest overall biodiversity. Therefore, electrofishing is suitable for fish-based assessments of large rivers and only electrofishing samples were selected to assess multiple pressures and inland navigation. Commercial cargo navigation appeared as the most influential pressures on large rivers fish assemblages among increased velocities and the loss of floodplains. Starting at already eight passing vessels per day, densities of particularly habitat-sensitive spawners significantly declined. Moreover, recreational navigation such as river cruises and motorized sport boats had distinct ecological consequences to those of cargo vessels. Inland navigation is as detrimental as the hydromorphological degradation of the river channel and requires specific attention in river management and rehabilitation. Pleasure boating (river cruises and sport boats) will counteract river rehabilitation also in smaller waterways and delimit ecological success of the Blue Band initiative in Germany.

Umwelttheoretische Konzepte sind ohne Bilder und Medien nicht denkbar. Der Biologe und Begründer der Umwelttheorie Jakob von Uexküll (1864–1944) verwendete sie auf vielfältige Weise. Er nutzte chronofotografische Aufnahmen von Meerestieren für seine Forschung, beauftragte Interieurmaler, um sein Konzept subjektiver Umwelten zu vermitteln und entwickelte Diagramme und Schemata – darunter die erste Darstellung eines Funktionskreises –, um die Grundlagen seiner Theorie zu verdeutlichen. Die Dissertation gibt einen Überblick über die vielfältigen Verwendungsformen in Uexkülls gesamtem Werk und setzt darauf aufbauend zwei Schwerpunkte: Erstens im frühen 20. Jahrhundert, als Uexküll im Kontext der Arbeit mit chronofotografischen Verfahren seine zentralen Begriffe entwickelte, sich mit den ästhetischen und erkenntnistheoretischen Schriften Adolf Hildebrands und Immanuel Kants auseinandersetzte und begann, Karl Ernst von Baers Wahrnehmungstheorie zu rezipieren. Zweitens im Spätwerk der 1930er Jahre, als die explizit als Bilderbuch unsichtbarer Welten untertitelten Streifzüge durch die Umwelten von Tieren und Menschen erschienen. Die Streifzüge fassen Uexkülls Forschung mit einem Schwerpunkt auf der Sichtbarmachung verschiedener Umwelten sowie einer Veranschaulichung umwelttheoretischer Konzepte zusammen. Die Dissertation untersucht die kulturhistorischen Kontexte der Bilder, ihre Bezüge zu Uexkülls experimenteller Forschung sowie zu zentralen Konzepten seiner Theorie wie Umwelt, subjektive Zeiten und Räume, Bedeutung (Semiotik) und Funktionszusammenhang von Organismus und Umwelt (Gefüge). Anhand der Bildpraxis werden neben den originellen und in u. a. der Ökologie, Kybernetik, Psychoanalyse und Philosophie rezipierten Ansätzen auch die weltanschaulichen, normativen und autoritären Dimensionen in Uexkülls Werk herausgearbeitet. / Umwelt theory concepts are inconceivable without images and media. The biologist and founder of Umwelt theory Jakob von Uexküll (1864–1944) used them in many ways. He used chronophotographic images of marine animals for his research, commissioned interior painters to convey his concept of subjective Umwelten, and developed diagrams and schemes—including the first representation of a functional circle—to clarify the foundations of his theory. This dissertation provides an overview of the diverse uses in Uexküll’s entire oeuvre and, building on this, focuses on two main fields: first, in the early 20th century, when Uexküll developed his central concepts in the context of working with chronophotography, engaged with the aesthetic and epistemological writings of Adolf Hildebrand and Immanuel Kant, and began to receive Karl Ernst von Baer’s theory of perception; and second, in the late 1930s, when the explicitly subtitled “picture book of invisible worlds” Streifzüge durch die Umwelten von Tieren und Menschen (A Foray into the Worlds of Animals and Humans) was published. The book summarizes Uexküll’s research with a focus on making different Umwelten visible as well as demonstrating environmental-theoretical concepts. This dissertation examines the cultural-historical contexts of the images as well as their references to Uexküll’s experimental research and to central concepts of his theory such as the Umwelt, subjective times and spaces, meaning (semiotics), and the functional connection of organism and environment (Gefüge). The practice of images is used to highlight not only the original approaches received in ecology, cybernetics, psychoanalysis, and philosophy, among others, but also the ideological, normative, and authoritarian dimensions in Uexküll’s work.