Geoökologie

Abgeschlossene Arbeiten des Jahres 2008

Untersuchung der Phytoplanktondynamik im Banter See, Stadt Wilhelmshaven
(Bachelorarbeit Felicitas Demann, September 2008)

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften: 58 S. (Erstgutachter)

Im Banter See war sowohl die Phytoplankton- als auch die Bakterioplanktonverteilung über die Jahre stets heterogen. Kurzzeitig trat während des Untersuchungszeitraumes eine Cyanobakterienblüte auf. Da im Mai mit den Untersuchungen begonnen wurde, wirkte die im Juni auftretende Blüte als Störfaktor bei den reinen Untersuchungen zur Verteilung des Planktons, erlaubte allerdings auch Rückschlüsse auf die Dynamik des Phytoplanktons.

Die einzelnen Großgruppen des Planktons wurden unter verschiedenen Gesichtspunkten ausgewertet und die erarbeiteten Ergebnisse belegen rückblickend folgende wesentliche Erkenntnisse zur Phytoplanktondynamik im Banter See:
Die Verteilung des Phytoplanktons ist räumlich stark heterogen. Es ergaben sich fortwährend Orte höherer und Orte niedriger Individuendichte. In Ansätzen wurde ein genau definiertes Verteilungsmuster lediglich bei den Grünalgen festgestellt, jedoch nicht endgültig bestätigt. Ob das Phytoplankton mehr am Rand des Sees oder im Freiwasser verteilt ist, konnte nicht geklärt werden, da zum einen die Randstationen im Jahr 2008 nur an einem Tag beprobt wurden und zum anderen die Ergebnisse der Vorjahre noch keine Regelmäßigkeit erkennen ließen.
Die untersuchten Parameter haben offensichtlich eine deutlich unterschiedliche Wirkung auf einzelne Plankter. Daraus resultieren Bereiche im Banter See, welche eine Entwicklung begünstigen und Bereiche, in denen eine Entwicklung weniger erfolgreich ist. Auch erlauben die bisherigen Untersuchungen über das Phytoplankton im Banter See keine linearen Ableitungen der Populationsdichten von Einzelfaktoren. Dieser scheinbar willkürlichen Dynamik kommt hinzu, dass die den Banter See besiedelnde Hauptart in allen Jahren von einer anderen Gattung gestellt wurde.

Über einen jahrelangen Zeitraum hinweg blieben jedoch auch einige Faktoren konstant. Dazu zählte das Auftreten der Diatomeenarten, welche in allen Jahren (2002 - 2008) vergleichbare Ergebnisse zeigte. Auch konnten an gewissen Stationen Regelmäßigkeiten in der Planktondynamik verzeichnet werden. Der Prozess der Brackwasserbildung scheint sich bereits 2002 stabilisiert zu haben. Im selben Jahr (2002) kamen jedoch im Zwischenhafen noch deutlich mehr marine Arten vor als in den darauffolgenden Jahren.

Insgesamt wurde deutlich, dass der Banter See als ökologisches System sehr komplex ist. Die wechselnden Dominanzverhältnisse der Phytoplankter, die in allen Jahren zu verzeichnen waren sowie das schwer voraussichtliche Auftreten einer Cyanobakterienblüte und die starke Ungleichverteilung einzelner Gattungen deuten auf weitere Prozesse im Banter See hin, die noch nicht abgeschlossen sind.


Ausblick:
Die vorliegende Arbeit hat gezeigt, dass sich die ökologischen Prozesse im Banter See noch nicht stabilisiert haben. Weitere Untersuchungen in folgenden Jahren sind wichtig, um diese Prozesse zu verstehen. Der hier gewählte Untersuchungszeitraum von fünf Wochen gab lediglich den Zustand des Gewässers in dieser Zeit wider. In Anlehnung an das daraus resultierende Verteilungsmuster des Phytoplanktons ergibt sich die Forderung weiterer Untersuchungen, um die im Rahmen dieser Arbeit aufgeworfenen Fragen zu beantworten. Somit könnten nachfolgende Arbeiten beispielsweise Aufschluss über den Einfluss von Turbulenzen auf die Phytoplanktondynamik im Banter See geben, der bisher nicht näher erforscht wurde und womöglich größer einzuschätzen sind, als bisher angenommen. Gerade die geringe Korrelierbarkeit der Phytoplanktonzahlen mit den Nährsalzdaten erfordert eine Untersuchung unter anderen Gesichtspunkten. In früheren Jahren wurde von indirekten Effekten gesprochen, die großen Einfluss auf die Organisation von Artengemeinschaften haben. Es gilt zukünftig diese Effekte mit der Phytoplanktondynamik in Zusammenhang zu bringen. Es geht bei weiteren Untersuchungen daher nicht um die strikte Beantwortung von Einzelfragen, sondern vielmehr darum, Zusammenhänge herzustellen und daraus eine Verteilung ableiten zu können. Da die Phytoplantondynamik von einer strikten Regelmäßigkeit abweicht, bleibt der Banter See weiterhin ein interessantes Studienobjekt.

