Der Indikator ist ein Maß für die Flächeninanspruchnahme und technische Überprägung der Landschaft durch Windkraftanlagen (WKA). Außerdem gibt es ästhetische Auswirkungen durch die Sichtbarkeit der Anlagen über weite Entfernungen. Die Nutzung von Windkraft kann sich auf Vögel und Fledermäuse durch Störungen und durch Erhöhung der Mortalität auswirken (Hötker et al. 2005). Auf bestimmte brütende Singvogelarten üben Windkraftanlagen nach Untersuchungen auch positive Wirkungen aus. Dies wird vermutlich durch sekundäre Effekte wie Habitatveränderungen bzw. landwirtschaftliche Nutzungsaufgabe in der unmittelbaren Umgebung der WKA verursacht. Besonders kollisionsträchtig für Vögel sind Windparks an Feuchtgebieten und auf kahlen Gebirgsrücken. Waldstandorte von WKA sind besonders risikoreich für Fledermäuse. In Deutschland gibt es erwartungsgemäß ein deutliches Gefälle der Windparkfläche von Nord nach Süd. Weitere Informationen unter http://www.ioer-monitor.de/index.php?id=44&ID_IND=E02RG. Für die Nutzung von WCS- und WFS-Diensten ist eine Registrierung nötig. Bitte melden Sie sich unter https://monitor.ioer.de/monitor_api/signup an.
Der Indikator ist ein Maß für die technische Überprägung der Landschaft durch Windkraftanlagen (WKA). Außerdem gibt es ästhetische Auswirkungen der Anlagen durch ihre Sichtbarkeit über weite Entfernungen. Die Nutzung von Windkraft kann sich auf Vögel und Fledermäuse durch Störungen und durch Erhöhung der Mortalität auswirken (Hötker et al. 2005). Auf bestimmte brütende Singvogelarten üben Windkraftanlagen nach Untersuchungen auch positive Wirkungen aus. Diese werden vermutlich durch sekundäre Effekte wie Habitatveränderungen bzw. landwirtschaftliche Nutzungsaufgabe in der unmittelbaren Umgebung der WKA verursacht. Besonders kollisionsträchtig für Vögel sind Windparks an Feuchtgebieten und auf kahlen Gebirgsrücken. Waldstandorte von WKA sind besonders risikoreich für Fledermäuse. In Deutschland gibt es erwartungsgemäß ein deutliches Gefälle der Windkraftanlagendichte von Nord nach Süd. Weitere Informationen unter http://www.ioer-monitor.de/index.php?id=44&ID_IND=E01DG. Für die Nutzung von WCS- und WFS-Diensten ist eine Registrierung nötig. Bitte melden Sie sich unter https://monitor.ioer.de/monitor_api/signup an.
Global change not only affects the long-term mean temperature, but may also lead to further changes in the frequency distribution and especially in their tails. The study of the whole frequency distribution is important as, e.g., heat and cold waves are responsible for a considerable part of morbidity and mortality due to meteorological events. Daily datasets are essential for studying such extremes of weather and climate and therefore the basis for political decisions with enormous socio-economic consequences. Reliably assessing such changes requires homogeneous observational data of high quality. Unfortunately, however, the measurement record contains many non-climatic changes, e.g. homogeneities due to relocations, new weather screens or instruments. Such changes affect not only the means, but the whole frequency distribution. To increase the quality and reliability of global daily temperature records, we propose to develop an automatic homogenisation method for daily temperature data that corrects the frequency distribution. We propose to describe homogenisation as an optimisation problem and solve it using a genetic algorithm. In this way, entire temperature networks can be homogenised simultaneously leading to an increase in sensitivity, while avoiding setting false (spurious) breaks. By not homogenising the daily data directly, but by homogenising monthly indices (probably the monthly moments), the full power and understanding of monthly homogenization methods can be carried over to the homogenisation of daily data. Furthermore, in an optimisation framework, the optimal temporal correction scale can be determined objectively and straightforwardly, that is whether the corrections are best applied annually (all twelve months get the same correction), semi-annually, seasonally or monthly. All three aspects are new: the simultaneous homogenisation of an entire network, the objective selection of the degrees of freedom of the adjustments and of the temporal averaging scale of the correction model. This new method will be applied to homogenise the temperature datasets of the International Surface Temperature Initiative. This large dataset necessitates an automatic homogenisation method. To validate the method, we will generate an artificial climate dataset with known inhomogeneities. To be able to generate such a validation dataset with realistic inhomogeneities, we need to understand the nature of inhomogeneities in daily data much better. Therefore, we intend to collect and study parallel measurements (two set-ups at one location), which allow us to study the changes in the frequency distribution if one set-up is replaced by the other. Finally, we will study and quantify the uncertainties due to persistent errors remaining in the dataset after homogenisation and utilise this to improve the accuracy of the homogenisation algorithm. The knowledge of uncertainties is also indispensable for climatologists using the homogenised data.
