Gesamtsynthese Ökosystemforschung Wattenmeer

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1 TEXTE UMWELTFORSCHUNGSPLAN DES BUNDESMINISTERIUMS FÜR UMWELT, NATURSCHUTZ UND REAKTORSICHERHEIT Forschungsbericht S UBA-FB Gesamtsynthese Ökosystemforschung Wattenmeer - Zusammenfassender Bericht zu Forschungsergebnissen und Systemschutz im deutschen Wattenmeer - von Brigitte Behrends Sabine Dittmann Gerd Liebezeit Maren Kaiser Vera Knoke Gabriele Petri Jürgen Rahmel Gregor Scheiffarth, Ute Wilhelmsen UMWELTBÜNDESAMT

2 I Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis I XI XVII 1 Das Ökosystem Wattenmeer ' 1 Gregor Scheiffahrt 1.1 Das Gebiet Allgemeine Beschreibung Naturräumliche Strukturen und Prozesse Schutzstatus des Wattenmeeres Untersuchungsgebiete der Ökosystemforschung Wattenmeer 5 Sabine Dittmann, Ute Wilhelmsen, Gregor Scheiffarth Das Sylt-Romo Wattenmeer Das Spiekerooger Rückseitenwatt 5 1;3 Literatur 7 2 Sedimentdynamik, Stoffaustausch und Ökologie von Arten im Wattenmeer Einführung in das Kapitel Sedimenthaushalt und Folgen von Sedimentveränderungen im Wattenmeer 10 Ute Wilhelmsen & Sabine Dittmann Einleitung Geomorphologische Veränderungen in Tidebecken Morphologische Grundlagen Fallbeispiel Lister Tidebecken Tidebeckenspezifische morphologische Entwicklungen Entwicklungen in verschiedenen Wattenmeerregionen Die Bedeutung tidebeckenspezifischer und regionaler Unterschiede Schwebstofftransport und Sedimentation von Feinmaterial Fallbeispiel Lister Tidebecken Fangeffizienz von Tidebecken für Feinmaterial Sedimentdynamik 27

3 II Bedeutung der Salzwiesen für die Sedimentation Einfluss des Deichbaus auf den Haushalt von Feinsedimenten Biogene Sedimentation Biodeposition Fallbeispiel Miesmuschelbank (Mytilus edulis) Biostabilisation Weitere Beispiele für biogene Sedimentbeeinflussung ' Konsequenzen von Sedimentveränderungen auf Biota Bedeutung von Schlickwattverlusten und Sedimentveränderungen Bedeutung zunehmender Schwebstoffgehalte Schlussbetrachtung Künftiger Forschungsbedarf Zusammenfassung Austausch und Stoffumwandlungen 46 Ute Wilhelmsen Einleitung Austausch zwischen Wattenmeer und angrenzenden Systemen Fallbeispiel Lister Tidebecken Fallbeispiel Spiekerooger Rückseitenwatt TRANSWATT / KUSTOS Transportstudien " Quellen- und Senkenfunktionen von Sediment und benthischen Gemeinschaften Austausch an der Sediment / Wasser Grenzfläche Abbau von organischem Material im Sediment Quellen- und Senkenfunktionen von epibenthischen Gemeinschaften Schlussbetrachtung Künftiger Forschungsbedarf Zusammenfassung Die Bedeutung von Arten für das Ökosystem Wattenmeer 63 Sabine Dittmann & Gregor Scheiffarth Einleitung Ecosystem engineers" 65

4 III Fallbeispiel Miesmuschel (Mytilus edulis) Fallbeispiel Seegras Fallbeispiel Sandpierwurm (Arenicola marina) Fallbeispiel Bäumchenröhrenwurm (Lanice conchiiega) Räuber Sandgarnele (Crangon crangon) Strandkrabbe (Carcinus maenas) ' Sonstiges räuberisches Makrozoobenthos Fische Vögel Seehund (Phoca vitulina) Schlussbetrachtungen Räuber als Schlüsselarten im Wattenmeer: ein Mythos? Überfluss oder Nahrungsknappheit im Wattenmeer? Sind einzelne trophische Stufen oder einzelne Arten nahrungslimitiert? Redundanz oder Einzigartigkeit von Arten im Wattenmeer? 94»2.4.5 Künftiger Forschungsbedarf Zusammenfassung Literatur 98 3 Anthropogene Einflüsse Einleitung Eutrophierung / Eutrophierungsfolgen Nährstoff eintrage 118 Gerd Liebezeit, Brigitte Behrends Einleitung Quellen Senken Austauschprozesse mit der küstennahen Nordsee Jahresgang der Nährsalze Langzeitentwicklungen 137

