s/makrophytobenthos/Mikrophytobenthos/gi
Während des Sommers 1972 wurden Bodenproben im westlichen Teil des Knechtsandgebietes entnommen zur Analyse des Mikrophytobenthos und der Makrofauna (HAUSER u. MICHAELIS 1975). Aufgrund des Sedimenttypus wurden mehrere Biotope unterschieden. Die Verteilung der Kieselalgengesellschaften über diese Biotope wurde mit Hilfe einer Clusteranalyse untersucht. Die Ergebnisse zeigen gute Übereinstimmung zwischen Kieselalgengesellschaften und Biotopen, besonders dort, wo es sich um extreme Biotope handelt (z.B. das Farbstreifenwatt). Es wird darauf hingewiesen, dass die scharfen Unterschiede zwischen den von BROCKMANN vorgeschlagenen Gesellschaften nicht immer existieren und das weitere Untersuchungen mit Hilfe von Dauerstationen erforderlich sind, um den Einfluss jahreszeitlicher Periodizität der dominanten Arten auf die Struktur der Gesellschaften erkennen zu können.
Die Watten und Rinnen im Einzugsgebiet der Otzumer Balje, des Seegats zwischen Langeoog und Spiekeroog, sind Schwerpunktgebiet des Programms „Ökosystemforschung Niedersächsisches Wattenmeer“. Die nach West und Ost angrenzenden Bereiche bis Norderney und Mellum sind so genannte „Nebenforschungsräume“. Im Rahmen der Vorphase wurde für diesen Abschnitt des Wattemeeres (Norderney bis Mellum) eine Dokumentation aller verfügbaren publizierten und unveröffentlichenten Benthosuntersuchungen erstellt. Die Ergebnisse wurden gesichtet, die Methoden kritisch bewertet, Forschungsdefizite herausgestellt und Empfehlungen für fortgesetzte Phasen der Ökosystemforschung sowie für ein küstenweites Benthosmonitoring wurden formuliert. Das Makrozoobenthos der Wattflächen erwies sich als die mit Abstand bevorzugt untersuchte Organismengruppe, über deren räumliche und zeitliche Verteilung umfangreiche Kenntnisse vorliegen. Ein beträchtlicher Mangel an Daten und Kenntnissen besteht dagegen im Hinblick auf sublitorales Makrobenthos sowie eulitorales Mikrophytobenthos und Meiozoobenthos. The catchment area of the Otzumer Balje, a tidal inlet between the East Frisian island Langeoog and Spiekeroog, has been selected as main area of the „Wadden Sea ecosystem research programme of Niedersachsen“. Additionally, the adjacent areas as far as Norderney to the west and Mellum to the east will be included. The present report contains results of the pre-phase of the programme, in which all available studies and surveys on the benthos of the outlined area are evaluated. Microphytobenthos, macrophytobenthos, Meiozoobenthos and macrozoobenthos are considered. Results and methods are critically discussed, the research deficits are elaborated and recommendations are given for the development of the continued programme.
Im Weser Ästuar werden seit 1968 Untersuchungen durchgeführt, um den Einfluss von Abwasser aus der Titandioxidindustrie auf die Zusammensetzung des Makrozoobenthos abzuschätzen. Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse aus dem Untersuchungszeitraum 1982-1994 vor. Für die Interpretation der Langzeitentwicklung werden die Werte mit den Daten von 1976-1980 verglichen. Im Zuge des laufenden Monitoringprogrammes werden 7 Stationen im Eulitoral der Wesermündung zweimal jährlich beprobt. Erfasst werden Zusammensetzung, Dichte und Biomasse des Makrozoobenthos, Pflanzenfarbstoffe im Sediment, die Salinität des Bodenwassers sowie einige Messgrößen für die Beschreibung der Sedimentbeschaffenheit. Die Dynamik des Makrozoobenthos läßt sich zum Teil auf zeitweilige Veränderungen der Salinität zurückführen. So wurde in Jahren mit geringem Oberwasserabfluß das Einwandern einiger mariner Arten ins Ästuar registriert (Arenicola marina, Mytilus edulis). Zur gleichen Zeit zog sich der limnische Oligochaet Limnodrilus hoffmeisteri flußaufwärts aus dem Untersuchungsgebiet zurück. Der Brackwasser-Spionide Marenzelleria viridis hat sich seit seiner Einwanderung, erste Registrierung 1986, als dauerhafter Neusiedler in der Wesermündung etabliert. Andere Brackwasserarten, Streblospio shrubsoli und Tubificoides heterochaetus, zeigen ausgeprägte Schwankungen ihrer Populationsdichte, deren Ursache im Laufe der Untersuchung nicht geklärt werden konnte. In einem Teil des Untersuchungsgebietes (Lunewatt) ist die Gesamtbiomasse des Makrozoobenthos seit 1983 stark rückläufig. Das Mikrophytobenthos ist in der Wesermündung mit 40-80 mg Chloropyll / qm nur spärlich entwickelt In Zeiten mit erhöhter Salinität konnteeine Steigerung der Chlorophyll Werte festgestellt werden. Es gibt keine Hinweise auf eine kontinuierliche Anreicherung von Eisen im Sediment. Die Eisenbindungskapazität des Sedimentes ist allerdings möglicherweise ausgeschöpft. Im Hinblick auf die Korngrößenverteilung in den Sedimenten deutet sich im gesamten Untersuchungsgebiet ein langfristiger Rückgang der Fein- kornfraktion an. Diese Entwicklung ist im Blexer Watt besonders ausgeprägt. Die Merkmale einer gestörten Benthosgemeinschaft, z.B. Artenarmut und hohe Dominanz einzelner Arten, sind typisch für das heutige Bild der Wesermündung. Wie groß de Anteil anthropogener Störungen ist, und wie stark die Titanabwässer die Lebensgemeinschaft modifizieren, kann aus den Ergebnissen der Routineuntersuchungen nicht abgeleitet werden.