Zielsetzung: Im beantragten EUPHRESCO-Projekt soll das bestehende Wissen zu C. arcuata aufbereitet werden, neue Erkenntnisse zur Schadwirkung von C. arcuata gewonnen und Strategien zu verbesserter Überwachung, Kontrolle und Management dieses invasiven Schädlings entwickelt werden. Spezifische Forschungsfragen sind: - Wie wirkt sich der jährliche Befall auf Baumwachstum, Vitalität, Samenproduktion und Mortalität auf? Gibt es Wechselwirkungen mit anderen biotischen und abiotischen Schadfaktoren? Warum gibt es anscheinend große Unterschiede zwischen den Befallsgebieten in Europa (starke Auswirkungen in Ungarn und Kroatien, geringe in Italien und der Schweiz)? - Welche sind die wesentlichen natürlichen sowie menschlich unterstützten Verbreitungswege der Eichennetzwanze? Besonderes Augenmerk soll dabei auch auf die überwinternden Stadien an der Rinde der Eichen gelegt werden: Mit welchen Behandlungen könnte der Transport der Wanzen mit Rundholz oder Brennholz verhindert werden? - Welche Strategien gewährleisten frühestmögliche Entdeckung des Schädlings? Wie soll ein effizientes Überwachungssystem gestaltet sein? - Welche Kontroll- und Managementansätze stehen zur Verfügung? Gibt es Optionen für eine biologische Schädlingskontrolle? Ist es noch möglich, die Ausbreitung von C. arcuata in Europa zu verhindern oder einzudämmen? In einigen Europäischen Ländern laufen Forschungen zu manchen der Fragen, die internationale Zusammenarbeit im EUPHRESCO ermöglicht eine Zusammenschau der Ergebnisse dieser Arbeiten. Das Projektkonsortium besteht aus Vertretern von Ländern, in denen C. arcuata etabliert und schädlich ist (Kroation, Ungarn), Ländern die gerade den ersten Befall erleben (Slowenien, Frankreich) und Ländern, die noch ohne Befall sind (Österreich, Tschechische Republik, Vereinigtes Königreich). Effektives Sammeln von Wissen und Austausch von Informationen im Konsortium erlauben die Beurteilung sowie Weiterentwicklung verschiedener Kontroll- und Managementansätze. Zur Erreichung der Ziele wird das EUPHRESCO-Gesamtprojekt in sechs Arbeitspakete aufgeteilt, zu denen jeweils alle Projektpartner Beiträge leisten. Bedeutung des Projekts für die Praxis Die in weiten Teilen Mitteleuropas stattfindende Massenvermehrung des Buchdruckers und dadurch bewirktem großflächigem Absterben von Fichtenwäldern illustriert die dringende Notwendigkeit waldbaulicher Adaption auf den zu erwartenden Klimawandel. Ein Wechsel von sekundären Fichtenreinbeständen zu Mischbeständen ist dringend angeraten, in den Tieflagen wird den Eichenarten dabei eine große Bedeutung zukommen. Umso beunruhigender ist es, dass diese nun durch die invasive Eichennetzwanze von einer neuen Schädlingsart in Mitleidenschaft gezogen werden könnten. Österreich ist von der Einwanderung der Art unmittelbar bedroht. Daher ist es wichtig, den Wissensstand zu C. arcuata zu Bündeln und aus den Erfahrungen, die in den betroffenen Ländern bereits gemacht wurden zu lernen. (Text gekürzt)
Der Teichfrosch wird im Gegensatz zur letzten Roten Liste von Kühnel et al. (2009) in der vorliegenden Fassung der Gattung Pelophylax zugeordnet. Zuvor wurde der Name Rana kl. esculenta Linnaeus, 1758 genutzt. Der in Deutschland nahezu flächendeckend verbreitete Teichfrosch ist keine Art, sondern eine Hybridform, die ursprünglich aus Kreuzungen zwischen dem Kleinen Wasserfrosch (P. lessonae) und dem Seefrosch (P. ridibundus) hervorgegangen ist. Aufgrund seiner besonderen Reproduktionsweise (Hybridogenese) ist P. esculentus nicht auf kontinuierlichen hybridogenen Nachwuchs der beiden Elternarten angewiesen, sondern kann sich auch mit jeweils einer seiner Elternarten durch Rückkreuzung reproduzieren. Er lebt also entweder gemeinsam mit P. lessonae in einem Habitat in sogenannten L-EPopulationen oder mit P. ridibundus in R-E-Populationen (Uzzell & Berger 1975). Darüber hinaus ist der Teichfrosch in der Lage, reine Hybridpopulationen zu