Spuren ehemaliger Ackerflächen im Watt?
(Diplomarbeit Beate Frey, September 2008)

Diplomstudiengang Landschaftsökologie: 99 S. (Zweitgutachter)

Untersucht wurde ein Gebiet im Wattenmeer nördlich von Ostbense an der niedersächsischen Nordseeküste. Hier werden seit einiger Zeit Bereiche durch Erosion freigelegt die optisch eine andere Struktur aufweisen als die benachbarten Gebiete. Die deutlich sichtbaren Rippel führten zu der Fragestellung, ob es sich um eine Ackerfurchenstruktur handelt. Die allgemeinen Bodenparameter zeigten zwar deutliche Unterschiede zwischen den verfestigten Untersuchungsstandorten und den Kontrollstandorten im frischen Schlick, die jedoch fast alle direkt oder indirekt auf die unterschiedliche Körnung zurückzuführen sind. Dies lässt aber den Schluss zu, dass die untersuchten Standorte A bis C einer anderen Pedogenese unterlagen als die Kontrollstandorte D und E. Ein Hinweis liefert hier auch der sehr niedrige CaCO3-Gehalt der Standorte A und C, der auf eine erfolgte Entkalkung zurückzuführen ist, da in Wattsedimenten des gleichen Gebietes i.d.R. ein konstanter CaC03-Gehalt vorliegt.

Um den Nachweis einer anthropogenen Nutzung zu erbringen, wurden die Stabilität der organischen Substanz (OS), Phosphat- und Phytolithgehalte sowie Pollen analysiert. Ferner wurde eine Muscheldatierung durchgeführt, um ein Zeitfenster der Nutzung zu ermitteln. Den Nachweis einer ackerbaulichen Nutzung konnten die Ergebnisse der ausgewählten Untersuchungsmethoden jedoch nicht liefern. Dies kann u.U. darauf zurückzuführen sein, dass sich diese Methoden für anthropogene Nutzung von terrestrischer Böden bewährt haben, aber ob der über Jahrhunderte andauernde Einfluss des marinen Milieus auf einige der untersuchten Parameter einen Einfluss hat, kann nicht ausgeschlossen werden. Dass es sich bei den Strukturen um typische Rippel des Wattenmeeres handelt, kann ebenfalls ausgeschlossen werden. Sie entsprechen weder Oszillationsrippeln noch Strömungsrippeln. Vermutlich sind die formenden Prozesse zwar Sedimentation und Erosion, jedoch haben sie aufgrund des stärker aggregierten Bodenmaterials des ehemaligen Marschbodens andere Auswirkungen als in typischen Watt- oder Nassstrandbereichen. Nach dem derzeitigen Stand der Forschung und der Auswertung der Ergebnisse ist davon auszugehen, dass die sichtbaren Strukturen jedoch nicht durch die ackerbaulichen Nutzungen enstanden sind.

Nistplatzwahl und Schlupferfolg des Rotschenkels (Tringa totanus) und die Vegetation der Sazwiesen des westlichen Jadebusens
(Diplomarbeit Stephanie Böhm, Juni 2008)

Diplomstudiengang Biologie der Leibniz Universität Hannover: 100 S. (Zweitgutachter)

