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Arbeitsgruppe Mariner Stickstoffkreislauf

Stickstoff gehört zu den wichtigsten Elementen für das Leben im Meer. Der Kreislauf von Stickstoff im Ozean ist eng mit dem anderer Elemente wie Kohlenstoff, Phosphor und Schwefel verknüpft. Es lassen sich im Marinen reaktive anorganische Verbindungen (DIN) wie Nitrat, Nitrit, Ammonium und organische Stickstoffverbindungen (DON) nachweisen. Diese gelangen über Flüsse und Niederschläge in das Meer und können anschließend durch Primärproduzenten (Phytoplankton, Makrophyten) aufgenommen werden. Stickstoff kann auch durch diazotrophe Fixierung in das Meer eingetragen werden. Hierbei wird elementarer Stickstoff (N2) durch eine bestimmte Gruppe des Phytoplanktons, den Cyanobakterien (auch Diazotrophe), aufgenommen und in partikuläre Biomasse umgewandelt. Von den Primärprodzenten (Cyanobakterien und Phytoplankton) wandert der Stickstoff direkt über Fraß durch Zooplankton und indirekt über Aufnahme durch das mikrobielle Nahrungsnetz in das Nahrungsgefüge des Meeres. Totes partikuläres Material sinkt ins Sediment ab und kann durch Bakterien zersetzt werden und zum Beispiel durch Denitrifizierung wieder als gelöster N2 in die Wassersäule gelangen.
Die beschriebenen Umwandlungsprozesse könne mit Hilfe stabiler Isotope des Stickstoffs (14N und 15N) in unserer Arbeitsgruppe verfolgt werden.

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Seit Mitte des letzten Jahrhunderts wird der natürliche N-Kreislauf stark vom Menschen beeinflusst und verändert. Durch die Düngerherstellung und –verwendung, sowie durch die Tierzucht gelangen große Mengen an Stickstoff in den natürlichen Kreislauf und erreichen über Flüsse und Atmosphäre die Ozeane.

Aus diesem Grund widmet sich unsere Arbeitsgruppe am IOW einer Reihe von Aspekten des Stickstoffkreislaufs und dessen anthropogener Beeinflussung.  Es werden u.a. folgendeneFragen beantwortet:

  • Wieviel Stickstoff wird von Cyanobakterien fixiert und wie wird der Prozess im Meer reguliert?
  • Wieviel des fixierten Stickstoffs wird an höhere trophische Ebenen weitergegeben?
  • Welche Rolle spielen die Stickstoffeinträge aus den großen Zuflüssen der Ostsee für die Eutrophierung und den Sauerstoffmangel in der Ostsee?
  • Können die Verluste von Stickstoff z.B. durch die Denitrifizierung der Eutrophierung wirksam entgegenwirken?