Die Watten und Rinnen im Einzugsgebiet der Otzumer Balje, des Seegats zwischen Langeoog und Spiekeroog, sind Schwerpunktgebiet des Programms "Ökosystemforschung Niedersächsisches Wattenmeer". Die nach West und Ost angrenzenden Bereiche bis Norderney und Mellum sind sogenannte „Nebenforschungsräume“. Im Rahmen der Vorphase wurde für diesen Abschnitt des Wattenmeeres (Norderney bis Mellum) eine Dokumentation aller verfügbaren publizierten und unveröffentlichten Benthosuntersuchungen erstellt. Die Ergebnisse wurden gesichtet, die Methoden kritisch bewertet, Forschungsdefizite herausgestellt und Empfehlungen für fortgesetzte Phasen der Ökosystemforschung sowie für ein küstenweites Benthosmonitoring wurden formuliert. Das Makrozoobenthos der Wattflächen erwies sich als die mit Abstand bevorzugt untersuchte Organismengruppe, über deren räumliche und zeitliche Verteilung umfangreiche Kenntnisse vorliegen. Ein beträchtlicher Mangel an Daten und Kenntnissen besteht dagegen im Hinblick auf sublitorales Makrobenthos sowie eulitorales Mikrophytobenthos und Meiozoobenthos.
Die benthische Vegetation der Küstengewässer der Ostsee wird aus Großalgen und Angiospermen (= Bedecksamer, i. e. S. Blütenpflanzen) gebildet. Man teilt die benthischen Pflanzen in Weich- und Hartbodenvegetation ein. Erstere verankern sich mit Wurzeln bzw. wurzelähnlichen Organen im Sediment, letztere befestigen sich mit Haftscheiben oder -krallen auf dem festen = harten Untergrund. Bei Hartbodenvegetation handelt es sich ausschließlich um Großalgen der taxonomischen Gruppen Grün-, Braun- und Rotalgen (Abb. 1). Großwüchsige Formen besiedeln vorwiegend stabiles Hartsubstrat (Steine, Blöcke), während kleinwüchsige und kurzlebige Algenarten auch instabilere Substrate (z. B. Kies) sowie sekundäre Hartsubstrate wie Miesmuscheln oder auch andere Pflanzen bewachsen. Abb. 1: Hartbodenvegetation bestehend aus dem Sägetang Fucus serratus , dem Schwarzen Gabeltang Furcellaria lumbricalis und verschiedenen Rotalgenarten auf Steingrund (links) und rote braune Feinalgen auf einer Mergel-/Miesmuschelbank (rechts). Bei Weichbodenvegetation handelt es sich in erster Linie um höhere Pflanzen (Angiospermen) wie dem Gemeinen Seegras Zostera marina (Abb. 2). Armleuchteralgen (= Charophyten), eine speziell an den Weichboden angepassten Gruppe der Großalgen siedelt ebenfalls auf Weichboden, aber nur in sehr geschützten Bereichen mit reduziertem Salzgehalt. Vorzugsweise werden Sandgründe besiedelt, während reine Schlick- oder Kiesgründe nur vereinzelt, von ganz bestimmten Pflanzenarten oder -gruppen bewachsen werden. Abb. 2: Typische Weichbodenvegetation geschützter innerer Küstengewässer bestehend aus Armleuchteralgen, höheren Pflanzen des Brackwassers (Meersalden) und des Süßwassers (Laichkraut) (links) sowie eine dichte Seegraswiese der offenen Küstengewässer bestehend aus dem GemeinenSeegras Zostera marina (rechts). Die Verteilung der Weich- und Hartböden und damit der für die jeweiligen Bodenarten typischen Pflanzengruppen zeigt entlang der deutschen Außenküste, also in den offenen, „äußeren“ Küstengewässern, sehr vielfältige, kleinräumig verzahnte Substratverhältnisse in den für die Pflanzen relevanten Flachwasserzonen. Weichböden verschiedenster Ausprägung, also von Feinsand bis Grobkies, wechseln sich mit Stein- und Blockfeldern aber auch Mergel-, Kreide- oder gar Torfgründen unterschiedlichster Flächengröße ab und bilden so die Basis für ein eng verzahntes Mosaik aus unterschiedlichsten Biotoptypen. Der Meeresboden in den inneren Küstengewässer, also in den Förden, Buchten, Ästuaren, Haffs und Boddengewässern, ist dagegen fast durchgehend von Weichboden geringer Korngröße wie Feinsand- und Schlickgrund gekennzeichnet. Die geschützte Lage bedingt eine Akkumulation solcher Feinsedimente. Zusätzlich gefördert durch die meist geringe Wassertiefe und damit hohen Lichteinstrahlung dieser geschützten Küstenbereiche sind die typischen Weichbodengruppen höhere Pflanzen (Angiospermen) und Armleuchteralgen die dort dominierenden Pflanzenkomponenten, während die Großalgen eher eine untergeordnete Rolle spielen. Durch den ausgeprägten horizontalen Salzgehaltsgradienten mit ca. 18-20 psu im westlichen und ca. 6-8 psu im östlichen Teil der Küstengewässer verringert sich die Artenzahl der Hartbodenvegetation (Großalgen) sprunghaft entlang des Küstenverlaufes. Auch am Übergang zwischen den inneren und äußeren Küstengewässern ergibt sich ein Salzgehaltsgradient mit nahezu Süßwasserverhältnissen in manchen inneren Bereichen. Dort können Pflanzenarten des Süßwassers, vor allem Angiospermen und Armleuchteralgen zum Artenspektrum hinzutreten. Innerhalb dieser Salzgehaltsgradienten ergibt sich ein Artenminimum, das bei einem Salzgehalt zwischen 5 und 8 psu liegt. Weichbodenvegetation ist in der Ostsee durch ihre hohen Lichtansprüche natürlicherweise auf Tiefenbereiche oberhalb von 10–13 m beschränkt und wächst besonders dicht in inneren, geschützten Küstenbereichen wie Buchten, Fjorden oder Boddengewässern. In Abhängigkeit von geeignetem Substrat können Großalgen der westlichen Ostsee natürlicherweise bis in 30 m Wassertiefe