Lebensraum der benthischen Wirbellosen (Makrozoobenthos (MZB) = Makrofauna) ist der Meeresboden und die Pflanzenbestände, die den Meeresboden bewachsen. Das Makrozoobenthos lebt meist im Boden selbst (Infauna). Dabei gibt es nahezu ausschließlich Wirbellose, die im Sediment also den Weichböden siedeln, aber kaum Arten, die befähigt sind in Gestein zu bohren also im Hartsubstrat vorkommen. Viele Wirbellose leben aber nicht im sondern auf dem Meeresboden (Epifauna) und zwar sowohl auf Weich- als auch Hartböden. Viele epibenthisch lebende Wirbellose sind vagil, also frei beweglich, doch auch am Untergrund anhaftende oder verankerte und damit sessile Tiere gibt es unter ihnen. Von der Epifauna können Wirbellose, die mit Pflanzenbeständen vergesellschaftet sind, weiter spezifiziert werden. Viele verschiedene Tiergruppen besiedeln den Meeresgrund. Zu den artenreichsten und zahlenmäßig dominierenden Gruppen zählen die Borstenwürmer (Polychaeta), Flohkrebse (Amphipoda), Muscheln (Bivalvia) und Schnecken (Gastropoda). Der Sedimenttyp bestimmt, welche Tiere sich auf oder im Meeresboden ansiedeln. So sind die Weichbodengebiete (z. B. Sand, Schlick oder Kies) ohne Vegetation dominiert von Borstenwürmern und Muscheln. Gebiete mit Vegetation und Hartbodengebiete (z. B. Steine, Blöcke oder Buhnen) sind typischerweise geprägt von Epifauna, wie Flohkrebsen und anderen Krebstieren sowie Schnecken. Abb. 1: Die Ein- und Ausstromöffnungen der im Weichboden lebenden Sandklaffmuscheln (oben links), eine Wellhornschnecke auf tiefliegendem Schlickgrund (oben rechts), eine Seescheide, Meeresassel auf Seegrasblättern (unten links) und eine Ostseegarnele in mitten von Seescheiden auf einem Brauntang (unten rechts). Die bestimmenden Faktoren für die Verteilung einzelner Arten und die Zusammensetzung der Faunengemeinschaften sind Salzgehalt, Wassertiefe und, wie oben beschrieben, die Form des Untergrundes. Dabei hängen Salzgehalt und Wassertiefe eng zusammen. Eine sogenannte Sprungschicht, die sich in etwa bei 15 m Wassertiefe in den offenen Küstengewässern befindet, trennt eine obere Wasserschicht mit niedrigerem Salzgehalt und höherer Temperatur von einer tieferen Wasserschicht mit höherem Salzgehalt und niedrigerer Temperatur. Die Artenvielfalt ist höher in den salzreicheren, tiefer liegenden Meeresböden. Der überwiegende Teil der Küstengewässer liegt oberhalb der saisonalen Sprungschicht. Neben dem vertikalen gibt es auch einen horizontalen Salzgehaltsgradienten mit ca. 18 - 20 psu im westlichen und ca. 6 - 8 psu im östlichen Teil der Außenküste. Auch am Übergang zwischen den inneren und äußeren Küstengewässern ergibt sich ein Salzgehaltsgradient. In den innersten Bereichen mancher Ästuare und Bodden herrschen nahezu Süßwasserverhältnisse, wodurch Faunenelemente wie Insekten(larven), Oligochaeten (Wenigborster) oder Schnecken zum Artenspektrum hinzutreten. Innerhalb dieser Salzgehaltsgradienten ergibt sich ein Artenminimum, das bei einem Salzgehalt zwischen 5 und 8 psu liegt. Die Wirbellosen nehmen die Vermittlerrolle zwischen den Primärproduzenten, den Pflanzen, und den oberen Stufen des Nahrungsnetzes ein. Sie ist also ein wichtiger Sekundärproduzent und Nahrungsgrundlage der meisten Fische und einiger Vogelarten. Gleichzeitig ernähren sich die meisten Arten der Wirbellosen von Plankton und Detritus, einzelne auch von Großalgen oder Angiospermen. Sie bilden also einen essentiellen Teil der marinen Nahrungsnetze. Als Besonderheit der marinen Wirbellosenfauna kann angesehen werden, dass einige Arten ähnlich wie die Pflanzen einen eigenständigen Lebensraum auf der Oberfläche des Meeresbodens bilden können. Dies trifft vor allem auf die Muschelbänke, aber auch auf die Kolonien von Schwämmen oder Moostierchen. Diese epibenthischen Arten „übernehmen“ die Schutzfunktion, die Vegetationsbestände für Wirbellose haben. Entsprechend ähnlich sind sich auch die Lebensgemeinschaften, die sich innerhalb dieser Lebensräume ausbilden. Abb. 2: Strandkrabbe auf Beutefang in einer Miesmuschelbank (links) und eine Kolonie von Blättermoostierchen (rechts), die ähnliche Wuchsformen wie Rotalgen dieser Tiefenbereiche annehmen. Aktuell stehen verschiedene Verfahren zur Bewertung der benthischen Wirbellosenfauna in Nord- und Ostsee zur Verfügung: Ostsee MarBIT ( Mar ine B iotic I ndex T ool) ( MARILIM 2015 , Berg et al. 2017). Nordsee M-Ambi (M ultimetric A ZTI M arine B iotic I ndex ) ( Borja et al. 2000, Muxika et al. 2007) modifiziertes MarBIT -Verfahren für Helgoland (Boos et al. 2009)
