ALBERT

Description: Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen des EU-Projektes BARENE LIFE natura '99 angefertigt. Ziel der Arbeit war die Untersuchung des Einflusses der H6hlenbauaktivitäten durch Zosterisessor ophiocephalus (Familie Gobiidae) auf die Dynamik der Salzwiesenufer in der Lagune von Venedig. Es sollte ermittelt werden, ob sich der mit dem Reproduktionshöhlenbau einhergehende Sedimentverlust destabilisierend bzw. erodierend auf die den Salzwiesen vorgelagerten Vorsalzwiesenwattflächen auswirkt. Da diese eine Auslaufzone für Wellen darstellen, hatte ihre Erosion eine stärkere Exposition und somit einen stärkeren Rückgang der Uferlinie zur Folge. Durch Sedimentanalysen bezüglich der Korngrößenverteilung und des Kalkgehaltes sowie Messungen der Scherfestigkeiten des Sedimentes sollte ermittelt werden, inwiefern diese Parameter mit der Abundanz und dem Volumen der Reproduktionshöhlen in Zusammenhang stehen. Mit Hilfe einer Volumenerfassung der Reproduktionshöhlen sollten Ruckschlüsse auf den Sedimentverlust und eine mögliche Destabilisierung der Vorsalzwiesenwattflächen gezogen werden. Die Ergebnisse der Korngrößenanalyse des Sedimentes ergaben, dass die Sedimente an zwei der drei beprobten Standorte mit Feinsandanteilen zwischen 49 und 63% nach Malavasi (2002) gute Bedingungen fur die Höhlenbauaktivitäten von Z. ophiocephalus boten. Nach Analyse der Kalkgehalte der Sedimente erwiesen sich diese als carbonatreich bis sehr carbonatreich. Es konnte ein möglicher Zusammenhang zwischen Höhlengröße und Carbonatgehalt aufgezeigt werden. Bei einem höheren Carbonatgehalt des Sedimentes war das mediane Höhlenvolumen größer als bei niedrigem Carbonatgehalt. Der Vergleich der Scherfestigkeiten mit der Anzahl der Höhlen zeigte den Trend zu größeren Höhlenanzahlen bei niedrigen Scherfestigkeiten des Bodens auf. Die Ermittlung des Sedimentverlustes der beprobten Standortflächen durch Höhlenbauaktivitäten von Z. ophiocephalus ergaben, dass die im Rahmen der vorliegenden Arbeit ermittelten Größenordnungen der Höhlenanzahlen, die mit einer geringen Abundanz des Fisches zum Zeitpunkt der Untersuchungen in Zusammenhang stehen, keine oder allenfalls geringe destabilisierenden Auswirkungen auf die die Salzwiesenufer schuützenden Vorsalzwiesenwattflächen haben. Unter diesen Umständen ließ sich kein Einfluss von Z. ophiocephalus auf die Dynamik der Salzwiesenufer in der Lagune von Venedig feststellen. Allerdings bleibt die geringe lndividuenanzahl des Fisches im Untersuchungszeitraum und -gebiet zu berücksichtigen. Da die beprobten Standorte potenziell die Vorraussetzung fur eine größere Höhlendichte pro m2 bieten, wäre ein nachzuweisender Einfluss van Z. ophiocephalus auf die Erosion der Salzwiesenufer in Jahren mit hohen Abundanzen des Fisches durchaus denkbar.

