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2015

Abgeschlossene Arbeiten des Jahres 2015

Standortfaktoren und Verbreitung des Schwarzen Kopfrieds (Schoenus nigricans) auf Spiekeroog
(Bachelorarbeit Simin Ghafouri, November 2015)

Bachelorstudiengang: Umweltwissenschaften, 42 Seiten (Erstgutachter)

Die vorliegende Arbeit untersucht die Verbreitung von Schoenus nigricans auf Spiekeroog, sowie die ökologischen Parameter, denen die Vorkommen unterliegen. Um einleitende Informationen über Spiekeroog und das Untersuchungsgebiet zu vermitteln, wird die Entstehung und der pflanzensoziologische Aufbau ostfriesischer Inseln dargelegt.  Zur Feststellung der Intensität/ Dichte der Besiedelung durch Schoenus nigricans wurde im Untersuchungsgebiet und in den umliegenden Flächen eine Punktkartierung durchgeführt. Zudem wurde die gesamte Flora im Untersuchungsgebiet durch eine Vegetationskartierung nach pflanzensoziologischen Standardmethoden erfasst. Auswertend wurden Biotoptypen zugeordnet, welche das Untersuchungsgebiet in die Vegetationstypen Graudüne, die Obere Salzwiese des Brackübergangs und die darin befindlichen Salzwiesendünen unterteilt. Innerhalb sechs festgelegter Transekte wurden verschiedene abiotische Größen mittels Boden- und Porenwasseruntersuchungen ermittelt. Der Boden wurde auf Korngröße, organische Substanz, Feuchtigkeit, pH-Wert und elektrische Leitfähigkeit untersucht. Das Porenwasser wurde auf pH-Wert und elektrische Leitfähigkeit geprüft. Weiterhin wurden für jeden Transekt Höhendaten aufgenommen. 

Im Kontext mit vorausgehenden Untersuchungen, lässt sich ableiten, dass Ansätze eines sehr frühen Pionierstadium des Junco baltici - Schoenetum nigricantis erkennbar sind. Allerdings deuten einige ökologische Parameter auf eine Gesellschaft, die näher am Centaurio-Saginetum liegt. Um die Entwicklung dieser Fläche weiterhin nachvollziehen zu können, könnte eine Langzeitbeobachtung sinnvoll sein.  Zur Förderung der Gesellschaft Junco baltici - Schoenetum nigricantis und mit ihr eines feuchten, grundwasserabhängigen Dünental ist ein sorgsamer Umgang mit der Süßwasserlinse erforderlich.

 

The role of microphytobenthos in the Wadden Sea food web: productivity, biodiversity and relationships with benthic meio- and macrofauna communities
(Bachelorarbeit Ramona Dietze, September 2015)

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften, 39 Seiten (Erstgutachter)

The biomass provided by diatoms and the diatoms (genus level) which were related to that were studied by analyzing the chlorophyll a contents and the diatom composition in different habitats. The sampling points represented five different habitats characterized by different environmental conditions at two study areas. Samples were taken over periods of five months (at Schillig) and two months (in the Jade Bay). The chlorophyll a content showed a seasonal variability during the sampling period (at Schillig) with highest values in June (sand) and May (mixed sediment). The comparison of the chlorophyll a contents in different habitats (in sediment samples of the Jade Bay) showed highest values in seagrass beds and muddy sediment. There were also differences in the diatom composition in different habitats and areas. Seasonal variability in diatom composition was marked by variability in abundance of diatoms. The total diatom composition was made of mobile diatoms which migrate upwards in the mudflat sediment and immobile diatoms which did not migrate upwards. Mobile diatoms can be distinguished from immobile diatoms in a laboratory experiment. Mobile diatoms which were most frequent in the samples were Navicula, Amphora and Tryblionella (on a genus level). The most frequent immobile genus was Achnanthes. An important factor for the distribution of diatoms is the grain-size distribution. The relationships between the distribution of diatoms and macrofauna organisms (depending on their feeding types) are discussed to characterize the role of diatoms in the Wadden Sea food web.