bilden, in denen triploide Individuen (Tiere mit drei Chromosomensätzen) die Elternarten funktionell-genetisch ersetzen (Übersicht bei Plötner 2005). Das deutsche Teilareal repräsentiert mehr als 10 % des Gesamtareals und liegt im Arealzentrum (Plötner 2005). Deshalb ist Deutschland in hohem Maße für die weltweite Erhaltung dieser Hybridform verantwortlich. Aufgrund seines hohen Heterozygotiegrades und der daraus resultierenden großen ökologischen Plastizität kann P. esculentus ein breites Spektrum an Habitaten besiedeln (Günther 1990, 1996 d). Im Gegensatz zu seinen Elternarten kommt er selbst in stark anthropogen beeinflussten und offensichtlich auch in schadstoffbelasteten Gewässern vor. Die weit verbreitete Form zeigt eine TK25-Q-Rasterfrequenz (Zeitraum 2000 – 2018) von 49,91 % und ist demnach in die Kriterienklasse „häufig“ einzustufen. Dennoch wurden auch beim Teichfrosch vor allem in intensiv landwirtschaftlich genutzten Regionen Populationsrückgänge verzeichnet, so dass für den langfristigen Bestandstrend ein Rückgang unbekannten Ausmaßes und für den kurzfristigen Bestandstrend eine mäßige Abnahme angenommen wird. Insgesamt ergibt sich die Rote-Liste-Kategorie „Ungefährdet“. Im Vergleich zur Roten Liste von 2009 wird die aktuelle Bestandssituation nunmehr mit „häufig“ und der kurzfristige Bestandstrend mit „mäßige Abnahme“ beurteilt (2009: „sehr häufig“ und „gleich bleibend“). Der langfristige Bestandstrend wird nun als „Rückgang unbekannten Ausmaßes“ eingestuft (2009: „mäßiger Rückgang“). Trotz dieser Änderungen bleibt die Rote-Liste-Kategorie „Ungefährdet“ bestehen. Wie bei ihren Elternarten sind auch bei der Hybridform Bestandsrückgänge primär auf die Zerstörung und Verschmutzung der Laichgewässer und Landlebensräume zurückzuführen. Dort wo der Teichfrosch auf den Kleinen Wasserfrosch als Reproduktionspartner angewiesen ist, hängt seine Existenz letztlich von den Gewässertypen ab, die auch für diese Elternart gut geeignet sind (Zahn & Wagensonner 2019). Da Teichfrösche während ihrer saisonalen Wanderungen oft Straßen überqueren, befinden sie sich regelmäßig unter den Verkehrsopfern (Blab 1982). Gefahren gehen auch von bestimmten Bauwerken aus (z. B. steilwandige Betonkanäle und Gruben, offene Schächte), in die wandernde Tiere fallen und in denen sie dann verenden (Zech 1993). Auf Gefahren, die von wasserbaulichen Anlagen ausgehen, weisen Schneeweiß & Wolf (2016) hin (siehe Artkapitel zum Seefrosch, Kap. 3.17). Gartenteiche, in denen während lang anhaltender Frostperioden nicht für eine ausreichende Zufuhr an atmosphärischem Sauerstoff gesorgt wird, können ebenfalls zur tödlichen Falle für Tiere werden, die im Schlamm überwintern (Erstickungstod). In jüngerer Zeit wurde aus Dänemark und den Niederlanden über hohe Mortalitäten bei Wasserfröschen im Zusammenhang mit Ranavirus-Infektionen berichtet (Ariel et al. 2009, Kik et al. 2011, Rijks et al. 2016). Obwohl aus Deutschland solche Fälle bisher nicht bekannt geworden sind, ist dennoch davon auszugehen, dass dieses Virus aufgrund seiner offensichtlichen Infektiosität und Pathogenität auch für einheimische Teichfroschpopulationen eine potenzielle Gefährdungsursache darstellt. Auch für den Teichfrosch steht der Schutz der aquatischen Lebensräume an erster Stelle. Dabei ist der Fokus auf solche Gewässer zu richten, die einen hohen Reproduktionserfolg ermöglichen und die oft Ausgangspunkt für die Besiedlung weiterer Gewässer durch Teichfrösche sind (Zahn 1996). In der Umgebung von Laichgewässern ist auf den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, Mineraldüngung und das Ausbringen von Gülle zu verzichten. Besiedelte Gartenteiche sollten während der Wintermonate mit einem Eisfreihalter versehen und nach Möglichkeit auch belüftet werden. Wasserbauliche Anlagen sind so zu gestalten, dass Amphibien diese selbständig verlassen können; andernfalls sind spezielle Ausstiegshilfen zu integrieren.