Description: Auf einem West-Ost Transekt von Curacao (niederländische Antillen) nach Douala (Kamerun) bei 10°N und einem kurzen Nord-Süd Transekt bei 25°W zum Äquator wurde die Phytoplanktonzusammensetzung in Bezug auf ihre Verteilung in der Wassersäule untersucht. Dabei wurden die Methoden Flow Cytometrie (FCM) und High Performance Liquid Chromatography (HPLC) verwendet. Der West-Ost Transekt wurde aufgrund abiotischer Faktoren in die Regionen Amazonasgebiet, offener Atlantik und afrikanische Küste eingeteilt. Alle Regionen waren durch niedrige Oberflächenchlorophyllkonzentrationen und ein Tiefen-Chlorophyllmaximum gekennzeichnet. Prochlorophyceen dominierten das Phytoplankton in allen Gebieten mit Zellzahlen von bis zu 2,5*105 Zellen m-1 gefolgt von Synechococcen (4*104 Zellen m-1) und Picoeukaryoten (9*103 Zellen m-1). Der Anteil der Prochlorophyceen am Gesamtchlorophyll war in der Oberfläche am höchsten, betrug aber insgesamt nur maximal 36,7%. Der Chlorophyllgehalt pro Zelle stieg mit der Tiefe um den Faktor 15, der Divinyl Chlorophyllgehalt pro Zelle um den Faktor 6. Anhand der Markerpigmente wurden durch CHEMTAX Prochlorophyceen, Synechococcen, Prymnesiophyceen E. hux Typ und Chrysophyceen als die in Chlorophylleinheiten dominantesten Gruppen in der Oberfläche bestimmt. Prochlorophyceen, Chrysophyceen und Prasinophyceen hatten im Chlorophyllmaximum den größten Anteil am Gesamtchlorophyll. Eine Diskriminanzanalyse ergab signifikante Unterschiede in der Phytoplanktonzusammensetzung zwischen den vier Regionen für die Oberfläche und das Chlorophyllmaximum. Zusätzlich wurden Experimente durchgeführt, die die Reaktionen der Phytoplanktonorganismen auf veränderte Lichtbedingungen allein oder in Kombination mit Nähstoffzugabe testen sollten. Eine Erniedrigung der Lichtintensität ergab in den meisten Fällen einen signifikanten Rückgang der Primärproduktion, Zellzahlen und Pigmentkonzentrationen von Prochlorophyceen, Synechococcen und Picoeukaryoten. Der gegenteilige Effekt wurde bei einer Erhöhung der Lichtintensität beobachtet. Dort stieg die Primärproduktion um den Faktor 1O bzw. 100 und die Zellzahlen um das bis zu 5,5 fache. Eine weitere Nährstoffzugabe zeigte darüber hinaus keine Wirkung.

Description: In dieser Arbeit wird der Einfluss atmosphärischer Antriebsparameter auf ein Ozean Ökologiemodell für den Nordatlantik betrachtet, und mit Fernerkundungsdaten verglichen, wobei ein Fokus auf den Einfluß des Windes und der damit verbundenen Prosesse in der ozeanischen Deckschicht gesetzt wird. Anhand der Monatsmittel der Chlorophyllkonzentrationen aus dem Jahr 1998 wird gezeigt, dass die Entwicklung einer intensiven Phytoplanktonblüte im nördlichen Teil des Nordatlantiks den Verlauf des Jahresgangs der Chlorophyllkonzentration dominiert, und sich die Chlorophyllkonzentrationen in den Sea WiFS- und Modelldaten im Nordatlantik sowohl räumlich als auch zeitlich unterscheiden. In drei ausgesuchten Regionen werden die Unterschiede der Phytoplanktonentwicklung, sowie der Einfluß des Windes auf die Chlorophyllkonzentrationen, und die Tiefe der Deckschicht betrachtet. Ein Vergleich der vom Modell simulierten Deckschichttiefen mit klimatologischen Daten der Deckschichttiefe zeigt, das die aus dem Modell errechneten Deckschichttiefen, gut mit den Deckschichttiefen der klimatologischen Daten übereinstimmen. Die Betrachtungen der zeitlichen Variabilität der Tagesmittelwerte des Windes und der Chlorophyllkonzentrationen aus Sea WiFS und Modell zeigen regionale wie auch saisonale Unterschiede auf. Im Subtropenbereich reagiert das Phytoplankton eher auf die Variabilität des Windes auf kurzen Zeitskalen, während in den mittleren und hohen Breiten die Entwicklung der Phytoplanktonblüte eher von den längerperiodischen Schwankungen der Windgeschwindigkeit, und der Variabilität der Deckschichttiefe abhängt. Bei der Betrachtung des Zusammenhangs zwischen Windgeschwindigkeit und Chlorophyllkonzentrationen stellt sich herraus, dass das Modell die Abhängigkeit der Phytoplanktonkonzentration vom Wind gut nachbilden kann. Allerdings zeigen sich noch Unterschiede im zeitlichen Einsetzen der Frühjahrs- und Herbstblüte.

