Biologische und morphologische Bewertung von Fließgewässern unter dem besonderen Gesichtspunkt ihres Fischertrages
Eastern Boundary Upwelling Systems (EBUS) sind nicht nur die produktivsten Ökosysteme im Ozean und von zentraler Bedeutung für die globale Ernährungssicherung, sie sind auch in vielfacher Hinsicht beeinträchtigt durch den Klimawandel. Während ein Anstieg der Auftriebsintensität durch verstärkten Windstress für die polwärtigen Regionen der EBUS prognostiziert wird, werden schwächere Wind- und Auftriebsintensitäten in den äquatorwärtigen Regionen erwartet. Eine zunehmende thermische Schichtung des Oberflächenozeans wirkt den stärkeren Auftriebswinden entgegen. Aktuell ist unklar, wie sich der Auftrieb in den EBUS verändern wird, sicher ist aber, dass es regional und saisonal unterschiedlich ausfallen wird. Unter den vier EBUS sticht das Humboldt Auftriebssystem (HUS) in mehrfacher Hinsicht heraus. Es ist nicht nur das größte und im Hinblick auf Fischereierträge produktivste der vier EBUS, was auf eine außergewöhnlich hohe trophische Transfereffizient hindeutet. Aus bislang ungeklärten Gründen sind Phytoplanktonproduktivität und Auftriebsintensität antikorreliert. In Anbetracht seiner herausragenden Bedeutung für die regionale und globale Fischerei besteht dringender Forschungsbedarf, den Zusammenhang zwischen Auftriebsintensität und Ökosystemproduktivität sowie deren Sensitivität gegenüber Klimawandel aufzuklären. Das CUSCO Projekt wird beobachtende, experimentelle und modellierende Ansätze anwenden, um die Kopplung zwischen Auftriebsintensität, Produktivität, Nahrungsnetzstruktur, Export- und trophische Transfereffizienz bis hin zur Fischrekrutierung besser zu verstehen. Das hier beantragte Arbeitspaket 1 des Verbundvorhabens CUSCO untersucht die Abhängigkeit des Tiefenwasserauftriebs von der räumlichen Struktur des Windfeldes, und dessen zeitlicher Variabilität. In Kombination mit Informationen zur Verteilung der Zentralwassermassen im Auftriebsgebiet kann so die potentielle Versorgung des Ökosystems mit Nährstoffen abgeschätzt werden.
Das Projekt 'Balancing biodiversity Observation with Development in Amazon wetlandS (BONDS)' wird Szenarien für Biodiversität und Ökosystemleistungen für ausgewählte Weißwasser- ('Whitewater'-)Flussauen des Tiefland-Amazonas entwickeln. Diese Flussauen, die seit jeher von nährstoffreichen Sedimenten überschwemmt werden, waren in der Vergangenheit Zentren für menschliche Siedlungen, in denen Subsistenzlandwirtschaft betrieben wurde, ergänzt durch Fischerei und Jagd. In den letzten Jahrzehnten haben kommerzieller Juteanbau, kommerzielle Fischerei und die Ausweitung der Viehzucht traditionelle Muster der Ressourcennutzung gestört. Am Stärksten betroffen von diesen Auswirkungen ist das untere Amazonasgebiet, wo seit Ende der 1970er Jahre etwa die Hälfte der Waldbedeckung in den Überschwemmungsflächen verschwunden ist. Diese Vernichtung der Forstfläche im Überflutungsbereich bedroht sowohl die Artenvielfalt als auch Ökosystemleistungen, da die Artenvielfalt der Fische und die Erträge der Fischerei in starkem Maße mit der Auenbewaldung in Zusammenhang stehen. In den kommenden Jahren werden Amazonas-Überschwemmungsgebiete zunehmend durch Landentwicklungsprojekte und den Ausbau der Landwirtschaft sowie durch den Klimawandel bedroht. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass die Auswirkungen dieser Entwicklung auf die Biodiversität und die Ökosystemleistungen der Überschwemmungsgebiete verdeutlicht werden. Die Arbeitsziele des Teilvorhabens befassen sich mit der Kartierung von Flussauen von Amazonas und Juruá. Dabei werden satellitenbasierte Karten von Feuchtgebieten, Vegetations- und Überflutungsflächen sowie von Chlorophyll-a und Phytoplankton produziert. Um die notwendigen Produkte zu generieren, werden kostenlose optische (Landsat, Sentinel-2, Sentinel-3) und Radardaten (C-band SAR Sentinel-1, L-band SAR ALOS PALSAR) und daraus resultierende Zeitreihenanalysen zusammen mit teilweise bereits verfügbaren Modellen für die Kartierung genutzt.
