Sauerstoffminimumzonen (SMZs) sind mit den Auftriebsgebieten der östlichen Kontinentalränder assoziiert. In diesen wichtigen Wirtschaftsgebieten fördert der intensive Auftrieb von nährstoffreichem Tiefenwasser eine hohe Primärproduktion im Oberflächenozean und unterstützt dadurch mehr als 50% der weltweiten Fischerei. Als Folge des Klimawandels wird eine vertikale Ausdehnung und Intensivierung von SMZs prognostiziert, da sich in wärmeren Gewässern weniger Sauerstoff auflöst und eine stärkere Schichtung des Ozeans die Sauerstoffzufuhr zum Ozeaninneren verringert. Diese Veränderungen der SMZs beschränken Fischlebensräume unmittelbar auf die oberen Wasserschichten der Meere, erhöhen das Risiko des Überfischens und können zu künftigen Massensterben in Küstenökosystemen führen. Die Variabilität von SMZs beeinflusst auch die Nährstoffverfügbarkeit für den Oberflächenozean und den von ihm unterstützten marinen Kohlenstoffkreislauf. Jedoch sind die genauen Mechanismen dafür nicht vollständig entschlüsselt. Rückschlüsse darüber, wie marine Kohlenstoff- und biogeochemische Zyklen auf den zukünftigen Sauerstoffverlust in Ozeanen reagieren, kann man gewinnen, indem man erfasst, wie Nährstoffzufuhr und Meeresumwelt auf vergangene Änderungen der SMZ-Intensitäten reagiert haben. In dieser vorgeschlagenen Studie werde ich zwei neuartige Proxys verwenden: stabile Cadmium (Cd) - und Barium (Ba)-Isotope von der peruanischen SMZ um 1) einzugrenzen welche Prozesse die Produktivität des Oberflächenozeanes und die Remineralisierung innerhalb der SMZs beeinflussen, und 2) herauszufinden wie die zukünftige Sauerstoffabnahme der Ozeane den globalen Kohlenstoffkreislauf beeinflussen wird. Sowohl gelöste Cd- als auch Ba-Isotope sind im Meerwasser eng mit biologischen Prozessen und der Wassermassenmischung gekoppelt. In marinen Sedimenten werden Cd- und Ba-Isotope auch durch die authigene Ausfällung dieser Elemente und die Diagenese nach der Ablagerung beeinflusst, wohingegen das Ausmaß der Isotopenfraktionierung während dieser Prozesse bislang kaum quantifiziert wurde. Ich werde Cd- und Ba-Isotopenverhältnisse im Meerwasser, in sinkenden Partikeln, Sedimenten und Porenwasser messen, um deren Isotopenfraktionierungseffekte während verschiedener biologischer, chemischer und physikalischer Prozesse einzugrenzen. Mit diesen Ergebnissen werde ich die Quellen und Senken quantifizieren, die beide Isotopensysteme im modernen Ozean fraktionieren, und einschätzen, wie sich die Diagenese nach der Ablagerung auf die Fraktionierung von Cd- und Ba-Isotopen auswirkt. Das ultimative Ziel dieser vorgeschlagenen Arbeit ist die Entwicklung sedimentärer Cd- und Ba-Isotope als verlässliche Proxys für vergangene Änderungen der Exportproduktion und der Remineralisierungsstärke.
