Während des Sommers 1972 wurden Bodenproben im westlichen Teil des Knechtsandgebietes entnommen zur Analyse des Mikrophytobenthos und der Makrofauna (HAUSER u. MICHAELIS 1975). Aufgrund des Sedimenttypus wurden mehrere Biotope unterschieden. Die Verteilung der Kieselalgengesellschaften über diese Biotope wurde mit Hilfe einer Clusteranalyse untersucht. Die Ergebnisse zeigen gute Übereinstimmung zwischen Kieselalgengesellschaften und Biotopen, besonders dort, wo es sich um extreme Biotope handelt (z.B. das Farbstreifenwatt). Es wird darauf hingewiesen, dass die scharfen Unterschiede zwischen den von BROCKMANN vorgeschlagenen Gesellschaften nicht immer existieren und das weitere Untersuchungen mit Hilfe von Dauerstationen erforderlich sind, um den Einfluss jahreszeitlicher Periodizität der dominanten Arten auf die Struktur der Gesellschaften erkennen zu können.
Im Rahmen des Projektes "Bestandsaufnahme des eulitoralen Makrobenthos im Jadebusen in Verbindung mit einer Luftbild- Analyse" wurde von 1975 bis 1977 eine Bestandsaufnahme der Wattenfauna (Makrozoobenthos) im Jadebusen durchgeführt. Hierbei wurde an 136 Stationen die Abundanz u. Biomasse von MZB erfasst (135 Stationen in Datenbank DBKüstenbiologie). Alle Daten sind in der Datenbank DBKüstenbiologie gespeichert, veröffentlicht im Jahresbericht 1986 Band XXXVIII der Forschungsstelle Küste. In the framework of the project "Investigation of the intertidal macrozoobenthos in the Jade Bay in relation aerial photograph analysis " a survey of the macrozoobenthos has been carried out in the Jade Bay region from 1975 to 1977. Investigation of macrozoobenthos abundance and biomass at 136 stations (135 stations in the database DBKüstenbiologie). All data ist stored in the database DBKüstenbiologie, published in annual report 1986 Band XXXVIII of the Forschungsstelle Küste.
In den Jahren 1967 und 1968 erfolgten in der Wesermündung chemische und biologische Untersuchungen, die der Beweissicherung im Zusammenhang mit Indurstrieansiedlung dienen sollen. Die biologischen Bestandsaufnahmen erfassten das Schöpfplankton, das Netzplankton und das Makrobenthos. Hier werden zunächst die qualitativen Ergebnisse der Untersuchung des Schöpfplanktons vorgelegt.
Im Jahre 1968 wurden in der Wesermündung Substrate und Makrobenthos der Watten und der Flusssohle kartiert und in der Stromrinne Chlorid- und Sestongehalte des Wassers gemessen. Die tideabhängigen und jahreszeitlichen Schwankungen des Cl-Gehaltes sind außerordentlich groß und kennzeichnen die Wesermündung als ausgesprochen poikilohalines Gewässer. Die Substrate der Flusssohle sind sehr verschiedenartig (Schlamm bis Geröll) und regellos verteilt. Sie weisen eine äußerst spärliche und streckenweise gar keine Besiedlung auf. Die Sedimente der Watten sind zoniert von Weichböden im inneren Mündungstrichter bis zu reinen Feinsanden an der Seeseite und entlang der Stromrinne. Die Vegetation der freien Watten ist ärmlich. Im mesohalinen Abschnitt (nach Mittelwerten) verhindert Massenentwicklung von Nereis und Corophium eine Entfaltung der Bodendiatomeen. Bedeutsamer sind Vaucheria-Arten, die einen mehrere Kilometer langen Filz bilden. Das meiste pflanzliche Material liefert ein dichter, die Watten einrahmender Röhrichtgürtel. Die Makrofauna der Watten umfasst 26 marine, 13 brackische, 1 limnische und 6 sonstige Arten. Die Mehrheit der marinen Arten zeigt im Ästuar ein abweichendes Verhalten gegenüber dem Substrat: Entweder Ausbreitung über alle Bodenarten (Biotoperweiterung) oder Wechsel auf eine andere, z.B. von Weich- auf Sandboden (Biotopwechsel). Nach dieser Erscheinung zuurteilen, ist die Bindung vieler Bodentiere an Böden bestimmter Korngrößen nicht so eng wie häufig angenommen wird. Auffallend ist die Geschlossenheit der Verbreitung von den meisten marinen Arten und von Limnodrilus, wogegen die Habitate der spezifischen Brackwasserarten lückenhaft besetzt und an den Grenzen aufgelöst sind. Die Artenzahl nimmt von See her ab, nicht so stetig verändern sich Individuenzahl und Biomasse. Für letztere liegen die Werte wesentlich unter den von marinen Watten bekannten. Eine fortschreitende Verarmung an ernährungsökologischen Typen erreicht ihr Extrem im Siedlungsbereich der spezifischen Brackwasserformen (vorherrschend Oligochaeten). Gerade hier im Zentrum der Trübungswolke fehlen Suspensionsfresser, und Substrat- und Epistratfresser sind die allein vorhandenen Gruppen. Kontrolluntersuchungen im Jahre 1973 ergaben örtlich begrenzte Schädigungen der Bodenfauna. Sie weisen auf eine Milieuverschlechterung in der Wesermündung durch die Abwässer chemischer Industrien hin.