Zielstellung: Infolge des Braunkohletagebaus wurden in einigen Gewässern der Lausitz schnelle und umfangreiche Veränderungen der Wasserqualität festgestellt, die die Fischfauna und ihre fischereiliche Nutzung beeinträchtigen können. In der Talsperre Spremberg und im Senftenberger See sollen Fischbestandsuntersuchungen erfolgen und deren Ergebnisse mit denen früherer Untersuchungen verglichen werden. Des Weiteren sollen Erkenntnisse zu den Ursachen und Auswirkungen insbesondere des Eintrags von Eisenverbindungen auf die Fischfauna recherchiert und zusammengestellt werden. Ergebnisse: In der 683 ha großen Talsperre Spremberg war das Wasser im Mai 2014 gut mit Sauerstoff versorgt und die pH-Werte lagen im neutralen Bereich. Bei der Befischung wurden die 13 Fischarten Aland, Barsch, Blei, Döbel, Güster, Hecht, Kaulbarsch, Moderlieschen, Plötze, Rapfen, Ukelei, Wels und Zander nachgewiesen. Plötze, Kaulbarsch und Barsch waren am häufigsten, die Anteile der anderen Arten lagen jeweils unter 5 %. Im Vergleich zur Fischbestandserhebung 2009 waren die Einheitsfänge 2014 bei geringen Unterschieden in der Artenzusammensetzung niedriger. Der Anteil des Barsches war deutlich zurückgegangen, wohingegen die Anteile an Plötze und Ukelei zugenommen haben. Der mittlere Fang pro Netz nahm vom nördlichen zum südlichen Bereich nach Anzahl und Biomasse ab. Die Unterschiede waren nicht zwingend auf die Trübung durch ausfällendes Eisen zurückzuführen, könnten aber darauf hindeuten, dass etliche Fische die Trübungsfahne gemieden haben. Im Gegensatz dazu nahmen die Stückzahlen des Makrozoobenthos von Süden nach Norden, möglicherweise als Reaktion auf den Fraßdruck der Fische, deutlich ab. Im Rahmen des Projektberichtes wurden Angaben der wissenschaftlichen Fachliteratur zu den Auswirkungen erhöhter Eisenkonzentrationen auf die unterschiedlichen trophischen Ebenen der Gewässer zusammenfassend dargestellt. Im Senftenberger See wurden 2014 die 15 Fischarten Aal, Barsch, Blei, Döbel, Große Maräne, Güster, Hecht, Kaulbarsch, Kleine Maräne, Plötze, Rotfeder, Schleie, Stör, Wels und Zander nachgewiesen. Im tiefen Litoral waren Barsche und Plötzen am häufigsten, im Freiwasser die Kleine Maräne. Im Vergleich zur Fischbestandsuntersuchung im Jahr 2000 waren die Einheitsfänge der Kleinen Maräne 2014 nach Abundanz und Biomasse deutlich höher. Anders als in den Fängen im Jahr 2000 wurden 2014 nur Fische der Altersgruppen 0+ bis 3+ nachgewiesen. Die Bruttoenergiegehalte der Tiere waren im Vergleich zu 2000 leicht zurückgegangen, ohne aber kritische Werte zu erreichen.
Küstenauftriebsgebiete wie der Benguelastrom vor SW-Afrika sind hochproduktive Ökosysteme von großer ökonomischer Bedeutung. Sie stellen 20% des weltweiten Fischereiertrags auf nur 2% der Weltozeanfläche. Dabei gibt es starke regionale Unterschiede in den Fischbeständen und Fischereianlandungen zwischen verschiedenen Teilsystemen. Trotz ähnlicher Primärproduktion ist der Sardinenbestand im nördlichen Benguela-Auftriebsgebiet vor Namibia seit den1970er Jahren zusammengebrochen, während der Bestand im südlichen Teil immer noch eine wirtschaftlich wichtige Fischereigrundlage stellt. Solche Unterschiede lassen sich nur durch unterschiedliche trophische Strukturen und Abhängigkeiten erklären, bei denen Energie und Biomasse entlang der Nahrungskette weitergeleitet werden. Das BMBF-geförderte Verbundvorhaben TRAFFIC erforscht die Ursachen der unterschiedlichen Produktivität im nördlichen und südlichen Benguela-Auftriebssystem und wie beide Teilsysteme auf den globalen Klimawandel reagieren. Neben der Koordination des Gesamtprojektes (Teilprojekt 0) bearbeitet das ZMT in enger Kooperation mit südafrikanischen und namibischen Partnern Fragen zu den biogeochemischen Stoffflüssen und dem Kohlenstoffkreislauf (TP2) sowie die Rolle der frühen Lebensstadien der Fische (Larven und juvenile) und der Kleinen pelagischen Arten' (Sardinen, Sardellen) in den beiden Teilsystemen (TP4).Verteilung in der Wassersäule, Stellung in der Nahrungskette und Wanderungsverhalten werden untersucht.
Ziel des Projektes MiMeMo ist es, mit Hilfe zweier unterschiedlich strukturierter mathematischer Modelle des arktischen Nahrungsnetzes Veränderungen von räumlichen und saisonalen Muster von Biomasse, Produktion und Fischereiertrag unter klimatisch veränderlichen Bedingungen zu quantifizieren. Das Helmholtz Zentrum Geesthacht wird dazu das gekoppelte physikalisch-biogeochemische Modell SCHISM-ECOSMO E2E in einer erweiterten Region Barents See/Arktischer Ozean implementieren und mit Bezug zum arktischen Nahrungsnetz weiterentwickeln. Das Modell wird dabei um Ökosystemkomponenten im arktischen Meereis und Formulierungen zur Fischmigration erweitert. Anschließend werden Simulation sowohl für vergangene Zeiträume als auch für Zukunftsszenarien durchgeführt und mit Hilfe statistischer Methoden analysiert.
Auf der Tagung der Internationalen Kommission für die Erhaltung der Thunfischbestände im Atlantik (ICCAT) vom 14. bis zum 21. November 2016 in Vilamoura/ Portugal haben sich die Vertragsstaaten auf einen Wiederauffüllungsplan für Schwertfischbestände im Mittelmeer verständigt. Der auf 15 Jahre angelegte Wiederauffüllungsplan enthält Obergrenzen für Fangmengen, zeitweise Verbote und andere technische Maßnahmen, um die Jungtiere zu schonen. 2017 gilt eine Grenze von 10.500 Tonnen, die in den nächsten fünf Jahren jeweils um 15 Prozent reduziert werden soll: 2018 wären das 10.185 Tonnen und 2022 nur noch 8.925 Tonnen.
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