Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Bedeutung von Meio- und Makrofauna für Ökosystemfunktion: Auswirkungen regional unterschiedlicher Eisbedeckungsmuster

Description: Die antarktischen Ökosysteme sind von starken Veränderungen betroffen, insbesondere was die Eisbedeckung angeht. Wir wissen nicht wie dies die Prozesse am Meeresboden, die benthischen Funktionen, beeinflusst. Informationen zur Rolle verschiedener Tiergemeinschaften für benthische Funktionen unter variabler und stabiler Eisbedeckung sind für ein besseres Verständnis der Ökosystemprozesse dringend notwendig. Nur in wenigen Studien wurden unterschiedliche Größenklassen wie Meio- und Makrofauna gleichzeitig untersucht, und in keiner wurde ihre Bedeutung für benthische Funktionen untersucht. Daher ist der Einfluss von geringer werdender oder sich verändernder Meereisbedeckung auf die trophischen Interaktionen zwischen Meio- und Makrofauna sowie deren Bedeutung für die Prozesse am Meeresboden nicht geklärt. Dazu gehört auch ob und wie sich die benthische Remineralisation, bestimmt durch Stoffflussmessungen von Ammonium, Nitrat, Phosphat, Kieselsäure und Sauerstoff an der Sediment-Wasser-Grenzschicht, verändert. Für den Südozean ist über die jeweiligen Anteile der Meio- und Makrofaunagemeinschaften an dieser Remineralisation nichts bekannt.Mit unserem 3-Jahres Projekt werden wir gemeinsam die Reaktion benthischer Ökosystemfunktionen auf unterschiedliche Meereisbedeckungssituationen im Weddellmeer und entlang der Antarktischen Halbinsel einschätzen. Um die Rollen der verschiedenen Größenklassen und ihrer assoziierten Taxa im System Meeresboden besser zu verstehen, müssen wir (1) die Bedeutung der Strukturen der Meio- und Makrofaunagemeinschaften für die Ressourcenaufteilung und die Remineralisierung in Regionen mit unterschiedlicher Eisbedeckung und (2) den Effekt von erhöhtem Nahrungsaufkommen bei sich verändernder Eissituationen auf die Interaktionen von Ökosystemfunktion und Größenklassen bestimmen.Die beiden komplementären Aspekte werden mit einem/r gemeinsam betreuten Doktoranden/in durchgeführt. Proben wurden bereits auf den beiden Polarstern-Expeditionen PS 81 (22.01 bis 18.03.2013, nordwestliches Weddellmeer, Antarktische Halbinsel) und PS 96 (06.12.2015 bis 14.02.2016 südöstliches Weddellmeer) genommen. Die untersuchte Region umfasst Gebiete mit reduzierter, variabler und anhaltender Eisbedeckung. Mittels Inkubationen wird die räumliche Variabilität der Remineralisationsraten und die Rolle der Meio- und Makrofaunataxa bestimmt und mit deren Position im Nahrungsnetz zu verbunden. Um den Einfluss erhöhten Nahrungseintrags auf die Partitionierung der Nahrungsaufnahme und die Remineralisation durch die Tiergruppen zu testen, wurden Pulse-Chase Experimente durchgeführt.Die Ergebnisse bilden die Grundlage für das dritte Arbeitspaket: Die Entwicklung eines konzeptionellen Modells für die Evaluation benthischer Systemfunktionen im sich verändernden Südozean, welches die Mehrheit der Größenklassen und Prozesse betrachtet.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Ammonium ? Ammoniak ? Phosphat ? Nitrat ? Benthal ? Antarktische Halbinsel ? Leguminosen ? Ökologie ? Sauerstoff ? Tiergesellschaft ? Eisbedeckung ? Benthos ? Eis ? Meeresboden ? Antarktisches Ökosystem ? Halbinsel ? Antarktis ? Arktis ? Meereis ? Kryosphäre ? Studie ? Vergleichsanalyse ? Sediment ? Meeresgewässer ? Bewertung ? Ökosystemforschung ? Ökosystemfunktion ? Hydrobiologie ? Antarktisforschung ? Umweltveränderung ? Kenngröße ? Nahrungskette ? Ernährung ? Ökosystem ? Südlicher Ozean ? Fauna ? Grenzschicht ? Meioorganismen ? Ökosystemkomponente ? Fluss [Bewegung] ?

Region: Mecklenburg-Vorpommern

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsche Forschungsgemeinschaft (Geldgeber*in)
• Forschungsinstitut Senckenberg (FIS), Senckenberg am Meer, Deutsches Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität Rostock, Department Maritime Systeme (Betreiber*in)

Time ranges: 2017-01-01 - 2025-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Role of meio- and macrofauna in benthic ecosystem functioning: Testing effects of different ice cover regimes
  Description: Many ecosystems around Antarctica are undergoing rapid changes, particularly in ice cover dynamics. It is not known if and how this development influences the processes at the seafloor, the benthic functions. For a comprehensive understanding of ecosystem functioning it is, hence, necessary to determine the role of different ecosystem components (e.g. faunal community groups) for seafloor processes under changing and stable ice cover regimes. Few studies have investigated different size classes and communities of organisms, like meio- and macrofauna, in this benthic environment simultaneously. And none has studied their complementary role for benthic functions. Influences of reduced or changing ice cover on trophic interactions among and the relative importance of meio- and macrofauna taxa are not understood. How benthic boundary fluxes (ammonium, nitrate, phosphate, silicic acid, oxygen) are affected by different ice cover regimes in the Weddell Sea is unknown. And virtually nothing is known about the partitioning of organic matter remineralisation between the meiobenthic and macrobenthic community compartment in the Southern Ocean. In this 3-year project, we propose to jointly evaluate the response of benthic ecosystem functioning to ice cover regimes and their changes in the Weddell Sea and the vicinity of the Antarctic Peninsula. To better understand the particular roles of the different size compartments and their associated taxa in the sediment system we need to determine (1) the role of meio- and macrofauna community structure for food uptake and benthic remineralisation in regions with different ice regimes and (2) the effect of variations in food input as a result of changing ice regimes on this benthic function - faunal size compartment relation.The two complementary aspects will be studied as two work packages with one joint doctoral student, leading to a third synthesis work package. Samples are available from the expeditions of RV Polarstern PS 81 (22.01 to 18.03.2013) to around the Antarctic Peninsula and PS 96 (06.12.2015 to 14.02.2016) to the south eastern Weddell Sea. The sampled area includes sites with reduced, variable and lasting ice cover regime. Thus, we can study remineralisation efficiency of both benthic compartments and relate it to food web position of meio- and macrofauna taxa in different regions. Further, we experimentally test remineralisation response (benthic boundary fluxes and food uptake) at the sediment-water interface and trophic interactions under natural and replicated pulse-chase experimental conditions. In the third (synthesis) work package we will construct a conceptual model for the evaluation of benthic ecological functioning in the Southern Ocean. By combining faunal size classes and different benthic processes synchronously for the first time, it will be possible to evaluate, what the net ecological effect of changing ice cover regimes on the Weddell Sea benthic system could be. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1072825

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