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2012

Abgeschlossene Arbeiten des Jahres 2012

Charakterisierung von Vegetation und Hydrologie entlang einer Transekte vom Nassstrand bis zum Rückseitenwatt im Zentrum der Ostplate Spiekeroogs
Bachelorarbeit Tobias Holt, Oktober 2012)

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften: 60 S. (Erstgutachter)

Mit Hilfe von Vegetationsaufnahmen und der Messung diverser hydrologischer und hydrochemischer Parameter ist es möglich, die Vegetation und Hydrologie entlang einer Transekte zu charakterisieren. Ziel dieser Arbeit war es festzustellen, ob ein Zusammenhang zwischen der Vegetation, der Hydrologie und der Höhenlage besteht.

Aufgrund der ermittelten und dargestellten Ergebnisse kann der Zusammenhang bestätigt werden. Je nach Höhenlage über der mittleren Tidehochwasserlinie ändert sich der Einfluss der Hydrodynamik (Gezeiten). Tiefer liegende Bereiche der Transekte, in diesem Fall die Bereiche der Salzwiese, werden häufiger durch die vorherrschenden Gezeiten von Meerwasser überflutet als höher gelegene Bereiche der Dünen. An ausgewählten Untersuchungsstandorten entlang der Transekte wurden die Vegetationsaufnahmen durchgeführt sowie Grundwasserproben entnommen. Des Weiteren wurde der Höhenverlauf der Transekte eingemessen und ein Höhenprofil erstellt.

Die Grundwasserproben der Untersuchungsstandorte 1 bis 7 (Salzwiese) und 10 (Strand) weisen elektrische Leitfähigkeiten zwischen 2.450 µS/cm und 43.600 µS/cm (März und August 2012) auf und werden daher als Brackwasser typisiert. An Untersuchungsstandort 8 (Düne) weist die entnommene Grundwasserprobe elektrische Leitfähigkeiten von 312 µS/crn (März) und 269 µS/cm (August) auf und gilt somit als Süßwasser. Es ist davon auszugehen, dass sich unter der Düne (Untersuchungsstandort 8) ein Süßwasservorkommen befindet. Die Untersuchungsstandorte 1 bis 7 und 10 werden aufgrund ihrer Lage und Höhe über MThw häufiger, überflutet. Die gemessenen Leitfähigkeiten und lonenkonzentrationen geben hierbei Hinweise auf diese Annahme. Die tieferliegenden Untersuchungsstandorte ähneln sich im Hinblick auf die Äquivalentkonzentrationen und zeigen einen höheren Mineralisierungsgrad als die Süßwasserprobe von Untersuchungsstandort 8. Diese Stelle liegt mit 3,07 m über NHN am höchsten von allen für Grundwasserproben genutzten Standorten und wird daher am seltensten von Meerwasser erreicht. Die Grundwasserproben der restlichen Standorte weisen hoch mineralisierte Na-CI-Wässer auf, wohingegen die Grundwasserprobe 8 nur wenig mineralisiertes Ca-Mg-HCO3-CI-Wasser aufweist. Somit zeigen der Mineralisierungsgrad und die elektrischen Leitfähigkeiten Unterschiede in der Überflutungshäufigkeit an. Gleiches gilt für die vorhandenen Pflanzengesellschaften. Im ca. 300 mal pro Jahr überfluteten Eulitoral (Untersuchungsstandort 1) kommt das Salicornietum strictae vor. Daran schließt sich der Andel-Rasen, in diesem Fall das Puccinellietum maritimae, das Halimionetum portulacoidis und das Plantagini-Limonietum, an. Diese kommen in unterschiedlichen Höhen über MThw vor, wobei das Plantagini-Limonietum in etwas höher gelegenen Bereichen auftritt. Diese Bereiche werden noch ca. 200 mal pro Jahr überflutet. Die Gesellschaften konnten an den Untersuchungsstandorten 2 bis 4 und 5 ermittelt werden und werden dem Biotoptyp „Untere Salzwiese" zugeordnet. An Standort 4 a, der sich in einem Bereich befindet, der keiner alleinigen Gesellschaft zugeordnet werden konnte, wurde auf einer inselartigen Erhebung die Festuca rubra-Gesellschaft klassifiziert. Ähnlich verhält es sich an Standort 5 a), bei dem es sich um das Agropyretum litoralis handelt. Beide Gesellschaften zählen zum Biotoptyp „Oberere Salzwiese", kommen aber aufgrund der Erhebungen innerhalb der „Unteren Salzwiese" vor. Im Übergang zum Dünenbereich (Standorte 6 und 7) konnte ebenfalls das Agropyretum litoralis klassifiziert werden. Auf der Düne (Standorte 8 und 9) tritt die typische Pflanzengesellschaft der Weißdünen auf, das Elymo-Ammophiletum arenariae. Das Vorkommen der unterschiedlichen Pflanzengesellschaften entlang der Transekte zeigt eine Abhängigkeit von der Höhenlage und damit von der Überflutungshäufigkeit an. Der Mineralisierungsgrad und die elektrischen Leitfähigkeiten sind ebenso Faktoren, die von der Höhenlage abhängen. Dies kann durch die höhere Lage über MThw begründet werden, wodurch die Überflutungswahrscheinlichkeit geringer ist. Mit der Höhenlage über MThw ändert sich auch der Flurabstand. Diese Änderungen beeinflussen ebenso das Vorkommen der unterschiedlichen Pflanzengesellschaften.