5 ' - I V Folgen des erhöhten Nährstoffeintrages Einleitung Remineralisation organischer Substanz Vertikalzohierung biogeochemischer Prozesse in Wattsedimenten Schwarzer Flecken - Eutrophierungsfolgen im Sediment? Wirkung Schwarzer Flecken auf die Bodenfauna " Ist die Bildung Schwarzer Flecken eine Folge des anthropogenen Nährstoffeintrags oder der Klimaänderung? Notwendigkeit eines Monitoring Bewertung der Bedeutung Schwarzer Flecken Literatur Stoffe und Substanzen mit umweltschädigender Wirkung 173 Gabriele Petri, Maren Kaiser, Herkunft, Verteilung und Wirkung von Schwermetallen und organischen Verbindungen Herkunft Verbleib Biologische Verfügbarkeit und Bioakkumulation Schadwirkungen Entgiftung und Exkretion Schadstoffkonzentrationen in Kompartimenten des Wattenmeeres Schwermetalle in Sedimenten des Wattenmeeres Schadstoffkonzentrationen in Organismen unterschiedlicher Trophieebenen Akkumulation im Nahrungsnetz? Schadstoff-Monitoring Relevanz der ÖSF Ergebnisse für das TMAP am Beispiel von Schadstoffen in Vogeleiern Schadstoffmonitoring im TMAP Trends der Schadstoffkonzentrationen Literatur 188

6 V 3.4 Fischerei im Wattenmeer 191 Gabriele Petri Vom Handnetz zum Eurokutter Heutige Praxis der Muschel- und Garnelenfischerei - Entwicklung der Fangtechnik Miesmuscheln. " Herzmuscheln, Trogmuscheln und Austern Garnelen Sozioökonomie des Wirtschaftszweiges Fischerei Sozio-kulturelles Verständnis der Küstenfischer ' Entwicklung der Anlandungen und Erlöse Bedeutung der Fischerei im Küstenraum Fischerei als Eingriff in das Ökosystem Miesmuschelfischerei und Muschelkulturen Garnelenfischerei Maßnahmen zur Reduktion der Fischereiauswirkungen Bestehende Vereinbarungen, und Naturschutzleitlinien im Bereich Fischerei Umweltpolitische Leitlinien und internationale Erklärungen Management der Küstenfischerei in Deutschland und den angrenzenden Staaten Chancen neuer Managementformen - Co-Management als alternatives Fischereikonzept Gemeinsame Fischereipolitik der EU - Schritte zur Integration von Fischerei- und Umweltpolitik Label für bestands- und naturschonend erzeugte Meeresprodukte Referenzgebiete Schlußfolgerungen aus der Ökosystemforschung - Empfehlungen zum Management - Auf dem Weg zu einer dauerhaft umweltgerechten Entwicklung Miesmuschelfischerei Garnelenfischerei Gebietsbeschränkungen für die Fischerei im Wattenmeer Schutzziele unterschiedlicher Intention 234

7 VI Ressourcenschutz (Erhalt der Bestände) zur Absicherung einer ertragreichen Fischerei - Prinzip der nachhaltigen Nutzung Schutz der natürlichen Entwicklung der Miesmuschel- und Garnelenpopulationen Künftiger Forschungsbedarf Literatur Tourismus 243 Vera Knoke Einleitung Geschichte und Voraussetzungen des Fremdenverkehrs an der deutschen Nordseeküste Historische Entwicklung des Fremdenverkehrs an der deutschen Nordseeküste Landschaftliche und strukturelle Voraussetzungen im Vergleich Die aktuelle Situation: Fremdenverkehr in den Wattenmeer-Nationalparken in Schleswig-Holstein und Niedersachsen im Vergleich Zielkonzeptionen und Organisationen des Tourismus Tourismusorte, Freizeitzentralität und Freizeiträume Übernachtender Fremdenverkehr Ausflugsverkehr Saisonalität Nationalparkbezogene Freizeitaktivitäten Trilateraler Vergleich Fazit Die ökonomische Seite: Tourismus als wichtig(st)er Wirtschaftszweig der Nationalparkregionen Die wirtschaftliche Bedeutung des Tourismus in den Küstenreisegebieten Niedersachsens Die wirtschaftliche Bedeutung des Tourismus für die Nationalparkregion Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer" Konsequenzen der wirtschaftlichen Abhängigkeit vom Tourismus für die Nationalparkregionen am Wattenmeer Ökologische Auswirkungen touristischer Nutzungen 283