Das Projekt "Conversion of a retaining weir for electricity production using an inflatable crest weir" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Saalachkraftwerk Ainring GmbH & Co., Elektrizitätswerk durchgeführt. Objective: To demonstrate how, using relatively simple techniques, existing weirs built for flood control and river bed protection can be exploited for electricity production. General Information: A 50 metre wide weir is being fitted with an inflatable extension to give an extra head of 0.9 metres, and two turbines are being installed at a new hydro installation at the side of the weir. Other innovations include a special Detritus disposal channel, an automatic screen cleaning device and an aeration device in the turbines. The whole installation has been carefully designed to merge in with the surroundings. Head 5,6 metres Flow 2 x 26,5 m3/s + 2,65 m3/s = rd. 56 m3/s Turbine 2 Kaplan + 1 Francis Turbine power (each) 2000 kW Turbine speed 750 rpm Generator synchronous Generator speed 600 rpm End-use grid connected Achievements: Some problems were encountered removing old concrete and with dewatering whilst building the power house foundations, and there was a delay caused because approval for the water rights took longer than expected. There have also been some problems with the inflatable weir, which can be subject to severe oscillations at high water: investigation are continuing to overcome this problem. Prime Contractor: Saalachkraftwerk Ainring GmbH; Ainring; Germany.
Das Projekt "Nematodes as link between microbial and faunal food web" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Institut für Biologie, Arbeitsgruppe Ökologie durchgeführt. The proposed project examines the nematode fauna at the two field experiments 'Long-term recalcitrant C input' and 'Carbon flow via the herbivore and detrital food chain'. A gradient from resource rich to deeper oligotrophe habitats, i.e. from high to low diverse food webs, is investigated. The impact of resource availability and quality (recalcitrant versus labile) and presence or absence of living plants (rhizosphere versus detritusphere) on the nematode population are assessed. Insight into micro-food web structure is gained by application of the nematode faunal analysis concept, based on the enrichment, structure and channel index. In laboratory model systems carbon flux rates for food web links are determined between bacteria/fungi and their nematode grazers for dominant taxa in the arable field. Further, carbon leakage from plant roots induced by herbivore nematode is studied as link between root and bacterial energy channels. By using 13C/12C stable isotope probing (FA-SIP) fatty acids serve as major carbon currency. Coupling qualitative and quantitative data on nematode field populations, with carbon flow via biomarker fatty acids in microorganisms and grazers will allow to connect microbial and faunal food web, and to directly link nematode functional groups with specific processes in the soil carbon cycle.
Das Projekt "Detritus und Plankton in der benthischen Wasserschicht in der suedlichen Nordsee" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Meeresforschung durchgeführt. Auf Station 'P 12' suedwestlich von Helgoland, 54 Grad 01'N, 07 Grad 49'E wurden Geston- und Zooplanktonproben quantitativ gewonnen in folgenden Hoehen ueber Grund: 0,25, 0,50, 1,2 m und in 10 und 2 m Tiefe unter der Wasseroberflaeche. Analyse auf Zooplanktonarten und Konzentration, Geston-Gewicht und partikulaere organische Substanz.