vorkommen. Marine Pflanzen bauen langfristig existierende, hohe Biomassen auf. Sie nehmen sehr unterschiedliche Ökosystemfunktionen in den Küstengewässern ein. Insbesondere großwüchsige Formen verringern die Wellen- und Brandungsenergie. Arten, die im Weichboden wurzeln erhöhen die Stabilität dieser Sedimente. Beide Faktoren wirken sich positiv auf eine verminderte Küstenerosion aus. Die Vegetation sorgt für eine gute Wasserqualität, da sie als Primärproduzent Nährstoffe aufnimmt und Sauerstoff produziert. Natürlich dienen benthische Pflanzen auch als Nahrung vieler Wirbelloser, jedoch ist diese Rolle im Vergleich zu den einzelligen Pflanzen der Wassersäule (Phytoplankton) oder des Bodens (Mikrophytobenthos) eher untergeordnet. Die größte Bedeutung haben marine Pflanzen als Lebensraum, Nahrungsgrund, Laichgebiet und Kinderstube für Wirbellose, Fische und Vögel. Die Verbreitung und die Häufigkeit von Großalgen und Angiospermen (angegeben als Bedeckung und/oder Biomasse) werden durch verschiedenste physikalische und chemische Faktoren reguliert. Salzgehalt, Temperatur, Nährstoffverfügbarkeit sowie Art und Flächenverteilung der jeweiligen Substrate haben einen entscheidenden Einfluss auf die horizontale Verteilung der Vegetation. Für die vertikale Verbreitung sind dagegen Wellenexposition für die obere und Lichtverfügbarkeit für die untere Verbreitungsgrenze die bestimmenden Faktoren. Die Wasserrahmenrichtlinie benennt verschiedene ökologische Begriffe wie Arten-vielfalt, Abundanz und das Vorhandensein bzw. Fehlen sensitiver und toleranter Arten, mit denen die Bewertung der biologischen Qualitätskomponenten durchgeführt werden soll. Für die Küstengewässer der Ostsee, in denen vergleichsweise starke natürliche Schwankungen von Umweltfaktoren vorliegen, ist gerade die Verwendung von Begriffen wie Sensitivität bzw. Toleranz schwierig, da unter diesen Bedingungen vorwiegend tolerante Arten mit eher geringen Ansprüchen an die Umwelt vorkommen. Durch die geringe natürliche Artenvielfalt, bedingt durch den natürlichen Salzgehaltsgradienten und das ausgeprägte Artenminimum ist die Nutzung dieses Faktors als Bewertungsgrundlage ebenfalls erschwert. Veränderungen von Pflanzenbeständen durch anthropogene Beeinflussung sind seit Jahrzehnten für die Ostsee wissenschaftlich gut dokumentiert. Die Eutrophierung und die mit ihr verbundene Verschlechterung des Lichtklimas werden als Hauptfaktor für die strukturellen Veränderungen der Bestände angeführt. Als Auswirkung der Eutrophierung werden Verringerung der Tiefenausbreitung, Überwachsen mehrjähriger Makrophyten durch schnellwachsende, kurzlebige Arten und das Verschwinden mehrjähriger, habitatbildender Arten benannt. Zur Bewertung der Großalgen und Angispermen der Ostsee liegen zwei Verfahren vor: Das Bewertungsverfahren PHYBIBCO (PHYtoBenthic Indexfor Balticinner COastalwaters) bewertet die Vegetationskomponenten der inneren Küstengewässern der Ostsee. Das Bewertungsverfahren BALCOSIS (Baltic ALgae COmmunity analySIs System) bewertet die Vegetationskomponenten der äußeren, offenen Küstengewässern der Ostsee. Zur Bewertung der opportunistschen Grünalgen liegt das Verfahren OMAI (Opportunistic Macroalgae-cover/acreage on soft sediment intertidal in coastal waters) vor.
Frank, D. & Schnitter, P. (Hrsg.): Pflanzen und Tiere in Sachsen-Anhalt Algen (Cyanobacteria et Phycophyta) Checkliste. Stand: Dezember 2013 Lothar Täuscher Einführung Der Begriff „Algen“ („Organisationstyp Phycophyta“) ist eine künstliche Sammelbezeichnung für unterschied- liche primär photoautotrophe (Chlorophyll-a besitzen- de) Organismen mit verschiedenen Entwicklungslinien, bei deren Photosynthese mit Hilfe der Sonnenlichtener- gie aus anorganischen Stoffen einfache organische Sub- stanzen und Sauerstoff produziert werden. Charakteris- tisch für diese zu den Kryptogamen gehörenden „nie- deren Pflanzen“ ist ein Thallus (Einzelzellen, Kolonien, Trichome/Fäden oder primitive Vegetationskörper) ohne echte Wurzeln, Stängel und Blätter. In die Checkliste wurden folgende Algengruppen ein- bezogen: die zu den Eubacteria (Monera) gehörenden Cyanobacteria (= Cyanophyta = Cyanoprokaryota = Cy- anophyceae = Nostocophyceae: Cyanobakterien/Blaual- gen) und die eukaryotischen Algen (Protoctista) Rhodo- phyta (Rhodophyceae = Bangiophyceae: Rotalgen), He- terokontophyta (Chrysophyta = Chromophyta = Chry- sophyceae sensu lato = Chrysophyceae sensu stricto; Dictyochophyceae et Synurophyceae: Goldalgen im wei- testen Sinne; Xanthophyceae = Tribophyceae: Gelbgrün- algen; Eustigmatophyceae; Bacillariophyceae: Kieselal- gen; Phaeophyceae = Fucophyceae: Braunalgen), Hapto- phyta (Haptophyceae = Prymnesiophyceae: Kalkalgen), Cryptophyta (Cryptophyceae: Schlundgeißler), Dino- phyta (Dinophyceae: Panzergeißler), Euglenophyta (Eu- glenophyceae: Schönaugengeißler), Chlorophyta (Chlo- rophyceae, Trebouxiophyceae, Ulvophyceae, Trentepoh- liophyceae, Prasinophyceae: Grünalgen)und Charo- phyta (Zygnemophyceae = Conjugatophyceae: Jochal- gen, Klebsormidiophyceaea, Charophyceae: Armleuch- teralgen) als wichtigste Algen-Taxa im Binnenland (vgl. Krienitz 2000, 2009, Mollenhauer & Gutowski in