Bezugnehmend auf die Fragestellung der Arbeit kann somit festgestellt werden, dass ein klarer Zusammenhang zwischen Vegetation, Hydrologie und Höhenlage besteht. Anhand der durchgeführten Vegetationsaufnahmen und der Untersuchungen der hydrologischen Parameter konnten Unterschiede entlang der Tranksekte gefunden werden. Diese sind bedingt durch die Höhenlage über NHN und dementsprechend über MThw. Die ausgewählten Untersuchungsstandorte konnten den Einfluss der Hydrodynamik in Abhängigkeit der Höhe auch für die Ostplate Spiekeroogs aufzeigen. Die Untersuchungsstandorte werden je nach Höhenlage über MThw unterschiedlich häufig von Meerwasser überflutet. Dadurch konnten zum einen die differenzierten Pflanzengesellschaften und zum anderen die Unterschiede im Bereich der Hydrologie bzw. Hydrochemie, hier besonders bei den Mineralisierungsgraden der Grundwasserproben und den elektrischen Leitfähigkeiten, festgestellt werden.

Die geologische Entwicklung des Schwarzen Bracks (westlicher Jadebusen) anhand diatomologischer und sedimentologischer Untersuchungen
(Bachelorarbeit Britta Zeckel, September 2012)

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften: 52 S. (Erstgutachter) 

Aus den Ergebnissen der sedimentologischen, diatomologischen und geoelektrischen Untersuchungen kann die Paläolandschaft in den Phasen der marinen Beeinflussung relativ umfassend rekonstruiert werden. Mit ergänzenden Daten der 14C-Datierung und palynologischer Analysen kann ein recht gutes Gesamtbild der Veränderungen während des Holozäns erstellt werde. Folgende Erkenntnisse wurden gewonnen. 

  • Die holozäne Landschaft im Schwarzen Brack wurde geprägt von den Schwankungen des Meeresspiegels.

  • Die erste Transgressionsphase verlief allmählich. Dies wird durch die Übergänge vom Torf zu den brackisch-lagunären Sedimenten deutlich.

  • Ein zunehmender mariner Einfluss im Verlauf der Transgression kann anhand der Diatomeenvorkommen nachgewiesen werden.

  • Die zweite Transgression setzt mit einem hochenergetischen Naturereignis ein, das einen Teil der anstehenden Torfe erodiert.

  • Entlang eines West-Ost-Transekts ist der unterschiedliche Einfluss des Meeres erkennbar, der sich von Osten nach Westen ausbreitet.
  • Lokale Unterschiede treten aufgrund unterschiedlicher Morphologie der Paläolandschaft auf.

