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Ecosystem Engineering: Sediment entrainment and flocculation mediated by microbial produced extracellular polymeric substances (EPS)

Sediment erosion and transport is critical to the ecological and commercial health of aquatic habitats from watershed to sea. There is now a consensus that microorganisms inhabiting the system mediate the erosive response of natural sediments ('ecosystem engineers') along with physicochemical properties. The biological mechanism is through secretion of a microbial organic glue (EPS: extracellular polymeric substances) that enhances binding forces between sediment grains to impact sediment stability and post-entrainment flocculation. The proposed work will elucidate the functional capability of heterotrophic bacteria, cyanobacteria and eukaryotic microalgae for mediating freshwater sediments to influence sediment erosion and transport. The potential and relevance of natural biofilms to provide this important 'ecosystem service' will be investigated for different niches in a freshwater habitat. Thereby, variations of the EPS 'quality' and 'quantity' to influence cohesion within sediments and flocs will be related to shifts in biofilm composition, sediment characteristics (e.g. organic background) and varying abiotic conditions (e.g. light, hydrodynamic regime) in the water body. Thus, the proposed interdisciplinary work will contribute to a conceptual understanding of microbial sediment engineering that represents an important ecosystem function in freshwater habitats. The research has wide implications for the water framework directive and sediment management strategies.

Wasserstandsvorhersage Nordsee, Hamburg, St. Pauli, Elbe

Mittleres Hochwasser (MHW): 7m über Pegelnullpunkt, Mittleres Niedrigwasser (MNW): 3m über Pegelnullpunkt

Plastic Pirates – deutsche Küste

Kurzbeschreibung Im Projekt "Plastic Pirates – deutsche Küste" begeben sich Schulklassen und Jugendgruppen auf die Suche nach Plastikmüll an den Küsten und am Flusssystem der Elbe – einschließlich ihrer Zuflüsse wie Havel, Mulde oder Saale, ebenso wie am Flusssystem der Donau einschließlich ihrer Zuflüsse. Damit leisten sie einen wichtigen Beitrag zur Forschung. Denn großflächige Daten zum Vorkommen, Verteilung und Ausbreitung von Plastikmüll in Deutschland liegen bisher hauptsächlich aus Citizen-Science-Projekten vor. Der neue Fokus auf ein bestimmtes Flusssystem sowie auf Küstengebiete soll dabei helfen, Zusammenhänge entlang des Flusslaufs besser zu verstehen. Teilnahmemöglichkeiten Schulklassen und Jugendgruppen können an insgesamt vier Aktionszeiträumen teilnehmen, vom Herbst 2023 bis zum Frühjahr 2025. Die begleitenden Lehr- und Arbeitsmaterialien sowie das Aktionsheft führen durch die Aktion und können von Lehrkräften oder Gruppenleiter:innen kostenfrei auf der Plastic Pirates Webseite bestellt werden, solange der Vorrat reicht. Im Zuge der Probennahme machen sich die teilnehmenden Jugendlichen mit dem Ozean und Wasserkreisläufen vertraut. Sie setzen sich mit dem Thema Plastikmüll in der Umwelt auseinander. Dabei lernen sie, was wissenschaftliches Arbeiten bedeutet, und probieren es selbst aus. Was passiert mit den Ergebnissen? Die gesammelten Forschungsdaten werden auf eine zentrale Webplattfom hochgeladen und anschließend von Wissenschaftler:innen der Kieler Forschungswerkstatt und dem Ecologic Institut ausgewertet. Sie sollen auch dazu dienen, passende Lösungen für die Plastikkrise abzuleiten. Das Projekt ist dabei auch Teil der europäischen Initiative "Plastic Pirates – Go Europe!" und es findet eine enge Zusammenarbeit mit weiteren teilnehmenden Ländern in ganz Europa statt. Die Rolle des Ecologic Instituts Das Ecologic Institut unterstützt die Konzeption und Erarbeitung eines neuen Aktionshefts für die Küste, inkl. der Entwicklung einer ergänzenden Methodik, welche federführend durch die Kieler Forschungswerkstatt und gemeinsam mit den europäischen Partnern der Plastic Pirates erfolgt. Zudem ist das Team des Ecologic Instituts im Projekt dafür verantwortlich, Interessierte und Teilnehmende zu betreuen und bei den Probennahmen zu unterstützen. Um die sozialwissenschaftliche Forschung innerhalb des Projekts zu stärken, wird das Ecologic Institut Fokusgruppen mit ausgewählten Schulklassen durchführen. Dabei werden die Erkenntnisse der Probennahmen gemeinsam mit den Wissenschaftlerinnen diskutiert. So werden die Jugendlichen noch stärker in den Forschungsprozess einbezogen und dazu angeregt, die Ergebnisse kritisch zu reflektieren. Ergebnisse Bereits seit 2016 erforschen und kartieren Jugendliche erfolgreich die Plastikverschmutzung in und an Flüssen in Deutschland. Als Teil des Bürgerforschungsprojekts Plastikpiraten schlüpfen sie in die Rolle von Wissenschaftler:innen und untersuchen den Zustand unserer Flüsse. Bereits über 1.300 Datensätze (Stand: Juni 2023) zum Müllvorkommen wurden auf diese Weise zusammengetragen.