Bundesamt für Naturschutz 1996, Täuscher 2002, 2004a, 2011a). Die Bestandssituation der Charophyceae (Armleuchteralgen) wird in einem separaten Kapitel im unmittelbaren Anschluss an den vorliegenden Beitrag dargestellt (siehe auch Korsch 2013). Einige Arten gehören zu den Makrophyten in den Binnengewässern. Dies sind vor allem die Armleuchter- algen (Charales) und einige büschel- und/oder watten- bildende „Fadenalgen“ (Cladophora-, Draparnaldia-, Mougeotia-, Oedogonium-, Spirogyra-, Stigeoclonium-, Ulothrix-, Ulva- [= Enteromorpha-] und Zygnema-Ar- ten), die beim Austrocknen von temporären Kleingewäs- sern und an Gewässerrändern das sogenannte „Meteor- papier“ bilden. Die Schlauchalgen Vaucheria dichotoma und weitere Vaucheria-Arten aus der Klasse der Gelb- grünalgen (Xanthophyceae = Tribophyceae) bilden in nährstoffarmen und mäßig nährstoffreichen Klargewäs- sern polsterartige Grundrasen als untere Verbreitungs- grenze der Makrophyten-Besiedlung aus und können mit Armleuchteralgen (Charales), mit Wassermoosen (z. B. Fontinalis antipyretica) und/oder mit der Was- serpest (z. B. Elodea canadensis) vergesellschaftet sein. Für Fließgewässer mit starker Strömung und geringer bis mäßiger organischer Belastung sind Vergesellschaf- tungen von Vaucheria-„Schläuchen“ mit Cladophora glomerata-Büscheln typisch. Geringe Vaucheria-Vor- kommen in Fließgewässern zeigen einen naturnahen Zustand an, während Massenvorkommen als Störzeiger zu bewerten sind. Dabei ist Vaucheria sessilis (= Vauche- ria bursata) die häufigste Fließgewässer-Art (Täuscher 2012a). Der Großteil der anderen Algenklassen in den Binnengewässern sind Mikroalgen, die kleiner als 1 mm und/oder nur mit Hilfe des Lichtmikroskopes bestimmbar sind. Bei den Mikroalgen wird nach der Lebensform zwischen Mikrophytobenthos (Synonym: Aufwuchs, Bewuchs, Periphyton) und Phytoplankton unterschieden. Zwischen den Makrophyten lebende Mikroalgen werden als Metaphyton, Pleucon oder Pseudoperiphyton bezeichnet. Einige benthische Mi- kroalgen können als Tychoplankter im Freiwasser auf- treten. Nur Massenentwicklungen sind als Beläge und Häute („Frosch- oder Krötenhäute“), Watten, Krusten und Schleime bzw. Gallertkugeln auf verschiedenen Substraten und als Wasserblüten (flos aquae) oder Ve- getationsfärbungen im Freiwasser makroskopisch er- Grünalge Monactinus simplex. Foto: H. Täuscher, © Leibniz- Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei Berlin. 63 kennbar. Die Algen sind in den meisten Gewässern die Hauptprimärproduzenten und Grundlage der Nah- rungsketten bzw. -gewebe. Sowohl die einzelnen Arten als auch die Algengesellschaften können gut zur Bioin- dikation der Gewässergüte genutzt werden (Täuscher 1998a, 2007, 2011a, 2012a). Außerhalb der Gewässer sind „Luftalgen“ (aerophytische/atmophytische Taxa: Apatococcus lobatus, Trentepohlia-Arten) als grüne Beläge, rotbraune und/oder orangerote bis graugrüne Lager auf Baumrinden und Gesteinen zu finden. Da die Algen nach der EG-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL 2000) als biologische Qualitätskomponenten für den ökologischen Zustand der Gewässer beim Phytoplankton und beim Phytobenthos ausschließlich und bei den Makrophyten zusammen mit den Moosen, Farnen und Blütenpflanzen eine sehr große Rolle spielen, sind Literaturbefunde der historischen Algen-Besiedlung für die Definition eines Leitbildes für einen natürlichen bzw. naturnahen Zustand der Gewässer sehr wichtig (vgl. Mischke & Behrendt 2007, Mischke & Nixdorf 2008, Täuscher 2005, 2007, 2009c, 2010). Im Lebensraumtyp 3140 „Oligo- bis mesotrophe kalkhaltige Stillgewässer mit benthischer Armleuchteralgen-Vegetation (Characeae) (= hard oligo-mesotrophic waters with benthic vege- tation of Chara ssp.)“ nach der Fauna-Flora-Habitat- Richtlinie (FFH-RL 1992) haben Armleuchteralgen- und Schlauchalgen-Vorkommen eine sehr große Bedeutung (s. Kabus 2004, Täuscher 2005, 2009f, 2010, 2012a). Für den Lebensraumtyp 1340 „Salzwiesen im Binnenland (= inland salt meadows)“ ist die Darmgrünalge (Ulva intestinalis = Enteromorpha intestinalis) eine charakteri- stische Makroalge (s. Täuscher 2002). Taxonomie und Nomenklatur Taxonomisch-nomenklatorische Referenzliteratur für den vorliegenden Beitrag sind die „Süßwasserflora von Mitteleuropa“ (Büdel et al. 2000–2013, Ettl et al. 1978– 1999), „Das Phytoplankton des Süßwassers“ (Huber- Pestalozzi 1938–1983) und „Die Desmidiaceen Mit- teleuropas“ (Růžička 1977, 1981). Außerdem wurde bei verschiedenen Groß-Taxa, wo eine neue Bearbeitung und/oder eine Weiterführung in den genannten Stan- dardwerken bisher noch nicht erfolgte, auf die Schriften von Hoef-Emden (2007), Hoef-Emden & Melkonian (2003), Hindák (1978, 1996a, b), Hindák et al. (1975), Komárek (1999), Krienitz & Bock (2012), Kusel- Fetzmann (2002), Lenzenweger (1996–2003), Si- mons et al. (1999), Stastny & Kouwets (2012) und Wołowski & Hindák (2005) Bezug genommen. Bei ei- nigen Arten werden außer dem Nominattaxon auch durch „et“ aufgelistete infraspezifische Taxa (subsp. = subspecies, var. = varietas, f. = forma) genannt. Die Go- niochloris-, Pseudostaurastrum- und Tetraedriella-Taxa, die früher in der Klasse Xanthophyceae = Tribophyceae 64 geführt wurden, werden neuerdings in die Klasse Eustig- matophyceae gestellt (Guiry et al. 1996–2013, Hibberd & Leedale 1971, Krienitz 2009, Täuscher 2012a). Nach Mrozińska (1985 in Ettl et al. 1978–1999) sind für eine sichere Artdiagnose in den Gattungen Bulbochaete C. A. Agardh, 1817 und Oedogonium Link, 1820 der Ord- nung Oedogoniales gut entwickelte Antheridienzellen, Oogonien und Oosporen notwendig. Wenn diese nicht ausgebildet sind, können in der Artenliste nur die spec.