  • Die Ergebnisse der Sediment- und Diatomeenanalyse bestätigen sich gegenseitig.

Pollenanalytische und sedimentologische Untersuchungen zur spätholozänen Landschaftsentwicklung im östlichen Jadebusen
(Bachelorarbeit Phoebe Niestrath, September 2012)

Bachelorstudiengang Umweltgeowissenschaften der Universität Trier: 48 S. (Erstgutachter)

Frühere Untersuchungen von WARTENBERG und FREUND (2012) ergaben, dass es im Jadebusen vermutlich zwei getrennte Ablagerungsräume gibt, einen westlichen und einen östlichen. Über die holozäne Entwicklung des östlichen Jadebusens ist verhältnismäßig wenig bekannt, da er schwerer zugänglich ist als der westliche. Um mehr über den östlichen Jadebusen zu erfahren, wurde binnendeichs bei Stollhamm eine 15 m tiefe Bohrung abgeteuft.

Dieser Bohrkern wurde sedimentologisch und plynologisch analysiert und anschließend bezüglich seiner Genese interpretiert. Die holozäne Basis wurde mit der Bohrung nicht erreicht, so dass davon ausgegangen wird, dass die pleistozänen Sedimente im Osten des Jadebusens liefer liegen als im Westen. Das wurde schon von STREIF 1990 beschrieben.

Bei den erbohrten Sedimenten handelt es sich hauptsächlich um brackische Ablagerungen, doch es sind auch Torfschichten enthalten. An Hand von 14C-Datierung und palynologischer Analyse wurden die Torfe zeitlich in das Atlantikum und Subboreal eingeordnet. Zu dieser Zeit bestand die notwestdeutsche Vegetation aus einem Eichenmischwald in unterschiedlichen Ausprägungen (FIBAS 1949).

In den Torfen zeigt sich als lokale Vegetation eine aufwachsende Salzwiese. Die Pollenzusammensetzung deckt sich mit der von FREUND (2003) beschriebenen charakteristischen Salzwiesenvegetation. Es ist außerdem deutlich zu erkennen, dass die Torfe nicht ungestört aufwachsen konnten, sie wurden immer wieder von marinen Bedingungen gestört, so dass meistens nur initiale Torfbildung möglich war. Zwischen den Zeiträumen, in denen die Torfe aufwuchsen, herrschten lange Zeit brackisch-lagunäre Bedingungen, diese machen den Hauptanteil der Bohrkernsedimente aus. Die holozäne Paläoumwelt im östlichen Jadebusen und seiner Umgebung ist von wechselnden, marinen Einflüssen geprägt.

Environmental Changes in the History of Mining Districts (Bergslagen) in Central Sweden over the last 1000 Years: Lake Sediment as Source Material
(Masterarbeit Neele Claßen, Juli 2012)

Masterstudiengang Landschaftsökologie: 71 S. (Erstgutachter)

The aim of this study was to get a better knowledge of the metal pollution and the mining history of the Falun area. It adds new Information on the geochemistry of the lakes and the beginning of mining in the Falun region, together with the influence of early land use. The main focus is on three lakes Hagtjärnen, Stugutjärnen and Nästjärnen, which were previously dated and analyzed regarding acidification by Ek et al. Additional supporting information is provided from records from 10 other lakes, which are located at distances between 0- 27 km from the Falun Copper mine. Another specific focus is on the lake Tisken, which has been assumed over the past 50 years to represent faithful historical record of mining in the Falun area. In this study this lake record was dated and analyzed, too. The analyses resulted in four significant phases of environmental change, indicating the start of agriculture and mining, the development of each sector, as well as the sharp increase in pollution in the modern time period. Phase l covers the time period A.D. 700 - 1000 and represents the time of the early beginning of land use and small scale mining activities. Phase II represents the time between A.D. 1200 to 1450, which is dominated by an ongoing development of mining and a sharp increase in metal concentrations and occurrence of cultivated plants and plants favored by disturbance from A.D. 1450 onwards. The third phase, representing the year A.D. 1540, clearly displays another period of sharp increases among the metal concentrations, which coincides with a peak in Cu production volumes. Phase IV covers the time period A.D. 1750 - 1900, referred to as Modern time, and features a clear increase in Pb pollution, which is linked to the introduction of tetrahyl Pb in the 1970s. Other metals increase also, together with cultivated plants like cereals, indicating an ongoing expansion of mining and agriculture. The results also indicate that Cu was not emitted as far as other elements, like for example Pb, which let to great pollution only in the lakes close to the Falun mine. Another important finding is that the lake Tisken does not represent a continual historical record, because the Sediment is not a chronological sequence and instead likely represents mostly a catastrophic input of debris of mixed age. The C-14 dating shows, that the Sediment is mixed and disturbed in Tisken. As a consequence, the long-standing Interpretation of Tisken's Sediment record as an archive for the historical start and late development of mining at the Falun copper mine is incorrect.

