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MURSYS - Ostsee retrospektiv

   
 
 

Biologische Zustandseinschätzung der Ostsee im Jahre 2009 (Zusammenfassung)

  Leibniz-Institut für Ostseeforschung, Warnemünde;
im Auftrage des
  Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie, Hamburg•Rostock

(http://www.io-warnemuende.de)

Dr. Norbert Wasmund, Dr. Falk Pollehne, Dr. Lutz Postel, Dr. Herbert Siegel, Dr. Michael L. Zettler

Biologische Zustandseinschätzung der Ostsee 2009

Im Rahmen des HELCOM-Monitorings wurden Daten über die Artenzusammensetzung und Biomasse bzw. Abundanz des Phyto- und Zooplanktons sowie des Makrozoobenthos des Jahres 2009 in der Kieler Bucht, Mecklenburger Bucht und Arkonasee (Abbildung 1) gewonnen. Die Einbindung in die seit 1979 kontinuierlich weitergeführten Datenreihen soll Aussagen zu eventuellen Trends ermöglichen. Daten von Sinkstoff-Fallen aus der Arkonasee vervollständigen saisonale Angaben zur Phytoplanktondynamik.

Phytoplankton

Ein allgemeiner Überblick über die raum-zeitliche Entwicklung des Phytoplanktons im Jahr 2009 konnte anhand von Chlorophyllkarten gewonnen werden, die aus Satellitendaten der amerikanischen MODIS Sensoren auf den Satelliten Aqua und Terra sowie von MERIS auf dem europäischen Satelliten ENVISAT abgeleitet worden sind.
Die Frühjahrsblüte erstreckte sich Mitte März bis Bornholm. Mitte Juni waren erste Cyanobakterien-Filamente in der Bornholmsee zu beobachten, die in der Folgezeit entlang der schwedischen Küste in die Arkonasee propagierten. Am 4. Juli war die östliche Arkonasee beeinflusst und um den 16. Juli die gesamte westliche Ostsee. In der Folgezeit sorgten stark wechselnde Winde mit hoher Wolkenbedeckung für eine starke Durchmischung und die Cyanobakterienentwicklung in der westlichen Ostsee war beendet.
Quantitative Informationen über die Artenzusammensetzung und Sukzession des Phytoplanktons wurden aus Wasserproben gewonnen, die auf den Schiffsexpeditionen genommen wurden und mikroskopisch analysiert wurden.

Frühjahrsblüte:
Bereits am 30.1.2009 traten an Station OMBMPN3 (Kieler Bucht) Biomassen von über 1 mg/L auf, die von Kieselalgen, insbesondere Skeletonema costatum (558 µg/L) dominiert wurden). Eine derart frühe Frühjahrsblüte ist ungewöhnlich. Nach Osten hin verzögerte sich der Beginn der Frühjahrsblüte, so dass sie zum selben Zeitpunkt in der östlichen Mecklenburger Bucht (Stat. OMBMPM1) gerade erst begann und in der Arkonasee noch gar nicht zu bemerken war.
Auch die Sukzession setzte sich mit dem erwarteten zeitlichen Versatz fort: Mitte März hatten Dinoflagellaten (Gymnodiniales) die Kieselalgenblüte im Oberflächenwasser der Kieler Bucht komplett abgelöst, während Skeletonema costatum in der östlichen Mecklenburger Bucht und der Arkonasee noch stark entwickelt war.
In östliche Richtung nimmt der Anteil von Mesodinium rubrum zu. Dieser Ciliat ist regelmäßiger Bestandteil der Frühjahrsblüte. Er scheint sich in der Arkonasee noch vor den Kieselalgen zu entwickeln, schließlich die schnell zusammenbrechende Kieselalgenblüte aber zu überdauern, wahrscheinlich wegen seiner mixotrophen Fähigkeiten. Nach der Kieselalgenblüte entwickelt sich Chrysochromulina sp. kontinuierlich und war noch bis in den Juli präsent. Die für die Frühjahrsblüte der Beltsee typische nackte Form von Dictyocha speculum nur gering vertreten. Ihr starkes und extrem frühes Auftreten in den Jahren 2007 und 2008 hatte sich im Jahre 2009 also nicht wiederholt.