Die Watten und Rinnen im Einzugsgebiet der Otzumer Balje, des Seegats zwischen Langeoog und Spiekeroog, sind Schwerpunktgebiet des Programms „Ökosystemforschung Niedersächsisches Wattenmeer“. Die nach West und Ost angrenzenden Bereiche bis Norderney und Mellum sind so genannte „Nebenforschungsräume“. Im Rahmen der Vorphase wurde für diesen Abschnitt des Wattemeeres (Norderney bis Mellum) eine Dokumentation aller verfügbaren publizierten und unveröffentlichenten Benthosuntersuchungen erstellt. Die Ergebnisse wurden gesichtet, die Methoden kritisch bewertet, Forschungsdefizite herausgestellt und Empfehlungen für fortgesetzte Phasen der Ökosystemforschung sowie für ein küstenweites Benthosmonitoring wurden formuliert. Das Makrozoobenthos der Wattflächen erwies sich als die mit Abstand bevorzugt untersuchte Organismengruppe, über deren räumliche und zeitliche Verteilung umfangreiche Kenntnisse vorliegen. Ein beträchtlicher Mangel an Daten und Kenntnissen besteht dagegen im Hinblick auf sublitorales Makrobenthos sowie eulitorales Mikrophytobenthos und Meiozoobenthos. The catchment area of the Otzumer Balje, a tidal inlet between the East Frisian island Langeoog and Spiekeroog, has been selected as main area of the „Wadden Sea ecosystem research programme of Niedersachsen“. Additionally, the adjacent areas as far as Norderney to the west and Mellum to the east will be included. The present report contains results of the pre-phase of the programme, in which all available studies and surveys on the benthos of the outlined area are evaluated. Microphytobenthos, macrophytobenthos, Meiozoobenthos and macrozoobenthos are considered. Results and methods are critically discussed, the research deficits are elaborated and recommendations are given for the development of the continued programme.
Im Weser Ästuar werden seit 1968 Untersuchungen durchgeführt, um den Einfluss von Abwasser aus der Titandioxidindustrie auf die Zusammensetzung des Makrozoobenthos abzuschätzen. Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse aus dem Untersuchungszeitraum 1982-1994 vor. Für die Interpretation der Langzeitentwicklung werden die Werte mit den Daten von 1976-1980 verglichen. Im Zuge des laufenden Monitoringprogrammes werden 7 Stationen im Eulitoral der Wesermündung zweimal jährlich beprobt. Erfasst werden Zusammensetzung, Dichte und Biomasse des Makrozoobenthos, Pflanzenfarbstoffe im Sediment, die Salinität des Bodenwassers sowie einige Messgrößen für die Beschreibung der Sedimentbeschaffenheit. Die Dynamik des Makrozoobenthos läßt sich zum Teil auf zeitweilige Veränderungen der Salinität zurückführen. So wurde in Jahren mit geringem Oberwasserabfluß das Einwandern einiger mariner Arten ins Ästuar registriert (Arenicola marina, Mytilus edulis). Zur gleichen Zeit zog sich der limnische Oligochaet Limnodrilus hoffmeisteri flußaufwärts aus dem Untersuchungsgebiet zurück. Der Brackwasser-Spionide Marenzelleria viridis hat sich seit seiner Einwanderung, erste Registrierung 1986, als dauerhafter Neusiedler in der Wesermündung etabliert. Andere Brackwasserarten, Streblospio shrubsoli und Tubificoides heterochaetus, zeigen ausgeprägte Schwankungen ihrer Populationsdichte, deren Ursache im Laufe der Untersuchung nicht geklärt werden konnte. In einem Teil des Untersuchungsgebietes (Lunewatt) ist die Gesamtbiomasse des Makrozoobenthos seit 1983 stark rückläufig. Das Mikrophytobenthos ist in der Wesermündung mit 40-80 mg Chloropyll / qm nur spärlich entwickelt In Zeiten mit erhöhter Salinität konnteeine Steigerung der Chlorophyll Werte festgestellt werden. Es gibt keine Hinweise auf eine kontinuierliche Anreicherung von Eisen im Sediment. Die Eisenbindungskapazität des Sedimentes ist allerdings möglicherweise ausgeschöpft. Im Hinblick auf die Korngrößenverteilung in den Sedimenten deutet sich im gesamten Untersuchungsgebiet ein langfristiger Rückgang der Fein- kornfraktion an. Diese Entwicklung ist im Blexer Watt besonders ausgeprägt. Die Merkmale einer gestörten Benthosgemeinschaft, z.B. Artenarmut und hohe Dominanz einzelner Arten, sind typisch für das heutige Bild der Wesermündung. Wie groß de Anteil anthropogener Störungen ist, und wie stark die Titanabwässer die Lebensgemeinschaft modifizieren, kann aus den Ergebnissen der Routineuntersuchungen nicht abgeleitet werden.
