Durch die, im Golfkrieg von 1991, vom irakischen Aggressor mutwillig freigesetzten 1-6 Mio. t. Rohöl, wurden zahlreiche Küstenabschnitte an der saudiarabischen Küste verschmutzt. Die Lebewelt vieler Strand- und Intertidalbereiche wurde weitgehend vernichtet. Wissenschaftler aus Europa und Saudi Arabien untersuchten im Rahmen eines von der EU geförderten Projekts von 1992-1995 die Folgen der Katastrophe auf die Ökosysteme. Seit 1995 wurden keine weiteren Untersuchungen durchgeführt. Bei einer Reise im März 1999 konnte der Antragsteller an verschiedenen Strandabschnitten unter frischen Sedimenten (welche die Küste optisch voll regeneriert erscheinen lassen) noch beachtliche Teer- und Ölrückstände feststellen. In einigen Salzmarschbereichen findet erst jetzt eine zaghafte Kolonisierung von Krabben und Halophyten statt. Aufgrund der ausgezeichneten Dokumentation durch das EU-Projekt (der Antragsteller war daran beteiligt und hat daher zu allen Berichten Zugang) könnte durch erneute Untersuchungen 10 Jahre nach der Katastrophe die Regeneration, welche offensichtlich bei weitem noch nicht abgeschlossen ist, langfristig dokumentiert werden. Eine solche Studie würde erheblich zum besseren Verständnis von Regenerationsmechanismen in Abhängigkeit von verschiedenen Küstenökosystemen am Arabischen Golf beitragen.
Im Fokus des Projektes steht der Einfluss des organischen Stoffkreislaufs auf den biogeochemischen Kreislauf der (Ultra-)Spurenmetalle Thallium (Tl) und die Gruppe der Seltenen Erden Elemente (SEE) im Küstenbereich. Bisher wird davon ausgegangen, dass diese Metalle nicht von bio-assoziierten Prozessen beeinflusst werden. Aktuelle Studien weisen jedoch darauf hin, dass diese Metalle in hochproduktiven Küstengebieten in Verbindung mit organischen Stoffkreisläufen stehen und im organischen Stoffpool akkumuliert werden. Ein Umstand, welcher ihr Potenzial zur Schädigung von Küstenökosystemen deutlich macht. Bislang ist jedoch wenig darüber bekannt, wie diese Metalle mit welcher Fraktion des organischen Stoffpools in Verbindung stehen und welchen Einfluss organische Stoffkreisläufe auf deren biogeochemische Kreisläufe haben, und umgekehrt. Außerdem ist bislang nicht geklärt, welche Prozesse für die beobachteten räumlichen und zeitlichen Änderungen in den Konzentrationsmustern von Tl und SEE, insbesondere in den Küstengebieten, verantwortlich sind. In Anbetracht der Toxizität dieser Metalle, der anthropogenen Veränderung ihres Vorkommens im Küstenbereich, sowie ihrer Verwendung als Tracer für ozeanische Prozesse, sind Kenntnisse über ihre biogeochemischen Kreisläufe unerlässlich. Zentrale Aspekte, die im Rahmen dieses Projekts untersucht werden sollen, sind: (1) Das Verhalten und der Verbleib von natürlich und anthropogen eingetragenem Tl und SEE in den verschiedenen Kompartimenten des Küstenozeans, und (2) Der Einfluss von organischen Stoffkreisläufen, in Bezug auf die lebende und nicht lebende Fraktion des Stoffpools, auf die Konzentrationsmuster von Tl und SEE und umgekehrt.Diese Aspekte werden mittels eines höchst interdisziplinären Multiparameter-Ansatzes untersucht, in welchem labor- und feldbasierte Ansätze von unterschiedlicher ökologischer Komplexität und zeitlicher Auflösung kombiniert werden. Auf Basis eines Mikrokosmen-Ansatzes, in welchem eine für die Nordsee typische Phytoplanktongemeinschaft und repräsentative Einzelarten unter umgebungs- und erhöhten Tl- und SEE-Bedingungen inkubiert werden, werden die artspezifischen Auswirkungen auf das Verhalten von Tl und SEE und umgekehrt die Reaktion des Phytoplanktons auf anthropogenen Stress ermittelt. Der Einfluss einer Phytoplanktonblüte und den damit verbundenen biogeochemischen Prozessen auf die Metallkonzentrationen im intertidalen Küstenbereich sowie potenzielle Schlüsselfaktoren, werden im Rahmen eines Mesokosmen-Ansatzes untersucht. Die saisonale und interannuelle Variabilität der Tl- und SEE-Dynamik im Küstenbereich sowie die verantwortlichen Hauptfaktoren, werden anhand von Multiparameter-Zeitseriendaten, welche im Küstenbereich der deutschen Nordsee erhoben werden, untersucht. Anhand der Ergebnisse werden außerdem die Erkenntnisse aus den Mikro- und Mesokosmenkonzepten validiert und deren Übertragbarkeit auf ein natürliches System bewertet.
