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s/phytoplancton/Phytoplankton/gi

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Colored dissolved organic matter (CDOM) absorption coefficients in the sea-surface microlayer and the underlying water during a mesocosm phytoplankton bloom in 2023

The effects of a phytoplankton bloom and photobleaching on colored dissolved organic matter (CDOM) in the sea-surface microlayer (SML) and the underlying water (ULW) were studied in a month-long mesocosm study, in May and June of 2023, at the Institute for Chemistry and Biology of the Marine Environment (ICBM) in Wilhelmshaven, Germany. The mesocosm study was conducted by the DFG research group BASS (Biogeochemical processes and Air–sea exchange in the Sea-Surface microlayer, Bibi et al., 2025) in the Sea Surface Facility (SURF) of the ICBM. The facility contains an 8 m × 1.5 m × 0.8 m large outdoor basin with a retractable roof, which was closed at night and during rain events. The basin was filled with North Sea water from the adjacent Jade Bay. Homogeneity of the ULW in the basin was achieved by constant mixing of the water column. The daily SML and ULW samples were collected alternating in the morning, about 1 h after sunrise, and in the afternoon, about 10 h after sunrise. The alternation of sampling times intended to capture a potential effect of sun-exposure duration on DOM transformations and elucidated the day and night variability of the layers. The SML was collected via glass plate sampling (Cunliffe and Wurl, 2014). The ULW was sampled via a submerged tube and a connected syringe suction system in 0.4 m depth. The removed sample volume was refilled with Jade Bay water every day. SML and ULW samples were filtered through pre-flushed 0.7 µm Whatman GF/F and 0.2 nucleopore filters into brown bottles and were stored dark and at 4 °C until measurement within weeks of the study. The brown bottles were previously combusted at 500 °C. CDOM was measured with three liquid waveguide capillary cells (LWCC, WPI, USA) of different pathlengths (10 cm, 50 cm, 250 cm) to increase the measurement sensitivity following the protocols of Röttgers et al. (2024) using a spectral detector (Avantes, Netherlands) for a total spectral range from 230 to 750 nm. A sodium chloride (NaCl) solution was used for the salinity correction. The blank-corrected absorbance spectra were then converted into Napierian absorption coefficients (Bricaud et al., 1981).

Surface seawater carbonate chemistry, nutrients and phytoplankton community composition on a transect between North Sea and Arctic Ocean, 2008

This data was collected during the 'ICE CHASER' cruise from the southern North Sea to the Arctic (Svalbard) in July-Aug 2008. This data consists of coccolithophore abundance, calcification and primary production rates, carbonate chemistry parameters and ancillary data of macronutrients, chlorophyll-a, average mixed layer irradiance, daily irradiance above the sea surface, euphotic and mixed layer depth, temperature and salinity.

Chemical and biological characterisation of slicks off the German coast of the Baltic Sea in June of 2024 at 9 stations

To characterise slicks chemically and biologically, on 13th, 16th and 18th of June 2024, slicks and underlying water (depth 1m) were sampled at a total of 9 closely clustered stations in the Baltic Sea off the coast of Warnemünde, Germany. On 13.06. and 16.06. samples were taken in the evening, on the 18.06. samples were taken in the morning. On site, salinity (portable Total Dissolved Solids (TDS)-meter CO-330), water temperature (portable Total Dissolved Solids (TDS)-meter CO-330), wind speed (hand-held anemometer model MS6252A) and light intensity (Galaxy Sensors phone app v.1.10.1) were measured. Slick samples were taken with a glass plate sampler (), samples of the underlying water were taken by a syringe connected to a weighted hose. The samples were fixed as needed and analysed for dissolved organic carbon (DOC) concentration, total dissolved nitrogen (TDN) concentration, surfactant (SAS) concentration, viral particle concentration and cellular abundance of phytoplankton in different size classes (pico-, nano- and microphytoplankton). DOC and TDN concentrations were analysed by high temperature catalytic combustion, SAS concentrations by the voltametric technique with a hanging mercury drop electrode (Ćosović and Vojvodić 1998; Rickard et al. 2019). The concentrations of viral particles and phytoplankton were assessed by flowcytometry (BD Accuri C6 flow cytometer).