Sommerblüte:
Zum 22.7.2009 entwickelte sich an Station OMBMPN3 (Kieler Bucht) eine Kieselalgenblüte von Proboscia alata. Eine ähnliche Blüte war bereits im Vorjahr an Station OMBMPO22 (Lübecker Bucht) gefunden worden. Blüten stickstofffixierender Cyanobakterien sind in der Mecklenburger Bucht selten, in der eigentlichen Ostsee aber eine typische Erscheinung des Sommers. Dementsprechend entwickelt sich speziell Aphanizomenon sp. in der Arkonasee bereits ab März. Die Juli-Fahrt fand offensichtlich nach dem Höhepunkt der Blüte statt, die insgesamt in der westlichen Ostsee aber nur moderat entwickelt war. Zum 17./18.8.2009 waren die Cyanobakterien ganz verschwunden. Es dominierten an diesem Termin in der Mecklenburger Bucht Proboscia alata und Coscinodiscus concinnus; in der Arkonasee dominierten bei sehr geringen Biomassen Pyramimonas sp. und Gymnodiniales. Im Laufe des Sommers entwickelten sich bereits langsam die Ceratium-Arten, die zum Herbst normalerweise in der Mecklenburger Bucht eine Blüte bilden.

Herbstblüte:
Am 15.9.2009 konnte an Station OMBMPM2 (Mecklenburger Bucht) eine Biomasse von etwa 1.100 mg/L ermittelt werden, die hauptsächlich aus den Dinoflagellaten Ceratium tripos und Ceratium fusus sowie Kieselalgen bestand. An Kieselalgen entwickelten sich hauptsächlich Coscinodiscus concinnus, Coscinodiscus granii, Chaetoceros concolutus und Cerataulina pelagica. Aus unseren Daten von der Küstenstation Heiligendamm konnten wir erkennen, dass die Herbstblüte erst im Dezember erschien.
Die frühe Frühjahrsblüte zusammen mit der ungewöhnlich späten Herbstblüte lassen die Tendenz zu einer Verlängerung der Vegetationsperiode vermuten.

Die 10 bedeutendsten Phytoplanktonarten jeder Jahreszeit in den einzelnen Seegebieten sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

Invasive Phytoplankton-Arten:
Es wurden vier invasive Phytoplankton-Arten gefunden, die für ihren Fundort ungewöhnlich sind: zwei besonders kleine Exemplare von Noctiluca scintillans in der südlichen Gotlandsee, die Kieselalge Chaetoceros lorenzianus in die Kieler Bucht, die Kieselalge Phaeodactylum tricornutum in der Mecklenburger Bucht, bis zur Darßer Schwelle und die Kieselalge Lennoxia faveolata im Bereich der Kadetrinne.

Chlorophyll:
Eine nach einzelnen Jahreszeiten separierte Langzeit-Analyse ergab eine Abnahme der Chlorophyll-Konzentrationen in der Mecklenburger Bucht und eine Zunahme in der Arkonasee in den Frühjahrswerten. Die Sommer- und Herbstwerte zeigten keinen Trend.

Sedimentation:
Die Sedimentation des organischen Materials im Arkonabecken im Jahr 2009 zeigte das gleiche typische Muster, das man generell in der zentralen Ostsee antrifft. Maxima in den Sedimentationsraten sind im Frühjahr, Sommer und Herbst zu messen und gehen auf die Frühjahrsblüte von Diatomeen, die sommerliche Entwicklung von Cyanobakterien und die Entwicklung einer gemischten Diatomeen/Dinoflagellaten-Gemeinschaft im Herbst zurück. Der gesamte annuelle vertikale Exportfluss betrug für partikulärem Kohlenstoff 314 mmol, für Stickstoff 41 mmol, für Silikat 74 mmol und für Phospor 1,9 mmol pro m² und Jahr, bei einem Massefluss von 45 g Trockenmasse pro Jahr. Diese Raten liegen in einer ähnlichen Größenordnung, wie die bisher im zentralen Gotlandbecken gemessenen Werte.