<p> <p>Eine Bevölkerungszunahme oder -abnahme kann sich – regional unterschiedlich – auf Umweltnutzung und Umweltzustand auswirken. Nach einer Korrektur der Bevölkerungszahl durch den Zensus 2011 stieg die Bevölkerung Deutschlands bis 2021, nahm mit der Neuberechnung im Rahmen des Zensus 2022 leicht ab und stieg seitdem wieder. Das lag vor allem an kurzfristig wirksamen Faktoren wie der Zuwanderung.</p> </p><p>Eine Bevölkerungszunahme oder -abnahme kann sich – regional unterschiedlich – auf Umweltnutzung und Umweltzustand auswirken. Nach einer Korrektur der Bevölkerungszahl durch den Zensus 2011 stieg die Bevölkerung Deutschlands bis 2021, nahm mit der Neuberechnung im Rahmen des Zensus 2022 leicht ab und stieg seitdem wieder. Das lag vor allem an kurzfristig wirksamen Faktoren wie der Zuwanderung.</p><p> Entwicklung der Bevölkerung in den Bundesländern <p>Von 1990 bis 2024 nahm die Bevölkerung in zehn Bundesländern zu und in sechs Bundesländern ab. Von 2011 bis 2024 sind es noch vier Bundesländern mit sinkender Bevölkerung (siehe Tab. „Bevölkerung nach Bundesländern 1990 bis 2024“). </p> <p>Die unterschiedliche Bevölkerungsentwicklung ist vor allem auf Wanderungsbewegungen zurückzuführen, zum einen auf Binnenwanderung zwischen den Bundesländern und zum anderen auf Zuwanderung aus dem Ausland, die sich bevorzugt auf wirtschaftlich starke Regionen richtet. Bundesländer, die von Abwanderung betroffen sind, haben vor allem junge Menschen und Familien mit Kindern verloren. In der Folge fallen auch Geburtendefizite und Sterbeüberschüsse höher aus, als in Regionen, die von Zuwanderung profitieren.</p> <p>In absoluten Zahlen wuchsen seit 2011 insbesondere die bevölkerungsreichsten Länder Nordrhein-Westfalen, Baden-Württemberg und Bayern. Berlin und Hamburg verzeichneten prozentual die höchsten Zuwächse. In Sachsen-Anhalt, Sachsen, Mecklenburg-Vorpommern und Thüringen war trotz Zuwanderung eine Abnahme der Bevölkerung von 2011 auf 2024 zu verzeichnen.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_tab_bevoelkerung-nach-bundeslaendern_2025-10-09.png"> </a> <strong> Tab: Bevölkerung nach Bundesländern 1990 bis 2024 </strong> Quelle: Statistisches Bundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_tab_bevoelkerung-nach-bundeslaendern_2025-10-09.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (52,56 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_tab_bevoelkerung-nach-bundeslaendern_2025-10-09.xlsx">Tabelle als Excel (243,02 kB)</a></li> </ul> </p><p> Die Bevölkerungspyramide <p>Die Zahlen zur Altersstruktur zeigen: 2024 betrug der Anteil der unter 20-Jährigen 18,6 %. Auf die Bevölkerung im Alter von 20 bis 60 Jahren entfielen 50,8 % und der Anteil der über 60-jährigen lag bei 30,6 % (siehe Abb. „Altersstruktur 2024 nach Altersklassen“). Die abnehmende Zahl der Geburten und das Altern der gegenwärtigen stark besetzten mittleren Jahrgänge führen zu Veränderungen in der Altersstruktur der Bevölkerung. Eine klassische Bevölkerungsstruktur, bei der die Kinder die stärksten Jahrgänge stellen und die Besetzungszahlen der älteren Jahrgänge allmählich als Folge der Sterblichkeit abnehmen, zeigt die <a href="https://www.destatis.de/bevoelkerungspyramide/">aktuelle Bevölkerungspyramide</a> in Deutschland nicht mehr auf. Laut <a href="https://www.destatis.de/DE/PresseService/Presse/Pressemitteilungen/2016/01/PD16_021_12421.html">Statistischem Bundesamt</a> hat die Zuwanderung nur sehr eingeschränkte Auswirkungen auf die langfristige Bevölkerungsentwicklung. Sie schlägt sich vor allem im kurzfristigen Anstieg der Bevölkerungszahl nieder. Der Trend einer zunehmenden Alterung der Gesellschaft in Deutschland kann dadurch voraussichtlich nicht umgekehrt werden.