In 2021 werden die Vertragsparteien des Übereinkommens zum Schutz der Meeresumwelt des Nordost-Atlantiks (OSPAR-Übereinkommen) eine neue Nordostatlantikstrategie verabschieden. Diese hat im Hinblick auf Eutrophierung das Ziel, in 2022 maximal erlaubte Nährstoffeinträge auf der Basis von Ökosystemmodellen abzuleiten und bis 2024 erforderliche staatenbezogene Nährstoffreduktionsziele festzulegen. Darüber hinaus werden für die Umsetzung der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie zur Quantifizierung des Umweltziels 'Meere ohne Beeinträchtigung durch Eutrophierung' ebenfalls quantitative Nährstoffreduktionsziele sowie eine Zielkonzentration für Gesamtphosphor am Übergabepunkt limnisch-marin der in die deutschen Nordsee mündenden Flüsse benötigt. Das Vorhaben hat zum Ziel, diesen Prozess der Ableitung von Nährstoffreduktionszielen für die Nordsee fachlich und organisatorisch eng zu begleiten. Zunächst sollen auf der Basis geeigneter Ökosystemmodelle (z.B. ECOHAM, GPM, Modellsystem von MeRamo) Szenarien entwickelt werden, die eine Ableitung maximal zulässiger Nährstoffeinträge in OSPAR ermöglichen. Ferneinträge von Nährstoffen aus anderen Meeresgebieten sind dabei in den Modellen über eine entsprechende Analyse mit einem 'Transboundary Nutrient Transport Tool' zu berücksichtigen. Ein weiterer Schwerpunkt des Vorhabens ist die Weiterentwicklung der Prognosefähigkeit der Modelle. Sauerstoffmangelereignisse sollen verlässlich von den Modellen vorhergesagt werden. Diese Prognosen sollen der Bewertung des OSPAR-Indikators Sauerstoffkonzentrationen dienen und erlauben eine Abschätzung der Auswirkungen des Klimawandels auf den Parameter Sauerstoff. Die Ableitung von Nährstoffreduktionszielen in OSPAR wird von der Arbeitsgruppe ICG EMO (Intersessional Correspondence Group on Eutrophication Modelling) durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens soll diese Arbeitsgruppe geleitet und die erforderlichen fachlichen Arbeiten organisiert werden.
Marine Ökosysteme sowie das Sediment am Meeresboden binden auf natürliche Weise Kohlenstoff aus der Atmosphäre und fungieren als CO2-Senken und -Speicher. Die Mechanismen, die dieser Speicherung zugrunde liegen, sind bisher wenig untersucht. Somit muss das Grundverständnis, dass Meeresschutz auch Klimaschutz ist, in den nächsten Jahren fachlich detailliert untermauert werden. Die pelagischen Habitate haben dabei eine Schlüsselrolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Sie bilden die Grundlage des Nahrungsnetzes und unterstützen damit alle höheren trophischen Ebenen bei der Bindung von Kohlenstoff. Das Verständnis der komplexen im Pelagial ablaufenden Prozesse steht in der Nordsee erst am Anfang. Es gilt daher, die Rolle pelagischer Habitate bei Umsetzung, Bindung und Transports von Kohlenstoff in die Tiefe zur langfristigen Speicherung besser zu verstehen, um letztendlich die Meeresschutzmaßnahmen so auszurichten, dass die pelagischen Habitate diese Rolle optimal erfüllen können.
Um den Zustand pelagischer Habitate zu bewerten und deren Rolle im natürlichen Klimaschutz einzuschätzen, sind Monitoringdaten sowie adäquate Indikatoren essentiell. Die Monitoringdaten müssen in hoher Frequenz gewonnen werden, da das Plankton schnellen saisonalen Veränderungen unterliegt. Für die deutschen Nordseegewässer liegt ein erster innovativer Monitoringkonzept vor, das noch weiter erprobt werden muss und sich an den bereits bei OSPAR etablierten Indikatoren für die Bewertung von pelagischen Habitaten wie auch deren Funktion im Kohlenstoffkreislauf orientiert.
Übergeordnetes Ziel des Projektes ist die Ausarbeitung einer adäquaten und kostengünstigen Monitoringstrategie, die in-situ Probenahmen sinnvoll mit innovativen Monitoringmethoden wie automatischen Samplern, Satelliten- und FerryBoxdaten, DNA-Analyse sowie Bildaufnamen kombiniert und so die Beurteilung der Rolle von pelagischen Habitaten im Zusammenhang mit der Eutrophierung im natürlichen Klimaschutz ermöglicht. Das Monitoringkonzept muss dabei kostengünstig sein, zeitgleich aber eine zuverlässige und raumzeitlich hinreichende Erfassung des Artenspektrums des Phyto- und Zooplanktons gewährleisten.
Im Rahmen des Vorhabens sollen einerseits herkömmliche Methoden zur Erfassung der Phyto- und Zooplanktongemeinschaften zur Anwendung kommen, welche praktische Probenahmen auf See sowie die mikroskopische Analyse der genommenen Proben umfassen. Die Probenahmen werden dabei auf BSH-Schiffen im Rahmen des chemischen Monitorings des BSH durchgeführt. Die Auswertung der Proben wird an spezialisierte Labore vergeben.
Außerdem sollen unterschiedliche innovative Methoden getestet und bewertet werden. Für das Metabarcoding wird ebenfalls die o.g. Probenahme auf See benötigt. Bei den anderen Methoden wird auf Daten Dritter bzw. Kooperationen mit anderen Instituten zurückgegriffen. Eine Literaturrecherche soll dabei helfen, die erhaltenen Ergebnisse im Kontext anderer Untersuchungen zu Auswirkung des Klimawandels auf das Pelagial einzuordnen.