Dr. Philipp Hirsch

Beispiele meiner Forschungsfragen sind:

Wie wirken sich Wasserstandsschwankungen auf die Lebensgemeinschaften der Uferzone aus?

Wirtschaftswissenschaftliche Prognosen treffen auf naturwissenschaftliche Experimente

Durch den bevorstehenden massiven Ausbau von Pumpspeicherkraftwerken und die verstärkte Nutzung von Wind-und Solarenergie, wird der Wasserstand in zur Energieerzeugung benutzten Seen zunehmend schwanken. In vielen voralpinen und alpinen Regionen wird ein Grossteil der stehenden und fliessenden Gewässer direkt oder indirekt zur Energiegewinnung eingesetzt. Durch die Unberechenbarkeit des Pumpstroms, der erzeugt wird wenn die Sonne scheint oder der Wind weht, wird es vorraussichtlich zunehmende Wasserstandsschwankungen in diesen Gewässern geben.

Mich interessiert, wie sich die Lebensgemeinschaften der Uferzone z.B. Fische an diese Wasserstandsschwankungen anpassen; wie sie ihr Verhalten, ihre Ernährung und ihre Köperform verändern.

Dieses Projekt geschieht in Zusammenarbeit mit Prof. Patricia Holm und in Kooperation mit Prof. Hannes Weigt (Forschungsstelle für nachhaltige Energie und Wassernutzung (FonEW)). Als erstes Ergebnis unserer Zusammenarbeit haben wir ein hydro-öknomisches Modell erstellt. Dieses erlaubt die Entwicklung eines Zukunftsszenarios für die Nutzung von regenerativen Energien und Pumpspeichern. Darauf basierend können wir errechnen wie sich Dynamik, Frequenz und Amplitude der Wasserstandsschwankungen konkret entwickeln werden. Mehr Informationen dazu unter Hirsch et al. 2014.

Diese wirtschaftswissenschaftlichen Prognosen testen wir derzeit in weiteren Experimenten, in Kooperation mit Prof. Reiner Eckmann  und Jasminca Behrmann-Godel am Limnologischen Institut der Universität Konstanz. Dort stehen einmalige experimentelle Aussenanlagen und fischökologische Expertise von Weltrang zur Verfügung, um die Auswirkungen von Wasserstandsschwankungen in einem naturnahen Experiment zu erforschen.

>> Hier finden Sie Bilder zu diesem Projekt.

Wie können wir die Ökosystem-Effekte von invasiven Arten verstehen und verhindern?

Von konzeptbasierter empirischer Forschung hin zu inter- und transdisziplinären Ansätzen

Invasive Arten können ganze Ökosysteme verändern und gelten als eine der grössten Gefahren für die Unversehrtheit der heimischen Gewässer. Der Erfolg von invasiven Arten in ihrer Ausbreitung stellt ein Paradoxon dar. Lange glaubte man, dass Arten an ihrem angestammten Lebensraum so stark angepasst sind, dass sie sich nicht ohne weiteres in einem völlig fremden Ökosystem ausbreiten könnten. Auch dass invasive Arten so tiefgreifende Veränderungen im Ökosystem hervorrufen, stellt die Wissenschaft schon lange vor grosse Herausforderungen.

Die Erforschung der Ökosystem-Effekte von invasiven Arten ist jedoch auch eine einmalige Gelegenheit Ökosysteme und Interaktionen zwischen Organismen zu verstehen. Invasionen von neuen Arten, werden oftmals als ‚natürliches Experiment‘ angesehen und sie erlauben es die Interaktionen innerhalb eines Nahrungsnetzes durch ‚Hinzugabe‘ eines neuen Knotenpunktes besser zu verstehen. Mehr Information dazu unter Hirsch et al. 2013.

Neben dieser, für die Grundlagenforschung spannenden Gesichtspunkte, stellen sich ganz praktische Fragen: Vor allem in aquatischen Systemen, die von Natur aus immer eher isoliert waren, haben menschliche Einflüsse die Ausbreitung invasiver Arten stark begünstigt. Eine nachhaltige Nutzung und ein Erhalt der heimischen Gewässer bedeutet also, dass wir die Einflüsse von invasiven Arten in Zukunft nicht nur verstehen, sondern auch vermeiden müssen. Es geht um eine Verhinderung der Weiterverbreitung, sodass invasive Arten erst gar nicht zum Problem werden.

Ein konkretes Problem momentan sind invasive Grundeln. Diese bodenlebenden Kleinfische kommen aus dem Ponto-kaspischen Raum und dort wo sie sich in Europa ausbreiten, üben sie einen starken Konkurrenz- und Frassdruck auf einheimische Arten aus.

Mich interessiert, welche Möglichkeiten bestehen, um die Einflüsse der Grundeln auf Ökosysteme zu verstehen und wie deren weitere Ausbreitung zu stoppen ist.
Zur Erforschung der Ökosystemeffekte der Grundeln verfolgen wir einen vergleichenden und experimentellen Ansatz. Vor allem wenden wir stabile Isotopenanalysen an, um die Einnischung von Grundeln in verschiedenen Ökosystemen zu vergleichen.