Im Rahmen des Projektes „Sedimentologie und Makrobenthos der Nordergründe und der Außenjade (Nordsee) 1970“ wurde in der inneren deutschen Bucht zwei Varianten des Küstensandes – Nordergründe und Außenjade- unter anderem faunistisch-ögologisch untersucht. Dazu wurden 50 VAN VEEN-Greiferproben aus dem Eulitoralen genommen.
Die Watten und Rinnen im Einzugsgebiet der Otzumer Balje, des Seegats zwischen Langeoog und Spiekeroog, sind Schwerpunktgebiet des Programms "Ökosystemforschung Niedersächsisches Wattenmeer". Die nach West und Ost angrenzenden Bereiche bis Norderney und Mellum sind sogenannte „Nebenforschungsräume“. Im Rahmen der Vorphase wurde für diesen Abschnitt des Wattenmeeres (Norderney bis Mellum) eine Dokumentation aller verfügbaren publizierten und unveröffentlichten Benthosuntersuchungen erstellt. Die Ergebnisse wurden gesichtet, die Methoden kritisch bewertet, Forschungsdefizite herausgestellt und Empfehlungen für fortgesetzte Phasen der Ökosystemforschung sowie für ein küstenweites Benthosmonitoring wurden formuliert. Das Makrozoobenthos der Wattflächen erwies sich als die mit Abstand bevorzugt untersuchte Organismengruppe, über deren räumliche und zeitliche Verteilung umfangreiche Kenntnisse vorliegen. Ein beträchtlicher Mangel an Daten und Kenntnissen besteht dagegen im Hinblick auf sublitorales Makrobenthos sowie eulitorales Mikrophytobenthos und Meiozoobenthos.
Im Hinblick auf geplante Deichbaumaßnahmen im Jadebusen werden von der Forschungsstelle Küste einschließlich Vorarbeiten seit 1989 ökologische Untersuchungen durchgeführt, die Entscheidungshilfen bei der Auswahl möglicherweise neu einzurichtender Kleientnahmestellen geben sollen. Die Untersuchungen gliedern sich in einen salzwiesenentwicklungsorientierten Arbeitsbereich, in dem die Wiederbesiedlung und die ökosystemare Einbindung ehemaliger Pütten untersucht und ökologisch bewertet werden, und einen baumaßnahmenorientierten Bereich, in dem verschiedene Deichvorlandgebiete aus Sicht von Ökologie und Naturschutz auf ihre Eignung als mögliche Püttflächen untersucht werden. Zur Bearbeitung dieser Fragenkomplexe wurden im Jadebusenbereich 15 repräsentative Untersuchungsflächen zur Püttenentwicklung ausgewählt (8 Pütten unterschiedlichen Alters und 7 nicht ausgepüttete Vergleichsflächen) sowie 7 so genannte „Suchräume“ (davon 3 im westlichen Jadebusen), die für Kleientnahmen im jeweiligen Bereich als ehesten geeignet erscheinen. Auf den Untersuchungsflächen zur Püttenentwickling und in den Suchräumen wurden morphologische Untersuchungen sowie Bestandserhebungen zur Vegetation, epi- und endogäischen Wirbellosenfauna sowie zu Brut- und Rastvögeln durchgeführt. Aufgrund der großen Zahl von Wirbellosenarten im Gebiet mussten sich die Untersuchungen auf wenige Taxa mit hohem Indikatorwert beschränken (zunächst Laufkäfer, Spinnen, Makrobenthos, Oligochaeten).