Mesozooplankton

Über die letzten zehn Jahre betrachtet, wurden insgesamt 41 Mesozooplankton-Taxa registriert, wobei mit 21 bis 30 Taxa pro Monat in der zweiten Jahreshälfte stets die Zahlen aus den ersten Monaten (20 - 22 Taxa) übertroffen wurden. Im Jahre 2009 war gegenüber dem Vorjahr eine Zunahme um vier Taxa zu verzeichnen. Dies betraf sowohl marine Vertreter (Ascidien- und Echinodermaten-Larven) als auch limnische, was für einen erhöhten Wasseraustausch spricht. Langjährig betrachtet, traten der für die nördliche Ostsee typische Vertreter Limnocalanus macrurus in den zentralen Becken der mittleren und südlichen Ostsee fast immer unterhalb von Sprungschichten auf. Das spricht für vertikalen Austausch aufgrund thermohaliner Effekte.

Nachdem Mnemiopsis leidyi, eine lobate Ctenophore, im Herbst 2006 von der amerikanischen Ostküste in der Kieler Bucht und in der Mecklenburger Bucht mit bis zu 5 Ind./m³ überwinterte zeigte sich, dass mit dieser Art hauptsächlich in der zweiten Jahreshälfte zu rechnen ist. Im Jahre 2009 begann diese Phase im August, wobei die Spitzenwerte in der Summe über alle Größenklassen zwei Monate später erreicht wurden. Sie lagen in der westlichen Ostsee um eine Größenordnung unter den im Juni 2007 in der Kieler Bucht gemessenen 500 Ind./m³. Auf der Darßer Schwelle verringerte sich die höchste Konzentration um eine weitere Größenordnung. Das bestätigt den 2007 festgestellten West-Ost Gradienten in der Verteilung.

Die 2008 erstmals im Hafen von Aarø am Kleinen Belt verzeichnete marine Cladocereart Penilia avirostris war zumindest zu den Terminfahrtzeitpunkten nicht Teil des Planktons. Sie wurde für die Nordsee als deutliches Signal für den Klimawandel gewertet.

Der Rückgang in der Gesamtabundanz des Mesozooplanktons gegenüber der Periode in den frühen 90er Jahren blieb in der Tendenz erhalten. Abgesehen von den Jahren mit außergewöhnlich hoher Abundanz (1991 - 1995; 2002), schrumpften die Summe der Maxima aller berücksichtigten Taxa in den letzten zehn Jahren auf 60 %. Dabei fielen besonders Abnahmen im Bereich der mikrophagen Rotatorien und Cladoceren ins Gewicht.

Die Maxima der adulten calanoiden Copepoden (Weibchen plus Männchen) schwanken in der Gesamtmenge seit Mitte der neunziger Jahre relativ gering um die Summe von etwa 30.000 Ind./m³. Innerhalb dieser Grenze kommt es zu zwischenjährlichen Verschiebungen in den Anteilen einzelner Arten. Während laut Literaturangaben speziell die großen Vertreter (Pseudocalanus spp.) einen Rückgang erlitten, war die kleinere Art Temora longicornis wiederholt die dominierende Gruppe. Innerhalb der Acartia-Gattung wurden bei Acartia bifilosa und Acartia longiremis gegenläufige Tendenzen sichtbar. Natürliche Einflüsse sind hier regelmäßig die Ursachen.

Makrozoobenthos

In der vorliegenden Studie werden die Ergebnisse des Makrozoobenthos-Monitorings vom Oktober/November 2009 dargestellt. Als Parameter wurden die Artenvielfalt, die Abundanz und die Biomasse der Organismen je Station erfasst. Mit insgesamt 140 ist die Artenzahl der 8 offshore-Stationen im Jahr 2009 im Vergleich zu den Vorjahren als hoch zu bezeichnen. Diese hohe Artenzahl ist darauf zurückzuführen, dass kein anhaltender Sauerstoffmangel zu Defaunationsereignissen geführt hatte, so wie sie in den Jahren 2002, 2005 und 2008 (partiell) beobachtet wurden. In Abhängigkeit vom Seegebiet schwankten die Individuendichten zwischen 650 und 10.000 Ind./m². Bei den Biomassen wurden ebenfalls die zu erwartenden Unterschiede (1 g bis 219 g AFTM /; AFTM-aschefreieTrockemasse) beobachtet.
An den acht Monitoringstationen konnten insgesamt 19 Arten der Roten Liste (Gefährdungskategorien 1, 2, 3 und G) nachgewiesen werden. Mit Macoma calcarea wurde unter anderem eine im Gebiet sehr selten zu beobachtende Muschel (Rote Liste: 1 = vom Aussterben bedroht) in der Kieler Bucht lebend festgestellt.

