Das Projekt "Feed-backs of estuarine circulation and transport of sediments on phytobenthos" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Meereskunde (IfM) durchgeführt. General Information: Coastal Zone Management (CZM) is widely recognised as a practice necessary for the sustainable use of coastal resources. Central to CZM is the recognition that in order to promote sustainability, coastal resources cannot be sectorially managed and the interactions that occur between adjacent sectors have to be fully considered. This is referred as an 'holistic' management approach. Many complex interactions occur between and within the different biological species in coastal ecosystems and their respective habitats. The ability of phytobenthic communities to locally modify the environmental characteristics of the ecosystem in which they live is one of the more significant relationships related to the human interactions. In fact, complicated feedback and feed-forward loops exist, that couple the establishment of phytobenthic communities, water quality and physical oceanographic parameters. Accurate understanding of these interdependencies will represent a significant improving of the environmental management capabilities, particularly allowing a reliable foreseeing of the evolution of phytobenthic ecosystems and their reactions to man-generated disturbances. F-ECTS main focus is the interdisciplinary investigation of the ecosystem loops in estuarine environments involving phytobentos communities, hydrodynamics, nutrient cycling and sediment transport, with the aim of integrating some of the aspects already investigated in the INTRMUD and BENFLUX Mast Projects and in the ROBUST Environment project. The Lagoon of Venice (Italy) will be considered as a pilot case study. Two major seasonal field campaigns will be carried out and will allow the parameterisation of the main physical and biological processes of the ecosystem providing a specific background for the assessment of the exportability of the obtained results in other two different European estuarine ecosystems: Lagunadella Ria Formosa (Portugal) and Roskilde Fjord (Denmark). Based on the parameterised biophysical interactions, the modelling activities within F-ECTS will enable the set up of linked modules for the simulation of the feed-back loop between the physical processes and the phytobenthic habitat. This loop controlling the survival and evolution of an estuarine ecosystem will be considered from the biological perspective. To accomplish this, biological, hydrodynamic and sediment transport processes will be modelled together in F-ECTS. In particular a new SPM-phytobenthos-reaction model for cohesive sediment and estuarine ecosystems will be developed and used as a common module to which different hydrodynamic models tailored for each specific case study site can be coupled. ... Prime Contractor: Thetis SpA; Venezia; Italy.
Das Projekt "Umsetzung und Vernetzung langfristiger Forschung in grossem Massstab zur marinen biologischen Vielfalt in Europa" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft, Biologische Anstalt Helgoland (Institut BAH) durchgeführt. Objective: A concerted action at European scale is proposed to establish the infrastructure and conditions required for marine biodiversity research. The objectives will be complemented through 3 work packages, consisting of a series of evaluations, recommendations, regional meetings and joint workshops. The CA will lead to 1) the selection and implementation of a network of Reference Sites as the basis for long-term and large-scale marine biodiversity research in Europe, 2) internationally agreed standardised and normalised measures and indicators for (the degree of) biodiversity and 3) facilities, such as a data-base, a web-site, and workshops, for further dissemination and integration of data by students, researchers, and administrators dealing with socio-economic questions, and improvement of the awareness of the public on marine biodiversity issues. Prime Contractor: Netherlands Instituut voor Oecologisch Onderzoek, Department of Ecosystem Studies Centre for Estuarine and Coastal Ecology; Yerseke/Netherlands.