Ich möchte prüfen, ob und unter welchen Bedingungen marine Ökosysteme alternative stabile Zustände hoher und niedriger Diversität und Produktivität ausbilden ('multiple stable states hypothesis', MSS). Modellstudien aus Seen und eigene Experimente an Felsküsten zeigen, dass durch Veränderungen der Konsumentenfauna und der Nährstoffzufuhr drastische Produktivitäts- und Diversitätsveränderungen hervorgerufen werden können. Für marine Systeme ist jedoch völlig unklar, ob es sich dabei um durch Rückkopplungen stabilisierte Zustände handelt. Diese Frage ist von großer theoretischer sowie angewandter Bedeutung, da eine Bestätigung der MSS bedeuten würde, dass die unerwünschten Veränderungen, die z. B. durch Eutrophierung oder Überfischung entstehen, nicht einfach durch Reduktion der Nährstofffracht oder des Fischereidrucks rückgängig zu machen wären. Ich möchte in diesem Projekt drei wichtige Teilsysteme bearbeiten: (1) benthische Hartbodengemeinschaften, (2) Planktongemeinschaften, (3) Fischbestände. Dazu werde ich kontrollierte Freilandexperimente durchführen sowie auf großer räumlicher und zeitlicher Skala erhobene Monitoringdaten analysieren. In Zusammenarbeit mit Modellierern in Kanada und Deutschland werde ich diese Datensätze auf das Vorkommen multipler stabiler Zustände Puffermechanismen und nichtlinearer Rückkopplungen untersuchen. Ziel ist dabei ein Modell zur Regulation der Produktivität und Artendiversität durch Nährstoffe und Konsumenten zu erarbeiten. Hauptauftragnehmer im Ausland: Dalhousie University, Department of Biology, Halifax, Canada.
Seit Jahrhunderten werden Stauanlagen zur Energieerzeugung, zur Schiffbarmachung von Flüssen, zur Verbesserung des Schutzes vor Hochwasser und zum Zweck der Speicherung von Trink- und Betriebswasser errichtet. Dies führte im Zusammenspiel mit der Zerstörung von Laichgewässern sowie Überfischung und Wasserverschmutzung zu einem dramatischen Rückgang der Fischbestände. Bei der Errichtung der meisten Stauanlagen an den Bundeswasserstraßen Main, Neckar und Mosel wurden Fischtreppen angelegt, um eine Wanderung flussaufwärts zu ermöglichen. Diese waren jedoch oftmals zu steil, zu klein oder zu weit von natürlichen Wanderrouten entfernt und wurden zudem nicht ausreichend gewartet, um einen bestandserhaltenden Fischaufstieg zu gewährleisten. Die Entwicklungen des internationalen und nationalen Umweltrechts, die einem breiten gesellschaftlichen Bewusstseinswandel Rechnung trugen, führten ab den 1970er-Jahren sukzessive zu einer Verbesserung der Wasserqualität. Ein umweltpolitischer Meilenstein war die Verabschiedung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) durch das Europäische Parlament im Jahr 2000. Diese fordert die EU-Mitgliedstaaten auf, Maßnahmen zur Verbesserung der ökologischen Bedingungen in heimischen Fließgewässern zu ergreifen. Ziel ist es, einen 'guten ökologischen Zustand' oder bei erheblich veränderten Gewässern ein sogenanntes 'gutes ökologisches Potenzial' zu erreichen. Um die Ziele der WRRL in Bezug auf die ökologische Durchgängigkeit zu erfüllen, muss die Durchgängigkeit an den Bundeswasserstraßen an ca. 250 Stauanlagen sichergestellt werden. Dies erfordert in den meisten Fällen den Bau einer neuen Fischaufstiegsanlage. Deren Funktionsfähigkeit und Effizienz soll für mehr als 60 heimische Fischarten gewährleistet werden, obwohl sich Eigenschaften wie Leistungsfähigkeit, Migrationsverhalten und Schwarmverhalten von Art zu Art stark unterscheiden können. Feldstudien zur Gewinnung der notwendigen Daten werden durch die natürliche Variabilität der Fischbestände und weiterer variabler Einflussgrößen erschwert. Laboruntersuchungen sind in ihren Dimensionen begrenzt und werden durch die künstliche Umgebung beeinflusst. Eine alternative Möglichkeit für die Bewertung der Effizienz von Fischtreppen sind numerische Simulationsmethoden für die Hydraulik und das Verhalten von Fischen. Sie zielen auf eine quantitative Bewertung von baulichen Alternativen ab, wie sie in der Planungspraxis häufig benötigt wird. 2015 wurde in der BAW in enger Kooperation mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) ein Forschungsprojekt begonnen, um einen neuen Ansatz auf der Basis individuenbasierter Modellierung zu entwickeln.