Biozönotisch bedeutsamer Fließgewässertyp

Die Fließgewässer werden grundsätzlich auf der Grundlage eines in der Bund-Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) bundesweit abgestimmten Verfahrens biozönotisch relevanten Fließgewässertypen zugeordnet (s. https://www.wasserblick.net/servlet/is/18727/) Nach diesem Verfahren wurde 2004 die erste Fließgewässertypenkarte Baden-Württembergs auf der geometrischen Basis des AWGN (Stand 2010) in Form einer ESRI-Shapedatei erstellt. 2012 erfolgte eine erste grundlegende Überarbeitung und die Anpassung an das aktuelle AWGN (Stand 2012). 2019/20 erfolgte eine weitere Überarbeitung, wobei die meisten Änderungen das Oberrhein-Tiefland betreffen. Für diese in typologischer Hinsicht problematische Region wurde, unter Beachtung der LAWA-Grundsätze, ein landesspezifisches Konzept zur Typisierung entwickelt. Außerdem erfolgte für den landesweiten Datensatz eine Anpassung an das AWGN (Stand 2019). Zur Fließgewässertypologie in BW werden zwei Datensätze(shapes)bereitgestellt: im Internet (Umweltdaten-Online) das Shape "Biozönotisch bedeutsamer Fließgewässertyp" mit den 2020 veröffentlichten Ergebnissen, nur für die Behördeninterne Verwendung (BRS) zusätzlich auch das shape "Biozönotisch bedeutsamer Fließgewässertyp 2012". Die Hintergründe der Überarbeitungen werden jeweils in einem Bericht erläutert. Der Bericht für die Aktualisierung 2020 ist seit Juni 2021 in den LUBW-Publikationen (https://pudi.lubw.de/) veröffentlicht. Die Berichte sind zu finden über den Suchbegriff Typologie. Der biozönotisch bedeutsame Fließgewässertyp fließt unmittelbar in die Bewertung der biologischen Qualitätskomponente Makrozoobenthos nach EU-Wasserrahmenrichtlinie ein und wird daher in erster Linie für die Gewässer ermittelt, die für die Wasserrahmenrichtlinie relevant sind (Einzugsgebiet größer als 10 km²). Bei den pflanzlichen (Teil-) Komponenten Phytoplankton, Phytobenthos ohne Diatomeen und Diatomeen dient der biozönotisch bedeutsame Fließgewässertyp als Grundlage zur Ableitung der Bewertungstypen. Ferner fließt der biozönotisch bedeutsame Fließgewässertyp auch in die Auswertung der physikalisch-chemischen Qualitätskomponenten ein.

Nachhaltige Entwicklung der Bundeswasserstraßen, Untersuchungen zum Stoffhaushalt, zur Planktondynamik sowie Biofilmen in Bundeswasserstraßen

Untersuchungen zu Aspekten der mikrobiellen Ökologie einschließlich des Phyto- und Zooplanktons. Umsetzungen des organischen Kohlenstoffs und von Nährstoffen in der Wassersäule und den Sedimenten.

Wozu bauen Coccolithophoriden eine Kalkschale? Dient sie zum Schutz gegen Fressfeinde und Pathogene?