8 VII Die Überlagerung von Naturschutzbelangen und Freizeitaktivitäten im Wattenmeer Einführung in die Störungsökologie Wirkungen auf verschiedenen Ebenen des Systems Vorschläge für Schutzmaßnahmen und touristische Entwicklung Zusammenfassung Literatur ' Schutz des Wattenmeeres -. Grundlagen; Ziele, Werkzeuge und Maßnahmen Einleitung Literatur Rahmenbedingungen und schutzrelevante Gesichtspunkte Rahmenbedingungen Grundlagen Vorgehensweisen Eigenschaften des Wattenmeers unter Schutzaspekten Warum ist das Wattenmeer zu schützen? Dynamik des Wattenmeeres Anthropogene Einflüsse Literatur Ziele und Leitbilder 318 Vera Knoke Grundlagen Definitionen Methodische Aspekte der Festlegung von Zielkonzepten Das Leitbild der nachhaltigen Entwicklung in Deutschland und seine Bedeutung für das Wattenmeer Ziele und Leitbilder des Naturschutzes im Wattenmeer Ziele des Naturschutzes in den Nationalparken im deutschen Wattenmeer Internationale Richtlinien für Nationalparke und UNESCO-Biosphärenreservate 329

9 VIII Das trilaterale Leitbild des Naturschutzes im Wattenmeer Ökologische Qualitätsziele für das Wattenmeer Gemeinsame Ziele der trilateralen Kooperation zum Schutz des Wattenmeeres Geschichte, Grundlagen und Ziele der Ecotarget Group Vorgehen bei der Aufstellung der Ecotargets Weiterentwicklung der Ecotargets und Festschreibung der Gemeinsamen Ziele ( Targets") Umsetzung der Targets" ' Gemeinsames Monitoring zur Überwachung der Zielerreichung Arbeiten zu Qualitätszielen in der Ökosystemforschung Wattenmeer Beteiligung der Ökosystemforschung an der trilateralen Diskussion Die Arbeitsgruppe Meeresqualitätsziele (AG MQZ) Vergleich der verschiedenen Ansätze Schwierigkeiten und Lösungsansätze bei der Ableitung von Zielen für das Wattenmeer Das Problem des Referenzzustands Die Forderung nach Quantifizierung ökologischer Ziele Wissenschaftliche Glaubwürdigkeit versus politische Verwendbarkeit Anregungen zur weiteren Zieldiskussion - Beiträge der Ökosystemforschung Literatur Anhang Esbjerg 1991 (nach CWSS 1992a) Ecotarget Group (ETG 1994) Targets" - Gemeinsame Ziele, Leeuwarden 1994 (nach CWSS 1995) Thiessen (1994) Höpner& Kellner (1996) Höpner & Kellner (1998) AG Meeresqualitätsziele (Zwischenstand AG MQZ 1996) Umweltbeobachtung 380 Jürgen Rahmel Einleitung 380

10 IX Umweltbeobachtung: Grundlagen und Anforderungen Methodische Aspekte der Umweltbeobachtung Ökosystemare Umweltbeobachtung - Modell für eine überregional übertragbare Umweltbeobachtung in Biosphärereservaten Trilaterales Monitoring- und Bewertungsprogramm (TMAP) - Konzeption und Umsetzung ÖSF-Ergebnisse zum Monitoring ' Ökologisches Monitoring - ' Sozioökonomisches Monitoring Bewertung des TMAP Erfüllung des Programmauftrags Weiterentwicklung des TMAP Beschreibung des Zustands des Ökosystems Erfassung des Einflusses anthropogener Belastungen und Nutzungen auf das Ökosystem Kontrolle der Erfüllung der Targets Nutzung und Präsentation der Ergebnisse Empfehlungen für eine Weiterentwicklung des TMAP Bedeutung von nutzungsfreien Zonen für ein Monitoring ' Literatur Schutz des dynamischen Systems Wattenmeer - ein Ausblick Prozeßschutz und seine Umsetzung im Wattenmeer Zusammenfassung der anwendungsbezogenen Syntheseergebnisse Forschungsempfehlungen 430 Sabine Dittmann & Gregor Scheiffarth 5.1 Einleitung Forschung für ein verbessertes Verständnis der ökologischen Zusammenhänge im Ökosystem Wattenmeer und dessen Austausch mit angrenzenden Systemen Vorsorgende Forschung Forschung bei Umweltproblemen 438

11 X 5.5 Realisierung künftiger Forschungsaktivitäten im Wattenmeer Literatur Gesamtliteratur 442