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The morphological response of Emiliania huxleyi to seawater carbonate chemistry changes: an inter-strain comparison

Four strains of the coccolithophore Emiliania huxleyi (RCC1212, RCC1216, RCC1238, RCC1256) were grown in dilute batch culture at four CO2 levels ranging from ~200 µatm to ~1200 µatm. Coccolith morphology was analyzed based on scanning electron micrographs. Three of the four strains did not exhibit a change in morphology over the CO2 range tested. One strain (RCC1256) displayed an increase in the percentage of malformed coccoliths with increasing CO2 concentration. We conclude that the sensitivity of the coccolith-shaping machinery to carbonate chemistry changes is strain-specific. Although it has been shown before that carbonate chemistry related changes in growth- and calcification rate are strain-specific, there seems to be no consistent correlation between coccolith morphology and growth or calcification rate. We did not observe an increase in the percentage of incomplete coccoliths in RCC1256, indicating that the coccolith-shaping machinery per se is affected by acidification and not the signalling pathway that produces the stop-signal for coccolith growth.

Der Nationale Emissionshandel

<p> <p>Der nationale Emissionshandel (nEHS) ist in Deutschland seit 2021 ein zentrales Klimaschutzinstrument, um die Emissionen in den Sektoren Gebäude und Verkehr zu reduzieren. Er bepreist Kohlendioxid-Emissionen aus Brennstoffen in den Bereichen außerhalb des Europäischen Emissionshandels 1 (EU-ETS 1).</p> </p><p>Der nationale Emissionshandel (nEHS) ist in Deutschland seit 2021 ein zentrales Klimaschutzinstrument, um die Emissionen in den Sektoren Gebäude und Verkehr zu reduzieren. Er bepreist Kohlendioxid-Emissionen aus Brennstoffen in den Bereichen außerhalb des Europäischen Emissionshandels 1 (EU-ETS 1).</p><p> Emissionssituation im nationalen Emissionshandel <p>Seit seiner Einführung 2021 erfasst der nationale Emissionshandel (nEHS) Brennstoffemissionen, die nicht vom Europäischen Emissionshandel 1 (EU-ETS 1) abgedeckt werden. Dies betrifft insbesondere die Sektoren Wärme und Verkehr, seit 2024 werden auch Abfallverbrennungsanlagen erfasst. 2028 wird der nEHS in den Europäischen Emissionshandel für Gebäude, Straßenverkehr und zusätzliche Sektoren (EU-ETS 2) überführt. Die damit verbundene Lenkungswirkung hin zu emissionsarmen Alternativen im Wärme- und Verkehrsbereich leistet einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der deutschen Klimaziele. Weitergehende Informationen finden Sie auf der Webseite&nbsp;<a href="https://www.dehst.de/DE/Themen/nEHS/nEHS-verstehen/nehs-verstehen_node.html">nEHS verstehen</a> der Deutschen Emissionshandelsstelle (DEHSt) im Umweltbundesamt. Die DEHSt ist die zuständige Behörde für die Umsetzung des nEHS.</p> <p>Im Jahr 2024 betrugen die Emissionen im nEHS nach <a href="https://nehs-register.dehst.de/coreweb/info/reporting/compliance/list.action?token=I9ID5O55FDSRHYRR8HS9QOQL782QKFFN">Daten des nEHS-Registers</a> ca. 294,8 Millionen Tonnen CO2&nbsp;(Mio. t CO2). Werden die erstmals 2024 erfassten Emissionen aus Abfallverbrennungsanlagen herausgerechnet, lagen die Emissionen bei ca. 281,6 Mio. t CO2&nbsp;und sind damit verglichen mit dem Vorjahr nahezu unverändert.&nbsp;</p> <p>Werden die Emissionen mit dem Verlauf der Emissionsobergrenze bzw. dem Cap verglichen, ist für das Berichtsjahr 2024 erstmals eine deutliche Überschreitung des Caps zu verzeichnen (siehe Abb. „Verlauf des nEHS-Caps für 2021 bis 2026 im Vergleich zu den Emissionen“).&nbsp;Die Überschreitung des Caps ist im nEHS dadurch möglich, dass&nbsp;während der Festpreisphase die angebotene Menge an nationalen Emissionszertifikaten (nEZ) in den Verkaufsterminen nicht beschränkt ist. Ein nEZ entspricht dabei einer Tonne CO2 (siehe hierzu auch&nbsp;<a href="https://www.dehst.de/DE/Themen/nEHS/nEHS-verstehen/nehs-verstehen_artikel.html?nn=284536#doc284546bodyText4">Wie wird das Mengenziel der Treibhausgasemissionen bestimmt?</a>).</p> <p>Das 2024 erheblich gewachsene Defizit im nEHS spiegelt sich auch in den deutschen Emissionen wider, die unter dem europäischen Klimaschutzgesetz (Effort Sharing Regulation – ESR) reguliert werden. Von diesen deckt der nEHS einen Großteil (knapp 75 Prozent) ab. Ausweislich der&nbsp;<a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11850/publikationen/ergebnisse_kompakt_2025_2_auflage.pdf">aktuellen Projektionen des UBA</a> wird das deutsche Defizit im Rahmen der ESR in den folgenden Jahren immer größer, sodass Deutschland seine ESR-Ziele bis 2030 deutlich zu verfehlen droht. Um Ausgleichszahlungen an andere EU-Mitgliedstaaten zu vermeiden, sind wirkungsvolle Minderungsmaßahmen in den Sektoren Gebäude und Verkehr dringend erforderlich. Der EU-ETS 2 und die Einnahmen aus dem nEHS spielen hierbei eine maßgebliche Rolle. 2024 beliefen sich die Erlöse aus dem nEHS auf rund 13 Milliarden Euro, die vollständig in den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/klima">Klima</a>- und Transformationsfonds (KTF) der Bundesregierung geflossen sind und dort eine Vielzahl an Klimaschutzmaßnahmen ermöglichen (siehe unten im Abschnitt zu Verkauf und Abgabe nationaler Emissionszertifikate).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Verlauf-nEHS-Cap-2021-2026-Vergleich_2026-05-21.png"> </a> <strong> Verlauf des nEHS-Caps für 2021 bis 2026 im Vergleich zu den abgabepflichtigen Emissionen </strong> Quelle: Umweltbundesamt / Deutsche Emissionshandelsstelle Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Verlauf-nEHS-Cap-2021-2026-Vergleich_2026-05-21.pdf">Diagramm als PDF (42,60 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Verlauf-nEHS-Cap-2021-2026-Vergleich_2026-05-21.