Das Projekt "Vorhaben: Untersuchung der Rolle von Schadstoffen als Stressoren in den Ästuaren von Oder und Elbe und deren Integration in eine Systemanalyse mit Hilfe partizipativer Stakeholder Workshops" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Fakultät Life Sciences, Department Medizintechnik durchgeführt. Ästuare stehen unter erheblichem Stress durch die Einträge von Schad- und Nährstoffen aus vielfältigen industriellen, urbanen und landwirtschaftlichen Nutzungen. Viele dieser Tätigkeiten haben direkten oder indirekten Einfluss auf die Ökosysteme und die biologischen Gemeinschaften. Die sich daraus ergebenden Wirkungsbeziehungen sind zu komplex, als dass sie von Entscheidungsträgern und in ihrer Gesamtheit ohne Hilfsmittel überschaubar wären. Ohne dass man sich über diese Wirkungszusammenhänge im Klaren ist, kann aber nicht abgeschätzt werden, wie sich Veränderungen einzelner Parameter auf das Gesamtsystem auswirken - seien es Baggeraktivitäten, Fischerei, morphologische Veränderungen, oder sei es der Klimawandel, der zu längeren Hitzeperioden und Sauerstoffmangelsituationen führen wird. In diesem vielfältigen Belastungsspektrum ist eine klare, von wissenschaftlichen Erkenntnissen geleitete und nachhaltige Bewirtschaftung eine Herausforderung. Um sich dieser zu stellen, werden im Projekt BluEs existierende Datengrundlagen mit neuesten Forschungsansätzen kombiniert, um Auswirkungen von Belastungen durch Schadstoffe, ein Überangebot an Nährstoffen, Temperatur- und hydrologische Veränderungen in den Ästuaren Oder und Elbe in ihrem Zusammenwirken und ihrer Wirkung auf das Ökosystem zu erfassen. Gemeinsam mit Stakeholdern wird für die beiden Ästuare an Elbe und Oder ein Ursache-Wirkungsmodell erstellt werden, in das das Wissen der Menschen vor Ort, die bestehende wissenschaftliche Expertise und die Projektergebnisse einfließen werden. Visualisierungen werden die Kommunikation der Zusammenhänge erleichtern und das Verständnis der komplexen Wechselwirkungen in den Ästuaren verbessern. Damit soll eine zielgerichtete Bewirtschaftung in Kenntnis der direkten und indirekten Folgen für die ökologischen Lebensgemeinschaften möglich werden.
Das Projekt "Entwicklung und Integration von Analysewerkzeugen zur operationellen Vorhersage von Naehrstoffen in den Muendungsgebieten europaeischer Fluesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GKSS-Forschungszentrum Geesthacht, Institut für Gewässerphysik durchgeführt. General Information: To be able to plan and manage sustainable development in the coastal zone on both short- and long-term time scales, environmental and socio-economic imperatives require the effective application of our knowledge of coastal ecosystems. Tools are needed to operationally monitor and forecast those parameters which have key functions in these ecosystems. The final goal is the ability to produce routine assessments of the spatial distribution of nutrients at any given moment and to describe its evolution in time. PIONEER will set up analysis systems for routine day-to-day monitoring, analysis and short-term prediction of nutrient distributions in the Odra and Ebro estuaries, which are located in coastal regions with significant impacts from nutrient loads. The project is focussed on integrating presently available technology and methodology in data management, geostatistical and dynamical data assimilation and numerical modelling in cooperation with scientific institutions, management authorities and commercial companies. Since the on-time delivery of reliable nutrient data can be achieved at present only with considerable employment of specialized personnel, the skills and potentials of these systems will be demonstrated during several weeks periods simulating 'real-time' operational conditions with data previously sampled. The perequisites to run such systems under real-time and continuous operational mode will be discussed. As a by-product, the project will offer estimates of the predictability of the estuarine ecosystems on time scales of days and weeks. The overall approach of PIONEER parallels that of weather forecasting in that actual point obervations are brought together with a 'best guess' into a data assimilation scheme. This analysis forms the initial state of the forecast . Since the application of data assimilation to nutrient forecasting is new, three different assimilation schemes of increasing complexity and skill will be explored: straightforward linear interpolation, geostatistics and dynamical data assimilation. Geostatistics uses a model of multivariate spatial-temporal correlation functions to optimally estimate the spatial distribution of a natural resource. Dynamical data assimilation results in a space-time analysis of the system which is dynamically consistent with the data, the guess and the assumed dynamics of the system in order to build an optimal forecast. The two techniques are complementary in the way they make use of the data and help improve understanding of the ecological system. Solutions obtained from each group of methods will be offered to the practitioner for the wide range of resource estimation and forecasting problems faced in estuarine and coastal research. ... Prime Contractor: GKSS-Forschungszentrum Geesthacht, Institut für Gewässerphysik; Geesthacht; Germany.