Die benthische Vegetation der Küstengewässer der Ostsee wird aus Großalgen und Angiospermen (= Bedecksamer, i. e. S. Blütenpflanzen) gebildet. Man teilt die benthischen Pflanzen in Weich- und Hartbodenvegetation ein. Erstere verankern sich mit Wurzeln bzw. wurzelähnlichen Organen im Sediment, letztere befestigen sich mit Haftscheiben oder -krallen auf dem festen = harten Untergrund. Bei Hartbodenvegetation handelt es sich ausschließlich um Großalgen der taxonomischen Gruppen Grün-, Braun- und Rotalgen (Abb. 1). Großwüchsige Formen besiedeln vorwiegend stabiles Hartsubstrat (Steine, Blöcke), während kleinwüchsige und kurzlebige Algenarten auch instabilere Substrate (z. B. Kies) sowie sekundäre Hartsubstrate wie Miesmuscheln oder auch andere Pflanzen bewachsen. Abb. 1: Hartbodenvegetation bestehend aus dem Sägetang Fucus serratus , dem Schwarzen Gabeltang Furcellaria lumbricalis und verschiedenen Rotalgenarten auf Steingrund (links) und rote braune Feinalgen auf einer Mergel-/Miesmuschelbank (rechts). Bei Weichbodenvegetation handelt es sich in erster Linie um höhere Pflanzen (Angiospermen) wie dem Gemeinen Seegras Zostera marina (Abb. 2). Armleuchteralgen (= Charophyten), eine speziell an den Weichboden angepassten Gruppe der Großalgen siedelt ebenfalls auf Weichboden, aber nur in sehr geschützten Bereichen mit reduziertem Salzgehalt. Vorzugsweise werden Sandgründe besiedelt, während reine Schlick- oder Kiesgründe nur vereinzelt, von ganz bestimmten Pflanzenarten oder -gruppen bewachsen werden. Abb. 2: Typische Weichbodenvegetation geschützter innerer Küstengewässer bestehend aus Armleuchteralgen, höheren Pflanzen des Brackwassers (Meersalden) und des Süßwassers (Laichkraut) (links) sowie eine dichte Seegraswiese der offenen Küstengewässer bestehend aus dem GemeinenSeegras Zostera marina (rechts). Die Verteilung der Weich- und Hartböden und damit der für die jeweiligen Bodenarten typischen Pflanzengruppen zeigt entlang der deutschen Außenküste, also in den offenen, „äußeren“ Küstengewässern, sehr vielfältige, kleinräumig verzahnte Substratverhältnisse in den für die Pflanzen relevanten Flachwasserzonen. Weichböden verschiedenster Ausprägung, also von Feinsand bis Grobkies, wechseln sich mit Stein- und Blockfeldern aber auch Mergel-, Kreide- oder gar Torfgründen unterschiedlichster Flächengröße ab und bilden so die Basis für ein eng verzahntes Mosaik aus unterschiedlichsten Biotoptypen. Der Meeresboden in den inneren Küstengewässer, also in den Förden, Buchten, Ästuaren, Haffs und Boddengewässern, ist dagegen fast durchgehend von Weichboden geringer Korngröße wie Feinsand- und Schlickgrund gekennzeichnet. Die geschützte Lage bedingt eine Akkumulation solcher Feinsedimente. Zusätzlich gefördert durch die meist geringe Wassertiefe und damit hohen Lichteinstrahlung dieser geschützten Küstenbereiche sind die typischen Weichbodengruppen höhere Pflanzen (Angiospermen) und Armleuchteralgen die dort dominierenden Pflanzenkomponenten, während die Großalgen eher eine untergeordnete Rolle spielen. Durch den ausgeprägten horizontalen Salzgehaltsgradienten mit ca. 18-20 psu im westlichen und ca. 6-8 psu im östlichen Teil der Küstengewässer verringert sich die Artenzahl der Hartbodenvegetation (Großalgen) sprunghaft entlang des Küstenverlaufes. Auch am Übergang zwischen den inneren und äußeren Küstengewässern ergibt sich ein Salzgehaltsgradient mit nahezu Süßwasserverhältnissen in manchen inneren Bereichen. Dort können Pflanzenarten des Süßwassers, vor allem Angiospermen und Armleuchteralgen zum Artenspektrum hinzutreten. Innerhalb dieser Salzgehaltsgradienten ergibt sich ein Artenminimum, das bei einem Salzgehalt