Description: Im Rahmen dieser Arbeit konnte ein denitrifizierender Fließbettfilter erfolgreich in den Nordseekreislauf des Kieler Schauaquariums integriert und die Nitratkonzentration im Wasser wirksam verringert werden. Die Phosphorkonzentration konnte nur geringfügig reduziert werden, da der durch Prozesse inner- und außerhalb der Denitrifikation gefundene Phosphorabbau in etwa dem täglichen P-Export entsprach. Das Design des Fließbettfilters hat sich über den Versuchszeitraum bewährt und als sehr wartungsarm erwiesen. Im Zusammenhang mit der Methanoldosierung wurden Ansätze aufgezeigt, wie diese mit den Messgrößen pH-Wert, dem bei der Denitrifikation entstehenden Gasvolumen und dem Redoxpotential elektronisch gesteuert werden kann, indem die Beziehungen dieser Messgrößen zum Gesamt-Stickstoffabbau bestimmt wurden. Weitere Experimente sind notwendig, um die Abhängigkeit dieser gefundenen Beziehungen von den auftretenden äußeren Bedingungen und deren Einfluss auf die Steuerung und Kontrolle der Denitrifikation zu untersuchen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Abschäumer mit Ozoneinsatz das Risiko der Denitrifikation vermindern, indem giftige reduzierte Verbindungen (insbesondere Nitrit), die bei einer unkontrollierten Denitrifikation entstehen können, aufoxidiert werden. Der Prozess der Denitrifikation trägt neben der Nitrat- und Phosphorelimination auch zu einer Stabilisierung des pH-Wertes bei.

Description: Atlantic salmon (Salmo salar L.) populations are in severe decline over most of their range since the 1980s. Climate change may modify life pattems on a global scale and and possible reductions in growth of cold-water fish species such as salmon. Variations in growth of juvenile salmon among tributaries within an individual river system and the factors which may condition the growth and size-at-age have not been extensively studied. In this thesis seasonal growth trajectories were examined of three age classes of juvenile Atlantic salmon from two stream types (main stem, tributary) and two branches in a medium size Atlantic salmon river (Margaree River) in eastem Canada. Annual variations in size-at-age of juveniles were examined over a ten-year period. Periodic deposition of minerals characterized as circuli, on the scales are used to describe the growth histories of the juveniles. Finally, the growth histories of juveniles are used to confirm the commonly held view that smoltification in Atlantic salmon is a process defined by the attainment of a threshold length. There was large among tributary variation in mean fork length of juveniles with important variations within a sampling site. Sampling date was the most important explanatory variable for fork length of fry. Sampling site and intra-cohort effects were important explanatory variables for variation in fork length of age-1 parr. Correlations between fork length of the fish and year were higher than between fork length and cohort, indicating that current environmental conditions have more significant effects on size parr than the conditions encountered by the cohort in the previous year. Especially interesting in this study were the fish of the Northeast-tributary I and the Southwest-tributary I since they show different growth patterns, with fish in the Southwest-tributary showing a linear growth through the season while fish in the Northeast-tributary I slowed down in the fall, although the temperature regimes at those sites were essentially identical. The average smolt size was relatively small. Those large-scale predictions can not account for the very diverse growth trajectories and environmental influences on growth of a specific population or individuals as described by this study.

Description: Marine organisms often use multiple strategies for protection against fouling. These may consist of combinations of physical, chemical and mechanical mechanisms. Recent studies have shown that microtextured surfaces (1-350 μm)--either living or non-living--may reduce fouling. In this study, the role of surface microtopography (〈 500μm) of different marine organisms--such as the European rock crab Cancer pagurus (Crustacea), the blue mussel Mytilus edulis (Bivalvia), the brittle star Ophiura texturata (Ophiuroida), and the eggcase of lesser-spotted dogfish Scyliorhinus canicula (Chondrichthyes)--has been investigated as a possible component of their multiple antifouling strategies. Accordingly, high resolution epoxy resin replicates of these natural surface structures were exposed to natural fouling in field experiments. Abundances of recruits were determined and compared to those on untextured control resin surfaces in order to detect the influence of the microtopography on fouling rates. The results demonstrate that the surface microtopography of Cancer pagurus has the most effective antifouling properties since it is significantly rejected by macrofoulers (Balanus improvisus and Mytilus edulis). This effect persisted longest. The surface structures of the eggcase and Ophiura texturata have repellent effects on microfoulers such as sessile ciliates (Zoothamnium commune, Vorticella sp.). Moreover, barnacle settlement was furthermore partially reduced on surface microtopographies of Mytilus edulis and the eggcase. This study contributes to the understanding of the interaction between microtopography of the substratum and larval settlement. The presented results emphasise the promising non-toxic anti fouling properties of micro-textured surfaces.