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (30,80 kB)</a></li> </ul> </p><p> Einordnung in die Gesamtemissionssituation in Deutschland <p>Bei Betrachtung der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/finale-daten-fuer-2024-emissionen-um-drei-prozent">deutschen Gesamtemissionen</a> (2024 circa 650 Mio. t CO2-Äq) deckt der nEHS rund 45 Prozent ab. Der Anteil der Emissionen der deutschen Anlagen im EU-ETS 1 lag bei ca. 42 Prozent (siehe Abb. „Gesamtemissionen in Deutschland 2023 und 2024 und Anteile der beiden Emissionshandelssysteme (EU-ETS 1 und nEHS“). Insgesamt unterlagen damit im Jahr 2024 etwa 87 Prozent der deutschen Gesamtemissionen einer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/co2">CO2</a>- Bepreisung durch den EU-ETS 1 oder den nEHS. Nicht erfasst sind insbesondere die nicht brennstoffbedingten Emissionen der Landwirtschaft, die vorwiegend durch Tierhaltung (Methanemissionen) und Stickstoffdüngung der Böden (Lachgasemissionen) entstehen.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_Gesamtemi-D-2023-2024-Anteile-EU-ETS1-nEHS_2026-05-21.png"> </a> <strong> Gesamtemissionen in Deutschland 2023 und 2024 und Anteile der beiden Emissionshandelssysteme </strong> Quelle: Umweltbundesamt / Deutsche Emissionshandelsstelle Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Gesamtemi-D-2023-2024-Anteile-EU-ETS1-nEHS_2026-05-21.pdf">Diagramm als PDF (50,45 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Gesamtemi-D-2023-2024-Anteile-EU-ETS1-nEHS_2026-05-21.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (34,85 kB)</a></li> </ul> </p><p> Verkauf und Abgabe nationaler Emissionszertifikate <p>Im nEHS ist der Preis der nationalen Emissionszertifikate (nEZ) in den ersten Jahren von 2021 bis 2025 festgelegt (2021 lag der Preis bei 25 Euro und bis 2025 stieg er schrittweise auf 55 Euro). Im Jahr 2026 gilt ein Preiskorridor von 55 bis 65 Euro, der einen Übergang zur freien Preisbildung im Europäischen Emissionshandelssystem 2 (EU-ETS 2) darstellt.</p> <p>Im Jahr 2024 wurden an der von der European Energy Exchange (EEX) betriebenen Verkaufsplattform insgesamt knapp 295 Millionen nationale Emissionszertifikate (nEZ) im Gesamtwert von über 13 Milliarden Euro veräußert. 2023 lag die Gesamtverkaufs­menge bei rund 358 Millionen nEZ im Gesamtwert von über 10,7 Milliarden Euro (siehe&nbsp;<a href="https://www.dehst.de/DE/Themen/nEHS/Auswertungen-Berichte/auswertungen-berichte_node.html#doc284354bodyText5">Verkaufsberichte</a> der DEHSt&nbsp;und Abb. „Erlöse durch den Verkauf von nationalen Emissionszertifikaten in den Jahren 2023 bis 2025“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/4_Abb_Erl%C3%B6se-Verkauf-nEZ-2022-2024_2026-05-21.png"> </a> <strong> Erlöse durch den Verkauf von nEZ in den Jahren 2022 bis 2024 </strong> Quelle: Umweltbundesamt / Deutsche Emissionshandelsstelle Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Abb_Erl%C3%B6se-Verkauf-nEZ-2022-2024_2026-05-21.pdf">Diagramm als PDF (43,62 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_Abb_Erl%C3%B6se-Verkauf-nEZ-2022-2024_2026-05-21.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (28,09 kB)</a></li> </ul> </p><p> Überblick Verantwortliche und Emissionen <p>Rechtsgrundlage für den nEHS ist das Brennstoffemissionshandelsgesetz (BEHG). Dieses verpflichtet die sogenannten BEHG-Verantwortlichen, wie zum Beispiel Gaslieferanten, über die von ihnen in Verkehr gebrachten Brennstoffmengen und -emissionen zu berichten und in entsprechender Höhe nationale Emissionszertifikate (nEZ) abzugeben. Im Berichtsjahr 2024 gab es rund 2.000 BEHG-Verantwortliche.&nbsp;</p> <p>In folgender Abbildung (siehe Abb. „Vergleich Anzahl BEHG-Verantwortliche nach Größenklassen mit Kohlendioxid-Emissionen im Jahr 2024“) ist zu sehen, dass der nEHS eine große Gruppe an Unternehmen mit einem jeweils geringen Umfang in Verkehr gebrachter CO2-Emissionen abdeckt. Hier handelt es sich zum Beispiel um kleinere Energieversorgungsunternehmen. Auf der anderen Seite deckt der nEHS eine verhältnismäßig kleine Gruppe mit jeweils sehr hohen Emissionen ab, die in Summe für einen Großteil der nEHS-Emissionen verantwortlich sind. So sind die zehn größten BEHG-Verantwortlichen mit rund 132 Millionen Tonnen CO2 für fast die Hälfte (45 Prozent) der abgabepflichtigen Emissionen im nEHS im Jahr 2024 verantwortlich. Hierbei handelt es sich hauptsächlich um große Unternehmen der Mineralölbranche, die in der Regel Raffinerien betreiben und sehr hohe Brennstoffmengen in Verkehr bringen.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/5_Abb_Vergleich-Anzahl-BEHG-Verantwortliche_2026-05-21.png"> </a> <strong> Vergleich Anzahl BEHG-Verantwortliche nach Größenklassen mit Kohlendioxid-Emissionen im Jahr 2024 </strong> Quelle: Umweltbundesamt / Deutsche Emissionshandelsstelle (88041 Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_Abb_Vergleich-Anzahl-BEHG-Verantwortliche_2026-05-21.pdf">Diagramm als PDF (44,44 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_Abb_Vergleich-Anzahl-BEHG-Verantwortliche_2026-05-21.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (31,55 kB)</a></li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Seawater carbonate chemistry and in situ and laboratory measurements of calcification