Das Projekt "Biogeochemische Zyklen in zwei bedeutenden europaeischen Flussmuendungsgebieten: Shannon und Elbe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft, Hydrobiologische Abteilung durchgeführt. Objective: This research proposal describes a co-operative project drawing on the expertise of a number of research organisation in Ireland and the federal republic of Germany and co-ordinated jointly by trinity college Dublin (IRL) and the university of Hamburg (FRG). The proposal seeks to identify the factors controlling the transport of contaminants (esp. Nutrients) through estuarine ecosystems by carrying out comparative studies in a polluted (Elbe) and a relatively unpolluted estuary (Shannon). The work will be conducted by three working groups with the following programme (the originally proposed group 2 and 3 are combined due to necessary revision). General information: working group 1:(university of Hamburg, SFB 327: Institut fuer Meereskunde, GKSS-Forschungszentrum): a three-dimensional baroclinic current model of the Shannon estuary will be developed comparable to the existing Elbe model. By means of evaluated data material the model will be verified. Computations with Elbe and Shannon models will be compared to elaborate response behaviours of both estuaries to a variation of river discharge and tides. Field campaigns will be supported by locating suitable measurements positions and by providing hydro graphic environment information for measurement periods. Times of residence for conservative substances will be computer with a langrangian tracer model to investigate short term fluxes and dispersion of nutrients. Working party 2 + 3:(university of Hamburg, SFB 327: Institut fuer Biochemie und Lebensmittelchemie, Technische Universitaet Hamburg-Harburg, GKSS-Forschungszentrum; university of Dublin, trinity college, TCD; institute for industrial research and standards, Dublin, (IRS). The initial phase will involve harmonisation to appropriate sampling and analytical techniques, including separation techniques and inter-calibration between the Irish and German laboratories, methods will be required for the qualitative and quantitative characterisation of water, suspended matter and sediments. These methods will be applied at selected sites in the estuaries, chosen to represent different sediment and salinity regimes. While all the laboratories will be involved in this work, samples from the Shannon estuary will generally be collected, separated and analysed by IIRS with selected sub-samples being transported to TCD and German laboratories. The key parameters to be measured in the estuaries are the nutrients eg carbon, nitrogen, phosphorus and silica compounds, and selected heavy metals such as the contaminants Pb, Zn, Cu and the normalizing elements Fe, Mn, and Il. Depending on the outcome of the characterisation phase certain combinations of these parameters will be selected for the process-related studies. The rates and concentration-related fluxes between water and particular phases will be studied by means of in-situ bell-jars and controlled Laboratory experiments...
Das Projekt "Instabile Dichteströmung im Subterranen Ästuar - Ein Multiplikator für den 'Iron curtain' und reaktive Transportprozesse?" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Biologie und Umweltwissenschaften durchgeführt. Submarine Grundwasseraustritte sind wichtige Komponenten des hydrologischen Kreislaufs und tragen wesentlich zum Austrag von Nährstoffen, Kohlenstoff und Metallen aus den küstennahen Grundwasserleitern in die Küstenmeere bei, in Folge dessen sie küstennahe marine Ökosysteme beeinflussen. Das derzeitige Bild der hydraulischen Bedingungen im subterranen Ästuar ist, dass eine von Gezeiten und Wellenbewegung induzierte Salzwasserzirkulationszelle einen Süßwasser-'tube' überlagert. Unsere eigenen Forschungsergebnisse legten jedoch kürzlich nahe, dass diese Schichtung unter bestimmten Randbedingungen instabil wird, die Salzwasserzirkulationszelle und der Süßwasser-'tube' nicht mehr existieren und stattdessen Salzwasserfinger in das darunterliegende Süßwasser absinken. Dies würde die subterranen Grundwasseraustrittsmuster stark verändern und sich mit großer Wahrscheinlichkeit auch auf die geochemischen Prozesse im Untergrund auswirken. Das Projekt kombiniert physikalische Laborversuche und numerische Modellierung, um zu untersuchen (i) ob und wo ein Absinken von Salzwasserfingern in das darunterliegende Süßwasser in der Natur denkbar ist, (ii) welchen Einfluss Sedimenteigenschaften (z.B. Heterogenität) und Randbedingungen (z.B. saisonal variabler Süßwasserzustrom) auf die Ausbildung von Salzwasserfingern haben, (iii) wie die Strömungsmuster in 3-D aussehen, (iv) welche Möglichkeiten der Vorhersage es für die instabilen Strömungsmuster gibt und wie man diese verbessern kann sowie (v) welchen Einfluss die veränderten Strömungsmuster letztlich auf die biogeochemischen Prozesse und die Formation von stark adsorbierenden Eisen(III)hydroxidoberflächen ('Iron curtain') in sandigen Strandgrundwasserleitern und die davon abhängigen Stoffausträge in das Meer haben.