zwischen 5 und 8 psu liegt. Weichbodenvegetation ist in der Ostsee durch ihre hohen Lichtansprüche natürlicherweise auf Tiefenbereiche oberhalb von 10–13 m beschränkt und wächst besonders dicht in inneren, geschützten Küstenbereichen wie Buchten, Fjorden oder Boddengewässern. In Abhängigkeit von geeignetem Substrat können Großalgen der westlichen Ostsee natürlicherweise bis in 30 m Wassertiefe vorkommen. Marine Pflanzen bauen langfristig existierende, hohe Biomassen auf. Sie nehmen sehr unterschiedliche Ökosystemfunktionen in den Küstengewässern ein. Insbesondere großwüchsige Formen verringern die Wellen- und Brandungsenergie. Arten, die im Weichboden wurzeln erhöhen die Stabilität dieser Sedimente. Beide Faktoren wirken sich positiv auf eine verminderte Küstenerosion aus. Die Vegetation sorgt für eine gute Wasserqualität, da sie als Primärproduzent Nährstoffe aufnimmt und Sauerstoff produziert. Natürlich dienen benthische Pflanzen auch als Nahrung vieler Wirbelloser, jedoch ist diese Rolle im Vergleich zu den einzelligen Pflanzen der Wassersäule (Phytoplankton) oder des Bodens (Mikrophytobenthos) eher untergeordnet. Die größte Bedeutung haben marine Pflanzen als Lebensraum, Nahrungsgrund, Laichgebiet und Kinderstube für Wirbellose, Fische und Vögel. Die Verbreitung und die Häufigkeit von Großalgen und Angiospermen (angegeben als Bedeckung und/oder Biomasse) werden durch verschiedenste physikalische und chemische Faktoren reguliert. Salzgehalt, Temperatur, Nährstoffverfügbarkeit sowie Art und Flächenverteilung der jeweiligen Substrate haben einen entscheidenden Einfluss auf die horizontale Verteilung der Vegetation. Für die vertikale Verbreitung sind dagegen Wellenexposition für die obere und Lichtverfügbarkeit für die untere Verbreitungsgrenze die bestimmenden Faktoren. Die Wasserrahmenrichtlinie benennt verschiedene ökologische Begriffe wie Arten-vielfalt, Abundanz und das Vorhandensein bzw. Fehlen sensitiver und toleranter Arten, mit denen die Bewertung der biologischen Qualitätskomponenten durchgeführt werden soll. Für die Küstengewässer der Ostsee, in denen vergleichsweise starke natürliche Schwankungen von Umweltfaktoren vorliegen, ist gerade die Verwendung von Begriffen wie Sensitivität bzw. Toleranz schwierig, da unter diesen Bedingungen vorwiegend tolerante Arten mit eher geringen Ansprüchen an die Umwelt vorkommen. Durch die geringe natürliche Artenvielfalt, bedingt durch den natürlichen Salzgehaltsgradienten und das ausgeprägte Artenminimum ist die Nutzung dieses Faktors als Bewertungsgrundlage ebenfalls erschwert. Veränderungen von Pflanzenbeständen durch anthropogene Beeinflussung sind seit Jahrzehnten für die Ostsee wissenschaftlich gut dokumentiert. Die Eutrophierung und die mit ihr verbundene Verschlechterung des Lichtklimas werden als Hauptfaktor für die strukturellen Veränderungen der Bestände angeführt. Als Auswirkung der Eutrophierung werden Verringerung der Tiefenausbreitung, Überwachsen mehrjähriger Makrophyten durch schnellwachsende, kurzlebige Arten und das Verschwinden mehrjähriger, habitatbildender Arten benannt. Zur Bewertung der Großalgen und Angispermen der Ostsee liegen zwei Verfahren vor: Das Bewertungsverfahren PHYBIBCO (PHYtoBenthic Indexfor Balticinner COastalwaters) bewertet die Vegetationskomponenten der inneren Küstengewässern der Ostsee. Das Bewertungsverfahren BALCOSIS (Baltic ALgae COmmunity analySIs System) bewertet die Vegetationskomponenten der äußeren, offenen Küstengewässern der Ostsee. Zur Bewertung der opportunistschen Grünalgen liegt das Verfahren OMAI (Opportunistic Macroalgae-cover/acreage on soft sediment intertidal in coastal waters) vor.