Description: Die südliche Ostsee mit einer Fläche von 108000 km2 wurde mittels der ECOPATH II Software anhand von Gleichgewichtsmodellen des Kohlenstoffflusses bilanziert. Es wurden mehrere Gleichgewichtsmodelle erstellt, welche die Jahre von 1983-2000 repriisentieren sollen. Dieser Zeitraum wurde in zwei etwa gleich lange Zeitperioden getrennt. Die erste Periode, 1983 bis 1992, zeichnete sich durch wiederholte Sauerstoffmangelsituationen in der gesamten Ostsee aus. Die zweite Periode, 1993 bis 2000, grenzte sich durch den Einstrom von sauerstoffreichem Nordseewasser bis in die tiefen Becken der Gotlandsee vom vorangegangenen Zeitraum ab. Die "Bonitierung" der Ostsee, d.h. Abschätzung der Produktivkräfte, die für die Fischernährung zur Verfügung stehen. Bereits zu Anfang des 20sten Jahrhunderts wurde mit quantitativen Probennahmen versucht dieses Ziel zu erreichen. Das Baltic Mfonitoring Programm (BMP) brachte eine kontinuierliche und standardisierte Datenerhebung der Benthischen Lebensgemeinschaft in der Ostsee. Diese Datengrundlage wurde in dieser Arbeit für den erneuten Versuch einer "Bonitierung" herangezogen. Die Makrozoobenthosgemeinschaft wurde in dieser Arbeit zum erstenmal in der Ostsee in detaillierter Form in Gleichgewichtsmodellen dargestellt. Die Biomassen der Makrozoobenthosgemeinschaft für diese Arbeit stammen aus einer Datenbank für quantitativen Benthosproben des Instituts für Meereskunde. In dieser Datenbank sind benthologische Datensatze aus 50 Jahren Forschung gespeichert. Die einzelnen Arten des Makrozoobenthos, insgesamt etwa 300, wurden in 10 Kompartimente nach Größe und Ernährungsweise unterteilt. Die Erstellung der Gleichgewichtsmodelle setzt die Biomassen des Makrozoobenthos und der oberen trophischen Stufen in Beziehung zueinander. Dies ermöglichte zwei unterschiedliche Darstellungs- bzw. Kontrollformen. In einem sogenannten bottom-up-Ansatz wurden die Biomassen des Makrozoobenthos als vorgegeben angesehen und die Biomassen der höheren trophischen Ebenen entsprechend dieses Biomassepools angepasst. Dieser Ansatz folgte dem Effekt einer Nahrungslimitation der oberen Trophiestufen. Als zweite Darstellungsform wurde genau der umgekehrte Weg gewählt. Die Biomassen der Fisch, Vogel und Säuger wurden in Form eines top-down-Ansatzes beibehalten und die unteren Trophiestufen wurden so angepasst bis das Gleichgewicht für das Modell erreicht wurde. Diese beiden Ansätze und die beiden unterschiedlichen Zeiträume ermöglichten es, die Schwankungsbreite des Ökosystems Ostsee in bezug auf die trophischen Verhältnisse zwischen Stress- und Erholungszustand zu ermitteln. Zwangsläufig erfolgte bei der Erstellung der Gleichgewichtsmodelle eine Validierung der einzelnen Biomassen. Diese Überprufung hat festgestellt, dass die Biomassen fur Fisch in einer bottom-up-Sichtweise nicht in den Quantitäten möglich sind, wie sie durch das International Council for Exploration of the Sea (ICES) im Baltic Fishery Assesment Report 2002 [2] veröffentlicht wurden. Weiterhin wurden durch diese Berechnungen festgestellt, dass die Ostsee große Kapazitäten zur Pufferung von Störungen besitzt. Diese Kapzitäten führen desweitern zu dem Schluss, dass die Ostsee nicht trophisch limitiert ist.

