Aquakultur und Klimawandel

Transkript

1 Aquakultur und Klimawandel Peter Krost, CRM, Kiel RAdOst Abschlusskonferenz, Rostock,

2 Überblick Es gibt den Klimawandel Hauptwirkungen des Klimawandels für die marine Aquakultur im Ostseeraum sind: Anstieg des Meeresspiegels und der Wassertemperaturen, Überdüngung, Versauerung Nicht nur die Temperatur steigt, sondern der Temperaturbereich wird weiter Invasive Arten Trophische Beziehungen ändern sich Durch höhere Niederschläge gelangen mehr Nährstoffe in die Küstengewässer Auswirkungen der Versauerung auf marine Arten Anforderung an klima-angepasste Aquakulturarten Blasentang, Besentang, Miesmuschel, Meeräsche Kernpunkte eine zukünftigen AC

3 Auswirkungen des Klimawandels auf die marine Aquakultur Anstieg des Meeresspiegels Temperaturerhöhung des Meerwassers Invasive Arten Veränderungen der Nahrungsbeziehungen im Meer Erhöhte Niederschläge Verstärkter Nährstoffeintrag Verringerung der Salinität Versauerung des Meerwassers Häufigere Stürme und Hochwasserereignisse Grundwasserversalzung

4 Meeresspiegelanstieg

5 Temperaturentwicklung in der Ostsee Anstieg von 0,8 C zwischen 1995 und 2005 [UBA 2009] Ein weiterer Temperaturanstieg in der Ostseeregion von ca. 2,9 C (1,0 4,7 C) bis zum Ende des Jahrhunderts ist zu erwarten [

6 Temperatur

7 Temperatur

8 Temperatur bekommen wir Mittelmeerverhältnisse? Wintertemperaturen (BSH) + 1 C + 2 C + 3 C

9 Eher nicht! Höhere Temperaturen in der Arktis erhöhen die Wahrscheinlichkeit von kalten Wintern in der nördlichen Hemisphäre [V. Petoukhov & V.A. Semenov 2010: A link between reduced Barents-Kara sea ice and cold winter extremes over northern continents. J. Geophys. Res. 115]

10 Eher nicht! Weil:

11 Sommertemperaturen ändern sich auch

12 Fazit: Die Organismen in unseren Breiten müssen nicht nur mit höheren Durchschnittstemperaturen, sondern auch mit einem insgesamt größeren Temperaturbereich (Ostsee: < -2 C bis > 20 C) zu Rande kommen!

13 Ostasiatische Seescheide (Styela clave) Ursprünglich im nordwestlichen Pazifik beheimatet. Ausbreitungsgeschichte nach Davis et al. 2007: 1953 in Plymouth, durch Kriegsschiffe,aus dem Koreakrieg 1968 in Dieppe, Frankreich Mitte der 1960er im Limfjord, Dänemark 1971 im Hafen von Cork, Ireland 1974 in den Niederlanden 1986 in Belgien Sehr problematisch für Fischerei und Aquakultur Bei Massenvorkommen ein Nahrungskonkurrent filtrierender Organismen. Miesmuscheln in Dänemark waren zeitweise unverkäuflich!

14 Pazifische Auster (Crassostrea gigas) Natürliches Verbreitungsgebiet: Ost - Südost-Asien Für die Aquakultur eingeführt, zugleich Schädling Einwanderungsgeschichte nach Nehring 2006: Im 19. Jahrhundert Versuche zum Ersatz der europ. Auster 1964 Importe von Austernlarven aus Canada (BC) nach Holland 1975 und 1976 natürliche Reproduktion in der Oosterschelde erste Sichtungen bei Texel In den 1990er Jahren Ausbreitung im holländischen Wattenmeer 1986 Austernkultur auf Sylt, mit Saatmuscheln aus GB 1991 erste Austern außerhalb der Farm. Anschließend starker Larvenfall vor Sylt, Verbreitung im Nordfriesischen Wattenmeer Seit 2003 im gesamten Wattenmeer 2009 Sichtungen an der deutschen Ostseeküste

15 Steigende Temperaturen verändern die Nahrungsbeziehungen im Meer Unter natürlichen Bedingungen: Phytoplankton entwickelt sich mit steigender Temperatur, die Copepoden ziehen nach. Sommer et al. Aus WOR 2010 [Sommer et al. 2007]

16 Nahrungsbeziehungen ändern sich 6 C offset: Die Naupliuslarven schlüpfen früher, Phytoplanktonpopulationen werden dezimiert, Nauplii sterben. Sommer et al. Aus WOR 2010 (höhere Phytoplankton-Konzentration im Sommer => Miesmuscheln!) [Sommer et al. 2007]

17 Höhere Niederschläge. Die Temperatur verändert Nahrungsbeziehungen, z.b. im Plankton Sommer et al. Aus WOR 2010

18 ...führen zu erhöhten Nährstoffeinträgen Sommer et al. Aus WOR 2010

19 .. und zur Eutrophierung einer ohnehin schon mit Nährstoffen überlasteten Ostsee Sommer et al. Aus WOR 2010

20 Das Meerwasser wird sauer Sommer et al. Aus WOR 2010 [ => science and environment; 10 March 2009]

21 Versauerung, ph-abnahme [wikipedia] Sommer et al. Aus WOR 2010

22 Versauerung, Carbonat-Abnahme [wikipedia] Sommer et al. Aus WOR 2010

23 Versauerung Sommer et al. Aus WOR 2010

24 Versauerung Die Kieler Förde ist ein Labor für zukünftige hohe CO 2 - Partialdrücke und niedrige ph Werte (< 7,5). Thomsen et al. (2010) fanden heraus, dass Miesmuscheln mit diesen Gegebenheiten gut zurecht kommen, solange genügend Nahrung in Form von Phytoplankton zur Verfügung steht. Bei weiterer Versauerung ist aber mit Schäden zu rechnen.