Seit dem Jahre 2020 unterstützt das Ministerium für Umwelt, Klima, Mobilität, Agrar, im Rahmen der EU-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) den Verein THE BLUE MIND e.V., Meereswissenschaften und Umweltschutz auch an diejenigen Orte zu tragen, die weitab vom Meer liegen. Dies konnte auch mit der Beschaffung eines Fahrzeuges, dem sogenannten MeerMobil geschehen, welches die Arbeit der Meeresbiologinnen mit vielfältigen Funktionen unterstützt. Da Meeresschutz im Alltag anfängt, wird mit Hilfe von Lehrfilmen, Experimenten, Schulungen und Workshops speziell Kinder zu einem nachhaltigen Handeln angeregt ― an der Nordsee ebenso wie im Saarland. Dazu werden Schulen und Unterrichtseinheiten angeboten, die auf die Vorkenntnisse der jeweiligen Altersgruppen zugeschnitten sind. Zur Verwirklichung der Nachhaltigkeitsziele (SDG`s) hält der Verein Vorträge und veranstaltet Seminare sowie Exkursionen in Grund- und weiterführenden Schulen zu relevanten Themen wie z.B. der Plastikvermüllung bzw. Plastikvermeidung, der Überfischung und der globalen Erwärmung.
Die Donaustöre Hausen Huso huso, Sternhausen Acipenser stellatus und Waxdick Acipenser gueldenstaedtii gelangten bereits im 19. Jahrhundert nur noch sehr vereinzelt vom Schwarzen Meer bis in die deutsche Donau (Siebold 1863). Schon damals waren die Bestände stark durch Überfischung beeinträchtigt. Heute sind alle drei Arten in Deutschland in der RL-Kategorie „Ausgestorben oder verschollen“.
Die in den deutschen Meeresgebieten der Nordsee vorkommenden Exemplare von Gadus morhua (Abb.: siehe Publikation für Abbildungsnummer) tragen den Trivialnamen „Kabeljau“, während die in den deutschen Meeresgebieten der Ostsee vorkommenden Exemplare der Art als „Dorsch“ bezeichnet werden. Für die Verantwortlichkeitsanalyse wurde nicht das weltweite IUCN-Assessment von 1996 berücksichtigt, da es veraltet ist, sondern das aktuellere europaweite Assessment von 2015. Danach wird der Kabeljau (Dorsch) als ungefährdet (Least Concern) eingestuft (IUCN 2023). Basierend auf den Einschätzungen der Art bezüglich der Rote-Liste-Kriterien nach Ludwig et al. (2009) wurde sie sowohl in der bundesweiten als auch in den regionalen Gefährdungsanalysen für die Nord- und Ostsee in die RL-Kategorie „Ungefährdet“ eingestuft. Trotz der starken Abnahme der Art im kurzfristigen Bestandstrend war nach dem Einstufungsschema der Roten Listen (Ludwig et al. 2009) vor allem das Kriterium der aktuellen Bestandssituation (in Nordsee und bundesweit: Kriterienklasse „häufig“; in Ostsee: Kriterienkasse „sehr häufig“) für die Einstufung in diese RL-Kategorie entscheidend. Sollten die aktuell zu beobachtenden Bestandsabnahmen in Nord- und Ostsee weiter andauern, ist in Zukunft eine Änderung der aktuellen Bestandssituation der Art nicht auszuschließen, was dann auch zu einer veränderten RL-Kategorie führen könnte. NORDSEE: Nach Barz & Zimmermann (2024) wird die Nachwuchsproduktion des Kabeljaus hier vor allem auch durch im Zusammenhang mit „regime shifts“ stehende Umwelteinflüsse und durch den Klimawandel beeinflusst. In der südlichen Nordsee werden steigende Temperaturen oft als eine Ursache für die seit einiger Zeit dort festzustellende