Coccolithophoriden sind eine Gruppe von ca. 200-300 marinen Phytoplanktonarten, die in allen Weltmeeren vorkommt. Sie besitzen die besondere Fähigkeit eine Kalkschale (Coccosphäre) zu bauen, die sie aus vielen kleinen Kalkplättchen (Coccolithen) zusammensetzen. Aufgrund ihrer Fähigkeit zu kalzifizieren sind sie ein wichtiger Bestandteil im Klimasystem, denn die Produktion von Kalk nahe der Meeresoberfläche führt zu einem vertikalen Gradienten der Seewasseralkalinität, beschleunigt den Kohlenstoffexport in die Tiefsee und erhöht die Rückstrahlung von einfallender Sonnenenergie von der Erdoberfläche ins Weltall. Trotz intensiver Forschung an der Physiologie der Kalzifizierung und dessen biogeochemischer Relevanz konnten wir eine der entscheidenden Fragen immer noch nicht beantworten: Wozu bauen Coccolithophoriden eine Kalkschale? Die Beantwortung dieser Frage ist von außerordentlicher Bedeutung, denn solange wir nicht wissen wozu die Kalkschale dient können wir auch nicht vorraussagen in welchem Maße sich die durch die Ozeanversauerung zu erwartende Abnhame in der Kalzifizierung negativ auf die Fitness dieser Lebewesen in ihrem natürlichen Lebensraum auswirkt. In dem hier vorgestellten Projekt möchten wir die Frage nach der Bedeutung der Kalzifizierung erforschen, indem wir untersuchen ob die Coccosphäre einen Schutz gegen planktonische Räuber, Bakterien und Viren darstellt. Dazu haben wir eigens einen experimentellen Ansatz entwickelt wobei kalzifizierte und dekalzifizierte Coccolithophoridentzellen zusammen mit deren Fressfeinden und Pathogenen kultiviert werden. Dieser Ansatz erlaubt es uns folgende Fragestellungen zu untersuchen: 1) Sind kalzifizierte Zellen besser in der Lage sich gegen Fraß und Infektion zu schützen als Zellen ohne Coccosphäre? 2) Bevorzugen Fressfeinde und Pathogene solche Zellen, bei denen die Coccosphäre entfernt wurde, wenn ihnen beides angeboten wird? 3) Sind Wachstum und Reproduktion von Fressfeinden und Pathogenen verlangsamt, wenn sie kalzifizierte Zellen fressen oder infizieren?

Dynamik des postglazialen Ökosystems südwestliche Ostsee - Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Umwelt und Biosphäre anhand organisch-wandiger und kieseliger Mikrofossilien

Die südwestliche Ostsee ist die Schlüsselregion für den Austausch von niedrigsalinem Oberflächenwasser und höhersalinem, sauerstoffreichem Bodenwasser zwischen der eigentlichen bzw. zentralen Ostsee und dem Skagerrak/Kattegat bzw. der Nordsee. Dieses System wird durch die Richtung und Intensität der Winde bestimmt und ist damit letztendlich durch das zyklonale Wettersystem des Nordatlantiks und die Golfstromaktivität kontrolliert. Die wesentliche Intention des beantragten Projektes ist die Untersuchung der Auswirkungen von holozänen Klimavariationen auf das Ökosystem Ostsee, welche sowohl durch die Sedimentabfolge als auch durch den Fossilinhalt reflektiert werden. Hierzu ist die Untersuchung der durch unterschiedliche Wind-/ Sturm- und Niederschlagsintensität hervorgerufenen Veränderungen der Salinität, der Nährstoffflüsse und des Sauerstoffgehalts der südwestlichen Ostsee vorgesehen. Diese können anhand organisch-wandiger und kieseliger Mikrofossilien, deren morphologischen Variationen, Arten-Sukzession und der chemischen Veränderungen bei der Einbettung nachgewiesen werden. Ziel dieses Projektes ist es, die Wechselwirkung zwischen Umwelt und Phyto-/Zooplankton im Ablauf der holozänen Entwicklungsgeschichte der südwestlichen Ostsee zu erfassen. Die zu erwartenden Ergebnisse sind Grundlagen zur Differenzierung natürlicher und anthropogener Umweltveränderungen sowie Datenbasis zur Modellierung zukünftiger Umweltveränderungen durch Klimaschwankungen.

