Bei den globalen Veränderungen und deren Mitigation durch Umstellung auf erneuerbare Energiequellen (z. B. Offshore-Wind- und Solarparks) müssen nachteilige Auswirkungen auf die Lebensräume im Meer besser erkannt und vermieden werden. So hat die internationale Fischereipolitik in letzter Zeit der marinen Aquakultur Vorrang eingeräumt, um die globale Nahrungsmittel- und Ernährungssicherheit vieler Staaten zu gewährleisten, ohne deren tatsächliche Auswirkungen auf die Meeresumwelt zu kennen. Das Verständnis der räumlichen Ökologie freilebender Tiere, einschließlich ihrer Verbreitung, Bewegungen und Wanderungen, ihrer Phänologie und ihrer Ernährung, führt zu einer besseren Bewirtschaftung und Erhaltung. So können beispielsweise Bemühungen zur Erhaltung wandernder Populationen, die sich ausschließlich auf Brutgebiete konzentrieren, diese Populationen nicht vor Bedrohungen entlang der Wanderrouten oder in Nicht-Brutgebieten schützen. Tierbewegungen und Wanderungen sind auch deshalb wichtig, weil sie das Verhalten, die Lebensweise und sogar die Anatomie vieler Arten beeinflussen. Darüber hinaus kann sich das Wander- und Ernährungsverhalten innerhalb und zwischen den Arten und Populationen unterscheiden. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die auf jeder dieser Ebenen genutzten Routen und Nichtbrutgebiete zu ermitteln, zumal sie auch mit unterschiedlichen Bedrohungen verbunden sein können. Darüber hinaus kann die Untersuchung verschiedener Populationen auch dazu beitragen, zu verstehen, ob die räumliche Ökologie der Art durch genetischen und/oder Umweltvariablen bestimmt wird. Eine Möglichkeit, die Bewegungen und die Verteilung außerhalb der Fortpflanzungszeit bei wandernden Arten zu bestimmen, und zwar neuerdings auch bei den kleinsten Arten, ist der Einsatz von Geolokatoren auf Lichtniveau. Darüber hinaus können feinräumige Bewegungen mit dem kleinsten GPS-Gerät von nur 0,95 g verfolgt werden. Sturmschwalben (Familien Hydrobatidae und Oceanitidae) sind die kleinsten Seevögel und für die Forscher normalerweise nur zugänglich, wenn sie während der Brutzeit in den Kolonien an Land sind. Daher ist es besonders schwierig, sie außerhalb dieses Zeitraums zu untersuchen, wenn sie sich irgendwo auf dem Meer aufhalten und während dieser Zeit wandern und normalerweise ihr Gefieder mausern. Von den meisten Arten ist bekannt, dass sie sich während der Brutzeit bevorzugt von Ichthyoplankton und Zooplankton ernähren, und oft wird diese Beute zusammen mit einem relevanten Anteil an Mikroplastik verzehrt. Obwohl die Interaktion von Sturmschwalben mit anthropogenen Offshore-Aktivitäten teilweise untersucht wurde, zielt der vorliegende Vorschlag darauf ab, wichtige Erkenntnisse über die globale räumliche Ökologie dieser wenig erforschten Taxa zu sammeln und dazu beizutragen, Wissenslücken in Bezug auf die biologische Vielfalt der Meere und die anthropogenen Einflüsse auf sie entlang der europäischen Meere zu bewerten.
The research centre 'Ocean Margins' at the University of Bremen was established in July 2001 to geoscientifically investigate the transitional zones between the oceans and the continents. The work of the research centre is a cooperative effort, with expertise provided by the geosciences department and other departments of the university, as well as by MARUM (Center for Marine Environmental Sciences), the Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, the Max Planck Institute for Marine Microbiology, the Center for Marine Tropical Ecology, and the Senckenberg Research Institute in Wilhelmshaven. Funded by the DFG, the studies focus on four main research fields: Paleoenvironment, Biogeochemical processes, Sedimentation Processes, and Environmental Impact Research. The term 'Ocean Margin' encompasses the region from the coast, across the shelf and continental slope, to the foot of the slope. Over 60 percent of the world's population live in coastal regions. These people have a long history of exploitation of coastal waters, including the recovery of raw materials and food. Human activity has recently been expanding ever farther out into the ocean, where the ocean margins have become more attractive as centers for hydrocarbon exploration, industrial fishing, and other purposes. The research themes of the centre range from environmental changes in the Tertiary to the impact of recent coastal construction, and from microbial degradation in the sediment to large-scale sediment mass wasting along continental margins. New full professorships and junior professorships have been established within the framework of this research centre. In addition to the primary research activities, a research infrastructure will be made available to outside researchers. Graduate education and the public understanding of science also play an important role. In the course of the first two rounds of the Excellence Initiative, the Research Centre was promoted to that status of a cluster of excellence, which has increased the amount of funding it receives up to the average amount of 6.5 million per annum received by clusters of excellence.