Ocean acidification (OA) is generally assumed to negatively impact calcification rates of marine organisms. At a local scale however, biological activity of macrophytes may generate pH fluctuations with rates of change that are orders of magnitude larger than the long-term trend predicted for the open ocean. These fluctuations may in turn impact benthic calcifiers in the vicinity. Combining laboratory, mesocosm and field studies, such interactions between OA, the brown alga Fucus vesiculosus, the sea grass Zostera marina and the blue mussel Mytilus edulis were investigated at spatial scales from decimetres to 100s of meters in the western Baltic. Macrophytes increased the overall mean pH of the habitat by up to 0.3 units relative to macrophyte- free, but otherwise similar, habitats and imposed diurnal pH fluctuations with amplitudes ranging from 0.3 to more than 1 pH unit. These amplitudes and their impact on mussel calcification tended to increase with increasing macrophyte biomass to bulk water ratio. At the laboratory and mesocosm scales, biogenic pH fluc- tuations allowed mussels to maintain calcification even under acidified conditions by shifting most of their calcification activity into the daytime when biogenic fluctuations caused by macrophyte activity offered temporal refuge from OA stress. In natural habitats with a low biomass to water body ratio, the impact of biogenic pH fluctuations on mean calcification rates of M. edulis was less pronounced. Thus, in dense algae or seagrass habitats, macrophytes may mitigate OA impact on mussel calcification by raising mean pH and providing temporal refuge from acidification stress.

