Biologische und morphologische Bewertung von Fließgewässern unter dem besonderen Gesichtspunkt ihres Fischertrages
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.
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.
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.
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.
Die marine Fischerei stellt eine Hauptquelle für die Protein-Versorgung vieler Menschen dar, wobei nach Schätzungen die kleingewerbliche Fischerei etwa 45% aller Fischereierträge und 90% der fischereibezogenen Arbeitsplätze ausmacht. Dennoch wird, aufgrund von Überfischung, ein globaler Rückgang der Kleinfischerei beobachtet, von dem auch das Mittelmeer betroffen ist. Meeresschutzgebiete sollen sowohl die Fischbestände als auch die lokale Fischerei stärken, da ihr Einfluss durch die Ausbreitung der Fischlarven sowie durch das Vorkommen von adulten Tieren über die geschützten Grenzen hinausreicht. Die Fragen, wie weit die Ausbreitung von Larven und adulten Tieren über die Grenzen der Meeresschutzgebiete hinausreicht und inwiefern dies zur Erhaltung der örtlichen Kleinfischerei beiträgt, sind momentan noch weitgehend unbeantwortet. Das Projekt RESERVEBENEFIT nutzt ein Netzwerk von neun Meeresschutzgebieten entlang der spanisch-französischen Mittelmeerküste als Modell-System. Anhand von diesem soll bewertet werden, wie weit Meeresschutzgebiete Ressourcen für die örtliche Fischerei bereitstellen und inwiefern sie zur Erhaltung der genetischen Diversität beitragen.
Zielstellung: Im Rahmen der Pilotzertifizierung der Binnenfischerei im Schaalsee zeigte sich, dass die für eine Nachhaltigkeitsbewertung der Binnenfischerei im Grundsatz geeigneten Indikatoren auch solche Populations- und Wachstumsparameter erfordern, die in der Binnenfischerei bisher nicht erhoben werden. Diese sollten hier beispielhaft für die Kleine Maräne erhoben, der dafür erforderliche Aufwand ermittelt sowie eine exemplarische Überprüfung der Anwendbarkeit der Indikatoren zur Bewertung der Nachhaltigkeit der Binnenfischerei durchgeführt werden. Material und Methoden: Die Untersuchungen wurden am Schaalsee durchgeführt, da in dem o. g. Projekt einige Grundlagen zur Einschätzung der Bestandsdynamik der Hauptwirtschaftsarten und Bewertung der Nachhaltigkeit der fischereilichen Nutzung bereits geschaffen wurden. Im Oktober 2014 wurde im Schaalsee eine Bestandsbefischung mit Multimaschen-Stellnetzen durchgeführt, um eine ausreichende Anzahl Kleiner Maränen zur Bestimmung wichtiger Populationsparameter zu fangen. Bei mindestens 20 Fischen jeder Größengruppe wurden Alter (Schuppen), Geschlecht und Laichreife im Labor bestimmt. Weiterhin wurden die Gonaden gewogen sowie anhand von Unterproben Bruttoenergiegehalt, Eizahl und Eidurchmesser bestimmt. Alter, Länge und Stückmasse der Kleinen Maränen im Fang der Berufsfischerei wurden anhand von Stichproben dokumentiert. Ergebnisse: Insgesamt wurden 817 Kleine Maränen unterschiedlicher Größengruppen gefangen, die den Jahrgängen 0+ bis 4+ angehörten. Die Geschlechtsreife setzte im Alter von 1+ ab einer Totallänge von rund 17 cm ein. Das Geschlechterverhältnis im Fang lag bei 1,15 (weibl. : männl.). Die mittlere Fekundität betrug 10.425 (+- 3024) Eier/Tier (Mittelwert +-Standartabweichung). Es gab eine signifikant positive Korrelation zwischen Fischlänge und Eizahl, aber nicht zwischen Fischlänge und Eidurchmesser. Als asymptotische Länge der Kleinen Maräne wurde ein Wert von rund 31,2 cm errechnet. Der Bruttoenergiegehalt lag im Mittel bei 7,56 (+- 0,6) MJ/kg und zeigte einen guten Ernährungszustand. Die weitere Auswertung der Fangdaten und der Test geeigneter Modelle zur Abschätzung des maximalen nachhaltigen Ertrages (MSY) oder anderer Referenzpunkte ist für 2015 vorgesehen.
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