niedrige Produktivität der Art angesehen. Dabei ist bisher noch nicht eindeutig klar, ob der Temperaturanstieg direkt wirkt oder eher einen indirekten Einfluss über die Verschlechterung des Nahrungsangebots für die Larven des Kabeljaus hat (Barz & Zimmermann 2024). OSTSEE: Im Ergebnis ihrer Studie kommen Möllmann et al. (2021) zur Einschätzung, dass der Dorschbestand in der westlichen Ostsee inzwischen einen Kipppunkt überschritten hat und es deshalb unwahrscheinlich ist, dass er sich schnell wieder erholen wird. Als ursächlich für den Rückgang der Gesamtbiomasse des Dorschbestandes nennen Möllmann et al. (2021) seine jahrzehntelange Überfischung. Außerdem erwähnen Möllmann et al. (2009), dass sich der Dorsch offenbar nicht an die sich schnell erwärmende Umwelt anpassen kann. Barz & Zimmermann (2024) nennen die größere Ausdehnung sauerstofflimitierter Bereiche, verursacht z.B. durch natürliche oder anthropogene Nährstoffeinträge, als einen Grund für den aktuell schlechten Bestandszustand des Dorsches in der westlichen Ostsee und führen zudem die starke sommerliche Erwärmung des Oberflächenwassers als Ursache für den Verlust von Lebensraum vor allem juveniler Dorsche an, die sich bevorzugt im Flachwasser aufhalten. Die Stärke der Nachwuchsjahrgänge schwankt und die Bestandsgröße ist stark abhängig von der Stärke einwachsender Jahrgänge (Barz & Zimmermann 2024). Durch die HELCOM (2013) wird die Art für die gesamte Ostsee als gefährdet (Vulnerable) eingestuft. NORDSEE: Nach Einschätzung des ICES (ICES Advice 2022) liegt die Laicherbestandsbiomasse des Kabeljaus in den Gebieten Nordsee, östlicher Ärmelkanal und Skagerrak unterhalb des Referenzwertes (MSY Btrigger; zur Erläuterung siehe Glossar in Barz & Zimmermann 2024). Die fischereiliche Sterblichkeit liegt unterhalb des Referenzwertes (FMSY; zur Erläuterung siehe Glossar in Barz & Zimmermann 2024). OSTSEE: Seit 2016 erfolgt in der westlichen Ostsee (ICES-Gebiet 22–24) eine jährliche zeitweise Einstellung der gezielten Dorschfischerei als Sofortmaßnahme Deutschlands zum Schutz des Dorschbestandes. Die Entnahme durch die kommerzielle Fischerei hat aufgrund massiver Quotenkürzungen extrem abgenommen. Gegenwärtig ist eine gezielte Fischerei auf Dorsch nicht mehr zulässig. Die Entnahme durch Anglerinnen und Angler unterlag einer strengen Tagesfangbegrenzung; seit dem 01.01.2024 ist das Angeln auf den Dorsch komplett verboten (Rat der Europäischen Union 2023). Aktuell liegt nach Einschätzung des ICES (ICES Advice 2023) die Laicherbestandsbiomasse der Art in der westlichen Ostsee unterhalb des Referenzwertes (MSY Btrigger). Die fischereiliche Sterblichkeit wurde nicht bewertet.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 83 |
| Land | 3 |
| Weitere | 5 |
| Wissenschaft | 11 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Bildmaterial | 1 |
| Ereignis | 30 |
| Förderprogramm | 41 |
| Taxon | 2 |
| Text | 13 |
| unbekannt | 3 |
| License | Count |
|---|---|
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| Language | Count |
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| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 3 |
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