Das Projekt "Vergleichende Untersuchung der Schwermetallbelastung in ausgewaehlten Regionen europaeischer Meere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH durchgeführt. Objective: Assessment of levels, fate, behaviour and mass balance of toxic trace metals in coastal and estuarine ecosystems. General Information: Applying suitable Volta metric methods the speciation of dissolved toxic trace metals, particularly Cd, by the chelation with dissolved organic material (DOM) will be clarified under sea water and estuarine water conditions taking into account he decreasing salinity gradient. Particularly the contribution of humic and fulvic material to metal speciation will be assessed. In collaboration with the delta-institute, Yerseke, (Netherlands), the levels, fate, behaviour and mass balance of trace metals in the ooster-and wester scheldt estuary will be studied taking into account seasonal and tidal influences. The atmospheric metal input by precipitation will be measured as well. Additionally, the uptake of Cd and Hg and other toxic metals from soil by certain types of salt marsh plants will be measured to complete an ongoing study which is included in the Dutch delta plan. Already started research on the content, fate, behaviour and mass balance of trace metals in estuaries and coastal waters of the ligurian and tyrrhenian coast will be continued, including a study on the toxic metal burden on risk groups, e.g. fishermen. Also here the trace metal input from the atmoshere with precipitation will be determined.
Das Projekt "Investigation of Spatial Connectivity of Fish Populations between and to Estuarine and Coastal Habitats and Life History - Information as Influenced by Environmental Variables" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Marine Tropenökologie an der Universität Bremen durchgeführt. Offshore populations of the weakfish Cynoscion acoupa will be investigated using chemical fingerprints from otoliths and genetic markers to determine spatial connectivity of the fish between estuaries along the northeast Brazilian coast. During two sampling expeditions otoliths and tissues from juveniles will be sampled from five different estuaries. Chemical composition and genetic characteristics will be compared with captured adult C. acoupa from the offshore areas. An improved understanding of recruitment processes will aid in the urgent need for better management of heavily exploited fish stocks. Connectivity between estuarine and coastal habitats can be quantified for the first time for C. acoupa.