- Angaben Bulbochaete spec. und Oedogonium spec. angegeben werden. Die in Algen-Artenlisten zum Teil genannten „Farblosen Flagellaten unsicherer Stellung“ (Protomonadales) und weitere „Mikroalgen“ ohne Chlo- rophyll-a wurden nicht in die Checkliste aufgenommen. Die farblose Chilomonas paramaecium-Gruppe umfasst die Arten C. paramaecium Ehrenberg, 1838 (= Cryp- tomonas paramaecium [Ehrenberg] Hoef-Emden & Melkonian, 2003, s. Hoef-Emden & Melkonian 2003), C. insignis (Skuja) Javornicky, 1967 und C. oblonga Pa- scher, 1913 (von Heynig 1970, 1976 für Sachsen-An- halt angegeben). Hyaloraphidium contortum Pascher & Korschikoff ex Korschikoff, 1931 und H. rectum Korschikoff, 1953 sind farblose Grünalgen (Chloro- phyta, Chlorophyceae, Sphaeropleales) und kommen nach Heynig (1970, 1972a, 1979a, b, 1984, 1999) und Krienitz (1984a, b, c, d) in eutrophen und mäßig or- ganisch belasteten Gewässern in Sachsen-Anhalt vor. Eine weitere Hyaloraphidium-Art (H. curvatum Kor- schikoff, 1931) ist ein Pilz (Ustinova et al. 2000). Zu den Bicosoeca-Taxa (z. B. Bicosoeca planctonica Kisselev, 1931 var. multiannulata [Skuja] Bourrelly, 1951: s. Heynig 2000), Pachysoeca ruttneri (Bourrelly) Fott (s. Heynig 1961a) und Salpingoeca-Taxa (Salpingoeca frequentissima [Zacharias] Lemmermann, 1913, Sal- pingoeca obliqua [Fott] Heynig, 1992, s. Heynig 1961, 1969, 1987) sollen noch folgende wichtige Anmerkun- gen gemacht werden. Diese farblosen Flagellaten (s. Cy- rus & Hindák in Hindák 1978, Huber-Pestalozzi 1941/1976, Täuscher 2012a) gehören nach Kristian- sen & Preisig (2001) zu den Bicosoecidea bzw. Craspe- domonadophycidae = Choanoflagellata (Zooflagellaten) und damit zu den Protozoen. Distigma proteus Ehren- berg emend. E. G. Pringsheim, 1942 ist eine farblose Euglenophycee (Eugleninae noncoloratae, s. Huber-Pe- stalozzi 1955/1969). Außerdem ist die „Cyanobakterie/ Blaualge“ Marssoniella elegans Lemmermann, 1900, die in Krienitz & Täuscher (2001) genannt wird, zu streichen, da es sich um Protozoen-Sporen von Gurleyi marssoniella Doflein, 1898 handelt (unter Excludenda in Komárek & Hauer 2004–2013). Auch die Roten Listen der Algen von Deutschland (Bundesamt für Naturschutz 1996), die Algen-Lis- ten von Berlin und Hamburg (Geissler & Kies 2003) und die Cyanobacteria- und Algen-Listen in der „Taxa- liste der Gewässerorganismen Deutschlands zur Kodie- Algen (Cyanobacteria et Phycophyta) rung biologischer Befunde“ (Mauch et al. 2003) sind darüber hinaus wichtige Referenzen. Aktuelle Angaben zur Nomenklatur und Synonymik sind in Guiry et al. (1996–2013), Jahn & Kusber (2006) und Kusber & Jahn (2003) zu finden. Bearbeitungsstand, Datengrundlagen Sachsen-Anhalt gehört zum Altmoränengebiet und besitzt deshalb keine glazial entstandenen Seen (s. Nix- dorf et al. 2001, 2004, Zinke 2000). Während der Salzi- ge See (historischer Fundort der sehr seltenen „See-Ball- Grünalge“ Aegagropila linnaei = Cladophora aegagropi- la: s. Hoek 1963), der ehemals größte natürliche See Mitteldeutschlands, seit über 100 Jahren nicht mehr exis- tiert (s. Heynig 2000, Klapper 2001, Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt 2000, Schubert et al. 2005), ist der Süße See (Heynig 2000, Hoehn & Ewig 1998) weiterhin von großer Bedeutung für das Mansfelder Land. Auch der Arendsee in der Altmark ist ein tiefer Subrosionssee (Rönicke 1986, Zacharias 1899a, b). Altwasserflachseen (z. B. Kamernscher-Schönfelder See im Elbe-Havel-Winkel, Kühnauer See bei Dessau) sind alte Elbläufe, die durch den Deichbau von der Dynamik der Wasserstände der Elbe weitgehend isoliert sind (Lüderitz et al. 1997, Täuscher 1991, 2011b). Weitere stehende Gewässer sind Talsperren bzw. Speicherbecken (Heynig 1962b, 2003, 2004), Braunkohlerestgewässer, Ton-, Kies-, Lehmgruben und Teiche. Im Harz und in der Altmark spielen Moore, Moorgewässer und Quellen als besondere Algenbiotope eine große Rolle (Reinecke 1999 2004, 2006, Walter 1997). Über die Taxa-Zusam- mensetzung von Kieselgur-Vorkommen bei Klieken im Biosphärenreservat „Mittlere Elbe“ geben Krüger (1975) und Schulz & Gampp (1978) wichtige Informationen zur historischen Diatomeen-Besiedlung. Die Fließgewässer sind in Sachsen-Anhalt in verschiedenster Größe, Geo- morphologie, Hydrologie und hinsichtlich ihrer Genese sowohl als natürliche Gewässer (Bäche, Flüsse, Ströme incl. Auengewässer) als auch in Form künstlicher Was- serläufe (Gräben, Kanäle) anzutreffen. Für ihre Untersuchungen über Algen und zur Algen- Besiedlung im 19., 20. und 21. Jahrhundert sind nach- folgende Personen und Meilensteine der Phykologie in Sachsen-Anhalt bekannt (s. Korsch 2013, Täuscher 2009b, c). Dabei sollen zuerst die Leistungen und Werke verstorbener Algenforscher chronologisch gewürdigt werden: ■ Kurt Sprengel (1766–1833) gab Chara-Arten in der „Flora Halensis“ an (Sprengel 1832, Korsch 2013). ■ Christian Ludwig Nitzsch (1782–1837) wirkte als Professor für Naturgeschichte an der Universität Halle/Saale und ist der Autor der Zieralgen-Gattung Closterium 1817 (Mollenhauer 2002 und zit. Lit., Piechocki 1979). Nach ihm wurde von Arthur Hill Hassall (1817–1894) die Kieselalgen-Gattung Nitz- schia 1845 benannt. ■ Von Samuel Heinrich Schwabe (1789–1875) stam- men Befunde über Armleuchteralgen (Charales) und über weitere makroskopisch auffallende Algen aus der „Flora von Anhalt“ (Schwabe 1839, 1865). 