Fazielle Unterscheidung von Moorbildung auf einem Transekt vom zentralen Jadebusen in das Schwarze Brack
(Bachelorarbeit David Schrandt, Juni 2012)

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften: 34 S. (Erstgutachter)

Der Verlauf der Vegetationsentwicklung im Jadebusen und seiner Umgebung ist in Torfpaketen in Form von fossilen Pollenzusammensetzungen archiviert. Palynologische Untersuchungen ermöglichen präzise Aussagen über den Vegetationshintergrund eines Ablagerungsraumes, in Verbindung mit weiteren geologischen Untersuchungen wie Glühverlust und geochemischer Datenerhebung kann dieser noch weiter charakterisiert werden; die Datierung mittels Radiokarbonmethode liefert relativ genaue Zeitfenster für die Entstehung der Torfe in den Kernen.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei Bohrkerne aus dem zentralen Jadebusen sowie ein Bohrkern aus dem ehemaligen Schwarzen Brack untersucht, um fazielle Unterschiede ihrer Horizonte festzustellen und so die Palöoumwelt zu rekonstruieren, die diese Entwicklung möglich gemacht hat. Es zeigt sich das Bild einer zunächst relativ kargen Landschaft, in der Heiden dominieren. Mit dem steigenden Meeresspiegel gerät das Gebiet unter zunehmenden hydrologischen Einfluss, der Grundwasserspiegel steigt und es entsteht eine nasse Umgebung, die Torfwachstum begünstigt. Regional bilden sich ausgedehnte Erlenbruchwälder, lokal entstehen, je nach Stärke des marinen Einflusses, Salzwiesen oder versumpfte Gebiete, Moore und Feuchtwiesen. Generell lässt sich in allen Basaltorfen die Abfolge Heide - Gräser/Salzwiesen - Gräser ablesen; die Salzwiesenvegetation scheint eine regressive Phase anzudeuten, die Gräser tauchen in Verbindung mit einem verstärkten marinen Einfluss auf.

Die weitere Betrachtung zeigt, dass der Torfaufwuchs nicht mit dem Meeresspiegelanstieg mithalten kann; infolgedessen wird der Basaltorf von brackisch-lagunären Ablagerungen bedeckt. Einige hundert Jahre später stellen sich dann erneut Bedingungen ein, die Torfwachstum begünstigen, was durch den oberen Torf im Schwarzen Brack gezeigt wird. Die Sturmfluten des Mittelalters, die die Entsteheung des heutigen Jadebusens einleiteten, stellen das Ende dieser Bedingungen dar. Infolge heftiger mariner Vorstöße wurden die bis dahin entstandenen holozänen Sedimentpakete im zentralen Jadebusen bis auf die Basaltorfe erodiert, im Schwarzen Brack wurden Teile des oberen Torfes abgetragen. Die marinen Sedimente über den Erosionskontakten akkumulierten infolge der Fluten und marinen Einflusses im Gezeitenbereich.

