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Arbeitsgruppe Ökologie benthischer Organismen - Projekte

verschiedene Habitate der Ostsee (Bild: M. Gogina)

AWZ-Projekt(Erfassung, Bewertung und Kartierung benthischer Arten und Biotope in Nord- und Ostsee)

Laufzeit: 01.01.2015 - 31.12.2018

Die Europäische Meerespolitik hat mit der Implementierung der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) und der Umsetzung der Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie (FFH-RL) im marinen Milieu die Rahmenbedingungen zum Erhalt der biologischen Vielfalt in den heimischen Meeren geschaffen. Die Typologisierung, Kartierung und Charakterisierung benthaler Lebensräume sowie fundierte Kenntnisse zur Auswirkung anthropogener Tätigkeiten sind Grundvoraussetzungen für die Bewertung des Umweltzustandes im Sinne dieser beiden Richtlinien. Das IOW übernimmt in diesem BfN-geförderten Projekt neben der Projektkoordination folgende Themenkomplexe mit Bezug auf die Ostsee:
 
1. Erfassung und Bewertung von Arten und Habitaten in der Ostsee:
-  Bestandsaufnahme und Monitoring relevanter Biotoptypen (z.B. Sandbänke und Riffe) und benthischer    Lebensgemeinschaften
- Entwicklung und Anpassung von Zustandsindikatoren basierend auf der Gemeinschaftsstruktur sowie der Populationsstruktur ausgewählter langlebiger Arten (z.B. Islandmuschel Arctica islandica)
 
2. Biotopkartierung inkl. GIS-Management (Ostsee):
- Flächendeckende Sedimentkartierung der AWZ (ausschließliche Wirtschaftszone) für Weich- und Hartbodenbiotope
Verknüpfung biologischer und geologischer Daten
 
3. Erfassung und Bewertung anthropogener Einflüsse auf die Meeresumwelt (Ostsee & Nordsee)
- Weiterentwicklung eines Bewertungsverfahrens für Neobiota  
- Erfassung und Bewertung des Regenerationspotentials der benthischen Gemeinschaft im FFH-Gebiet Doggerbank (Sandbank) nach Ausschluss der bodenberührenden Fischerei
 

 

Kooperationspartner:
Alfred-Wegner-Institut (AWI)
BioConsult Schuchardt & Scholle GbR
 
Förderung durch: Bundesamt für Naturschutz (BfN)
 
Ansprechpartner:
 
 
 

Amphipoda-Schlüssel

Laufzeit: 2014 bis 2017
 
Ziel dieses Projektes ist das Erstellen eines Bestimmungsschlüssels für die Amphipoda (Crustacea) der Ostsee und ihres Süßwassereinzugsgebietes in Form eines Buches. Auch Arten aus angrenzenden Seegebieten werden dabei berücksichtigt, von denen die Einwanderung in die Ostsee sehr wahrscheinlich ist. Wie in gängiger Bestimmungsliteratur üblich, wird in Bestimmungstabellen über die Familien und Gattungen zu den Arten geführt.
In dem für uns relevanten Gebiet sind ca. 200 Arten bzw. 105 Gattungen beheimatet. Diese Taxa stellen wir in Artsteckbriefen vor, die sowohl auf die Verbreitung und Ökologie als auch auf morphologische Merkmale eingehen. Letztere werden, sofern bestimmungsrelevant, zusammen mit einer Zeichnung des Habitus der jeweiligen Art auf Tafeln graphisch dargestellt. Dafür werden hauptsächlich männliche Tiere herangezogen. Morphologische Unterschiede zu weiblichen Individuen derselben Art werden jedoch ebenfalls graphisch verdeutlicht. Von allen Arten werden zudem Präparate angefertigt. Diese werden digital mit Hilfe einer AxioCam ICC3 (Carl Zeiss MicroImaging GmbH, Jena) und der Software AxioVision Release 4.8.1 (Carl Zeiss Imaging Solutions GmbH, Jena) fotografiert. Für die Erstellung der Zeichnungen und Tafeln benutzen wir das Programm Adobe Illustrator CS5 und das Wacom intous 4 Stifttablett.
 
Ansprechpartner: Dr. Michael L. Zettler
 
Gordon's Bay, Südafrika

SPACES SGD (Makrozoobenthos an untermeerischen Grundwasseraustritten in Südafrika)

 