Die Nutzung des Gebietes hat sich in den vergangenen Jahren auf die südliche Hälfte und den deichnahen Bereich in Form von Mahd beschrankt. Es wurden Entwicklungen beobachtet, wie sie typisch für eine Brache sind. Im nördlichen Teil befindet sich eine große Population von Halimione portulacoides, die sich in den letzten Jahren vergrößert und nach Süden ausgebreitet hat. Der Andelrasen ist in vielen Bereichen stark mit Atriplex prostrata und Festuca rubra durchwachsen, während die Quecke sich vor allem im südlichen Teil ausgebreitet hat und teilweise weit in die untere Salzwiese vorgedrungen ist. Die Schilfbestände haben sich in den letzten 3 Jahren mehr als verdoppelt. Die Strandaster ist im Untersuchungsgebiet - auch in Deichnahe - mit einer hohen Deckung vertreten. Das Schlickgras ist in den Andelrasen eingewandert und hat seinen Flächenanteil mehr als verdreifacht, welches jedoch wohlmöglich auch auf die veränderten Wasserverhältnisse im Boden zurück zu führen ist. Der Standort einer Pflanzengesellschaft ist nicht ausschließlich durch die anthropogene Nutzung, sondern auch auf (a-)biotische Faktoren zurück zu führen. Der Rotschenkel brütet im Idagroden mit einer relativ hohen Dichte, wobei der Schlupferfolg wegen der hohen Prädation gering ist. Liegt der Lichtanteil im Nest im Vergleich zur Umgebung ≤ 5 % ist die Wahrscheinlichkeit eines Schlupferfolges größer. Die Queckengesellschaft wurde im Gegensatz zum Andelrasen bei der Gelegewahl positiv selektiert. Allgemein werden Vegetationseinheiten eines hohen Wuchs bei der Wahl der Gelegestandorte bevorzugt, da die größere Vegetationshöhe der Umgebung Sichtschutz vor Prädatoren bietet. Daher war der Schlupferfolg im Agropyretum littoralis höher, als in den anderen Vegetationseinheiten. Der größere Teil der Gelege wurde im deichnahen Bereich gefunden, da dort die Vegetation am höchsten war.

Einfluss von gelösten Huminstoffen auf Wachstum, Fluoreszenzcharakteristika und biochemische Stressindikatoren der coccalen Grünalge Pseudokirchneriella subcapitata
(Diplomarbeit Friederike Claußen, Mai 2008)

Diplomstudiengang Marine Umweltwissenschaften: 85 S. (Zweitgutachter)

In der Natur sind Huminstoffe als abiotischer Faktor von Bedeutung. Sie können bei Organismen Stress bewirken. Inwieweit das bei der coccalen Grünalge Pseudokirchneriella subcapitata der Fall ist, wurde anhand von Untersuchungen zu Wachstumsrate und -verlauf sowie einigen Fluoreszenzparametern (Yield, Elektronentransportrate, Chlorophyllgehalt) und biochemischen Stressindikatoren (Konzentration von Gesamt-Ascorbat, freiem Prolin, freien Gesamt-Aminosäuren) überprüft.

Die Ergebnisse zeigten keine Veränderungen des Wachstums unter Einfluss von Huminstoffen, unabhängig von deren Konzentration. Dementsprechend blieb auch der Yield unverändert. Gleiches gilt für die Konzentrationen von Gesamt-Ascorbat und - Aminosäuren, jedoch nicht für den Gehalt an Prolin. Die Akkumulation dieser kompatiblen und signalgebenden Substanz ist als Folge von Stress zu deuten. Zusätzlicher Stress durch NaCl führte im Fall des Prolins zu einer additiven Wirkung. Verbunden mit starker Strahlung kam die Stresswirkung der Humstoffe auch im photosynthetischen Elektronentransport zum Ausdruck.

Aus diesen Ergebnissen lässt sich folgern, dass Huminstoffe zwar Stress auf P. subcapitata ausüben, aber nur in geringem Maße. Offensichtlich besitzt diese Alge wirkungsvolle Strategien, die für eine hohe Toleranz gegenüber der Einwirkung von Huminstoffen der hier verwendeten Zusammensetzung sorgen. Dies könnte P. subcapitata in der Natur das Überleben in huminstoffreichen Gewässern ermöglichen und ihr einen Vorteil gegenüber anderen Organismen verschaffen.

