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Oxygen consumption rate, organic carbon and grain size data for intertidal sediments and oxygen concentration of pore waters data of Spiekeroog Island North Beach, May 2022 to April 2023

The permeable sandy sediments of beach aquifers receive a high input of electron acceptors, such as oxygen (O2), as well as fresh organic matter through seawater infiltration, driving the biogeochemical turnover in the subterranean estuary. Here, we experimentally determined seasonal sedimentary O2 consumption rates of intertidal sediments along a transect in the seawater infiltration zone at Spiekeroog Island North Beach, Germany, and present the data together with measurements of organic carbon and grain sizes, oxygen concentration of pore waters and beach topography. The samples were taken down to 1 m depth during two-monthly sampling campaigns from May 2022 to April 2023. Preliminary investigations of O2 consumption rates took place in in March, June and August 2017. Sediment and porewater sampling procedures were carried out as described by Massmann et al. (2023). O2 consumption rates were determined in slurry incubations of the retrieved sediments using gas tight vials (Labco Exetainer® 12 ml) equipped with O2 sensor spots (Pyroscience, OXSP5). Incubations were carried out in the dark at in situ temperatures, and vials were mounted on a rotating wheel to mimic porewater advection. The sediment's total organic carbon content was determined in a CS analyser (Eltra CS 800). Additionally, the fine fraction of the sediment was washed out and the organic carbon content of the fine sediments was measured in a CHNSO analyser (Hekatech Euro EA). The grain size distribution of the sediments was detemined using dynamic image analysis (Sympatec QICPIC). The O2 concentration in the pore water along the transect was measured immediately after the sample was taken using a flow-through oxygen optode (Pyroscience, OXFTC). The data was collected to investigate the impact of seasonal inputs and filtration efficiency on the O2 consumption during seawater infiltration into the permeable sands of beach aquifers.

Observational dataset of behavioral response of three-spined sticklebacks to TNT exposure in a closed laboratory setup

Dumped munition in the German North Sea and Baltic Sea pose environmental risks as corrosion of the munition shells results in the leakage of the explosive 2,4,6-trinitroluene (TNT) into the marine environment. Uptake of TNT by marine biota and the associated negative effects on organisms are of major concern. This dataset reports behavioral responses of three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus) to environmentally relevant concentrations of TNT. Experimental sticklebacks were laboratory-bred and held in groups of 30 individuals in 60 L tanks in the fish facilities at the Thünen Institute of Fisheries Ecology in Bremerhaven. Parental sticklebacks originated from the Weser estuary (Luneplate, Bremerhaven, Germany, 53°28'36.9" N; 8°31'08.9" E) and were collected in April 2023. A total of 60 sticklebacks were tested in a controlled laboratory setup at the fish facilities at the Thünen Institute in Bremerhaven, containing two hideout zones formed by artificial plants. Each hideout was connected to an infusion system delivering either a TNT solution (100 µg/L) or control water into the zone currently occupied by the fish. Experimental trials were video-recorded to enable post hoc behavioral analysis. Behavioral metrics included the total time spent in the exposed hideout zone (s), latency to first leave the exposed hideout zone (s), and the number of crossings between hideout zones.

Carbonate chemistry and river discharge dataset for the Elbe from incubation experiments and historical data records

This dataset provides carbonate chemistry and hydrological measurements supporting the analysis of the stability of alkalinity and carbon transport potential in the Elbe Estuary, northern Germany. It includes (1) results from laboratory incubation experiments using water samples from the Elbe conducted in 2023, (2) historical water chemistry monitoring records from multiple stations, and (3) monthly flow discharge measurements from the Neu Darchau gauging station. Experimental data were collected from the experiments varying salinity and seasonal conditions, and parameters measured include pH, temperature, and total alkalinity. Major ion concentrations (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-) were reconstructed from stoichiometry. The saturation states of calcite and aragonite, as well as pCO2, were calculated using the phreeqpython geochemical package. Historical data, covering carbonate chemistry and major ions at several stations and over multiple years, were collected from digitized sources and FGG Elbe. Together, this dataset facilitates the investigation of long-term trends in the carbonate system and carbon transport in the land ocean transition zone of the Elbe River.

Ästuare und Küsten (WMS)

WMS-Dienst des Wasserbaus im Küstenbereich.