Laufzeit: 2013-2016

Der untermeerische Austritt von Grundwasser (Submarine Groundwater Discharge, SGD) ist ein in Küstenregionen allgegenwärtiger Prozess. SGD stellt, nach dem Flusswassereintrag, die zweitwichtigste Form des Verlustes von potentiell als Trinkwasser nutzbarem Süßwasser an die Ozeane dar. Entsprechend ist die Lokalisierung und Quantifizierung von SGD besonders in küstennahen ariden und semiariden Klimabereichen für die Gewährleistung der Trinkwasserversorgung von immenser Bedeutung. Darüber hinaus kann SGD auch zur Gefährdung mariner Ökosysteme führen. Das ist der Fall, wenn eine anthropogene Kontamination küstennaher Aquifere, z.B. durch Nährstoffe vorliegt. Die False Bay/Knysna Lagoon in Südafrika stellen aufgrund ihrer Form, sowie der lokalen geologischen Situation ideale Standorte für eine SGD-Fallstudie dar, deren Ergebnisse auf andere Küstenbereiche des südlichen Afrika übertragbar sind. Die geplante Studie widmet sich beiden Aspekten: dem SGD-bedingten Verlust an als Trinkwasser nutzbarem Grundwasser, inbesondere in Hinblick auf die rasant wachsende Metropole Kapstadt, sowie der SGD-bedingten Schadstoffverfrachtung in die Bucht und der daraus resultierenden Gefährdung angeschlossener Ökosysteme. Die AG Benthos untersucht dabei den Einfluß von SGD auf Struktur, Funktion und Diversität benthischer Gemeinschaften am Meeresboden und vergleicht diese Ergebnisse mit Referenzstationen, die rein marin sind.

 

Förderung durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Ansprechpartner: Dr. Michael L. Zettler 

 

Bewertung von Lebensräumen anhand des Makrozoobenthos im Gradienten der südlichen Ostsee in Hinblick auf die Wasserrahmenrichtlinie und der Marinen Strategie (2007-fortlaufend)

 

Makrozoobenthos vor Südwest-Afrika (Namibia, Angola, Südafrika) (2004-2015)

Die Schelfgebiete vor Namibia und Angola gehören zum „Benguela Current Large Marine Ecosystem“ (BCLME), eines der vier größten Auftriebsgebiete der Welt. Die besondere Bathymetrie, Hydrografie und Trophodynamik stellen das Gebiet als eines der produktivsten der Welt heraus. Im Bereich des Schelfs von etwa 14°S-16°S befindet sich die Angola-Benguela Front, eine hydrografisch klar abgrenzbare Konvergenzzone zwischen dem nordwärts fließenden, kalten Benguelastrom und dem südwärts fließenden, warmen Angolastrom. Auf Basis von  Benthosproben aus den Jahren 2004, 2008 und 2011 wurden mit Hilfe moderner statistischer Analyse-Verfahren die ausschlaggebenden Einflussgrößen (Umweltparameter, Sedimenteigenschaften, Hydrographie) für das Vorkommen einzelner Makrozoobenthosarten und höherer Taxa identifiziert. Die systematische und taxonomische Auswertung des umfangreichen Tiermaterials erfolgte gruppenweise. Relativ intensiv und erfolgreich wurden bislang die Mollusken, Echinodermaten und Crustaceen aufgearbeitet. Im Ergebnis konnten bislang 13 neue Tierarten und 1 neue Gattung in verschiedenen Fachzeitschriften beschrieben werden.

Eine weitere Arbeit beschäftigte sich mit der Verteilung des Makrozoobenthos entlang eines Sauerstoffminimumgradienten auf dem Schelf von Nordnamibia (Zettler et al. 2009). Der Auftrieb kalten und sauerstoffarmen Tiefenwassers führt in großen Bereichen des nordnamibischen Schelfs zu Zonen mit sehr geringen Sauerstoffwerten am Boden. Diese Gebiete sind artenarm aber individuenreich. Die Muschel Nuculana bicuspidata, die Schnecke Nassarius vinctus und der Polychaet Sabellaria eupomatoides haben sich diesen Bedingungen angepasst und bislang unbekannte Überlebensmechanismen in fast sauerstofffreier Umgebung entwickelt. Die Auswertung zeigt, dass für das nordnamibische Schelfgebiet eine deutlich höhere Artenzahl als bislang bekannt, angenommen werden muss.

Hausprojekt

 

Science Partnerships for the Assessment of Complex Earth System Processes - SPACES: Groundwater/Seawater Interaction along the South African South Coast and its Effects on Sustainable Coastal and Water Resource Management (2013-2016)

Zuwendungsgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

 

Kartierung und Registrierung der marinen Lebensraumtypen (LRT) bzw. Biotope in der Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) (Cluster 6) (2012-2014)

Für die Umsetzung umweltpolitischer Maßnahmen in der deutschen Nord- und Ostsee bedarf es geeigneter räumlicher Referenzsysteme, mit denen die Lebensraumbedingungen in der marinen Umwelt flächenhaft ausreichend gut abgebildet werden können. Für den Meeresboden wurden hierzu in vergangenen Forschungsvorhaben diesbezügliche Typologisierungen erarbeitet, ohne dass diese den Ansprüchen einer flächendeckenden Biotoptypenklassifikation gerecht wurden. Dieses Defizit griff das Forschungscluster 6 auf. Ziele: eine vollständige Biotopkartierung in den zehn deutschen AWZ-Schutzgebieten, Erfassung der geschützten marinen Biotopflächen in der gesamten AWZ der deutschen Nord- und Ostsee (Seegraswiesen/sonstige marine Makrophytenbestände in der Ostsee; Schlickgründe mit bohrender Bodenmegafauna in der Nordsee; artenreiche Kies-, Grobsand- und Schillgründe)