Total alkalinity (TA) and dissolved inorganic carbon (DIC) in the Ems Estuary in 2020

We measured total alkalinity (TA) and dissolved inorganic carbon (DIC) in the Ems Estuary (Germany). The cruise took place on two consecutive days in June 2020 (11.06.-12.06.2020) on the German research vessel Ludwig Prandtl. We sampled approx. every 20min along the salinity gradient from the Wadden Sea around Borkum island upstream to Papenburg. Two additional samples were collected from shore at Rhede Brücke and weir Herbrum. We took discrete water samples for TA and DIC. Physical parameters (salinity, temperature) were measured in situ with the on board flow-through FerryBox system, for which water was pumped on board from 1.2m below the surface. These data and complementary data for nutrients and stable nitrate isotopes are accessible in: https://doi.org/10.1594/PANGAEA.942222

Beratung der EU-Kommission und der European Environment Agency (EEA) zur internationalen Klimapolitik als Mitglied im European Topic Center on Air and Climate Change (ETC/ACC)

Emissionshandel: 21 Milliarden Euro fließen in den Klima- und Transformationsfonds

Die Einnahmen aus dem europäischen und dem nationalen Emissionshandel lagen in Deutschland im Jahr 2025 bei 21,4 Milliarden Euro. Die Erlöse aus diesen beiden zentralen marktwirtschaftlichen Klimaschutzinstrumenten lagen damit deutlich über dem Ergebnis des Vorjahres (18,5 Milliarden Euro). Dies berichtet die Deutsche Emissionshandelsstelle (DEHSt) im Umweltbundesamt (UBA). Die Erlöse fließen vollständig in den Klima- und Transformationsfonds (KTF), der als Finanzierungsinstrument einen zentralen Beitrag zur Erreichung der energie- und klimapolitischen Ziele Deutschlands leistet.

Seawater carbonate chemistry and growth, survival and Chlorophyll a fluorescence parameters of Fucus vesiculosus L.(Phaeophyceae) in a seasonally fluctuating environment

Global change exposes brown algal Fucus vesiculosus populations to increasing temperature and pCO2, which may threaten individuals, in particular the early life-stages. Genetic diversity of F. vesiculosus populations is low in the Baltic compared to Atlantic populations. This might jeopardise their potential for adaptation to environmental changes. Here, we report on the responses of early life-stage F. vesiculosus to warming and acidification in a near-natural scenario maintaining natural and seasonal variation (spring 2013–2014) of the Kiel Fjord in the Baltic Sea, Germany (54°27ʹN, 10°11ʹW). We assessed how stress sensitivity differed among sibling groups and how genetic diversity of germling populations affected their stress tolerance. Warming increased growth rates of Fucus germlings in spring and in early summer, but led to higher photoinhibition in spring and decreased their survival in late summer. Acidification increased germlings' growth in summer but otherwise showed much weaker effects than warming. During the colder seasons (autumn and winter), growth was slow while survival was high compared to spring and summer, all at ambient temperatures. A pronounced variation in stress response among genetically different sibling groups (full-sib families) suggests a genotypic basis for this variation and thus a potential for adaptation for F. vesiculosus populations to future conditions. Corroborating this, survival in response to warming in populations with higher diversity was better than the mean survival of single sibling groups. We conclude that impacts on early life-stages depend on the combination of stressors and season and that genetic variation is crucial for the tolerance to global change stress.