During the Ordovician a massive diversification occurred within reef structures and habitats. In this time interval microbial bioherms were generally replaced by more complex metazoan-dominated structures. These changes were accompanied by a dramatic diversification of the entire reef-fauna. Here I will test the hypothesis, that ecosystem-inherent factors prompted the diversification and the expansion of Ordovician reefs. Hypothetically, new types of organisms massively, and largely independent from climatic and physicochemical changes, influenced the susceptibility, and the structural differentiation of Ordovician reefs. In order to test this hypothesis, a detailed characterization of the evolution of fossil communities within Ordovician reef-systems is necessary. A sedimentological microfacies analysis, and a taxon-quantitative analysis of specific Ordovician reef structures is intended, which will identify crucial diversification drivers. A comparison of changes in the fossil communities of Ordovician reefs with known physicochemical changes will identify the role of organisms itself during the course of the diversification.
Bodennahe Hypoxie (weniger als 2 mg/L gelöster Sauerstoff, DO) stellt ein wachsendes Umweltproblem in küstennahen und küstenfernen Regionen dar. Starke und langanhaltende Sauerstoffverarmung kann lethal für bodenlebende Organismen sein, benthische Lebensgemeinschaften und Ökosysteme zerstören und zu Todeszonen führen. Die räumliche Verbreitung, Intensität und Dauer von Hypoxie in der Ostsee, Heimat der weltweit größten sauerstoffarme Zone, haben im letzten Jahrhundert massiv zugenommen. Mangels Daten ist das zeitliche und räumliche Vorkommen küstennaher Sauerstoffverarmung wesentlich weniger charakterisiert als in tieferen Bereichen. Die Hauptfrage betrifft jedoch die Ursachen der drastischen Ausdehnung der Hypoxie in der Ostsee. Welche Rolle spielen Dichte-Stratifizierung und Eutrophierung genau? Eine Halocline verhindert die Durchlüftung tieferer Wasserschichten. Sie wird aufrecht erhalten durch Süßwassereintrag über Flüsse und Niederschlag sowie salzhaltige Einströmungen der Nordsee. Umgekehrt hat anthropogener Nährstoffeintrag die Primärproduktion stark stimuliert und mit ihr den Verbrauch von Sauerstoff beim Abbau vermehrt anfallender organischer Substanz. Um ein mechanistisches Verständnis dieser komplexen Prozesse zu erlangen sind lange, hochaufgelöste Datensätze nötig, die aber bislang nicht verfügbar sind. Tatsächlich fehlen langzeitliche Beobachtungsdaten von DO, und die Kenntnis der Geschichte der Ostsee-Hypoxie (vor Aufnahme instrumenteller Messungen) beruht zum Großteil auf Proxy-Daten laminierter Sedimente. Obgleich letztere einzigartige Einblicke in langzeitliche DO Trends bieten, liefern sie keine hohe Auflösung, keine Daten aus Flachwassergebieten und keine quantifizierbaren DO-Daten.Hauptziel geplanter Studien ist es, ein nahezu ungenutztes Archiv für Hypoxie und Eutrophierungsstatus zu etablieren, nämlich Schalen langlebiger Muscheln. Wir wollen einen Multiproxy-Ansatz für die Rekonstruktion von DO entwickeln (basierend auf Mn/Ca, Fe/Ca, I/Ca, delta34S) und diese Methode zur Rekonstruktion der spätholozänen Geschichte der Hypoxie in gewählten Bereichen der Ostsee einsetzen, und das mit beispielloser zeitlicher Auflösung. Dazu sollen Schalen lebender und subfossiler Muscheln (Arctica islandica, Astarte borealis) zum Einsatz kommen. Masterchronologien sollen entwickelt werden, mit deren Hilfe sich die DO-Gehalte der letzten 200 Jahre saisonal und jährlich aufgelöst rekonstruieren lassen. Weiterhin 14C(AMS)-datierte subfossile Schalen einen Einblick in vorindustrielle Zustände liefern. Um die relative Bedeutung physikalischer Forcings und anthropogener Eutrophierung auf die Ausdehnung der hypoxischen Zone in jüngster Vergangenheit zu evaluieren, sollen auch Proxies für den eutrophen Status (delta15N, P/Ca) entwickelt und angewendet werden. Ergebnisse geplanter Untersuchungen können auf andere Meeresräume übertragen werden und dadurch die marine ökologische Forschung signifikant voranbringen.