Kooperationspartner:

Universität Vechta, Lehrstuhl für Landschaftsökologie; Alfred Wegener Institut, Bremerhaven; Christian-Albrechts-Universität Kiel, Institut für Geowissenschaften; BioConsult, Bremen, Klenkendorf; Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie, Hamburg; Senckenberg am Meer, Wilhelmshaven

Zuwendungsgeber: Bundesamt für Naturschutz, BfN

 

Monitoring und Bewertung des Benthos, der Lebensraumtypen/Biotope und der Gebietsfremden Arten (Cluster 4, Benthosmonitoring) (2011-2014)

Das Projekt in Kooperation mit dem Alfred-Wegener-Institut (AWI) umfasste die Initiierung und Etablierung eines Benthosmonitorings unter Berücksichtigung der Belange der FFH-Richtlinie, der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie, der OSPAR- und HELCOM-Übereinkommen, sowie des Bundesnaturschutzgesetzes.
Neben der theoretischen (Weiter-)Entwicklung des Konzepts erfolgt auch die praktische Umsetzung durch jährliche Probenahme auf See und die Auswertung der gewonnenen Proben im Labor. Als Indikatoren werden die Gemeinschaften der bodenlebenden Wirbellosen (Makrozoobenthos), in flacheren Gebieten auch die Pflanzengesellschaften (Makrophyten) genutzt. Diese weitgehend standorttreuen Organismengruppen im Übergangsbereich zwischen Wassersäule und Meeresboden reagieren besonders sensibel auf Veränderungen in beiden Kompartimenten und gelten daher als aussagekräftige Indikatoren für lokale und regionale Veränderungen.

Zuwendungsgeber: Bundesamt für Naturschutz, BfN

 

Monitoringbericht für 2011

Monitoringbericht für 2012

Monitoringbericht für 2013

Monitoringbericht für 2014

Amphipoda-Projekt (2011-2013)

Hausprojekt; Erstellen eines Bestimmungsschlüssels der Amphipoda aus Ostsee und ihres Süßwassereinzugsgebietes
 

Fehmarnbeltprojekt - Benthic Fauna (2008-2011)

Das Konsortium Femern A/S plant eine feste Querung zwischen Dänemark und Deutschland durch den Fehmarnbelt in der westlichen Ostsee. Teil des Genehmigungsverfahrens ist nach nationalem und internationalem Recht die Durchführung einer Umweltverträglichkeitsprüfung (in Dänemark VVM, in Deutschland UVS). Basis der UVS sind Fachgutachten, die einerseits den status quo ante des Vorhabensgebietes grundlegend beschreiben (baseline descriptions) und andererseits die Folgenabschätzung der zu erwarteten Belastungen für die Umwelt vornehmen (impact assessment). Das IOW ist hier Partner des DHI und von MariLim im FEMA-Konsortium (Fehmarnbelt Marine Biology Services), dessen Aufgabe die Erfassung und Bewertung sowohl der benthischen Lebensgemeinschaften und Biotoptypen, als auch der planktischen Gemeinschaften ist.

Die Aufnahme des status quo ante erfolgte in den Jahren 2009 und 2010 an insgesamt 325 Stationen. Die Wahl der Methoden und der Beprobungs-Zeitpunkt erfolgte nach standardisierten Verfahren in Abhängigkeit der Anforderungen relevanter Richtlinien. 

Zuwendungsgeber: Danish Hydrographic Institute (DHI)/Fehmarnbelt-Konstortium

 

Benthos-Monitoring Nordsee (2008-2011)

Zuwendungsgeber: Bundeamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH)

 

Benthisches Monitoring der NATURA 2000-Gebiete in der deutschen Ostsee (2009)

Zuwendungsgeber: Bundesamt für Naturschutz, BfN

 

Felduntersuchungen zu möglichen Auswirkungen von Offshore-Windenergieparks auf die umgebende Benthos-Ökologie auf Forschungsplattformen in der Nord- und Ostsee (BeoFINO 2) (2005-2007)

Zuwendungsgeber: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, BMU
- Arbeitspaket IOW: Prozesse im Nahbereich der Piles - Ostsee
 

Benthologische Arbeiten zur ökologischen Bewertung von WEA-Eignungsgebieten und Kartierung von NATURA 2000 Gebieten in der AWZ der Ostsee (2002-2006)

Zuwendungsgeber: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, BMU

 

Sensitivitätskartierungen der Ostsee (2002)

Zuwendungsgeber: Sonderstelle der Küstenländer zur Bekämpfung von Meeresverschmutzungen, SLM

 

Makrozoobenthos-Datenbank (2001-2002)

Zuwendungsgeber: Bundesanstalt für Gewässerkunde, BfG