1834 be- schrieb Schwabe die neue „Algen“-Gattung Anhaltia S. H. Schwabe, 1834 mit der Art Anhaltia fridericae Schwabe, 1834, die aber nach Komárek & Hauer (2004–2012) keine Algen-Gattung ist und zu den Excludenda gehört (Anhaltia = Bacteria [?]). ■ Friedrich Wilhelm Wallroth (1792–1857) verzeich- nete einige Chara-Arten für das Gebiet von Sachsen- Anhalt (s. Korsch 2013). ■ Durch die Neubeschreibung der Armleuchteralge Chara intermedia A. Braun, 1859 von Alexander Carl Heinrich Braun (1805–1877) wurde das Ge- biet des Salzigen Sees als locus classicus für diese Art bekannt (s. Korsch 2013, Schubert et al. 2005, Täuscher 2009b, c). ■ In der Kryptogamenflora von Gottlob Ludwig Ra- benhorst (1806–1881) sind Angaben über Algen- Funde für das Gebiet von Sachsen-Anhalt zu finden (Rabenhorst 1863, Korsch 2013). ■ Friedrich Traugott Kützing (1807–1893) entdeckte 1833 den Kieselsäuregehalt der Diatomeen (Kalbe 1973, 1980, 2005), prägte den Namen Chlorophyceae und ist außerdem der Namensgeber der Algenfarb- stoffe Phycoerythrin und Phycocyan (Mollenhauer 2002). Als Pionier der enzyklopädischen Bearbeitung der Algen sind seine Schriften von sehr großer Be- deutung (Kützing 1834, 1843, 1844, 1845, 1845– 1871, 1849, 1865, vgl. Mollenhauer 2002). ■ Christian Friedrich August Garcke (1819–1904) berücksichtigte in der „Flora von Halle“ viele Algen. Besonders gut sind die Armleuchteralgen (Charales) bearbeitet (Garcke 1856, Korsch 2013). ■ Über die Phytoplanktonbesiedlung des Arendsees gibt es durch Otto Zacharias (1846–1916) aus dem Jahr 1899 erste Mitteilungen (Zacharias 1899a, b). Er war als erster Direktor der Biologischen Station zu Plön von 1892 bis 1916 und als Verfasser des Buches „Das Plank- ton als Gegenstand der naturkundlichen Unterweisung in der Schule“ (Zacharias 1907) ein Mitbegründer der Limnologie in Deutschland (vgl. Thienemann 1917, Wetzel 2004). ■ George Karsten (1863–1937) ist der Autor ver- schiedener Arbeiten über Diatomeen (Floristik und sexuelle Fortpflanzung) (s. Kalbe 1973, 1980, 2005, Mollenhauer 2002) und der Verfasser von Schrif- ten zu Bacillariophyta (Karsten 1928, 1931). ■ Walter Emil Friedrich August Migula (1863–1938) fasste das Wissen über Armleuchteralgen in seinem Buch „Die Characeen Deutschlands, Oesterreichs und der Schweiz“ zusammen (Migula 1897, Korsch 2013). 65
Die Lebensgemeinschaft am Seeboden gibt in ihrer Artenzusammensetzung Auskunft über den Zustand sowohl des Gewässers als auch des Sediments. Ihre Untersuchung ist daher ein wichtiger Teil der Seenüberwachung. Gegenüber der frei beweglichen Lebensform der Freiwasserlebensgemeinschaften leben alle Bewohner des Seebodens mehr oder weniger ortsgebunden. Ihre Zusammensetzung ist daher vorwiegend ein Spiegel lokaler Umweltbedingungen. Am Seeboden ändern sich die Lebensbedingungen oft sehr kleinräumig. Daher sind für die Bewertung des Seezustandes aufwändigere und flächendeckendere Beprobungen als beim Freiwasser erforderlich. Vor allem aus diesem Grund waren bislang umfassendere Bestandsaufnahmen der Lebensgemeinschaften des Seebodens auf den Bodensee beschränkt. Dabei wurden sowohl Makrophyten und Aufwuchsalgen aus auch heterotrophe Benthosorganismen (Makro-, Meio-, Mikrobenthos) berücksichtigt. Makrophyten und Aufwuchsalgen tragen als pflanzliche Organsimen zur Primärproduktion und damit zur Nahrungsversorgung der heterotrophen tierischen und mikrobiellen Lebensgemeinschaften des Seebodens bei. Da ihr Wachstum wie bei allen Pflanzen lichtabhängig ist, ist ihre Verbreitung auf die durchlichteten flachen Bereiche des Seebodens beschränkt. Neben ihrer Bedeutung als Nahrungsquelle bilden sie aber auch wichtige strukturelle Elemente der Flachwasserzone, die einerseits lokale Strömungs- und Sedimentationsmuster beeinflussen und andererseits für viele Organismen Bedeutung für Schutz und Nachwuchssicherung haben. Bei Makrophyten handelt es sich um makroskopische, also mit bloßem Auge sichtbare Wasserpflanzen, die unter und an der Wasseroberfläche leben und bis mehrere Meter lang werden können. Dazu gehören Armleuchteralgen (Charophyta), Moose, Farne sowie Samenpflanzen (z.B. Laichkräuter, Seerosen und Teichrosen). Die meist mikroskopisch kleinen Aufwuchsalgen besiedeln Steine, Sedimente und setzen sich insbesondere aus Kiesel- und Goldalgen zusammen, in stärker belasteten Gewässern nimmt der Anteil von Blau- und Grünalgen zu, die dann oft fädig-zottige Beläge bilden. Makrophyten