Oekosystemstudie Plussee

Untersuchung des Stoffkreislaufs des Plussees mit umfassender Datensammlung (Physik, Chemie, Bakterien, Phytoplankton, Zooplankton, Benthos). Besonders interessiert die Koppelung des autotrophen mit dem heterotrophen Stoffwechsel. Ziel des Vorhabens: Modellbildung des Stoff- und Energiekreislaufs eines geschichteten eutrophen Sees.

Pilzinfektionen auf Phytoplankton -unbekannter Störfaktor für das Wachstum von Phytoplankton, sowie für Recycling- und Sedimentationsprozesse

Pilze sind eine der am diversesten, jedoch am wenigsten untersuchten mikrobiellen Gruppen in marinen Gewässern. Eine Untergruppe der Pilze, kurz als Chytridien bekannt, umfasst häufig auftretende Parasiten auf Phytoplankton, welche eine starke Belastung für das Phytoplanktonwachstum, die Entwicklung von Algenblüten und deren Populationsdynamiken darstellen. Parasitäre Chytridien befallen alle Hauptgruppen von Phytoplankton und treten bevorzugt in Küstenregionen mit hoher Phytoplanktonbiomasse und Produktivität auf. Die Auswirkungen von parasitären Pilzen auf Stoffkreisläufe und die Funktion von Ökosystemen sind jedoch kaum bekannt bzw. quantifiziert. Die Emmy Noether-Nachwuchsgruppe wird die funktionelle und quantitative Rolle parasitärer Pilze für die Phytoplanktonproduktivität und den Stoffkreislauf in Brack- und Meerwasser untersuchen. Unsere Ziele sind (1) Betrachtung der Wechselwirkungen zwischen Phytoplankton und Chytridien auf Einzelzell-Ebene, (2) Untersuchungen der integrativen Rolle von Chytridien in aquatischen Nahrungsnetzen und (3) Aufklärung der Auswirkungen von parasitären Pilzen auf Remineralisierungs- und Sedimentationsprozesse. Unser umfassender Ansatz beinhaltet experimentelle Studien mit Phytoplankton-Pilz Co-Kulturen sowie mit natürlichen Planktongemeinschaften, mittels Analysen auf Zell- und Mikoskalen-Ebene bis hin zu mesoskaligen Stoffflüssen entlang der Wassersäule. Im Wesentlichen werden wir den Transfer von Kohlenstoff und Stickstoff vom Phytoplankton durch das pelagische Nahrungsnetz innerhalb der photischen Zone bis hin zum Absinken als Detritus in die Tiefe verfolgen. Das Projektergebnis soll ein ganzheitliches Verständnis der Rolle von Chytridien an der Basis aquatischer Nahrungsnetze und Produktivität fördern, einschließlich der zugrunde liegenden Mechanismen und Größenordnungen. Angesichts der potenziellen Signifikanz parasitärer Pilze für die Abschwächung von Produktivität, Sinkstoffflüssen aber auch von toxischen Algenblüten in Küstengebieten, sollen die gewonnenen Daten mit lokalen und globalen Stoffkreisläufen verknüpft und in zukünftige Entscheidungen zum Küstenmanagement implementiert werden.

FT-IR Spektroskopie als schnelle Methode zur Bestimmung der biochemischen Zusammensetzung pflanzlicher Biomasse

Will man in ökologischen Stoffkreisläufen auch die Energieumsätze bestimmen, ist es erforderlich, den Nahrungswert der einzelnen Stufen in der Nahrungskette zu kennen. Für aquatische Stoffkreisläufe sind die Energieumsätze bislang nicht genau genug untersucht, um einigermaßen genaue Bilanzen aufstellen zu können, da eine ausreichend empfindliche und genaue Analytik nicht verfügbar ist. In dem Vorhaben soll die quantitative spektroskopische Bestimmung von Fetten, Kohlenhydraten und Proteinen, wie sie aus der Lebensmittelanalytik bekannt ist, so verfeinert werden, daß sie auf Phytoplankton anwendbar wird.

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