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_abb_altersstruktur-2024_2025-10-09.png"> </a> <strong> Altersstruktur 2024 nach Altersklassen </strong> Quelle: Statistisches Bundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_abb_altersstruktur-2024_2025-10-09.pdf">Diagramm als PDF (231,54 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_abb_altersstruktur-2024_2025-10-09.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten (27,95 kB)</a></li> </ul> </p><p> Bevölkerungsdichte in Deutschland <p>In Deutschland lebten 2023 (31.12.) auf einem Quadratkilometer (km²) im Schnitt 233 Personen. Die drei bevölkerungsreichsten Länder waren Nordrhein-Westfalen, Bayern und Baden-Württemberg. In diesen drei Bundesländern, die 39,3 % der Fläche Deutschlands einnehmen, lebte in etwa die Hälfte der Bevölkerung (siehe Tab. „Fläche und Bevölkerung 2023“).</p> <p>Große Unterschiede in der Bevölkerungsdichte gab es zwischen Stadt und Land. Die höchste Bevölkerungsdichte wiesen 2023 die Stadtstaaten Berlin, Hamburg und Bremen auf. Vergleicht man die restlichen Bundesländer miteinander, so lag Nordrhein-Westfalen 2023 an erster Stelle. Am geringsten war die Bevölkerungsdichte in Mecklenburg-Vorpommern und in Brandenburg.</p> <p>Im Jahr 2011 betrug die Einwohnerdichte in Deutschland 225 Einwohner*innen pro Quadratkilometer (EW/km²), war also etwas geringer als 2023. In der Reihenfolge der Bundesländer lag Bayern mit 176 EW/km² im Jahr 2011 noch knapp hinter Schleswig-Holstein (177 EW/km²). Im Jahr 2023 hatte sich die Bevölkerungsdichte in beiden Bundesländern erhöht, aber Bayern lag mit 187 EW/km² nun gleichauf mit Schleswig-Holstein (187 EW/km²). Ansonsten blieb die Reihenfolge der Bundesländer unverändert.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_tab_flaeche-bevoelkerung_2025-10-09.png"> </a> <strong> Tab: Fläche und Bevölkerung 2023 </strong> Quelle: Statistisches Bundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_tab_flaeche-bevoelkerung_2025-10-09.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (56,22 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_tab_flaeche-bevoelkerung_2025-10-09.xlsx">Tabelle als Excel (237,21 kB)</a></li> </ul> </p><p> Stadt und Land <p>Derzeit dominiert immer noch eine Konzentration der Bevölkerung auf prosperierende Städte und Wachstumsregionen. Eine weitere Zunahme der Bevölkerung in den Städten und Abnahme in den stadtentfernten ländlichen Regionen wird sich auf die jeweilige Nutzung und den Zustand der Umwelt auswirken. Die Zunahme der Bevölkerung in den Großstädten und Stadtregionen wie Berlin, München, Hamburg, Köln, Frankfurt, Stuttgart, Leipzig und Dresden bedeutet mehr Flächenbelegung, Bodenversiegelung durch den notwendigen Wohnungsbau, Infrastruktur, Verkehr und Lärm durch zunehmende Pendlerströme und Luftverschmutzung.</p> </p><p> Demografie und effiziente Flächennutzung <p>Ländliche Räume und wirtschaftlich stagnierende Regionen haben immer noch Bevölkerungsverluste zu verzeichnen. Eine stagnierende oder sinkende Bevölkerung hat nicht in jedem Fall eine Umweltentlastung zur Folge. Leere Wohnungen und Bürogebäude sowie Gewerbebrachen bleiben bestehen. Viele Gebäude, Verkehrs- und Versorgungsstrukturen müssen weiter betrieben, gewartet und instandgehalten werden. In Schrumpfungsregionen verschlechtert sich insgesamt die Effizienz der Auslastung von Gebäuden und Infrastrukturen. Dadurch steigt die ökologische und ökonomische