ADCP current measurements (1200 kHz) during RV SENCKENBERG cruise SE202208-2

Ocean velocities were collected by a Teledyne RDI 1200 kHz Workhorse Sentinel II ADCP that was mounted on RV SENCKENBERG during RV SENCKENBERG cruise SE202208-2. The transducer was located at 1.5 m below the water line. The instrument was operated in single-ping, broadband mode with bin size of 0.25 m and a blanking distance of 0.25 m. The velocity of the ship was calculated from position fixes obtained by the Global Positioning System (GPS) received at a Trimble SPS461 Modular GPS Heading Receiver. Heading was obtained both from the Trimble receiver and the internal ADCP gyro. Heading as well as pitch and roll data from ADCP's internal gyrocompass and the navigation data were used by the data acquisition software ViSea DAS (AquaVision®) internally to convert ADCP velocities into earth coordinates. Accuracy of the ADCP velocities mainly depends on the quality of the position fixes as well as Trimble receiver and internal ADCP heading data. Further errors stem from a misalignment of the transducer with RV SENCKENBERG's centerline.

Floods Reference Spatial Datasets reported under Floods Directive - version 3.0, Mar. 2025

The Floods Directive (FD) was adopted in 2007 (https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=celex:32007L0060). The purpose of the FD is to establish a framework for the assessment and management of flood risks, aiming at the reduction of the adverse consequences for human health, the environment, cultural heritage and economic activity associated with floods in the European Union. ‘Flood’ means the temporary covering by water of land not normally covered by water. This shall include floods from rivers, mountain torrents, Mediterranean ephemeral water courses, and floods from the sea in coastal areas, and may exclude floods from sewerage systems. This reference spatial dataset, reported under the Floods Directive, includes the areas of potential significant flood risk (APSFR), as they were lastly reported by the Member States to the European Commission, and the Units of Management (UoM).

Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - International Ocean Discovery Program, Untersuchung der Rolle von Vulkanismus am Beginn und Ende des Paläozän-Eozän-Temperaturemaximum basierend auf Sedimenten der IODP-Expedition 396

Es ist bekannt, dass Vulkanausbrüche das Klima auf verschiedene Weise beeinflussen. Diese reichen von kurzfristigen Auswirkungen wie Sulfat-Injektionen, die die einfallende Sonnenstrahlung reduzieren und zu Abkühlung führen, bis zu mittelfristigen Auswirkungen wie Erwärmung durch Kohlendioxid-Entgasung. Langfristig können Auswirkungen wie eine verstärkte Verwitterung eingelagerter Basalte zu einer Entfernung von Kohlendioxid und damit Abkühlung führen. Lange Perioden intensiven Vulkanismus, die als Large Igneous Provinces (LIPs) bekannt sind, können besonders tiefgreifende Auswirkungen auf das Klima haben, wobei mehrere LIPs entweder mit der globalen Erwärmung oder Abkühlung in der Erdgeschichte sowie mit Massenaussterben in Verbindung gebracht werden. Das Paläozän-Eozän-Temperaturemaximum (PETM), eine 200.000 Jahre lange Periode intensiver globaler Erwärmung vor ca. 56 Millionen Jahren, ereignete sich zur gleichen Zeit wie die Entstehung eines LIP, der North Atlantic Igneous Province (NAIP). Die NAIP-Entstehung wurde als Ursache für das PETM vorgeschlagen, da während des Vulkanismus Kohlendioxid und Methan freigesetzt werden, welches zu einer schnellen Erwärmung führt. Es wurde auch vermutet, dass die Ablagerung von Vulkanasche während des NAIP das Klima abgekühlt hat. Als solches ist das PETM eine ideale Periode, um die Auswirkungen des Vulkanismus auf das Erdsystem zu untersuchen. Expedition 396 des International Ocean Discovery Program (IODP) hat erfolgreich eine Reihe von langen Sedimentsequenzen aus dem PETM-Zeitalter am norwegischen Rand geborgen. In diesem Projekt beabsichtige ich, detaillierte deskriptive, geochemische und modellbasierte Untersuchungen mit den Sedimenten der Expedition 396 durchzuführen, um die Rolle des NAIP-Vulkanismus im PETM zu dokumentieren. Erstens wird die Intensität des Vulkanismus durch neue Schätzungen der Kohlendioxid-, Methan- und Sulfatemissionen bewertet, um die Rolle der Gase auf den Klimawandel zu bestimmen. Durch detaillierte geochemische Untersuchungen werden die Auswirkungen der Ascheablagerung auf den Kohlenstoffkreislauf bewertet mit Schwerpunkt auf der Rolle der Asche als Nährstofflieferant für Phytoplankton liegt. Die potenziellen Auswirkungen der Ascheablagerung auf die Speicherung von Kohlenstoff im Sediment werden ebenfalls geochemisch und isotopisch untersucht. Abschließend werden die Ergebnisse unter Verwendung von Erdsystemmodelle kombiniert, um die genaue Rolle des Vulkanismus im PETM zu bestimmen. Die erwarteten Ergebnisse werden uns neue Erkenntnisse über die Rolle der LIP-Entstehung und der Ablagerung von Vulkanasche beim Klimawandel geben. Sedimente von Expedition 396 bieten eine einzigartige Gelegenheit, den geochemischen Abdruck des Vulkanismus hochauflösend zu untersuchen. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden zu einer erheblichen Verbesserung unseres Verständnisses des PETM führen.