Geologische Entwicklung der Insel Langeoog - Geowissenschaftliche Untersuchungen an einem Leithorizont der Inselentstehung
(Bachelorarbeit Timo Brengelmann, September 2015)

Bachelorstudiengang: Umweltwissenschaften, 64 Seiten (Erstgutachter)

Einen wichtigen Beitrag zur Aufschlüsselung der geologischen Entwicklung Langeoogs konnte vor allem Barckhausen (1969) durch seine Erkenntnisse leisten, welcher die Insel in den 1960er Jahren umfassend erforscht hat. Barckhausen hatte dabei das Ziel den alten Kern Langeoogs abzugrenzen und diesen nach datierbaren Schichten abzusuchen. Im Zuge dessen hat er vier geologische Leithorizonte beschrieben, die Rückschlüsse auf den Werdegang und die Entstehung Langeoogs ermöglichen. Bei diesen Leithorizonten handelt es sich um die sogenannte Hydrobienbank, die Kleibank, sowie die untere und obere Moorerdebank.

Nach dem heutigen Stand der Forschung liegen bereits neuere Untersuchungen und absolute Altersdatierungen für die untere und obere Moorerdebank, sowie die Hydrobienbank vor, wodurch die gesamte Entwicklung Langeoogs neu beurteilt werden kann (Bungenstock et al, 2015). Einzig für die sogenannte Kleibank gibt es noch keine neueren geowissenschaftlichen Erkenntnisse. Ziel dieser Arbeit war es daher, aufgrund der Vorarbeiten von Barckhausen (1969), die genaue Position und Verbreitung der Kleibank im Ostteil des Langeooger Sommerpolder zu lokalisieren (Rammkernsondierungen), Probenmaterial zu gewinnen (Stechrohrbohrgerät) und dieses geologisch und paläoökologisch (Korngrößen-, Diatomeen und Makrorest-Analyse) zu analysieren.

Anhand dieser Untersuchungen  konnte die Ausbreitung der Kleibank präzisiert werden, sowie ihre Fazies beschrieben und diese daraus resultierend einem Zeitraum der Inselentwicklung zugeordnet werden. Die Artenzusammensetzung der Diatomeen, die Korngrößenverteilung, sowie die Makroreste weisen eindeutig darauf hin, dass die Kleibank eine Übergangszone zwischen Salzwiese und Watt darstellt. Die  Diatomeen haben diesen Übergangsbereich am detailliertesten angezeigt, da sie wesentlich sensibler auf Faziesänderungen reagieren bzw. diese anzeigen. Stratigraphisch liegt die Kleibank damit zwischen der Wattfazies und dem Inselgroden, was der genetischen Abfolge von marin geprägten Sedimenten weiter zu semiterrestrischen Schichten, die charakteristisch für den Inselaufbau sind, entspricht. Aufgrund der stratigraphischen Abfolge und der  neueren Altersdatierungen (Bungenstock et al, 2015) der restlichen Leithorizonte (Hydrobienbank 1400-1100 B.P. und Moorerdebank 700 B.P.) kann angenommen werden, dass die Kleibank etwa zwischen 1100 – 700 B.P. entstanden ist.

 

Untersuchung räumlicher und zeitlicher Verbreitung von Diatomeen-Vergesellschaftungen im Jadebusen anhand von Kurzkernen
(Bachelorarbeit Ines Hogrefe, September 2015)

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften: 42 Seiten (Erstgutachter)

Das Thema „Untersuchung räumlicher und zeitlicher Verbreitung von Diatomeen-Vergesellschaftungen im Jadebusen anhand von Kurzkernen“ wurde gewählt, da Diatomeen wichtige Indikatoren für aktuelle, aber auch vergangene Umweltbedingungen sind und aus diesem Grund eine hohe Forschungsrelevanz besitzen. Der Jadebusen als Teil des deutschen Wattenmeers stellt einen sich ständig wandelnden Lebensraum dar und ist deshalb ein interessanter Untersuchungsraum. Diese Arbeit hat es als Ziel, aus dem Jadebusen gewonnene Kurzkerne (Stechkästen) angesichts der Diatomeen-Vergesellschaftungen zu untersuchen und aus den Ergebnissen Rückschlüsse auf die Paläoumwelt zu schließen. Sie soll am Ende die folgenden Fragen beantworten können: Gibt es zwischen den untersuchten Standorten Veränderungen in der räumlichen Verbreitung von Diatomeen-Vergesellschaftungen? Gibt es in geringen Tiefen (bis 30 cm) bereits Veränderungen in der zeitlichen Verbreitung von Diatomeen-Vergesellschaftungen? Für die Untersuchungen der Kurzkerne wurden folgende wissenschaftliche Methoden gewählt: Mikroskopie und Bestimmung von Diatomeen, Loss on ignition (Glühverlust) und Korngrößenanalyse.