Historical digital terrain model data of the Weser Estuary (HIWEST)

The Weser estuary at the German North Sea coast serves as a fairway to the harbours of Bremerhaven and Bremen. To ensure safe shipping and navigation, the navigation channel depths are nowadays intensively monitored, and have been so in the past. These are valuable data for consulting and research purposes, and enables investigations leading to a better understanding of hydrodynamics, salt intrusion and morphological processes in the estuary, in the present as well as the past. For recent years, thanks to modern monitoring techniques and digitalization, measuring data has been compiled to consistent digital terrain models of high quality and accuracy. For time periods before the 1990ies however, measurements were scarcer and the data are available only in form of printed bathymetrical and nautical charts. The objective of the project “Historical system states of the Weser estuary (HIWEST)” was to: • digitalize depths measurements starting from 1960, • georeference the data points and • process and compile them to digital terrain models that can be used for research and consulting. The project was led and financed by the Federal Waterways Engineering and Research Institute (BAW). It was supported by the Federal Maritime and Hydrographic Agency (BSH) and by the German Water and Shipping Administration (WSV) who provided printed charts and scanned data sets. The smile consulting GmbH was contracted to process the data and compile digital terrain models. One of the main challenges of the project was georeferencing. While georeferencing and projecting in the horizontal domain was comparatively straightforward, the transformation of depths below different chart datums to the Germans mean height reference system represented a challenge. This was accomplished by an algorithm considering spatial polygons provided by BSH and further meta information on the different levelling systems. The accuracy of the data sets differs depending on the quality of the original data. Since the 1990ies, powerful measurement methods such as airborne laser scanning (ALS) and multibeam echo-sounding has led to high resolutions and high data accuracy. In past surveys, the depths were measured in single-beam echo-soundings, often along individual cross sections, and there is no information between these soundings. As a result, the older terrain models are much smoother then the newer ones and contain less detailed information. More technical details can be found in the appendix of the technical report. The following digital terrain models (DTM, in the following the German abbreviation DGM is used) of the Lower and Outer Weser estuary were made available: • DGM 1966, marking the situation before deepening the Outer Weser to SKN-12 m</li> • DGM 1972, marking the situation before deepening the Lower Weser to SKN-9 m</li> • DGM 1981, marking the situation before extensive river works in the Lower Weser</li> • DGM 1996, marking the situation before deepening the Outer Weser to SKN-14 m</li> • DGM 2002, marking the situation after deepening the Outer Weser to SKN-14 m, reference digital terrain model. The years were chosen so they would represent consistent periods not affected by constructive engineering measures such as channel deepenings, and secondly based on optimal data availability. Each data set however consists not only of data from the respective year, but data had to be added from adjacent years. To close gaps, data from recent surveys were used. The data sets span the whole estuary from the North Sea to the tidal weir in the city of Bremen and are available as 1x1 m raster data sets. How to cite the HIWEST data: <strong style="color: red;"> The data set is only to be quoted together with the Technical Report.</strong> Report: Bundesanstalt für Wasserbau (2020): Historical digital terrain models of the Weser Estuary (HIWEST). Technical Report B3955.02.04.70168-6. Bundesanstalt für Wasserbau. https://henry.baw.de/handle/20.500.11970/107521 Data set: Bundesanstalt für Wasserbau (2020): Historical digital terrain model data of the Weser Estuary (HIWEST) [Data set]. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/02.2020.K2.5200.0001

Bericht: "Nährstoffe in den deutschen Küstengewässern der Ostsee und angrenzenden Gebieten"