EG-Vogelschutzgebiete (1:5.000) in Schleswig-Holstein LfU

Die im Maßstab 1:5.000 vorliegenden Abgrenzungen stellen sinngemäße Übertragungen der offiziellen Abgrenzung der gemeldeten Gebiete (Meldung Deutschland an die EC) auf die Topografien der Deutschen Grundkarte 1:5.000 dar. Die Grenzverläufe im marinen Bereich der Nord- und Ostsee sind unverändert aus dem offiziellen Meldemaßstab 1:25.000 übernommen worden. In Schleswig-Holstein sind alle Vogelschutzgebiete und Gebiete gemeinschaftlicher Bedeutung (GGB oder englisch:SCI) nach nationalem Recht (NSG, LSG oder Europäische Vogelschutzgebiete, soweit nicht als NSG oder LSG ausgewiesen, gem. § 4 LNatSchG i. V. m. § 33 Abs. 1 Satz 1 BNatSchG i.V.m. § 24 Abs. 1 LNatSchG und den förmlich bekannt gemachten gebietsspezifischen Erhaltungszielen) zu Besonderen Schutzgebieten (SPA bzw. SAC) erklärt worden. Dementsprechend sind alle Vogelschutzgebiete und alle FFH- Gebiete in Schleswig-Holstein als Besonderes Schutzgebiet (SPA oder SAC) zu bezeichnen. Im Rahmen einer rechtlichen Sicherung der Einzel-Gebiete im Sinne § 32 Abs.2 und 3 BNatSchG i.V. mit § 23 Abs. 1 LNatSchG werden diese Abgrenzungen abschließend und rechtsverbindlich bearbeitet. Vogelschutzgebiet 0916-491 "Ramsar-Gebiet S-H Wattenmeer und angrenzende Küstengebiete": Im Norden reicht das Gebiet bis an das Hoheitsgebiet Dänemarks. Der Verlauf der Hoheitsgebietsgrenze im marinen Bereich (insbesondere nordwestlich von Sylt) ist zwischen beiden Staaten bislang noch nicht verbindlich kartografisch festgelegt. Stand: Dezember 2008 (letzte techn. Anpassung: 10.04.2012)

Naturschutzgebiete (Landkreis Leer)

Flächen aller im Landkreis Leer vorhandenen Naturschutzgebiete (NSG)

Element concentrations from two benthic chambers and the ambient bottom water during an in-situ incubation experiment in July 2025

The dataset contains major and trace element concentrations measured by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) from water samples collected during a 16-day in-situ incubation experiment in the Baltic Sea (2025-07-12 to 2025-07-29). Samples were collected using an automated glass-syringe sampler deployed within two benthic chambers of a Biogeochemical Observatory (BIGO, Sommer et al., 2009) at 54° 34.432' N, 10° 10.776' E, at 22 m water depth. In one chamber, 29 g of fine calcite powder were added to the bottom water to assess the potential of enhanced benthic calcite weathering as an ocean alkalinity enhancement (OAE) strategy. Seven samples per chamber and from the ambient bottom water were analyzed to trace elemental changes associated with calcite dissolution.

Alkalinity concentrations from two benthic chambers and the ambient bottom water during an in-situ incubation experiment in July 2025

The dataset contains total alkalinity measurements from water samples collected during a 16-day in-situ incubation experiment in the Baltic Sea (2025-07-12 to 2025-07-29). Samples were collected using an automated glass-syringe sampler deployed within two benthic chambers of a Biogeochemical Observatory (BIGO, Sommer et al., 2009) at 54° 34.432' N, 10° 10.776' E, at 22 m water depth. In one chamber, 29 g of fine calcite powder were added to the bottom water. Seven samples per chamber and from the ambient bottom water were taken to monitor alkalinity changes resulting from calcite dissolution, providing a direct measure of the ocean alkalinity enhancement (OAE)

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