Neobiota im Wattenmeer. Deskription und Maßnahmen im trilateralen Vergleich.
(Diplomarbeit Nadja Chaaban, April 2012)

Diplomstudiengang Landschaftsökologie: 103 S.  (Erstgutachter)

In den letzten Jahrzehnten werden weltweit Neobiota als die zweitwichtigste Ursache für das Artensterben genannt, global gesehen verringert sich die Artenzahl, da sich Neobiota ausbreiten und seltene Arten zurückgedrängt werden (KLINGENSTEIN et al. 2003). In Europa und auch im Wattenmeer wird die Situation weniger katastrophal aufgefasst, denn jetzt erkennt man auch positive Faktoren und beginnt die Thematik von mehreren Seiten zu betrachten (vgl. z.B. KOWARIK 2010).

Gegenstand dieser Arbeit war die Beschreibung von Neobiota und die Untersuchung des Umgangs mit ihnen im trilateralen Wattenmeer. Dazu wurden die als invasiv deklarierte und sich stark ausbreitende Crassostrea gigas und die eher unauffällig vorkommende Ensis americanus beleuchtet. Ebenfalls wurden als Ergänzung Experten aus den Niederlanden, Deutschland und Dänemark zu der Thematik befragt. Betrachtet man die Untersuchungen im Rahmen dieser Arbeit, könnte man im nächsten Schritt die Expertenbefragung noch ausweiten und Personen z.B. von der trilateralen Wattenmeer Kooperation mit einbeziehen, sowie auch mehr Experten aus Ministerien befragen, um nicht nur die naturwissenschaftliche Seite zu untersuchen, sondern die Thematik auch auf politischer Ebene zu beleuchten. Förderlich hierbei wäre es, wenn alle Befragungen als Interview durchgeführt werden würden, da der Informationsfluss bei einer persönlichen Befragung viel größer ist, jedoch sind die logistische Durchführung der Interviews und die Aufarbeitung der Daten sehr zeitaufwendig.

Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass eine invasive Art wie Crassostrea gigas auch eine Reihe von positiven Effekten bewirkt. Obwohl die gebietsfremde Art in Konkurrenz zu der heimischen Mytilus edulis steht, wird sie als habitat engineer bezeichnet, der wertvollen Lebensraum auch für im Wattenmeer heimische Arten schafft. Deutlich wird, dass eine Bekämpfung von einer etablierten, stark ausgebreiteten gebietsfremden Art, nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen keine mögliche Option für die naturschutzfachliche Planung ist. Es müssen andere Maßnahmen im Umgang mit Neobiota ergriffen werden, denn auch in nächster Zeit ist ein Zuwachs von exotischen Arten im Wattenmeer besonders auch im Zuge der Klimaerwärmung zu erwarten, (vgl. Quality Status Report 2009, DANKERS 2011 Exb.) Das Hauptaugenmerk sollte auf die Prävention gerichtet werden, um die Einschleppung und Einbringung von Neobiota ins Wattenmeer, speziell durch die zwei Hauptvektoren im marinen Bereich, Aquakultur und Schiffsverkehr, zu verhindern. Sinnvoll wäre hier eine schnelle Ratifizierung der Ballastwasser Konvention durch alle drei Länder, da die Umsetzung der Richtlinien sich danach noch einige Jahre hinziehen wird. Um jedoch schon präventiv zu arbeiten, wäre es nötig Schnellerfassungsprogramme für gebietsfremde Arten nicht nur auf das Wattenmeer, sondern auch auf einer internationalen Ebene umzusetzen. Hierbei sollen sporadisch auftretende Neobiota schnell erfasst werden, um noch die Möglichkeit zu haben deren Ausbreitung und Etablierung im Wattenmeer und auch in anderen Gebieten zu verhindern, (vgl. BUSCHBAUM 2011 Exb.)

Wünschenswert ist eine schnelle Entwicklung und länderübergreifende Umsetzung von Präventionsprogrammen, um zu ermöglichen, dass eine Ergänzung der heimischen Vielfalt durch schon eingewanderte Neobiota akzeptiert werden kann, aber das Wattenmeer nicht durch eine Menge von gebietsfremder Arten überflutet wird.

ICBM-Webmaster (Stand: 10.09.2018)