Schifffahrt stellt weltweit eine der wichtigsten Nutzungen der Flüsse und Seen dar, die zukünftig weiter zu nimmt. Sie schädigt Ufer durch Wellenschlag erheblich. Die Effekte von Schiffswellen auf benthische Wirbellose sind aber bisher kaum bekannt, obwohl diese eine zentrale Rolle im litoralen Nahrungsnetz spielen. Daher untersuchte ich 1) die direkten Effekte von Schiffswellen auf benthische Wirbellose, 2) die resultierenden Auswirkungen auf trophische Interaktionen und 3) das Wachstum und die Fitness von Wirbellosen, sowie 4) die langfristigen Änderungen der litoralen Wirbellosenzönosen. Labor- und Feldversuche zeigten, dass mit zunehmender wellengenerierter Sohlschubspannung mehr Individuen verdriftet wurden. Die Verdriftung wurde jedoch durch eine hohe strukturelle Habitatkomplexität gemindert, da diese die Wellenenergie stärker dissipierte und den Wirbellosen bessere Festhaltemöglichkeiten bot. Die Verdriftung der Wirbellosen bewirkte ein höheres Prädationsrisiko durch spindelförmige Fische, während hochrückige Fische die Ingestion bei Wellenexposition reduzierten. Wellenschlag verringerte auch das Wachstum und die Fitness nativer Wirbellosenarten, indem die Ingestion verringert oder der Energieverbrauch erhöht wurde, wohingegen Neozoen nicht beeinträchtigt wurden. Der kumulative Effekt von Schiffswellen veränderte die Artenzusammensetzung benthischer Zönosen sehr. Die Abundanz nativer Wirbelloser und die Artenzahl waren an exponierten Ufern geringer, während die Abundanz invasiver Arten zunahm. Folglich beeinträchtigen Schiffswellen benthische Wirbellose auf der Ebene der Individuen, Arten, Zönosen, sowie tropischer Interaktionen, und können so die ökologische Struktur und Funktion des gesamten Litorals beeinflussen. Durch Schutz komplexer Habitate wie Wurzeln und dichte Schilfbestände, sowie durch Wellenschlagsreduzierung durch größere Mindestabstände zum Ufer und angepasste Fahrtgeschwindigkeit, können die Auswirkungen von Schiffswellen gemindert werden. / Inland navigation is a major human use of rivers and lakes worldwide which is expected to increase in the future. It significantly affects shore habitats by ship-induced waves. In contrast to the importance of such pressures, the effects of these hydrodynamic disturbances on benthic invertebrates in the littoral zones are poorly understood, even that invertebrates are a central element of littoral food webs. Hence, I investigated 1) the direct and immediate effects of ship-waves on benthic invertebrates, 2) their subsequent effects on trophic interactions and 3) on the growth and fitness of invertebrates, and finally 4) the long-term effects on the community composition. Laboratory and field experiments showed increasing detachment of invertebrates with higher wave-induced shear stress. Detachment was significantly mitigated by higher structural complexity of the habitats, as complex habitats dissipate wave energy and provide better fixing possibilities. Moreover dislodgement of invertebrates led to a higher risk of being preyed upon by fusiform fish, while deep bodied fish reduced feeding under waves. Waves also reduced growth and fitness of native invertebrates via reduced feeding or increased energy costs, while non-native invertebrates were not affected. The cumulative impact of ship-waves alters the community composition of benthic invertebrates. The abundance of native invertebrates and total species richness was lower at exposed sites, while non-native invertebrates increased in abundance. Thus, ship-waves affect benthic invertebrates on the individual, species, and community levels, as well as the interaction of trophic levels, and hence will alter the ecological structure and function of whole littoral zones. Adverse effects of ship-waves may be mitigated by protecting structural complex habitats such as tree roots and dense reed belts, and by minimizing wave generation by increasing minimum sailing distance to shore or by adjusting vessel speed.

Das litorale Makrozoobenthos ist eine bedeutende biotische Komponente in Seen und trägt substantiell zur Biodiversität und Funktion von Seeökosystemen bei. Allerdings unterliegt das Litoral zunehmenden anthropogenen Nutzungen, deren ökologische Auswirkungen jedoch kaum quantifiziert wurden. In dieser Doktorarbeit wurde untersucht, welche Bedeutung maßgebliche Umweltfaktoren auf die Zusammensetzung des litoralen Makrozoobenthos haben, und wie sich anthropogene Nutzungen auf die Zusammensetzung und Funktion des Makrozoobenthos auswirken. Die Zusammensetzung des Makrozoobenthos wurde durch die Uferstruktur, Trophie und das hydrodynamische Regime bestimmt. Die faunistische Ähnlichkeit zwischen Habitaten war jedoch signifikant geringer als zwischen Trophiestufen, so dass die Uferstruktur, und nicht die Trophie, einen größeren Einfluss auf das Makrozoobenthos hat. Strukturelle Degradation führte zu einer Reduktion der Habitatheterogenität, was eine signifikante Verringerung der Diversität und eine signifikant veränderte Artenzusammensetzung verursachte. Infolgedessen war die Komplexität der Makrozoobenthos-Nahrungsnetze an degradierten Ufern signifikant geringer als an natürlichen Ufern. Erhöhte Wasserstandsschwankungen führten zum Ausfall von Wurzelhabitaten und der damit assoziierten Makrozoobenthos-Gemeinschaft. Schiffsinduzierter Wellenschlag führte zur Verdriftung des Makrozoobenthos von ihren Habitaten bereits bei geringen Sohlschubspannungen. Die Effekte von Wasserstandsschwankungen und schiffsinduziertem Wellenschlag wurden jedoch durch Habitate mit hoher struktureller Komplexität verringert. Mit dieser Doktorarbeit konnte ich ein mechanistisches Verständnis darüber erarbeiten, wie anthropogene Nutzungen die Wirkungsbeziehungen zwischen Umweltfaktoren und Artengemeinschaften verändern und welche ökologischen Auswirkungen dies hat. Diese Kenntnisse können als wissenschaftliche Basis zur Bewertung von anthropogenen Beeinträchtigungen des Litorals dienen. / Littoral macroinvertebrates are an important biotic component of lakes by contributing substantially to the biodiversity and functioning of lake ecosystems. Humans alter the littoral and riparian areas for various purposes, but the resulting ecological impacts on littoral macroinvertebrates have not been quantified. In this thesis, I investigated the significance of key environmental factors for littoral macroinvertebrate communities and how human alterations of these environmental factors impact the structure and function of macroinvertebrate communities. Macroinvertebrate community composition was significantly related to littoral structure, trophic state and the hydrodynamic regime. The significantly higher compositional dissimilarities among habitats than among trophic state suggested that littoral structure was the more important driver of community composition. Structural degradation caused a significant reduction of habitat heterogeneity and resulted in a significant reduction of species diversity and a significant altered community composition. This caused a significant reduction of macroinvertebrate food web complexity and substantial alterations of the trophic base of the food webs. Climate-change induced water level fluctuations resulted in the loss of root habitats and the specific community associated with this habitat. Ship-induced waves had substantial direct effects, since macroinvertebrates were detached from their habitats by waves even at moderate shear stress levels. However, the impacts of water level fluctuations and ship-induced waves were mitigated by the presence of habitats with high structural complexities. This thesis provided a mechanistic understanding of how human activities alter relationships between environmental factors and biotic communities. This knowledge can be used to develop scientifically sound approaches to assess the persistent human impacts on lake ecosystems.