Belastung pro Kopf der Bevölkerung. Denn die Gebäude und Infrastrukturen dienen immer weniger Nutzern und müssen von immer weniger Nutzern bezahlt werden. <br><br>In stagnierenden Regionen kann Zersiedelung die Effizienz der Gebäude- und Infrastrukturnutzung zusätzlich verschlechtern und die pro-Kopf-Umweltbelastung erhöhen. Das kann vor allem dann geschehen, wenn einige Siedlungen erweitert werden und sich die Auslastung anderer verschlechtert. <br><br>Die Anforderungen an eine Siedlungsplanung und Wohnungspolitik sind daher künftig, in Wachstumsregionen die Siedlungen möglichst flächensparend, umwelt- und sozialverträglich zu entwickeln und in stagnierenden oder schrumpfenden Regionen die Gebäude und Infrastrukturen kostengünstig und dabei umwelt- und sozialverträglich an den künftigen Bedarf anzupassen.</p> </p><p> Hilfe bei der Anpassung <p>Statt Siedlungen und Infrastrukturen auszubauen, sollte der Bestand – wenn möglich – effizienter genutzt werden. Das Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) sowie das Umweltbundesamt untersuchen im Rahmen von Forschungsvorhaben regelmäßig umwelt- und sozialverträgliche Anpassungsstrategien für schrumpfende Regionen. Diese werden auch in wirtschaftlich starken Regionen und Universitätsstädten erforderlich sein, falls die Geburtenraten niedrig bleiben. Denn Kinder, die in den letzten Jahrzehnten nicht geboren wurden, fehlen heute als Eltern künftigen Nachwuchses. Weiterhin beeinflussen diese demografischen Entwicklungen beispielsweise auch die Ressourceninanspruchnahme in Kommunen. Das Umweltbundesamt hat aus diesem Grund die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/100034">Auswirkungen des demographischen Wandels auf die Nutzung von natürlichen Ressourcen</a> untersuchen lassen.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>
Increased maintenance costs at cellular, and consequently organism level, are thought to be involved in shaping the sensitivity of marine calcifiers to ocean acidification (OA). Yet, knowledge of the capacity of marine calcifiers to undergo metabolic adaptation is sparse. In Kiel Fjord, blue mussels thrive despite periodically high seawater PCO2, making this population interesting for studying metabolic adaptation under OA. Consequently, we conducted a multi-generation experiment and compared physiological responses of F1 mussels from 'tolerant' and 'sensitive' families exposed to OA for 1 year. Family classifications were based on larval survival; tolerant families settled at all PCO2 levels (700, 1120, 2400 µatm) while sensitive families did not settle at the highest PCO2 (>=99.8% mortality). We found similar filtration rates between family types at the control and intermediate PCO2 level. However, at 2400 µatm, filtration and metabolic scope of gill tissue decreased in tolerant families, indicating functional limitations at the tissue level. Routine metabolic rates (RMR) and summed tissue respiration (gill and outer mantle tissue) of tolerant families were increased at intermediate PCO2, indicating elevated cellular homeostatic costs in various tissues. By contrast, OA did not affect tissue and routine metabolism of sensitive families. However, tolerant mussels were characterised by lower RMR at control PCO2 than sensitive families, which had variable RMR. This might provide the energetic scope to cover increased energetic demands under OA, highlighting the importance of analysing intra-population variability. The mechanisms shaping such difference in RMR and scope, and thus species' adaptation potential, remain to be identified.