25 Arten in mariner Aquakultur an der Ostsee Gruppe derzeit in Zukunft in fernerer Zukunft Algen Zuckertang (Saccharina lattissima) Blutroter Meerampfer (Delesseria sanguinea) Blasentang (Fucus vesiculosus) Besentang (Gracilaria vermiculophylla) Schwämme Brotkrumenschwamm (Halichondria panicea) Mollusken Miesmuschel (Mytilus edulis) Miesmuschel (Mytilus edulis) Crustaceen Whiteleg Shrimp (in RAS) (Lithopennaeus vannamey) Whiteleg Shrimp (in RAS) (Lithopennaeus vannamey) Wollhandkrabbe (Eriocheir sinensis) Stachelhäuter Seeestern (Asterias rubens) Tunikaten Seescheide (Ciona intestinalis) Fische Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) Meeräsche (Chelon labrosus) Wolfsbarsch (Dicentrarchus labrax) Dorade (Sparus aurata)

26 Blasentang (Fucus vesiculosus) Interessante Inhaltsstoffe für Ernährung und Gesundheit (Jod, Brom, Beta- Carotin, Alginsäure, Polyphenole, Fucoxanthin, Mineral-stoffe, Spurenelemente. Bewohner des Flachwasserbereichs; verträgt zeitweises Trockenfallen. Gut an hohe Temperaturen angepasst. Die Keimfähigkeit ist bei 25 C deutlich geringer als bei 15 C (Maczassek 2011). Salinität hat geringeren Einfluss auf Keimfähigkeit Temperatur.

27 Besentang (Gracilaria vermiculophylla) Der Besentang stammt aus Ostasien und hat sich fast weltweit ausgebreitet. Im Jahr 2005 wurde er erstmalig in der westlichen Ostsee in Kieler Förde gefunden. Gut an Brackwasser angepasst, kann aber auch in normalem Seewasser (32 psu) und in schwach salzigem Wasser leben. Sehr temperaturresistent, überlebt Wassertemperaturen zwischen Frost und 30 C. Lichtliebend. Vermehrung durch Sporen, hauptsächlich aber vegetativ. Versuche zur Kultur in Netzbeuteln am Geomar (Prof. Wahl) Photo: Fotograf Lars Brammer Nejrup

28 Whiteleg shrimp (Lithopennaeus vannamey) Tropische Art, ursprünglich an Pazifikküsten von Mittelamerika 23 cm lang, g schwer Marin bis Brackwasser Benötigt Temperaturen über 20 C. In Mitteleuropa (nur) sinnvoll bei Anbindung an vorhandene Prozesswärme In Kiel: Förde Garnelen (Strande)

29 Miesmuschel (Mytilus edulis) Heimisch Benötigt keine Zufütterung Nährstoffreduzierend Temperaturtolerant von -2 bis 24 C Marin bis Brackwasser Erträgt Versauerung

30 Dicklippige Meeräsche (Chelon labrosus)

31 Dicklippige Meeräsche (Chelon labrosus) Eine omnivore Fischart Verbreitet sich in den letzten Jahrzehnten nach Osten (Mohr 1988, Petereit pers. comm., eigene Beobachtungen). Lebt an Küsten und in Ästuaren; An Brackwasser und marine Verhältnisse angepasst. Profitiert von steigenden Temperaturen Neues Projekt seit 2014, gefördert vom Wirtschaftsministerium S.H. Partner: EMB Lübeck, Kieler Lachsforelle und CRM, Kiel Wohlschmeckend!

32 Dicklippige Meeräsche (Chelon labrosus)

33 Zukünftigen Aquakultur: Klimaschutz und Anpassung Anpassung Einsatz klimawandel-angepasster Organismen (Temperatur, ph, Salinität, Nährstoffe) Grundwasserunabhängige AC in RAS Sturmsicher Extraktive Aquakultur (Kompensation von Nährstoffeinträgen) Vermeidung Konsequente Kaskadennutzung einschließlich energetischer Nutzung Ausnutzung aller Synergiepotentiale (land- und seebasierte Anlagen etc.) Fischfutterversorgung ohne industrielle Fischerei (Verringerung des CO 2 Ausstoßes beim Fang) Regionale Produkte und Vermarktung (Verringerung des CO 2 Ausstoßes) Nährstoff- und CO 2 - neutrale Aquakultur durch Verwendung von Brackwasserarten Geeignete Standorte (Exposition), Verankerung, etc. Kompensation von Nährstoffeinträgen, Eintrag von Carbonat als ph Puffer durch Minimierung des CO 2 Ausstoßes Minimierung des CO 2 Ausstoßes Minimierung des CO 2 Ausstoßes Minimierung des CO 2 Ausstoßes Kompensation von erhöhten Nährstoffeinträgen und Minimierung des CO 2 Ausstoßes

34 Poly-integrierte Aquakultur in der Kieler Förde

35 Danke Vielen Dank fürs Zuhören!!