Phosphorus inputs from the eight largest sewage treatment plants on the German Baltic Sea coast (about 70% of direct dischargers) decreased by 98% between 1990 and 2008. In the same period, nitrogen input decreased by 89% (about 90% of direct dischargers). A comparison of the periods 1986/90 and 2004/08 shows that riverine discharges of total phosphorus decreased by 61%, primarily due to reduced inputs from point sources. Nitrogen input, mostly from diffuse sources, decreased only by 13%, half of the decrease being attributable to lower runoff. The distribution pattern of phosphate concentrations in winter shows that levels in the inner coastal waters are in the same order of magnitude as in the open sea. By contrast, nitrate concentrations are 50 - 70 times higher than in the open sea due to the fact that diffuse sources prevail in the drainage area and that nitrate levels are closely coupled to runoff in the inner coastal waters, especially in the estuaries of the river Odra including Haff and Peenestrom, the rivers Warnow and Trave. These reduced inputs are also reflected in the decline of total phosphorus and nitrogen concentrations, both in the inner coastal waters and in the adjacent Baltic Sea waters. The strongest decline was recorded up to the mid-1990s, after which concentrations have fluctuated at a relatively stable level, often associated with runoff. Nevertheless, all areas still have to be considered eutrophied, in accordance with the HELCOM classification (HELCOM [2009]). Water quality in the open sea areas (western Belt Sea, Kiel Bight, Arkona Basin, Zingst outer coast) is classified as moderate, whereas waters closer to the coast and in more enclosed areas (Flensburg Fjord, southern Kiel Bight, Lübeck Bight, Wismar Bight, and Pomeranian Bight) have to be classified as -bad- applying the WFD assessment criteria. Eutrophication is particularly high in the inner coastal waters (Schlei, Lower Trave, Lower Warnow, Darss-Zingst Bodden Chain, Jasmund Bodden, Peenestrom, Kleines Haff). The orientation values for inner coastal waters are exceeded several times and apparently have been set too low, especially because of their missing gradients toward the open Baltic Sea. They require scientific review.#locale-ger: Der Phosphoreintrag aus den acht wichtigsten Kläranlagen an der deutschen Ostseeküste (ca. 70% der Direkteinleiter) hat sich zwischen 1990 und 2008 um 98% verringert. Der Stickstoff-Eintrag ging im gleichen Zeitraum um 89% zurück (ca. 90% der Direkteinleiter). Der flussbürtige Eintrag von Gesamtphosphor ist um 61% zurückgegangen, vergleicht man die Zeiträume 1986/90 und 2004/08, vor allem bedingt durch verringerte Frachten aus Punktquellen. Der vorwiegend aus diffusen Quellen stammende Stickstoffeintrag hat sich nur um 13% verringert, wovon die Hälfte der Abnahme dem geringeren Abflussgeschehen geschuldet ist. Die Verteilungsmuster der winterlichen Phosphatkonzentrationen zeigen, dass die Werte in den inneren Küstengewässern in der gleichen Größenordnung liegen wie in der offenen See. Dagegen verursacht die Dominanz diffuser Quellen im Einzugsgebiet und die enge Kopplung ans Abflussgeschehen in den inneren Küstengewässern, insbesondere in den Ästuaren der Oder mit Haff und Peenestrom, der Warnow und der Trave, Nitratkonzentrationen, die teilweise um das 50- bis 70-fache über den Werten der offenen See liegen. Die reduzierten Einträge spiegeln sich auch im Rückgang der Gesamtphosphor- und Stickstoffkonzentrationen, sowohl in den inneren Küstengewässern als auch in der vorgelagerten Ostsee wider. Der stärkste Rückgang fand bis Mitte der 1990er Jahre statt, danach schwanken die Werte auf einem relativ stabilen Niveau, häufig an das Abflussgeschehen gekoppelt. Trotzdem müssen alle Gebiete nach wie vor als eutrophiert bewertet werden, was in Übereinstimmung mit den HELCOM-Bewertungen steht (HELCOM [2009]). Dabei weisen die offenen Meeresgebiete (Westliche Beltsee, Kieler Bucht, Arkonabecken, Zingster Außenküste) einen mäßigen Gewässerzustand auf. Die küstennahen und mehr abgeschlossenen Regionen (Flensburger Förde, südliche Kieler Bucht, Lübecker Bucht, Wismarbucht und Pommernbucht) müssen gemäß den WRRL-Bewertungskriterien dagegen als schlecht bewertet werden. Einen besonders hohen Eutrophierungsgrad weisen die inneren Küstengewässer auf (Schlei, Untertrave, Unterwarnow, Darß-Zingster Boddenkette, Jasmunder Bodden, Peenestrom, Kleines Haff). Die Orientierungswerte für die inneren Küstengewässer werden um ein Vielfaches überschritten und erscheinen als zu niedrig angesetzt, auch und besonders wegen ihrer fehlenden Gradienten bis zur offenen Ostsee, und bedürfen einer wissenschaftlichen Überarbeitung.