Calcifying foraminifera are expected to be endangered by ocean acidification; however, the response of a complete community kept in natural sediment and over multiple generations under controlled laboratory conditions has not been constrained to date. During 6 months of incubation, foraminiferal assemblages were kept and treated in natural sediment with pCO2-enriched seawater of 430, 907, 1865 and 3247 µatm pCO2. The fauna was dominated by Ammonia aomoriensis and Elphidium species, whereas agglutinated species were rare. After 6 months of incubation, pore water alkalinity was much higher in comparison to the overlying seawater. Consequently, the saturation state of Omega calc was much higher in the sediment than in the water column in nearly all pCO2 treatments and remained close to saturation. As a result, the life cycle (population density, growth and reproduction) of living assemblages varied markedly during the experimental period, but was largely unaffected by the pCO2 treatments applied. According to the size-frequency distribution, we conclude that foraminifera start reproduction at a diameter of 250 µm. Mortality of living Ammonia aomoriensis was unaffected, whereas size of large and dead tests decreased with elevated pCO2 from 285 µm (pCO2 from 430 to 1865 µatm) to 258 µm (pCO2 3247 µatm). The total organic content of living Ammonia aomoriensis has been determined to be 4.3% of CaCO3 weight. Living individuals had a calcium carbonate production rate of 0.47 g/m**2/a, whereas dead empty tests accumulated a rate of 0.27 g /m**2/a. Although Omega calc was close to 1, approximately 30% of the empty tests of Ammonia aomoriensis showed dissolution features at high pCO2 of 3247 µatm during the last 2 months of incubation. In contrast, tests of the subdominant species, Elphidium incertum, stayed intact. Our results emphasize that the sensitivity to ocean acidification of the endobenthic foraminifera Ammonia aomoriensis in their natural sediment habitat is much lower compared to the experimental response of specimens isolated from the sediment.
It is expected that the calcification of foraminifera will be negatively affected by the ongoing acidification of the oceans. Compared to the open oceans, these organisms are subjected to much more adverse carbonate system conditions in coastal and estuarine environments such as the southwestern Baltic Sea, where benthic foraminifera are abundant. This study documents the seasonal changes of carbonate chemistry and the ensuing response of the foraminiferal community with bi-monthly resolution in Flensburg Fjord. In comparison to the surface pCO2, which is close to equilibrium with the atmosphere, we observed large seasonal fluctuations of pCO2 in the bottom and sediment pore waters. The sediment pore water pCO2 was constantly high during the entire year ranging from 1244 to 3324 µatm. Nevertheless, in contrast to the bottom water, sediment pore water was slightly supersaturated with respect to calcite as a consequence of higher alkalinity (AT) for most of the year. Foraminiferal assemblages were dominated by two calcareous species, Ammonia aomoriensis and Elphidium incertum, and the agglutinated Ammotium cassis. The one-year cycle was characterised by seasonal community shifts. Our results revealed that there is no dynamic response of foraminiferal population density and diversity to elevated sediment pore water pCO2. Surprisingly, the fluctuations of sediment pore water undersaturation (Omega calc) co-vary with the population densities of living Ammonia aomoriensis. Further, we observed that most of the tests of living calcifying foraminifera were intact. Only Ammonia aomorienis showed dissolution and recalcification structures on the tests, especially at undersaturated conditions. Therefore, the benthic community is subjected to high pCO2 and tolerates elevated levels as long as sediment pore water remains supersaturated. Model calculations inferred that increasing atmospheric CO2 concentrations will finally lead to a perennial undersaturation in sediment pore waters. Whereas benthic foraminifera indeed may cope with a high sediment pore water pCO2, the steady undersaturation of sediment pore waters would likely cause a significant higher mortality of the dominating Ammonia aomoriensis. This shift may eventually lead to changes in the benthic foraminiferal communities in Flensburg Fjord, as well as in other regions experiencing naturally undersaturated Omega calc levels.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 912 |
| Europa | 8 |
| Kommune | 6 |
| Land | 99 |
| Weitere | 31 |
| Wissenschaft | 235 |
| Zivilgesellschaft | 6 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 22 |
| Ereignis | 11 |
| Förderprogramm | 470 |
| Hochwertiger Datensatz | 1 |
| Repositorium | 1 |
| Taxon | 8 |
| Text | 412 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 98 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 164 |
| Offen | 525 |
| Unbekannt | 335 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 887 |
| Englisch | 245 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 14 |
| Bild | 14 |
| Datei | 26 |
| Dokument | 65 |
| Keine | 784 |
| Unbekannt | 6 |
| Webseite | 181 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 760 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1012 |
| Luft | 735 |
| Mensch und Umwelt | 1024 |
| Wasser | 759 |
| Weitere | 1002 |