Das Projekt "Erarbeitung und Integration von Analysewerkzeugen fuer eine praktische Vorhersage fuer das Auftreten von Naehrstoffenin den Muendungen europaeischer Fluesse - PIONEER" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GKSS-Forschungszentrum Geesthacht, Institut für Küstenforschung - Physikalische und Chemische Analytik durchgeführt. The sustainable management of the coastal zone requires routine monitoring and assessment of the status of the ecosystem 'coastal zone'. To obtain an efficient and cost-effective System, 'intelligent' observational strategies combined with an analysis software encoding our present knowledge about the dynamics of the considered System are needed. This software determines the informational value of actual observations, combines all observations with previous forecasts and retums abest guess of the detailed present space-time state. PIONEER will set up analysis Systems for routine day-to-day monitoring, analysis and short-term prediction of nutrient distributions in the Odra and Ebro estuaries. The project integrates presently available technology and methodology in data management, geostatistical and dynamical data assimilation and numerical modelling in co-operation between scientific institutions, management authorities and commercial companies. The overall approach of PIONEER parallels the analysis in weather forecasting. Point observations together with a 'best guess' are processed in a data assimilation scheme. Since data assimilation with respect to nutrients is a new application three schemes of increasing complexity will be explored: simple spatial interolation, geostatistics and dynamical data assimilation. As a by-product, the project will offer estimates of the predictability of the estuarine ecosystems on time scales of days and weeks. The Systems developed by PIONEER include: - State-of-the-art data assimilation schemes to determine the actual spatial and temporal distribution of nutrients and parameters such as suspended sediment concentrations and phytoplankton biomass. - Dynamical models to forecast temporal and spatial evolution of nutrient concentrations and phytoplankton biomass for several days and weeks. - Data management systems for long-term storage and fast exchange. The application of the methodologies and future steps towards an operational mode of the forecasting System will be discussed with the responsibles from politics, coastal zone management and tourism organisations in regional meetings. The project is a significant contribution to EuroGOOS that bas strong emphasis in creating cost efficient operational forecasting tools.
Das Projekt "Ems 21 - Integrierte Entwicklung der Unterems unter Berücksichtigung von Ökosystemleistungen, Partizipation und Akzeptanzförderung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WWF Deutschland durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ästuare zählen zu den produktivsten Ökosystemen der Welt, die im natürlichen Zustand eine Vielzahl von Ökosystemleistungen erbringen. Für das stark degradierte und biologisch verarmte Emsästuar liegt mit dem 'Masterplan Ems 2050' ein Konzept zur Gewässersanierung vor, welches eine Balance von ökologischen und ökonomischen Interessen vorsieht. Eine erfolgreiche Umsetzung des Plans kann aber nur gelingen, wenn die Menschen in der Region die Veränderungsprozesse in der Landschaft und den Wandel der Nutzung von Flächen mittragen. Mit einer Sensibilisierung der Emsregion für die Ökosystemleistungen der Unterems soll das Verständnis für Sanierungs- und Renaturierungsmaßnahmen zur Umsetzung der europäischen Natur- und Gewässerschutz-Richtlinien in der Emsregion verbessert werden. Für das Projekt können die Teilziele Akzeptanzförderung durch Information, Grundlagenvermittlung und Kommunikation (1), Wissenstransfer und Citizen Science (2) und Unterstützung der Umsetzung des 'Masterplan Ems 2050' (3) definiert werden. Übergeordnetes Ziel ist eine Verbesserung der Gewässergüte und des ökologischen Gewässerzustandes der Tideems. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Nach einer Grundlagenarbeit zu den Ökosystemleistungen der Unterems (Teilprojekt 1: Leistungen des Ökosystems Tideems: früher-heute-zukünftig) werden deren Ergebnisse in der Region praxisnah vermittelt und kommuniziert (Teilprojekt 2: Emsbotschaften: Informations-, Partizipations-, Kommunikations- und Umweltbildungsangebote). Mittels des Einsatzes neuer Medien und Techniken werden innovative Wege im Bereich der Partizipation und Umweltbildung gegangen. Durch eine enge Vernetzung mit den Arbeitsgruppen und Gremien zur Umsetzung des 'Masterplan Ems 2050' leistet dieses Projekt auch einen positiven Beitrag zur Umsetzung des Masterplans Ems 2050 (Teilprojekt 3: Unterstützung 'Masterplan Ems 2050'). Um die Menschen der betroffenen Region einzubinden wird ein projektbegleitender Beirat eingerichtet, zu dem Vertreter aus relevanten Interessengruppen eingeladen werden. Die Verantwortung für die Arbeitspakete der Teilprojekte liegt entsprechend der Expertise der einzelnen Kooperationspartner bei WWF Deutschland, BUND oder NABU.