und Aufwuchsalgen können - vergleichbar mit Planktonalgen - als Zeigerorganismen (so genannte Indikatoren) für die Nährstoffbelastung herangezogen werden. Aufgrund ihres Wachstums in Ufernähe sind sie vor allem als Anzeiger punktueller Belastung geeignet (z.B. Abwassereinleitungen, hohe Bestände an Wasservögeln). Fotos: See mit Wasserpflanzen (links) sowie Armleuchteralgen unter Wasser (rechts). Fotograf: Humberg. Der Seeboden ist auch Lebensraum für heterotrophe tierische und mikrobielle Lebensgemeinschaften. Deren Nahrungsversorgung erfolgt in den durchlichteten Flachwasserbereichen vor allem über die vor Ort entstandene pflanzliche Produktion von Makrophyten und Aufwuchsalgen, in den lichtlosen Tiefenwasserbereichen dagegen ausschließlich über absedimentierende, im See selbst produzierte organische Substanz oder über organische Sinkstoffe aus Zuflüssen. Entsprechend der Größe der Organismen unterscheidet man das Makrobenthos (mit bloßem Auge sichtbar > 200 µm), Meiobenthos (200 – 40 µm) und Mikrobenthos (< 40 µm). Das Makrobenthos zeigt große Unterschiede mit der Wassertiefe: Im Flachwasserbereich dominieren Wasserinsekten, Egel, Schnecken, Muscheln und Kleinkrebse, im Tiefenwasserbereich Schlammröhrenwürmer, Zuckmückenlarven und Strudelwürmer. Manche dieser Organismen können durch ihre Wühltätigkeit im Schlamm den Sediment-Wasser-Austausch intensivieren (Bioturbation) . Das bislang nicht so intensiv untersuchte Meiobenthos wird von Fadenwürmern (Nematoden) dominiert. Zusätzlich werden Rädertiere, Bärtierchen und Kleinkrebse regelmässig gefunden. Aufgrund der festgestellen Biomassen und hohen Wachstumsgeschwindigkeiten kann davon ausgegangen werden, dass diese Organismen wesentlich an den biologischen Stoffumsetzungen im Seeboden beteiligt sind. Das Mikrobenthos setzt sich aus Bakterien und einzelligen Urtierchen (Protozoen) zusammen. Deren Funktion ist wie im überstehenden Wasser insbesondere der Abbau organischer Substanz. Damit verursachen sie auch die in der Regel steilen Gradienten für Sauerstoff und Redoxpotential in der Sediment-Wasser-Grenzschicht und beeinflussen auf diese Weise auch die Stoffflüsse zwischen Sediment und Wasser. Fotos: Flohkrebs (oben); Zuckmückenlarve (unten).
Das Projekt "Modulares System für Schelfmeere und Küsten (MOSSCO)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Problemdarstellung und Ziel. Ingenieurwissenschaftliche Fragestellung und Stand des Wissens: Im Rahmen des Forschungsprogramms 'Forschung für Nachhaltigkeit (FONA)' wurde das Projekt 'Modulares System für Schelfmeere und Küsten' (MOSSCO) gefördert. MOSSCO ist ein Verbundprojekt des Helmholtz-Zentrums Geesthacht, Institut für Küstenforschung (HZG), des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) und der BAW. Von der BAW wird das Teilprojekt 'Anwendung für den Sedimenttransport: Die Rolle der Biologie' durchgeführt, um bestehende Modellsysteme für die Abbildung des Bodens (Sedimenttransport, Deposition und Erosion), sowie Modelle der bodennahen (benthischen) Flora und Fauna für die Nutzung im integrierten Modellsystem vorzubereiten und zu implementieren. Die heute im Küsteningenieurwesen eingesetzten Modellverfahren berücksichtigen zum Großteil keine biologischen Einflüsse sondern sind auf eine rein abiotische Betrachtungsweise ausgelegt. Insbesondere bei der Betrachtung des Transports suspendierter Sedimente stellt diese Entkopplung ein potenzielles Defizit der Ergebnisqualität dar, da die Beeinflussung biologischer Prozesse auf das Absetzverhalten suspendierter Sedimente nicht berücksichtigt wird. Hinzu kommt, dass die Erosion von Sedimenten maßgeblich durch biologische Parameter wie der Häufigkeit und der Wirkung von Makrofauna oder mikrobieller Stabilisierung der oberen Sedimentschicht beeinflusst sein können. Untersuchungsziel: Das Teilprojekt der BAW bearbeitet schwerpunktmäßig die Schnittstelle zwischen Wassersäule und Boden. Im Rahmen dieses Teilprojektes werden bestehende Modellsysteme für die Abbildung des Bodens (Sedimenttransport, Deposition und Erosion), sowie Modelle des Einflusses der bodennahen (benthischen) Flora und Fauna auf den Sedimenttransport für die Nutzung im integrierten Modellsystem vorbereitet und implementiert Das modulare Modellsystem soll dazu dienen die Wechselwirkung zwischen Biologie und Sediment näher zu untersuchen. Schwerpunkte bilden dabei zunächst 1D-Systemstudien zur biologisch beeinflussten Flokkulation kohäsiver Sedimente in der Wassersäule, sowie durch z.B. Algenauflage veränderte Erosionseigenschaften der Sedimente am Boden. Im nächsten Schritt soll die Erweiterung auf reale Systeme (3D) und die Bewertung der hinzugenommenen biologischen Prozesse für die Sedimentdynamik in Nord- und Ostsee erfolgen. - Ziel 1: Aufbau und Validierung eines Geoökologiemoduls zur Nutzung im Rahmen des modularen Modellsystems. - Ziel 2: Beschreibung gekoppelter biologischer und sedimentologischer Prozesse für die Dynamik kohäsiver Sedimente im Flachwasserbereich und Ableitung möglicher Parametrisierungen - Ziel 3: Quantifizierung des Einflusses benthischer Makrofauna und des Mikrophytobenthos für den Sedimenttransport.