Das Projekt "Globales Klima und CO2: Die Rolle der Ozeanzirkulation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Objective: To enhance our understanding of the role of ocean circulation changes in controlling the equilibrium concentration of carbon dioxide in the atmosphere. General information: The data from Cambridge and gif-sur-yvette will constitute an unique data base to compare with the simulations provided by the Hamburg ocean GCM. The modelling project planned by the MPI consists of the following activities: 1) computation of the mean ocean circulation for the various climatic epochs (18000 b.p., last glacial to interglacial transition, 125000 b.p.) using reconstructed or assumed boundary values as input data. 2) sensitivity studies to determine the sensitivity of computed ocean circulation states on boundary values (e.g. extent of sea ice, wind forcing, air temperature, fresh water influx from glacier) and on parametrization of physical processes (e.g. deep water formation). 3) repeat of the studies (1) and (2) with the ocean carbon cycle model to estimate earlier CO2 levels in the atmosphere and ocean, 13c/12c ratios,.....(the m.p.i. model is based on a 7 component carbon chemistry plus phytoplancton, detritus, nutrient and oxygen). 4) theoretical and numerical model studies of the interactions between ice sheets, ocean, atmosphere and the carbon cycle to ascertain the inherent stability or instability of the coupled system on a 10 3 to 10 5 time scale. These studies will include milankovitch and stochastic forcing. The goal is to test various published hypothesis and possibly gain new insights into the causes of climate variability on these time scales.
Das Projekt "Role of organic matter and soil biota on first steps of soil structuring. The case of alluvial soils from alpine to plain levels: Effect of climate on coarse woody debris decay dynamics and incorporation into the soils of forested Alpine areas (DecAlp)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Osnabrück, Institut für Geographie durchgeführt. The project deals with coarse woody debris, decay processes in alpine forest soils, soil organisms, humus forms and their relation to climate in an Alpine area (Trentino, climosequences from 1000 m to about 2200 m asl, N- and S- facing slopes, natural coniferous forest). Planned activities are grouped among 3 different 'compartments': Coarse woody debris (CWD) ? Humus forms ? Soil organic matter (SOM). We have the following research questions: (i) How does climate affect coarse woody decay above and especially in the soil of alpine sites? (ii) What time scales are involved in (CWD decay as a function of climate)? How quickly is CWD integrated into SOM fractions? In which way are the decay products of CWD stabilised? (iii) What are the links between decay mechanisms and the spatial distribution of humus forms? (iv) Can the humus form serve as a proxy for the soil biota for the spatial extrapolation.
Das Projekt "Erstellung und Anwendung eines Detritus-Atlas fuer die Wasser-Forschung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Meeresforschung durchgeführt. Detritus-Teilchen im Wasser sind aus sehr unterschiedlichen Einzelteilen (Sand, Ton, organische Teilchen, Schleime usw.) zusammengesetzt. Ihr chemisches Verhalten haengt vermutlich von dieser Zusammensetzung ab. Zur Vorbereitung vergleichender Untersuchungen in verschiedenen Gewaessern soll ein Detritus-Atlas erarbeitet werden, in dem exemplarisch bekannte Stoffe farbphotographisch dargestellt werden, so dass solche Teilchen in Wasserproben leichter zugeordnet werden koennen.
Das Projekt "Sub project: Permafrost history in Arctic Siberia - insights from the cryogenic weathering record at El'gygytgyn Crater, NE Siberia" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Institut AWI - Forschungsstelle Potsdam durchgeführt. I propose to determine climate variations expressed in variations of permafrost conditions in Arctic Siberia. Particularly I am interested in establishing a sedimentological method that allows estimating the degree of cryogenic weathering and palaeo soil temperatures through geologic time. My studies explore a lake sediment record from Elgygytgyn Crater lake, Arctic Siberia, spanning the last 300.000 years and representing the longest terrestrial palaeoclimate and -environment archive for the Arctic at present, permafrost sediments from the catchment spanning the last 14.000 years, and a set of surface samples representing modern conditions. I will study the following mineralogical properties in lake, permafrost, and surface sediments, which are considered to mirror long term periglacial dynamics in NE Siberia: (1) The ratio of quartz to feldspar in selected grain size fractions will be used as an indicator reflecting the degree of frost weathering. (2) Image analysis of scanning electron micrographs of particles will be performed to provide a quantification of quartz grain morphology and surface features stemming from frost weathering. (3) Heavy minerals will be used as provenance indicators to define changes in source rock composition and cryogenic detritus. The results prepare a fundamental tool that allows determining the intensity of permafrost conditions through Quaternary glacial cycles and estimating palaeo soil temperatures in the North Siberian Arctic. This is a conceptual outcome of future cores from ICDP funded deep drillings.
