MOSAIC – Biodiversitätsplattform des Julius Kühn-Instituts zur Gewässerforschung | MOSAIC database: Monitoring of small waters for aquatic invertebrates and agrochemicals

German. Das Julius Kühn-Institut führt im Rahmen des Nationalen Aktionsplans zur nachhaltigen Anwendung von Pflanzenschutzmitteln seit vielen Jahren ein Monitoring zur Erhebung des chemischen und biologischen Zustands von Kleingewässern in der Agrarlandschaft durch. Die in diesem Zuge erhobenen Datenmengen führt das Julius Kühn-Institut in der Datenbank MOSAIC - monitoring of small waters for aquatic invertebrates and agrochemicals zusammen. Hierdurch ergeben sich vielfältige Auswertemöglichkeiten, die Rückschlüsse zu landwirtschaftlichen Einflüssen auf die Biodiversität ermöglichen. MOSAIC ermöglicht die Abfrage komplexer Informationen hinsichtlich des toxischen Stresses von Agrochemikalien, der Nährstoffbelastung sowie vorliegender Habitat- und Standortfaktoren zu allen wichtigen Gruppen wirbelloser Organismen (sog. Makrozoobenthos) in Kleingewässern der Agrarlandschaft. MOSAIC beruht auf dem in den Biowissenschaften weit verbreiteten objektrelationalen Datenbanksystem PostgreSQL, welches plattformunabhängig genutzt werden kann. Die Datenbank entspricht den Anforderungen eines qualitätsgesicherten Forschungsdatenmanagements und gewährleistet eine effiziente und nachhaltige Nutzung der Daten. Der Bericht stellt die Struktur und Funktion der MOSAIC Datenbank sowie die enthaltenen Daten und Auswertemöglichkeiten vor. MOSAIC enthält primär Informationen über die Zusammensetzung des Makrozoobenthos und die Pflanzenschutzmittelbelastung von derzeit 192 stehenden Kleingewässern (<1 ha Fläche). Daneben sind Daten zur Pflanzenschutzmittelbelastung von 51 Probenahmestandorten in fließenden Kleingewässern enthalten. Die Probenahmestandorte befinden sich direkt auf oder neben landwirtschaftlichen Nutzflächen und teilweise an Standorten ohne landwirtschaftliche Nutzung. Darüber hinaus enthält die Datenbank Informationen über physikochemische Wasserparameter, Nährstoffbelastungen der Gewässer, Habitatbeschreibungen, sowie Informationen zu den umgebenden landwirtschaftlichen Nutzflächen. MOSAIC wird kontinuierlich mit weiteren Daten laufender sowie neuer Projekte zur Biodiversität und den Auswirkungen von Landwirtschaft und Agrochemikalien auf den ökologischen Zustand von stehenden und fließenden Kleingewässern aktualisiert. Die MOSAIC Datenbank stellt ein leistungsstarkes, dynamisches und flexibles Repositorium für die Forschungsdaten des Julius Kühn-Instituts in den Themenfeldern Pflanzenschutz, Gewässerschutz und Biodiversität dar. Sie ermöglicht zum Beispiel Auswertungen hinsichtlich der Toxizitäten von Pflanzenschutzmitteln gegenüber verschiedenen Gruppen von Gewässerorganismen oder Modellierungen zum Verbreitungsgebiets und den Artenreichtum verschiedener Gruppen von Kleingewässerorganismen. Die MOSAIC Datenbank trägt dazu bei, Datenlücken zur biologischen Vielfalt von Gewässerorganismen in den sehr zahlreich vorkommenden, aber in der Wasser- und Naturschutzpolitik von der Überwachung ausgenommenen, stehenden Kleingewässern zu schließen. Darüber hinaus können Ursache-Wirkungs-Beziehungen zum vermuteten Biodiversitätsrückgang in stehenden Kleingewässern in Agrarlandschaften hergestellt werden. Die bestehende Datenbanklandschaft zur Biodiversität der Gewässerorganismen und Gewässerinsekten in Fließgewässern und Seen wird mit der MOSAIC Datenbank zur Biodiversität von Wirbellosen in Kleingewässern um ein wichtiges Element ergänzt.

English. As part of the National Action Plan for the Sustainable Use of Plant Protection Products, the Julius Kühn Institute has for many years been carrying out monitoring activities to survey the chemical and biological status of small waters in the agricultural landscape. The Julius Kühn-Institut compiles the data collected in this context in the database MOSAIC - monitoring of small waters for aquatic invertebrates and agrochemicals. This provides a wide range of evaluation options that enable to draw conclusions on the agricultural influences on biodiversity. MOSAIC enables the retrieval of complex information regarding the toxic stress of agrochemicals, the nutrient load as well as existing habitat and site factors for all important groups of benthic invertebrate organisms (so-called macrozoobenthos) in small water bodies in the agricultural landscape. MOSAIC is based on the object-relational database system PostgreSQL, which is widely used in the life sciences and can be used platform-independently. The database complies with quality-assured research data management and ensures efficient and sustainable subsequent use of the data. This report presents the structure and function of the MOSAIC database as well as the data and evaluation options it contains. MOSAIC primarily contains information on the composition of the benthic invertebrate community and the pesticide load of currently 192 small standing waters (<1 ha surface area). In addition, data on the pesticide contamination of 51 sampling sites in flowing small water bodies are included. The sampling sites are located directly on or next to agricultural land and partly at sites without agricultural use. Furthermore, the database contains information on physicochemical water parameters and nutrient loads of the water bodies, habitat descriptions, as well as information on the surrounding agricultural land. MOSAIC is continuously updated with further data from ongoing and new projects on biodiversity and the impact of agriculture and agrochemicals on the ecological status of small standing and flowing waters. The MOSAIC database is a powerful, dynamic and flexible repository for the Julius Kühn Institute's research data in the fields of plant protection, water pollution control and biodiversity. It enables, for example, the assessment of the toxicity of pesticides and their temporal course towards different groups of aquatic organisms, or modelling of the distribution range and species richness of different groups of small aquatic organisms. The MOSAIC database contributes to fill data gaps on the biodiversity of aquatic organisms in small standing waters, which are very abundant but excluded from monitoring in water and nature conservation policy. In addition, cause-effect relationships to the presumed decline in biodiversity can now also be established in small standing waters in agricultural landscapes. The existing database landscape on the biodiversity of aquatic organisms and aquatic insects in flowing waters and lakes is complemented by an important element with the MOSAIC database on the biodiversity of invertebrates in small waters.