Mögliche klimabedingte Änderungen der Lebensgemeinschaften des Meeresbodens der Ostsee

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1 Mögliche klimabedingte Änderungen der Lebensgemeinschaften des Meeresbodens der Ostsee Sabine Nestler Institut für Angewandte Ökosystemforschung GmbH (IfAÖ)

2 Gliederung Die Ostsee Lebensgemeinschaften der Ist-Zustand Der Klimawandel und mögliche Auswirkungen Klimaschutz und Naturschutz

3 Die Ostsee hohe Flusswasserzufuhr eingeschränkter Wasseraustausch mit der Nordsee Brackwassermeer Salzgehalt starke regionale Schwankungen PSU Kattegat 3 4 PSU Finnischer Meerbusen starke zeitliche Schwankungen Projektgebiet RADOST befindet sich im Übergang vom Brackwasserökosystem zum marinen Ökosystem

4 Die Ostsee Salzgehalt bestimmt durch: Salzwasserzustrom aus der Nordsee Süßwasserabfluss Verdunstung Darßer Schwelle Maximale Wassertiefe: 18 m Barriere für den Einstrom von Salzwasser aus der Nordsee Prof. Dr. Gregor Rehder, 2010

5 Die Ostsee Salzgehalt & Artenvielfalt Salzgehalt - ein wesentlicher Einflussfaktor bezüglich der Artenvielfalt Artenminimum bei ca. 5-7 PSU (Remane 1934) strukturierender Faktor in der Ostsee (Schichtung, Brackwassersubmergenz)

6 Die Ostsee Salzgehalt & Artenvielfalt Islandmuschel Untersuchungsraum Salzgehalt 5 20 PSU IfAÖ Miesmuschel Artenzusammensetzung Marine Einwanderer Brackwasserarten Eiszeitrelikte Steve Trewhella Ostsee-Riesenassel Essi Keskinen

7 Die Ostsee Sauerstoffmangel Prof. Dr. Gregor Rehder, 2010

8 Die Ostsee Benthos auf und im bodenlebende Organismen (1890, E. Haeckel) Phytobenthos und größtenteils wirbellose Tiere (Zoobenthos) wichtige Nahrungsquelle für viele Fisch- und Vogelarten spielt eine entscheidende Rolle bei der Umsetzung und der Remineralisation von sedimentiertem organischem Material Beeinflussung des Sedimenttransports

9 Die Ostsee Zoobenthos IfAÖ IfAÖ im Meeresboden lebenden Organismen relativ standorttreu Indikator für Veränderungen in einem Ökosystem Langzeituntersuchungen zur Feststellung von Trends (z.b. klimatisch bedingt) Gegenstand der Untersuchungen: Makrozoobenthos = Tiere > 1mm

10 Lebensgemeinschaften Methoden Umfang: Zeitraum: Stationen

11 Lebensgemeinschaften Methoden Umfang: Zeitraum: Stationen IfAÖ Auf See: Probenahme mittels van-veen-greifer IfAÖ

12 Lebensgemeinschaften Methoden Umfang: Zeitraum: Stationen IfAÖ Auf See: Probenahme mittels van-veen-greifer IfAÖ Im Labor: Bestimmung der Arten (Anzahl & Biomasse) Bestimmung der Sedimentparameter IfAÖ

13 Lebensgemeinschaften Auswertung: Analyse von Arten mit mind. 36 Funden Artenpool umfasst 133 bestimmbare Arten: 52 Meeresborstenwürmer 36 Krebstiere 17 Muscheln 13 Schnecken 15 Sonstige Clusteranalyse zur Identifizierung von Gemeinschaften Zuordnung von sedimentologischen und hydrologischen Parametern

14 Lebensgemeinschaften Habitatparameter & charakteristische Lebensgemeinschaften Lebensgemeinschaften charakterisiert durch Artenzusammensetzung Habitat und dessen Parameter bezeichnen den Lebensraum und Rahmenbedingungen, in denen Flora und Fauna vorkommen. Parameter sind z.b. Tiefe, Salzgehalt, Sauerstoffgehalt, Sedimentart und organischer Gehalt etc. Die westliche Ostsee bildet auf Grund ihres Übergangscharakters Zonen mit einem großen Habitatspektrum.