Das Projekt "Methanproduktion durch Mikrophytobenthos und dessen Beitrag am benthischen Methanfluss in der Küstenzone der Ostsee" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Der Anstieg natürlicher Emissionen des Treibhausgases Methan haben einen bedeutenden Einfluss auf das Klima der Erde. Als Methanquelle nehmen küstennahe Gewässer eine besondere Stellung ein, da die Methankonzentration im Wasser hier wesentlich höher ist als im offenen Ozean. Trotz der Bedeutung der Küstengebiete ist bisher nur wenig bekannt über die hier zu findenden Methanemittenten und ihr jeweiliger Beitrag am atmosphärischen Methanfluss. Zudem zeigen eine Reihe aktueller Untersuchungen, dass Methan nicht nur unter anoxischen Bedingungen mikrobiell gebildet werden kann, sondern dass dies auch in einer oxischen Umgebung möglich ist. Eine solche Methanproduktion nahe der Meeresoberfläche würde den Weg zwischen Methanquelle und Atmosphäre wesentlich verkürzen und damit den Methanfluss in die Atmosphäre verstärken. Aufgrund einiger Untersuchungen, die eine Verknüpfung zwischen Primär- und Methanproduktion aufzeigen, stellen wir die Hypothese auf, dass Mikrophytobenthos (MPB)-Gemeinschaften eine wichtige, aber bisher nicht bearbeitete Stellung in der Flachwasser-Methandynamik zukommen. MPB-Gemeinschaften nehmen eine herausragende Rolle in der Primärproduktion von Küstensedimenten ein. Um die Bedeutung der MPB-assoziierten Methanproduktion besser einordnen zu können, werden wir das Potential dieser Methanquelle in Inkubationsexperimenten detailliert untersuchen. Zur Bestimmung der hierbei wichtigen Effektoren und Mikrophytobenthosarten werden wir an verschiedenen axenischen und xenischen klonalen Kulturen benthischer Diatomeen-Spezies die Primär- und Methanproduktion unter kontrollierten Temperatur- und Lichtbedingungen bestimmen. Mit Hilfe einer neuen Cavity-Ring-Down-Spektroskopie basierten Methode planen wir an geschlossenen Inkubationen die Methankonzentrationsentwicklung in hoher zeitlicher Auflösung über Tag/Nacht Zyklen zu erfassen. Zusätzliche Inkubationen mit 13C-markierten Substraten werden es uns erlauben, den Weg der Methanproduktion in den Diatomeen einzugrenzen. Bisher wurde der Prozess der oxischen Methanproduktion nur in Kulturexperimenten untersucht. Ob die hier ermittelten Raten auch in die natürliche Umgebung übertragbar sind, wurde hingegen nicht geprüft. Um diese Wissenslücke zu schließen, planen wir neben den Experimenten an klonalen Kulturen auch Studien an natürlichen MPB-Gemeinschaften durchzuführen. Diese Gemeinschaften werden wir im Flachwasser vor der Insel Askö (schwedische Ostseeküste) und dem inneren Küstengewässer vor Zingst (Darßer-Zingst-Bodden, deutsche Ostseeküste) beproben, um ein möglichst breites Spektrum an Sedimenten, hydrodynamischen Bedingungen und MPB-Gemeinschaften abzudecken. Um die in unseren Experimenten ermittelten Methanproduktionsraten in die benthischen und atmosphärischen Methanflüsse besser einordnen zu können, werden wir in beiden Untersuchungsgebieten die Methanflüsse zwischen Sediment, dem Wasser und der Atmosphäre bestimmen.
Das Projekt "Vorhaben: Bedeutung heterotropher Protisten im Sediment der Ostsee" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Köln, Institut für Zoologie, Biozentrum Köln, Arbeitsgruppe Allgemeine Ökologie durchgeführt. Protisten (eukaryonte Einzeller) stellen die genetisch diverseste Organismengruppe auf unserem Planeten dar. Das Nanobenthos, bestehend aus einer hohen Diversität von Protisten (Flagellaten, kleine Amöben und Ciliaten) im Größenbereich von 1-20 Mikrometern sowie das Mikrobenthos (vor allem Ciliaten) im Größenbereich bis 200 Mikrometern, ist das wesentliche Bindeglied zwischen bakterieller Produktion und höheren trophischen Ebenen (Meiofauna, Makrofauna), den wichtigen Fischnährtieren. Die Dichte der Bakterien und deren Produktion wird in der Regel maßgeblich durch den Prädationsdruck, insbesondere der Nano- und Mikrofauna, kontrolliert und damit auch diverse geochemische Prozesse, die vom Sauerstoffverbrauch vor allem der Bakterien bestimmt werden. Es ist anzunehmen, dass eine Störung der Sedimentstruktur durch Sedimentumlagerungen durch mobile Grundschleppnetzfischerei (MGF) das mikrobielle Wirkungsgefüge (incl. 2-3 trophische Ebenen innerhalb der Protisten) maßgeblich verändert. In diesem Projekt, das einen Fortsetzungsantrag darstellt, soll deshalb die Struktur und Funktion des Nano- und Mikrobenthos durch Analysen der Artzusammensetzung mit Hilfe von Direktzählungen und Kultivierungen (Überprüfung von Signatursequenzen) vergleichend an Standorten mit und ohne MGF untersucht werden. Im Ergebnis soll der Einfluss der Störung auf die räumliche Struktur und Funktion (potentieller Bakterienkonsum und Verlust an höhere trophische Ebenen) der Protistengemeinschaft charakterisiert werden. Gemäß der Intermediate-Disturbance-Hypothese sollte es eine optimale Nutzungsstrategie geben, die die Funktion der benthischen Lebensgemeinschaften im Sinne einer hohen Diversität, einer Nutzung des Abbaus organischer Sedimentation und der Produktion von Fischnährtieren erhält. Wir gehen davon aus, dass dem Nano- und Mikrozoobenthos dabei eine wichtige Schlüsselfunktion innewohnt, der langfristig auch eine Indikationsfunktion übertragen werden kann.
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