Das Projekt "Vorhaben: Meio-, Makro- und Megafauna" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsinstitut Senckenberg (FIS), Senckenberg am Meer, Deutsches Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung durchgeführt. Das Verbundprojekt KURAMBIO II beschäftigt sich, aufbauend auf verschiedenen vorangegangenen Expeditionen, mit der Biodiversität der Lebensräume in der Tiefsee. Im Rahmen des Verbundprojekts soll insbesondere den folgenden Arbeitshypothesen nachgegangen werden: 1. Das Hadal des Kurilen-Kamtschatka-Grabens beherbergt eine hohe Artenzahl (die nicht niedriger ist als die der angrenzenden abyssalen Ebene) - 2. Die Anzahl endemischer Arten steigt mit zunehmender Tiefe im Kurilen-Kamtchatka-Graben 3. Die hadalen Stationen des Kurilen-Kamtschatka-Grabens isolieren die Arten von denen des Ochotskischen Meeres und des angrenzenden Abyssals im Nordwestpazifik. - 4. Die Hauptnahrungsquelle epibenthischer Copepoden, die als Modelltaxon genutzt werden soll, ist Detritus, während sich planktische Copepoden hauptsächlich von Diatomeen und Mikrozooplankton ernähren. Das Teilprojekt der Universität Hamburg trägt mit seiner Expertise in Bezug auf die Biodiversität von Isopoden und Polychaeten zum Verbundprojekt bei, während die Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung ihre Expertise in Bezug auf Meio-, Makro- und Megafauna einbringt.
Das Projekt "Ein 3D biogeochemischen Modell für die Tideelbe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Problemdarstellung und Ziel. Ingenieurwissenschaftliche Fragestellung und Stand des Wissens: Anthropogene Einflüsse auf die Küstenwasserstraßen durch Ausbauten sowie Unterhaltungsmaßnahmen stehen immer in Wechselwirkung mit biologischen Prozessen, die daher in die Simulationsmethoden mit einbezogen werden müssen. Es ergeben sich verschiedene Fragestellungen durch den möglichen Einfluss von wasserbaulichen Veränderungen auf die Konzentrationen organischer Partikel. Durch den Abbau organischer Partikel können die Sauerstoffkonzentrationen in den Ästuaren auf Werte absinken, die ökologische Auswirkungen haben können. Hierdurch sind beispielsweise die Populationen und Habitate von Fischpopulationen betroffen. Biogene Stoffe sind außerdem immer auch Bestandteil der Schwebstofffracht und lagern sich gegebenenfalls zusammen mit abiotischen Partikeln im Sediment ab und beeinflussen so Sedimenttransport und Morphodynamik. Insbesondere soll die Wechselwirkung von biogenen Partikeln mit Sedimenten nicht biologischen Ursprungs hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Flokkulation betrachtet werden. Veränderungen der biologischen Prozesse und ihrer Wechselwirkungen sind außerdem auch aufgrund von Klimaveränderungen denkbar. Zur Untersuchung dieser Prozesse sind die bestehenden ein- und zweidimensionalen Gewässergütemodelle auf ein dreidimensionales biogeochemisches Modell der Tideelbe zu erweitern und Methoden zur Analyse, Visualisierung und Validierung der Simulationsergebnisse zu entwickeln. Untersuchungsziel: Langfristiges Ziel ist die gekoppelte Simulation von biogeochemischen und physikalischen Prozessen in der Tideelbe zur Beschreibung von gelösten, partikulären und sedimentgebundenen Größen mit einem validierten, dreidimensionalen, biogeochemischen Modell. Bei den zu betrachtenden Größen handelt es sich hierbei um gelösten Sauerstoff, anorganische Nährstoffe, Phytoplankton, Detritus und mineralische Feinsedimente. Untersuchungsmethoden: Mit Hilfe des Delwaq-Moduls (Deltares, 2013) werden biogeochemische Modelle entwickelt und weiterentwickelt. Diese werden an ein neu aufgesetztes dreidimensionales physikalisches Modell der Tideelbe mit einer hohen vertikalen und horizontalen Auflösung gekoppelt und getestet. Für die Analyse der Ergebnisse werden Postprocessing-Tools entwickelt und weiterentwickelt, die sowohl für die biogeochemischen als auch für die physikalischen Ergebnissgrößen geeignet sind und somit eine integrierte Betrachtung gewährleisten können. Weiterhin werden die biogeochemischen Simulationsdaten so aufbereitet, dass die in der BAW bestehenden Postprocessing-Tools zur Analyse verwendet werden können. Zur Validierung der Modelle werden die gesammelten Messdaten der Tideelbe aus dem vorangegangenen Projekt 'Interaktion von Größen des Sedimenttransports und der Wasserqualität in dreidimensionalen Ästuarmodellen' genutzt und gegebenenfalls erweitert.