15 Lebensgemeinschaften Gemeinschaften westlich der Darßer Schwelle Charakteristische Arten: Islandmuschel Diastylis rathkei (Krebstier) IfAÖ IfAÖ Gemeinschaft A (Mecklenburger Bucht) Wassertiefe m auf Fein bis Mittelsand höhere Arten- und Individuenzahl und Biomasse Gemeinschaft B (Lübecker Bucht) Wassertiefe m auf Schluff Auftreten von Sauerstoffmangel

16 Lebensgemeinschaften Gemeinschaften östlich der Darßer Schwelle Gemeinschaft I Charakteristische Arten: Baltische Plattmuschel IfAÖ Arkonabecken Wassertiefe > 30m auf Schluff gelegentlich Sauerstoffmangel

17 Lebensgemeinschaften Gemeinschaften beiderseits der Darßer Schwelle Gemeinschaft G IfAÖ Charakteristische Art: Glatte Wattschnecke Hediste diversicolor (Borstenwurm) innere Küstengewässer Feinsand IfAÖ

18 Klimawandel Modelldaten Salzgehalt, Temperatur und Sauerstoffgehalt werden vom Klimawandel über meteorologische und hydrologische Größen beeinflusst. Klimaszenarien orientieren sich an Szenenfamilien des IPCC Szene C20 - Kontrollszenario Szene A1B - hohes Wachstum Szene B1 - nachhaltiges Wachstum Modelldaten des IOW (GETM & MOM/ ERGOM) am Boden des Wasserkörpers: Abnahme Salzgehalt [PSU]: A1B: 1.4 bis 2.8 B1: 0.4 bis 2.0 Temperaturerhöhung [K]: A1B: 0.6 bis 3.0 B1: 0.6 bis 2.0 Zunahme O2-Mangel [d]: A1B: 1.3 bis 2.2 B1: 0.9 bis 1.8

19 Effekte Klimaszanarien - Temperatur saisonal C20 - A1B : : Oktober - Dezember

20 Effekte Klimaszanarien - Salzgehalt saisonal C20 - A1B : : Oktober - Dezember

21 Klimawandel Abnahme des Salzgehaltes Abnahme des Salzgehaltes bedeutet: Abnahme der Biomasse mariner Arten (physiologischer Stress) Abnahme der Artenzahl einige Gemeinschaften mit relativ kleinem Toleranzbereich Veränderungen durch Abnahme des Salzgehaltes erwartet

22 Klimawandel Abnahme des Salzgehaltes Gemeinschaft F am Adlergrund wichtig für die Wiederbesiedlung des Arkonabeckens (I) nach Absterben durch Sauerstoffmangel Ausfall/Veränderung einer Gemeinschaft hat Auswirkungen auf andere Gemeinschaften

23 Klimawandel Zunahme von Tagen mit Sauerstoffmangel Bsp. Lübecker Bucht Auftreten von Sauerstoffmangel Klimawandel Temperaturerhöhung und extremere Wetterlagen stabilere und längere Schichtung des Wasserkörpers in Sommermonaten Wahrscheinlichkeit für Auftreten von Sauerstoffmangel steigt

24 Klimawandel Zunahme von Tagen mit Sauerstoffmangel Sauerstoff < 2-3-mg/l lokal begrenztes Massensterben IfAÖ Gemeinschaft B (Lübecker Bucht) Abnahme der Artenzahl Abnahme der Individuenzahl Abnahme der Biomasse IfAÖ

25 Klimawandel Zusammenfassung Veränderung der hydrologischen Parameter Anstieg der Temperatur Abnahme des Salzgehaltes Zunahme der Tage mit Sauerstoffmangel Folgen Veränderung der Artenzusammensetzung in den Habitaten bzw. Verschiebung von Gemeinschaften Abnahme der Individuenzahl und Biomasse Abnahme der Artenzahl Gemeinschaften mit langlebigen Arten werden von Gemeinschaften mit kurzlebigen Arten ersetzt

26 Naturschutz & Nutzungen Klimaschutz und Naturschutz Offshore-Windkraftnutzung Zunahme Biomasse an künstlichen Hartsubstraten (Zettler & Pollehne 2005: 500t pro Windkraftfeld mit 100 Anlagen) verstärkte Zersetzungsprozesse am Gewässergrund Sauerstoffmangel Zettler & Pollehne 2005

27 Naturschutz & Nutzungen Klimaschutz und Naturschutz Offshore-Windkraftnutzung Zunahme Biomasse an künstlichen Hartsubstraten (Zettler & Pollehne 2005: 500t pro Windkraftfeld mit 100 Anlagen) verstärkte Zersetzungsprozesse am Gewässergrund Sauerstoffmangel Abbau mariner Kiese und Sande Zettler & Pollehne 2005 Störung der Benthosgemeinschaften (ähnlich Sauerstoffmangelereignisse) Gemeinschaften mit opportunistischen, kurzlebigen anstelle von langlebigen Arten Gefahr der Verschlickung und Sauerstoffverarmung

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dank auch an Ulf Gräwe und Thomas Neumann vom IOW für die Zusammenarbeit und freundliche Bereitstellung der Modelldaten von GETM bzw. ERGOM und an Alexander Weidauer (IfAÖ)