Ansiedelung von Miesmuscheln (Mytilus edulis) in Offshore-Kulturen: Bassale Haftkraft und Nanostruktur
(Diplomarbeit André Pechura, Januar 2008)

Diplomstudiengang Marine Umweltwissenschaften: 72 S. (Zweitgutachter)

Die Miesmuschel Mytilus edulis L. ist für die europäische Aquakultur eine sehr wichtige Spezies. Allerdings erschweren Interessenskonflikte und ein stark begrenztes Angebot von Saatmuscheln an den küstennahen Standorten eine Ausdehnung der herkömmlichen Muschelzucht erheblich. Bessere Möglichkeiten bieten hingegen Offshore-Gebiete. Hier sind es vor allem die Flächen der geplanten Offshore-Wind-Parks, deren Freiraum zwischen den einzelnen Windrädern ein optimales Zuchtgebiet schaffen könnte. Allerdings herrschen hier sehr raue Umweltbedingungen mit Strömungen von über 1,5m/s, Windgeschwindigkeiten bis über 30 m/s und daraus resultierenden Wellenhöhen bis ca. 10m. Allen diesen starken physikalischen Bedingungen muss nicht nur die Zuchtanlage, sondern auch die Muschel gewachsen sein. Aus diesem Grunde beschäftigt sich die hier vorliegende Diplomarbeit mit der Suche nach einem geeigneten Kollektormaterial, das der Muschel die bestmöglichsten Eigenschaften bietet, um sich mit ihren Byssusfäden daran anzuhaften.

Getestet wurden vier Substrate, die teilweise bereits in der Muschelzucht eingesetzt werden. Sie wurden im Labor mit Miesmuscheln besetzt und dann an drei Versuchsstandorten in der Deutschen Bucht ausgebracht. Zum einen handelte es sich dabei um zwei geschützte Stationen, die in der Nähe des Jadebusens an der Niedersachsenbrücke (Wilhelmshaven) und auf der Helgoländer Reede (Helgoland) eingerichtet wurden. Die andere Station liegt sehr exponiert in einem Sperrgebiet in Sichtweite des Leuchtturms „Roter Sand", etwa 17 Seemeilen vor der Küste.
Die physikalischen Beschaffenheiten der Feinstrukturen der Kollektoroberflächen, sowie die Haftscheiben der Byssusfäden auf diesen, wurden visuell unter dem Rasterelektronenmikroskop untersucht. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse wurden dann mit Haftkraftmessungen der einzelnen Muschel auf den unterschiedlichen Substraten verglichen.

Zwar lagen die Haftstärken in einem weiten Bereich, jedoch zeigten sich für einzelne Muscheln Kräfte von bis zu 10.42N. Die Maximalwerte lagen für alle Substrate in der Jade zwischen 8,48N und 10,42N. Des Weiteren stellte sich heraus, dass die Verbindung zwischen der Haftscheibe des Byssusfadens und der Substratoberfläche nur in maximal 50% der Fälle den vollständigen Haftverlust verursacht. Dafür verantwortlich zeigte sich sowohl die Feinstruktur, als auch die gröbere Struktur der Substrate. Alle Ergebnisse zeigen, dass die getesteten Strukturen den Muscheln auch unter den erwarteten Belastungen in der Offshore-Muschelzucht, eine sichere Haftung zu gewährleisten können.

Vegetations- und standortkundliche Untersuchungen im "Großen Schlopp" auf der Insel Langeoog
(Diplomarbeit Stefanie Nolte, April 2008)

Diplomstudiengang Biologie der Leibniz Universität Hannover: 93 S. (Zweitgutachter)

Aus dem Vergleich der Vegetationskarten konnte die Entwicklung der Vegetation des „Großen Schlopps" innerhalb der letzten zwei Jahre nachvollzogen werden. Besonders auffällig zeigt sich eine Änderung im Komplex der Assoziationen Festuca rubra-Gesellschaft, Ononido-Caricetum und Juncetum gerardii. Dabei verdrängt die Festuca rubra-Gesellschaft das Ononodi-Caricetum an den Rand der Grüppenbeete - wahrscheinlich auf Grund von Eutrophierung und einer Minderung der Beweidungsintensität. Hier ist die Gesellschaft anscheinend auf Grund der häufigeren Überflutung im Vorteil. Das Juncetum gerardii profitiert ebenfalls von den häufigeren Überflutungen und verdrängte an einigen Stellen die Festuca rubrra-Gesellschaft. In anderen Bereichen war dagegen durch den verminderten Beweidungsdruck die letztere im Vorteil.