Im Hinblick auf die europäische Wasserrahmenrichtlinie und die Meerestrategie Rahmenrichtlinie rangierte der vom BQI (Benthic Quality Index) abgeleitete "Ökologische Status" der Stationen zwischen "medium" und "sehr gut". Bis auf zwei erhielten alle Stationen einen mittleren Wert. Im Vergleich zum Vorjahr konnten sich die Stationen im Fehmarnbelt (OMBMPN1) und in der Mecklenburger Bucht (OMBMPM2) von "verarmt" auf "medium" verbessern. Wie bereits 2008 wurde mit "gut" die Station in der zentralen Pommernbucht (OM160) und mit "sehr gut" die Station an der Darßer Schwelle (OMBMPK8) bewertet.

Abbildung 1: Die Lage der beprobten Stationen in der Ostsee mit Darstellung der Grenze der AWZ, GIF-Graphik: 28 KB

Abbildung 1: Die Lage der beprobten Stationen in der Ostsee mit Darstellung der Grenze der AWZ.

Abbildung 21: Verlauf der Abundanzmaxima von fünf holoplanktischen Taxa (Rotatoria, Cladocera, Calanoida, Cyclopoida, Appendicularia) und drei meroplanktischen Taxa (Polychaeta, Bivalvia, Gastropoda) seit Beginn der neunziger Jahre , GIF-Graphik: 15 KB

Abbildung 2: Verlauf der Abundanzmaxima von fünf holoplanktischen Taxa (Rotatoria, Cladocera, Calanoida, Cyclopoida, Appendicularia) und drei meroplanktischen Taxa (Polychaeta, Bivalvia, Gastropoda) seit Beginn der neunziger Jahre

Abbildung 3: Artenzahlen (Säulen) des Makrozoobenthos an 8 Monitoring-Stationen im Oktober/November 2009. Die Medianwerte der Jahre 1991 bis 2009 sind als Punkte und die Minimal- und Maximalwerte als Intervall dargestellt, GIF-Graphik: 11 KB

Abbildung 3: Artenzahlen (Säulen) des Makrozoobenthos an 8 Monitoring-Stationen im Oktober/November 2009. Die Medianwerte der Jahre 1991 bis 2009 sind als Punkte und die Minimal- und Maximalwerte als Intervall dargestellt.
Die Stationen sind von West (Kieler Bucht=N3) nach Ost (Pommernbucht=OM160) aufgetragen.

Abbildung 4: Gesamtabundanzen (Säulen) des Makrozoobenthos an 8 Monitoring-Stationen im Oktober/November 2009. Die Medianwerte der Jahre 1991 bis 2009 sind als Punkte und die Minimal- und Maximalwerte als Intervall dargestellt, GIF-Graphik: 12 KB

Abbildung 4: Gesamtabundanzen (Säulen) des Makrozoobenthos an 8 Monitoring-Stationen im Oktober/November 2009. Die Medianwerte der Jahre 1991 bis 2009 sind als Punkte und die Minimal- und Maximalwerte als Intervall dargestellt.

PDF-Datei, 1,149 MB

Tabelle 1: Die 10 wichtigsten Phytoplankton-Taxa (in Prozent der Phytoplankton--Biomasse) in den oberen 10 m der Wassersäule:
Mittelwerte der drei Fahrten von Februar bis Mai sowie der Juli- und Oktober/Novemberfahrt 2009 in den verschiedenen Seegebieten.
Zu Beginn jedes Blocks ist die entsprechende durchschnittliche Phytoplanktonbiomasse (in µg/l) angegeben. "Unbestimmte" , "Gymnodiniales" und "Peridiniales" wurden aus der Liste gelöscht, wenn sie jeweils <10 % ausmachten.

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 © 2017 Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie Aktualisiert am: 08.05.2013 14:47:39  
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