Im Rahmen der MSRL sind, basierend auf der Festlegung des guten Zustands und der Umweltziele für den Deskriptor 5 'Eutrophierung' Maßnahmen zu formulieren, um den guten Umweltzustand zu erreichen / zu erhalten. Unter der WRRL werden die Küstengewässer 2015 den guten Zustand vor allem aufgrund ihres Eutrophierungsprobleme voraussichtlich nicht erreichen und es wird deshalb auch im zweiten Bewirtschaftungszeitraum (2015-2021) notwendig sein, die Nährstoffeinträge weiter zu reduzieren. Im Rahmen der Umsetzung beider Richtlinien bedarf es deshalb der Ableitung quantitativer Nährstoffreduktionsziele für Phosphor und Stickstoff aus meeresökologischer Sicht. Das Vorhaben soll, u.a. basierend auf Modellierungen, die erforderlichen Reduktionsanforderungen ableiten. Effekte verminderter Nährstoffeinträge sollen mit Hilfe von Modellen in Szenarien abgeschätzt werden. Darüber hinaus dient das Vorhaben der wissenschaftlichen Fortentwicklung der integrierten Eutrophierungsbewertung für die MSRL basierend auf den von OSPAR und HELCOM angewendeten Bewertungsverfahren, der Aufstellung von Monitoringstrategien für Eutrophierungs-parameter unter Berücksichtigung neuer Messverfahren (Satelliten, ferry boxes) und der Erstellung nationaler Berichte zur Eutrophierungsbewertung gemäß MSRL, WRRL und Nitrat-RL. Hinsichtlich des Eutrophierungszustands der Ostsee soll das Vorhaben den Prozess der Ableitung und Harmonisierung ostseeweiter Nährstoffreduktionsziele im Rahmen des Ostseeaktionsplans begleiten und fachlich unterstützen.
a) Im Rahmen der 2008 in Kraft getretenen Meeresstrategierahmenrichtlinie (MSRL) 2008/65/EC beginnt in 2017 der zweite Managementzyklus. Im Oktober 2018 erfolgt eine nationale und regionale Folgebewertung der Meeresgewässer um festzustellen, ob der gute Umweltzustand erreicht bzw. erhalten werden konnte. Diese basiert erstmals auf neu entwickelten Indikatoren und Bewertungsansätzen. Das Vorhaben dient der fachlichen Unterstützung des zweiten Zyklus der MSRL, sowohl der Durchführung der Folgebewertung in 2017/18 als auch der Vorbereitung der Monitoringprogramme (2020) und Maßnahmenprogramme (2021). Es schließt an das Vorhaben FKZ 3714 25 2130 'Quantifizierung ausgewählter Umweltziele zur Unterstützung von Maßnahmen für die EU-Meeresstrategierahmenrichtlinie' an und führt die darin begonnen fachlichen Arbeiten fort. Darüber hinaus werden auch fachliche Arbeiten im Rahmen der WG GES und WG ECOSTAT unterstützt. b) Das Vorhaben umfasst Arbeiten zur Durchführung der Folgebewertung der MSRL mit Fokus auf Gesamtbewertungsaspekten und kumulativen Bewertungsansätzen. Darüber hinaus sollen ausgewählte Indikatoren, insbesondere für pelagische Habitate, Pilottest unterzogen und bis zur Anwendungsreife weiterentwickelt werden. Die 2018 zur Anwendung gekommenen thematischen Bewertungsansätze sowie Gesamtbewertungsansätze sollen evaluiert und verbessert werden. Im Rahmen der Umsetzung des Deskriptors 5 'Eutrophierung' der MSRL sollen laufende Facharbeiten bei HELCOM, OSPAR und auf EU-Ebene unterstützt und begleitet werden. In Vorbereitung auf die Maßnahmenprogramme des zweiten Zyklus der MSRL soll an der Quantifizierung ausgewählter Umweltziele weitergearbeitet werden.
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