Sollte in den kommenden Jahren die Beweidungsintensität und die Überflutungshäufigkeit unverändert bleiben, so wird die Entwicklung der Vegetation wahrscheinlich in der oben genannten Weise fortschreiten. Eine möglichst große Überflutungshäufigkeit und ein geringfügig erhöhter Beweidungsdruck könnten allerdings dazu führen, dass sich das Ononido-Caricetum und das Juncetum gerardii wieder ausbreiten. So könnten die Verhältnisse wieder hergestellt werden, die vor 2005 im Gebiet herrschten. Bei einer geringeren Überflutungshäufigkeit und einer gleich bleibenden oder verringerten Beweidungsintensität wäre eine weitere Ausbreitung der artenarmen Festuca rubra-Gesellschaft wahrscheinlich. Zusätzlich würde sich vermutlich auch das Atriplici-Agropyretum pungentis in der Fläche ausbreiten.

Betrachtet man nun den Einfluss der Sturmfluten auf die untersuchten Bodenparameter, so sind die Daten bezüglich der einzelnen Charakteristika unterschiedlich aussagekräftig: Die Korngrößenfraktion zeigt eine deutliche Änderung nach der Sturmflut. So kam es in weiten Teilen des Gebiets vor allem zu einer Sedimentation von Schluff und in geringerem Maße auch von Ton. Einige wenige Ausnahmen zeigen eine Zunahme des Sandanteils. Dieser Sand wurde möglicherweise von den Dünen am Rand des „Großen Schlopps" bis in den Randbereich des Untersuchungsgebietes gespült.

Ebenfalls einen sehr deutlichen Einfluss hat die Sturmflut auf die im Boden gemessene Leitfähigkeit. Diese hat eindeutig und wie erwartet zugenommen. Im Bereich der oberen Salzwiese ist diese Beeinflussung besonders hoch, denn hier unterscheiden sich die Verhältnisse im Jahresverlauf besonders drastisch. Hier wird erstmals anhand der Bodenproben verständlich, wie wichtig der Faktor Überflutung und die damit verbundene Leitfähigkeit für die Vegetation ist. Alle Pflanzen, die solch extreme Schwankungen ertragen können, haben hier gegenüber anderen Konkurrenten einen Vorteil.

Dies scheint zum Beispiel auch bei Festuca rubra und Ononis spinosa der Fall zu sein. Letztere wurde auf den Rand der Grüppenbeete verdrängt, wo sie auf Grund der schwankenden Salinität einen Vorteil hat. Auch der Wasseranteil hat wie erwartet mit der Sturmflut zugenommen. Doch bei diesem Parameter, der wie bereits betont besonders wichtig für das Vegetationsmuster ist, muss auch der Einfluss der Korngrößenfraktionen beachtet werden. Da besonders feinsedimentreiche Böden über eine hohe Wasserkapazität verfügen, könnte der erhöhte Wasseranteil, zu einem geringen Anteil auch auf die Sedimentation von Feinsedimenten zurückzuführen sein. Beide Effekte sind hier nicht zu trennen.

Beim Stickstoff, der für die Synthese osmotisch aktiver Stoffe genutzt wird, handelt es sich um einen limitierenden Faktor in der Salzmarsch. Da allerdings nur die Probenserie C auf ihre Stickstoffkonzentration untersucht werden konnte, lässt sich hier keine Aussage über den Einfluss der Sturmflut treffen. Dabei fällt nur die im Vergleich zum Nitrat relativ hohe Ammoniumkonzentration auf. Diese entsteht, da eine höhere Wassersättigung des Bodens zu anaeroben Verhältnissen führt. Dies wiederum hemmt die Nitrifikation und fördert die Denitrifikation. Eine deutliche Aussage über den Einfluss der Sturmflut auf die Stickstoffkonzentration lässt sich außerdem nur schwer treffen, da sich der Stickstoffkreislauf aus vielen Reaktionen zusammensetzt und von den unterschiedlichsten Faktoren beeinflusst werden kann. Trotz vieler Jahre der Erforschung von Salzwiesen konnte noch keine Einigung erreicht werden, inwieweit Nährstoffe und organisches Material aus dem System ausgewaschen oder durch Fluten eingetragen werden.