 

Ausbreitung und Standorte des invasiven Neophyten Crassula helmsii (KIRK) COCKAYNE auf der Ostfriesischen Insel Norderney
(Bachelorarbeit Annika Weidhüner, September 2015)

Zwei-Fächer-Bachelor Biologie/Kunst und Medien: 62 Seiten (Erstgutachter)

In den letzten Jahren konnte auf der Ostfriesischen Insel Norderney eine vermehrte Ausbreitung der ursprünglich aus Neuseeland und Australien stammenden Crassulaceae Crassula helmsii (KIRK) COCKAYNE beobachtet werden. Durch hohe Konkurrenzfähigkeit und die Ausbildung flächendeckender monodominanter Bestände kann die Etablierung dieses invasiven Neophyts erhebliche Veränderungen der indigenen Vegetationsstrukturen nach sich ziehen und damit negative ökosystemare Auswirkungen zur Folge haben. Um die potentielle Ausbreitung von C. helmsii innerhalb der Untersuchungsgebiete prognostizieren zu können, wurden an 22 Probenahmepunkten vegetationskundliche Erhebungen durchgeführt sowie grundlegende abiotische Bodenfaktoren erfasst.

Auf Basis der im Rahmen dieser Arbeit erhobenen Daten kann keine abschließende Bewertung der Ausbreitungstendenzen von C. helmsii in die angrenzenden Pflanzengesellschaften innerhalb der Untersuchungsgebiete getroffen werden. Die aus den Daten abgeleitete breite ökologische Amplitude der Crassulaceae lässt jedoch ein hohes invasives Potential vermuten. Eine Gefährdung der Biodiversität der indigenen Flora kann dabei nicht ausgeschlossen werden. Um das Gefährdungspotenzial durch C. helmsii für das Ökosystem Nationalpark Niedersächsisches Wattenmeer für die Zukunft abschätzen zu können, ist daher ein umfassendes Monitoring der Vegetationsbestände dringend erforderlich. Darüber hinaus gibt es einen großen Forschungsbedarf hinsichtlich möglicher naturschutzfachlicher Maßnahmen, um eine weitere Ausbreitung dieses invasiven Neophyten zu verhindern.

Sedimentanalyse in einem Buchtenwatt zur Detektion unterschiedlicher Ablagerungsenergien der jüngeren Vergangenheit
(Masterarbeit Eva Kienle, Juli 2015)

Masterstudiengang Umweltwissenschaften: 76 Seiten (Erstgutachter)

Die oberflächennahen Wattablagerungen des Wattrückens Arngastsand im Jadebusen, einem Buchtenwatt der deutschen Nordseeküste, wurden hinsichtlich ihrer Ablagerungsenergien untersucht. Dafür wurden sieben Sedimentkerne entnommen und die Sedimentprofile sedimentologisch, diatomologisch und geochemisch analysiert.

In den Sedimentprofilen wurde die Suspensionsfracht von mindestens einem Hochenergie-Ereignis abgelagert. Dieser Ereignis-Horizont erstreckt sich über den gesamten Transekt von circa 1 km Länge. Vor dieser Ereignis-Ablagerung wurde in dem Untersuchungsgebiet feinkörniges Sediment abgelagert, in welchem den Diatomeen-Gemeinschaften große, schwach verkieselte Arten angehörten. Eine solche Ablagerung verweist auf ruhige Sedimentationsbedingungen. Nach dem Hochenergie-Ereignis verblieben die Ablagerungsbedingungen auf einem höheren energetischen Niveau. Es wurde gröberes Sediment abgelagert, das kleinen, stark verkieselten Diatomeen-Arten einen Lebensraum bot.

Die Ablagerungen zeigen eine anthropogen bedingte Verschmutzung an Schwermetallen (Pb, Zn). Diese Anreicherungen zeigen, dass die Sedimentschichten nach 1900 abgelagert wurden.

Das gesamte Sedimentationsregime auf dem Wattrücken Arngastsand unterlag in den letzten Jahrzehnten einem Wechsel der Ablagerungsenergien. Auf ein sehr ruhiges Ablagerungsmilieu folgte ein Milieu, das einem höheren Energieniveau unterlag.