This dataset comprises abiotic parameters measured during a mesocosm experiment using the AWI Sylt Outdoor Mesocosm (AWISOM) facility conducted on the island of Sylt, Germany, in 2023. The experiment spanned approximately three months, beginning on 16 March 2023. A total of 12 mesocosms were deployed, with six mesocosms assigned to each of two temperature treatments: in situ ambient, and ambient +3.0 °C. Water samples were collected from each mesocosm at a depth of 0.1 m on 103 discrete sampling days. The sampling frequency varied by parameter, with some variables measured daily and others once or several times per week. Recorded parameters include water temperature, dissolved oxygen, pH (HBS scale), conductivity, chlorophyll a, total alkalinity, and concentrations of dissolved inorganic nutrients (phosphate, nitrate, nitrite, ammonium, and silicate). Measurements were carried out using multiparameter probes and laboratory methods. The dataset provides a multi-parameter time series from a controlled coastal mesocosm experiment designed to investigate the effects of warming on musselbank communities in the Wadden Sea.
Phytoplankton populations can display high levels of genetic diversity that, when reflected by phenotypic variability, may stabilize a species response to environmental changes. We studied the effects of increased temperature and CO2 availability as predicted consequences of global change, on 16 genetically different isolates of the diatom Skeletonema marinoi from the Adriatic Sea and the Skagerrak (North Sea), and on eight strains of the PST (paralytic shellfish toxin)-producing dinoflagellate Alexandrium ostenfeldii from the Baltic Sea. Maximum growth rates were estimated in batch cultures of acclimated isolates grown for five to 10 generations in a factorial design at 20 and 24 °C, and present day and next century applied atmospheric pCO2, respectively. In both species, individual strains were affected in different ways by increased temperature and pCO2. The strongest response variability, buffering overall effects, was detected among Adriatic S. marinoi strains. Skagerrak strains showed a more uniform response, particularly to increased temperature, with an overall positive effect on growth. Increased temperature also caused a general growth stimulation in A. ostenfeldii, despite notable variability in strain-specific response patterns. Our data revealed a significant relationship between strain-specific growth rates and the impact of pCO2 on growth-slow growing cultures were generally positively affected, while fast growing cultures showed no or negative responses to increased pCO2. Toxin composition of A. ostenfeldii was consistently altered by elevated temperature and increased CO2 supply in the tested strains, resulting in overall promotion of saxitoxin production by both treatments. Our findings suggest that phenotypic variability within populations plays an important role in the adaptation of phytoplankton to changing environments, potentially attenuating short-term effects and forming the basis for selection. In particular, A. ostenfeldii blooms may expand and increase in toxicity under increased water temperature and atmospheric pCO2 conditions, with potentially severe consequences for the coastal ecosystem.