Auch die Messungen der Phosphatkonzentration lassen keine konkreten Schlussfolgerungen zu, denn der Phosphatkreislauf wird ebenfalls von den unterschiedlichsten Faktoren beeinflusst. Einen Zusammenhang zwischen der Phosphatkonzentration und dem Schluffanteil des Bodens konnte nicht festgestellt werden. Die Phosphatkonzentration könnte dagegen vom Anteil der organischen Substanz im Boden abhängig sein.
Auffällig ist bei der Änderung der Phosphatkonzentration jedoch eine annähernde Nivellierung der vor der Sturmflut sehr unterschiedlichen Phosphatkonzentrationen. Hier wird zumindest deutlich, welche drastischen Unterschiede sich an einem Standort ergeben können. Von welchen Faktoren diese Änderung am stärksten beeinflusst wird, kann nicht genauer festgestellt werden.

Da die Nährstoffkonzentrationen im Gebiet nur schwer interpretiert werden können, ist es auch nicht möglich, ihren Einfluss auf die Vegetationsverteilung näher zu erläutern. Dagegen scheint die Überflutungshäufigkeit - und die damit verbundenen Faktoren Wassergehalt, Leitfähigkeit und Anteil der Korngrößenfraktionen - einen deutlichen Einfluss zu bilden. Die bevorzugten Standorte der einzelnen Pflanzengesellschaften, die sich aus diesen Faktoren ergeben, wurden bereits erläutert. Dieses Muster wird zusätzlich von der unterschiedlichen Beweidungsintensität variiert. So ist z. B. das Juncetum gerardii besonders auf Böden mit hohem Anteil an Feinsedimenten zu finden, die auf Grund der höheren Wasserkapazität staunass sind und beweidet werden.

Abschließend kann festgestellt werden, dass eine häufige Überflutung sowie eine extensive Beweidung für den Erhalt bzw. die Ausbreitung der artenreichen Vegetation der oberen Salzwiese forderlich wäre. Dabei soll hier besonders das Ononido-Caricetum und das Juncetum gerardii hervorgehoben werden. Sollte die Überflutungshäufigkeit in den nächsten Jahren weiterhin zunehmen, so wäre es auch möglich, dass verstärkt andere Halophyten im Untersuchungsgebiet auftreten. Auch die Beweidung im Ostteil des „Großen Schlopps" sollte unbedingt aufrechterhalten werden, da sie die Ausbreitung artenarmer Gesellschaften, wie dem Atriplici-Agropyretum pungentis, einschränkt.

Es ist festzustellen, dass Veränderungen in der Salzwiese auf ein komplexes Zusammenspiel von Änderungen in der Geomorphologie, der Überflutungshäufigkeit, der Sedimentfracht des Wassers sowie dessen Salinität, Bodeneigenschaften und Beweidung zurückzuführen sind.

 

 

Tidale Phytoplanktondynamik im Niedersächsischen Wattenmeer am Beispiel der Otzumer Balje
(Diplomarbeit Sandra Meier, März 2008)

Diplomstudiengang Biologie der Leibniz Universität Hannover: 113 S. (Zweitgutachter)

Salzgehalt und Temperatur des Meerwassers können als Parameter verwendet werden, um Austauschprozesse zwischen Wattenmeer und Nordsee zu verfolgen. Die Strömungsgeschwindigkeit, die während des auf- und ablaufenden Wassers erhöht ist, zeigte positive Korrelationen mit der Trübung, dem Sestongehalt und den Abundanzen des Mikrophytobenthos in der Wassersäule. Von der Küste zur Nordsee verläuft, bedingt durch die Topographie des Gebietes, ein Nährstoffgradient mit zunehmenden Konzentrationen zum Festland hin, der sich in einer ausgeprägten tidalen Abhängigkeit aller untersuchten Nährsalze (Formen des Stickstoffs, des Phosphats und Silikat) mit maximalen Konzentrationen während des NW und minimalen Konzentrationen zur Zeit des HW, ausdrückt.

Das Redfield-Verhältnis machte am 24.05. eine markante P-Limitation der Wassersäule deutlich, während alle anderen Proben weitestgehend N-limitiert waren, da hier aus unklaren Umständen die niedrigsten P-Konzentrationen des gesamten Jahres gemessen wurden. Das Phytoplankton im Spiekerooger Rückseitenwatt wird von Diatomeen geprägt und weist eine saisonale Sukzession auf. So wurde beispielsweise am 21.06. eine monodominante Rhizosolenia imbricata-Blüte erfasst, während im September erhöhte Abundanzen des Dinoflagellaten Gymnodium splendens nachgewiesen wurden. Zudem wurde eine tidale Abhängigkeit des Phytoplanktons deutlich, die sich in erhöhten Zellzahlen der Diatomeen und Biomassen während des HW ausdrückt. Es werden also holoplanktische Spezies aus der angrenzenden Nordsee in dieses Gebiet transportiert, in dem sie sich wegen erhöhten Fraßdrucks und Nährsalzkonzentrationen sowie verminderten Lichtbedingungen nicht vermehren konnten. Die Aussage GÄTJES (1998), dass das Rückseitenwatt als Senke für Holoplankter und als Exportgebiet für Meroplankter anzusehen ist, konnte somit verifiziert werden.