Description: Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass Verbindungskanäle zwischen Seen, auch wenn sie relativ klein sind, regelmäßig von Fischen passiert werden. Im Kanal konnten zehn Fischarten nachgewiesen werden, von denen Plötzen mit 70% aller insgesamt gefangener Fische im Luzinkanl dominierten. Die am häufigsten gefangene Altersgruppe bei den Plötzen waren juvenile Tiere. Laichwanderungen und Winterhabitatswanderungen von Plötze und Blei ließen sich in den untersuchten Zeiträumen nicht nachweisen. Dieser Wanderungstyp hätte einen erheblichen Einfluss auf die Stoffflüsse zwischen den Seen, weil er einen Großteil des jeweiligen Cyprinidenbestandes betreffen sollte. In den Untersuchungszeiträumen Mai, Juli und Oktober zeigte sich ein ausgeprägtes diurnales Aktivitätsmuster im Luzinkanal. Während am Tage eine geringe Anzahl an Fischen sowohl in den Echolotaufzeichnungen als auch in der direkten Befischung festgestellt werden konnte, stieg die Fischaktivität in den Dämmerungsphasen auf bis zu 1000 Fischen pro 5 min an. Der diurnale Aktivitätszyklus innerhalb des Kanals konnte zwanglos mit den bereits bekannten diurnalen Wandermustern innerhalb von Seen in Zusammenhang gebracht werden. Der Kanal wird dabei mehr oder weniger zufällig innerhalb kleinskaliger Bewegungen oder innerhalb etablierter Litoral-Pelagialwanderungen aufgesucht. Der Austausch zwischen den beiden untersuchten Seen ist bei diesem Typ als gering bis mäßig im Vergleich zu der hohen Fischdichte insbesondere im Feldberger Haussee einzustufen. Genetische Untersuchungen an einem Abschnit auf dem D-loop der mitochondrialen DNS der Plötze ergaben, dass die beiden Populationen als panmktisch sind.

Description: Nereis diversicolor, a detritivorous marine polychaete, was cultured, in a newly designed culture unit, to evaluate its potential for integrated aquaculture. The culture unit consists of a 75-litre tank, filled with 25 kg gravel (grain size 2-4 mm) and 25 litre brackish water. A continuous air and nutrient supply were connected to the culture unit. Solid waste (faeces and uneaten food), obtained from a recirculating aquaculture system for European Seabass (Dicentrarchus labrax), was used as solitary food source during growth experiments of Nereis diversicolor. Protein content of applied solid waste ranged from 100 to 360 gram dry weight per kg supplied waste and the amount of supplied protein per tank ranged from 1.61 to 8.19 gram dry weight per day. Supplied energy to the tanks ranged from 22.5 to 62.1 kJ per day. Three experiments with different stocking densities were executed. Each treatment (stocking density) consists of four replicates. All experiments were designed with a low stocking density, 188, 208 and 235 Individuals per m2, and a high stocking density, 376, 423 and 470 Individuals per m2. Water temperature and salinity during experiments was 18 ± 2°C and 16 ± 1‰, respectively. Culture of Nereis diversicolor within the newly developed system is possible. Average mortality ranged between 9 and 21% during all experiments. No relation between stocking rate and mortality and food composition and mortality was observed. During all experiments positive growth was observed. Average specific growth rates ranged from 0.67 to 1.87% wet weight per day. A relationship between specific growth rate and daily supplied energy per individual worm was detected. The average protein content of Nereis diversicolor reared under experimental conditions ranged from 575 to 640 gram per kg dry weight. Ten out of twenty-four cases showed a biomass loss during the experiments due to mortality. Within the newly developed culture unit the protein retention due to biomass increase ranged from 0.4 to 6.6 gram dry weight per m2, which represents 0.3 to 8.8% of supplied protein in the solid waste.