 

Strandmüll entlang der Deutschen Bucht - Eintragspfade und Verteilungsmuster von 1995 bis 2013
(Bachelorarbeit Julia Herling, Mai 2015)

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften: 46 Seiten (Erstgutachter)

Durch die seit Beginn des 20. Jahrhunderts stetig steigende Einfuhr von synthetischen Stoffen ist Müll in der Nordsee ein zunehmendes Problem geworden. Ökologische Folgen wie Strangulation von Meerestieren, finanzielle Einbußen in der Schifffahrt sowie ausbleibende Tourismusströme, durch verschmutzte Strände, sind die häufigsten Folgen. Um mögliche Verteilungsmuster des Mülls in der Deutschen Bucht herauszustellen, wurden in dieser Arbeit Müllerfassungsdaten der Umweltverbände Mellumrat e.V., Jordsand e.V. und der Schutzstation Wattenmeer, der Küste Niedersachsens, Hamburgs und Schleswig-Holsteins ausgewertet und auf regionale Unterschiede der Müllkategorie Plastik untersucht. Zudem wurden Partikelsimulationen mit Hilfe des mathematischen Rechenprogramms MATLAB durchgeführt, womit mögliche Eintragspfade des Strandmülls berechnet wurden.

Hierbei wurde deutlich, dass die Müllabundanz in der Deutschen Bucht große regionale Unterschiede aufweist und mit der Schiffsdichte in Verbindung gebracht werden kann. Dies zeigen auch die Partikelsimulationen, bei denen festgestellt wurde, dass sich die Eintragspfade des Strandmülls in Nordfriesland von den Eintragspfaden Ostfrieslands unterscheiden. Diese regionalen Unterschiede konnten auch annähernd anhand der Plastikzusammensetzung der Kartierungsstrecken herausgestellt werden. Zur Verbesserung der rechtlichen Grundlagen zum Schutz der Meeresumwelt, sollten diese Beobachtungen in zukünftigen Untersuchungen weitergeführt werden.

Die Ausbreitung von Elymus athericus im Langeooger Sommerpolder - Eine GIS-gestützte Standortanalyse
(Bachelorarbeit Imke Janssen, Mai 2015)

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften: 42 Seiten (Erstgutachter)

In den letzten Jahrzehnten hat sich die Strandquecke (Elymus athericus), eine heimische Grasart, in den Salzwiesen entlang der Nordseeküste massiv ausgebreitet. Infolge dieser Entwicklung geht die Artenvielfalt in den Salzwiesen zurück. Auch im Langeooger Sommerpolder, einem ehemals eingedeichten und nun renaturierten Gebiet innerhalb der Salzwiesen auf der Ostfriesischen Insel Langeoog, hat die Strandquecken-Gesellschaft (Agropyretum litoralis) in den letzten Jahren stark an Fläche ge-wonnen. Obwohl das Agropyretum litoralis eine Gesellschaft der oberen Salzwiese ist, sind die Bestände auf Langeoog über die gesamte Breite der Salzwiese verteilt. Es scheint als wäre Elymus athericus weit in den Bereich der unteren Salzwiese vorgedrungen. Zur Charakterisierung der Quecken-Standorte wurden sieben Untersuchungsflächen in Übergangsbereichen zwischen Agropyretum litoralis und anderen Pflanzengemeinschaften im Hinblick auf die Geländehöhe und Bodenparameter untersucht. Die Flächen wurden engmaschig vermessen und auf Basis der Messungen digi-tale Geländemodelle erstellt. Durch den Vergleich von Geländehöhe und Vegetation konnte ein deutlicher Höhenunterschied zwischen Agropyretum litoralis und Halimionetum portulacoides, einer Gesellschaft der unteren Salzwiese, festgestellt werden. Zwischen Agropyretum litoralis und Festuca rubra-Gesellschaft sowie Artemisietum maritimae, zwei Gesellschaften der oberen Salzwiese, ergaben die Messungen geringfügige Höhenunterschiede. Unterschiede zwischen den Gesellschaften in Bezug auf die Bodenparameter konnten auf Basis der durchgeführten Messungen jedoch nicht ausgemacht werden. Die Analyse der Höhendaten bestätigt die Vermutung, dass sich Elymus athericus im Sommerpolder an höher gelegenen Standorten, also im Bereich der oberen Salzwiese ausbreitet. Dass sich diese Bereiche fast über die gesamte Breite der Salzwiese verstreut finden, ist wahrscheinlich auf die ursprüngliche Küstenlinie zurückzuführen. Hierauf deutet die Auswertung einer historischen Karte hin.

ICBM-Webmaster (Stand: 10.09.2018)