Flache große Meeresarme und Buchten, FFH-LRT 1160

Bekannte Vorkommen des LRT 1160 Ästuarien, Anhang I FFH-Richtlinie

Nds. Landschaftsprogramm (Karte 2): Übergangsgewässer bzw. Ästuare gemäß WRRL

Übergangsgewässer gemäß Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) sind die Oberflächenwasserkörper in der Nähe von Flussmündungen, die aufgrund ihrer Nähe zu den Küstengewässern einen gewissen Salzgehalt aufweisen, aber im Wesentlichen von Süßwasserströmungen beeinflusst werden. Sie gehören zu den landesweit bedeutsamen Gewässern. Karte 2 „Schutzgüter Boden und Wasser“ des Landschaftsprogramms stellt die aus landesweiter Sicht bedeutsamen Bereiche für die Schutzgüter Boden und Wasser dar. Die schutzwürdigen Böden außerhalb der Siedlungsfläche umfassen die Böden mit besonderen Werten, Böden mit hoher natürlicher Bodenfruchtbarkeit sowie Moorböden und kohlenstoffreiche Böden gemäß Programm Nds. Moorlandschaften. Die landesweit bedeutsamen Gewässer setzen sich aus den Fließgewässern für die Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie, den Laich- und Aufwuchsgewässern, den überregionalen Wanderrouten für die Fischfauna, den Küsten-, Übergangs- und Stillgewässern sowie den Gewässerauen gemäß Aktionsprogramm Nds. Gewässerlandschaften zusammen. Quellennachweis: © 2025, daten@nlwkn.niedersachsen.de

Nds. Landschaftsprogramm (Karte 2): Küstengewässer gemäß WRRL

Der Datensatz aus Karte 2 des Niedersächsischen Landschaftsprogramms enthält die für die Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) relevanten Küstengewässer, die zu den landesweit bedeutsamen Gewässern gehören und seewärtig an die Übergangsgewässer / Ästuare anschließen und bis eine Seemeile seewärts der sogenannten Basislinie in die Hoheitsgewässer hineinreichen. Der Bereich außerhalb der Küstengewässer bis an die Niedersächsische Hoheitsgrenze (12-Seemeilen-Grenze) wird als Küstenmeer bezeichnet. Karte 2 „Schutzgüter Boden und Wasser“ des Landschaftsprogramms stellt die aus landesweiter Sicht bedeutsamen Bereiche für die Schutzgüter Boden und Wasser dar. Die schutzwürdigen Böden außerhalb der Siedlungsfläche umfassen die Böden mit besonderen Werten, Böden mit hoher natürlicher Bodenfruchtbarkeit sowie Moorböden und kohlenstoffreiche Böden gemäß Programm Nds. Moorlandschaften. Die landesweit bedeutsamen Gewässer setzen sich aus den Fließgewässern für die Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie, den Laich- und Aufwuchsgewässern, den überregionalen Wanderrouten für die Fischfauna, den Küsten-, Übergangs- und Stillgewässern sowie den Gewässerauen gemäß Aktionsprogramm Nds. Gewässerlandschaften zusammen. Quellennachweis: © 2025, daten@nlwkn.niedersachsen.de

Nds. Landschaftsprogramm (Karte 4a): Küsten- und Übergangsgewässer bzw. Ästuare gemäß WRRL

Der Datensatz aus Karte 4a des Niedersächsischen Landschaftsprogramms enthält die für die Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) relevanten Küstengewässer, die seewärtig an die Übergangsgewässer / Ästuare anschließen und bis eine Seemeile seewärts der sogenannten Basislinie in die Hoheitsgewässer hineinreichen. Der Bereich außerhalb der Küstengewässer bis an die Niedersächsische Hoheitsgrenze (12-Seemeilen-Grenze) wird als Küstenmeer bezeichnet. Die Küsten- und Übergangsgewässer sind als landesweit bedeutsame Gewässer der Zielkategorie „Sicherung und Verbesserung“ zugeordnet, die bestehende naturschutzfachliche Werte aufweisen, die zu sichern sind und deren Zustand nach Bedarf für die langfristige Erhaltung der relevanten Werte zu verbessern ist. Karte 4a „Schutzgutübergreifendes Zielkonzept“ zeigt die landesweite Grüne Infrastruktur als integriertes Zielkonzept des Niedersächsischen Landschaftsprogramms. Die Grüne Infrastruktur des Landes Niedersachsen setzt sich aus sämtlichen für Naturschutz und Landschaftspflege landesweit bedeutsamen Bereichen zusammen (Inhalte aus den Karten 1 bis 3). Dazu gehören auch solche Bereiche, insbesondere Moore und Auen, deren Funktionen derzeit beeinträchtigt sind und bei denen darauf abgezielt wird, diese wiederherzustellen. Quellennachweis: © 2025, daten@nlwkn.niedersachsen.de

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