Es findet ein benthopelagischer Austausch statt: Mikrophytobenthos macht in der Wassersäule einen Anteil von 2-50 % aus, und zeigt dabei eine starke tidale Abhängigkeit und Saisonalität - die höchsten Konzentrationen wurden im September nachgewiesen. Eine Sukzession des Mikrophytobenthos ist offensichtlich - dominante Arten tauchten in der Wassersäule erst ab Juli auf. Die tidale Abhängigkeit drückt sich in erhöhten Abundanzen während hoher Strömungsgeschwindigkeiten aus, da hier die Resuspension des benthischen Materials in die Wassersäule am höchsten ist. Somit konnte die u.a. von DE JONGE & VAN BEUSEKOM (1995) postulierte positive Korrelation zwischen Strömungsgeschwindigkeit und Resuspension des Mikrophytobenthos bestätigt werden.

Phytoplanktondynamik in einem Seegat des Niedersächsischen Wattenmeeres am Beispiel der Otzumer Balje
(Diplomarbeit Maike Piepho, Januar 2008)

Diplomstudiengang Biologie der Leibniz Universität Hannover: 69 S. (Zweitgutachter)

Die Untersuchung des Phytoplanktons spielt eine wichtige Rolle beim Verständnis der Zusammenhänge in einem marinen Ökosystem und eine Veränderung in der Artenzusammensetzung kann schon früh auf mögliche anthropogene Einflüsse, wie z.B. Eutrophierung oder Klimawandel, aufmerksam machen.

Über das Phytoplankton im Niedersächsischen Wattenmeer ist bisher sehr wenig bekannt. Von April bis August 2007 wurden daher wöchentlich Wasserproben aus drei Wassertiefen in der Otzumer Balje zwischen Spiekeroog und Langeoog genommen und auf ihren Nährstoffgehalt, die Chlorophyll a- und Kohlenstoffkonzentration sowie Konzentration und Artenzusammensetzung des Phytoplanktons untersucht. Sowohl die Unterschiede in den Wassertiefen als auch saisonale Veränderungen sollten deutlich gemacht werden.

Die Untersuchung der Wassertiefen zeigt, dass in der Otzumer Balje eine gleichmäßige Durchmischung der Wassersäule vorliegt und sowohl die Nährstoffe als auch das Phytoplankton überall gleich verteilt sind. Im saisonalen Verlauf zeigt sich eine kontinuierliche Änderung der Individuenzahlen und dominierenden Arten. Dabei wird der in anderen Meeresgebieten bereits beobachtete Verlauf auch für das Niedersächsische Wattenmeer bestätigt: Nach einer Frühjahrsblüte Ende März, in der die höchsten Zellzahlen des Jahres erreicht werden, folgt eine zweite, wesentlich kleinere Diatomeenblüte im Juni. Erst ab Juli haben Dinoflagellaten einen wesentlichen Anteil an der Phytoplanktonpopulation, vorher dominieren Diatomeen und kleine Flagellaten.

Der Zusammenhang von Planktonblüten und geochemischen, sowie sedimentologischen Prozessen wird durch die parallele Untersuchung der Konzentration des gelösten Molybdäns deutlich. Dieses wird durch Aggregatbildung nach der Sommerblüte vermutlich aus dem freien Wasser entfernt. Obwohl eine immer ähnlich stattfindende Sukzession des Phytoplanktons festgestellt wurde, ist über die einzelnen Arten, ihre ökologischen Anforderungen und den Grund für ihre Dominanz noch zu wenig bekannt. Außerdem sind regelmäßige Untersuchungen über viele Jahre erforderlich, um Veränderungen in der Planktonpopulation zu erkennen, die als Indikator für einen Wandel des Ökosystems Watt dienen könnten.