Dabei verfolgen wir einen interdisziplinären Ansatz:

  • wirtschaftswissenschaftliche Untersuchungen quantifizieren mögliche Schäden der invasiven Grundeln und Kosten und Nutzen von Gegenmassnahmen
  • naturwissenschaftliche Untersuchungen liefern Erkenntnisse zu Fragen wie und wodurch die Grundeln verbreitet werden, welche Auswirkungen auf heimische Arten zu erwarten sind und wie die invasive Populationsgrösse verringert werden kann. Mehr Informationen dazu unter Hirsch et al. 2016.
  • Sozial- und rechtswissenschaftliche Untersuchungen öffenen Wege zur Verhinderung der Weiterverbreitung und für Gegenmassnahmen, zum Beispiel durch Sensibilisierung und Einbindung betroffener Akteursgruppen wie Sportfischer, Sportbootsbesitzer, Fischereipächter, Logistikunternehmen u.a. Mehr Informationen dazu unter N'Guyen et al. 2016.


Dieses Projekt läuft als Kooperation mit Dr. Irene Adrian-Kalchhauser und Prof. Patricia Holm.

Movement Ecology – Wanderbewegungen und die Verbreitung von aquatischen Organismen erforscht aufgrund ökologischer Konzepte und durch Laborexperimente

Weitere Informationen folgen. Aktuelle Publikationen von Hirsch et al. 2016 finden Sie in Aquatic Invasions und Ecology and Evolutions.

Publikationen

2016

Hirsch P.E., Adrian-Kalchhauser I., Flämig S., N’Guyen A., Defila R., Di Giulio A., Burkhardt-Holm P. (2016). A tough egg to crack: recreational boats as vectors for invasive goby eggs and transdisciplinary management approaches. Ecology and Evolution (doi:10.1002/ece3.1892)

2015

Hirsch P.E., N’Guyen A. *(shared first authorship), Adrian-Kalchhauser I., Burkhardt-Holm P. (2015). What do we really know about the impacts of one of the 100 worst invaders in Europe? A reality check. Ambio (doi:10.1007/s13280-015-0718-9)

N’Guyen A., Hirsch P.E., *(shared first authorship), Adrian-Kalchhauser I., Burkhardt-Holm P. (2015). Improving invasive species management by integrating priorities and contributions of scientists and decision makers. Ambio (doi:10.1007/s13280-015-0723-z)

Hirsch P.E., Burkhardt-Holm P., Töpfer I., Fischer P. (2015). Movement patterns and shelter choice of spiny-cheek crayfish (Orconectes limosus) in a large lake’s littoral zone. Aquatic Invasions 11 (in press).

Hirsch P.E., Eckmann R. (2015) Individual identification of Eurasian perch Perca fluviatilis by means of their stripe patterns. Limnologica 54: 1-4.

2014


Hirsch P.E., Schillinger S., Weigt H., Burkhardt-Holm. P. (2014)   A hydro-economic model for water level fluctuations: combining limnology with economics for sustainable development of hydro-power PLoS ONE 9(12): e114889 

Hirsch P.E., Cayon D., Svanbäck R. (2014) Plastic responses of a sessile prey to multiple predators: A field and experimental study PLoS ONE 9(12): e115192

Bolnick DI, Snowberg LK, Hirsch PE, Lauber CL, Knight R, Org E, Parks B, Lusis A, Knight R, Caporaso G, Svanbäck R  (2014) Individual diet has sex-dependent effects on vertebrate gut microbiota. Nature communications doi:10.1038/ncomms5500

Bolnick DI, Snowberg LK, Hirsch PE, Lauber CL, Knight R, et al. (2014) Individuals' diet diversity influences gut microbial diversity in two freshwater fish (threespine stickleback and Eurasian perch). Ecology Letters doi : 10.1111/ele.12273.
 

2013

 

Hirsch P.E., Oppelt C., Eckmann R. and Behrmann-Godel J.  Phenotypic and genetic divergence within a single whitefish form – detecting the potential for future divergence. Evolutionary Applications 6(8): 1119-1132.


Hirsch P.E., Eklöv P.  and Svanbäck R. Indirect trophic interactions with an invasive species affect phenotypic divergence in a top consumer. Oecologia 172(1):245-256


2012

 

Bartels P. Hirsch, P. E. .,  Svanbäck R., Eklöv P. (2012) Water transparancy drives intra-population divergence in Eurasian Perch (Perca fluviatilis) PLoS ONE 7(8):e43641

 

 

2009

 

Hirsch, P. E. (2009) Freshwater crayfish invasions: former crayfish invader Galician crayfish hands title invasive over to new invader spiny-cheek crayfish. Biological Invasions 11(3) 515-521


2008

 

Hirsch, P.E. and P. Fischer (2008) Interactions between native juvenile burbot (Lota lota) and the invasive spinycheek crayfish (Orconectes limosus) in a large European lake. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 65(12) 2636-2643

 

Hirsch, P.E., Nechwatal. J. and Fischer, F. (2008) A previously undescribed set of Saprolegnia spp. in the invasive spiny-cheek crayfish (Orconectes limosus, Rafinesque). Fundamental and Applied Limnology 172(2), 1-5

Kontakt


Dr.
Philipp Hirsch

Programm MGU
Universität Basel

Vesalgasse 1
CH-4051 Basel

Tel: +41 61 207 04 07
philipp.hirsch-at-unibas.ch

Downloads


Lebenslauf