Effects of acute ocean acidification on spatially-diverse polar pelagic foodwebs:Insights from on-deck microcosms

The polar oceans are experiencing some of the largest levels of ocean acidification (OA) resulting from the uptake of anthropogenic carbon dioxide (CO2). Our understanding of the impacts this is having on polar marine communities is mainly derived from studies of single species in laboratory conditions, while the consequences for food web interactions remain largely unknown. This study carried out experimental manipulations of natural pelagic communities at different high latitude sites in both the northern (Nordic Seas) and southern hemispheres (Scotia and Weddell Seas). The aim of this study was to identify more generic responses and greater experimental reproducibility through implementing a series of short term (4 day), multilevel (3 treatment) carbonate chemistry manipulation experiments on unfiltered natural surface ocean communities, including grazing copepods. The experiments were successfully executed at six different sites, covering a diverse range of environmental conditions and differing plankton community compositions. The study identified the interaction between copepods and dinoflagellate cell abundance to be significantly altered by elevated levels of dissolved CO2 (pCO2), with dinoflagellates decreasing relative to ambient conditions across all six experiments. A similar pattern was not observed in any other major phytoplankton group. The patterns indicate that copepods show a stronger preference for dinoflagellates when in elevated pCO2 conditions, demonstrating that changes in food quality and altered grazing selectivity may be a major consequence of ocean acidification. The study also found that transparent exopolymeric particles (TEP) generally increased when pCO2 levels were elevated, but the response was dependent on the exact set of environmental conditions. Bacteria and nannoplankton showed a neutral response to elevated pCO2 and there was no significant relationship between changes in bacterial or nannoplankton abundance and that of TEP concentrations. Overall, the study illustrated that, although some similar responses exist, these contrasting high latitude surface ocean communities are likely to show different responses to the onset of elevated pCO2.

The benthic foraminiferal community in a naturally CO2-rich coastal habitat of the southwestern Baltic Sea

It is expected that the calcification of foraminifera will be negatively affected by the ongoing acidification of the oceans. Compared to the open oceans, these organisms are subjected to much more adverse carbonate system conditions in coastal and estuarine environments such as the southwestern Baltic Sea, where benthic foraminifera are abundant. This study documents the seasonal changes of carbonate chemistry and the ensuing response of the foraminiferal community with bi-monthly resolution in Flensburg Fjord. In comparison to the surface pCO2, which is close to equilibrium with the atmosphere, we observed large seasonal fluctuations of pCO2 in the bottom and sediment pore waters. The sediment pore water pCO2 was constantly high during the entire year ranging from 1244 to 3324 µatm. Nevertheless, in contrast to the bottom water, sediment pore water was slightly supersaturated with respect to calcite as a consequence of higher alkalinity (AT) for most of the year. Foraminiferal assemblages were dominated by two calcareous species, Ammonia aomoriensis and Elphidium incertum, and the agglutinated Ammotium cassis. The one-year cycle was characterised by seasonal community shifts. Our results revealed that there is no dynamic response of foraminiferal population density and diversity to elevated sediment pore water pCO2. Surprisingly, the fluctuations of sediment pore water undersaturation (Omega calc) co-vary with the population densities of living Ammonia aomoriensis. Further, we observed that most of the tests of living calcifying foraminifera were intact. Only Ammonia aomorienis showed dissolution and recalcification structures on the tests, especially at undersaturated conditions. Therefore, the benthic community is subjected to high pCO2 and tolerates elevated levels as long as sediment pore water remains supersaturated. Model calculations inferred that increasing atmospheric CO2 concentrations will finally lead to a perennial undersaturation in sediment pore waters. Whereas benthic foraminifera indeed may cope with a high sediment pore water pCO2, the steady undersaturation of sediment pore waters would likely cause a significant higher mortality of the dominating Ammonia aomoriensis. This shift may eventually lead to changes in the benthic foraminiferal communities in Flensburg Fjord, as well as in other regions experiencing naturally undersaturated Omega calc levels.

Distribution and concentration of nutrients, carbon compounds and methane in water samples in the southern German Bight (North Sea) in February 2025 , during MOSES Sternfahrt 13

Previous Sternfahrten were mainly conducted in spring and summer. To cover the seasonal aspects more thoroughly, including a winter situation, Sternfahrt 13 was conducted in February 2025 (10–12 February). We used the RV Heincke (cruise HE653/2) instead of the RV Uthörn. The Heincke's draught is greater, so we could not reach all of our previous stations. Surface and bottom water samples were taken with a rosette; in the event of stratification in the water column, an additional sample was taken from the middle.

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