Masterstudiengang Karlsruher Institut für Technologie, 61 Seiten (Erstgutachter)

Seegraswiesen nehmen durch ihre zahlreichen Ökosystemfunktionen eine Schlüsselrolle für den Klima- und Küstenschutz ein und bieten einen schützenswerten Lebensraum für zahlreiche Meereslebewesen. Gleichwohl ist weltweit ein Rückgang von Seegrasbestanden zu verzeichnen. Auch im niedersächsischen Wattenmeer sind die Bestände der Seegrasart Zostera noltii drastisch zurückgegangen. Welche Faktoren für den Rückgang der Seegrasbestände im niedersächsischen Wattenmeer verantwortlich sind, ist bisher nicht bekannt.

Daher wird in der folgenden Arbeit untersucht, inwiefern die Schwermetall­belastung ein Faktor für den Rückgang von Zostera noltii im Wattenmeer ist. Dazu wurden in verschiedenen Bedeckungsbereichen von zwei eulitoralen Zostera noltii-Beständen Oberflächensedimentanalysen durchgeführt und die Schwermetallkonzentration, die Korn­größenverteilung und der Anteil an organischer Substanz, vor und während der Vegetationsperiode von Zostera noltii, untersucht. Zudem wurde die Schwermetall­konzentration in der Biomasse von Zostera noltii bestimmt. Es wurde eine Beeinflussung der Schwermetallkonzentration durch die Korngrößenzusammensetzung, den organischen Anteil und die Eisenkonzentration im Sediment gefunden. Schwermetalle adsorbieren vorwiegend an Tonminerale, organischem Material und Eisenoxiden/-hydroxiden. Es zeigte sich ein Landeffekt in der Korngrößenzusammensetzung durch die Sedimentation von feinerem Material mit abnehmender Distanz zur Küstenlinie, der sich in der Schwermetallkonzentration widerspiegelte. Die Bedeckung schien einen geringen Einfluss auf die Schwermetallkonzentration im Sediment zu haben, jedoch zeigten sich im stark bewachsenen Bereich eines Seegrasbestands höhere Konzentrationen der an Tonmineralen adsorbierten Schwermetalle, was auf eine vermehrte Tonmineralanlagerung durch den Bewuchs schließen lässt. Es wurde eine starke Anreicherung von Arsen und Kupfer im Sediment gefunden. Im Vergleich der Untersuchungsgebiete ist von einer relativ ähnlichen Anreicherung der Schwermetalle in den Sedimenten der beiden Untersuchungsgebiete auszugehen. Die Sedimentkonzentrationen aller Schwermetalle bis auf der von Arsen lagen unterhalb der Grenzwerte der OSPAR. Die Anreicherung von Schwermetallen in Seegras­pflanzen scheint nicht vornehmlich artspezifisch, sondern eher element- und organspezifisch zu sein. Quecksilber, Arsen und Chrom wurden vorwiegend in der Wurzelbiomasse und Cobalt in den Blättern von Zostera noltii akkumuliert. Zostera noltii schien in den beiden Untersuchungsgebieten ungefähr den gleichen Konzentrationsanteil an dem jeweiligen Schwermetall aus dem Sediment aufzunehmen.

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften, 43 Seiten (Erst- und Zweitgutachter)

Die Erkenntnisse, die in dieser Arbeit gewonnen wurden, sind Grundlagendaten. Sie sind Bausteine, in einem Mosaik von Untersuchungen, die noch durchgeführt werden müssen und beantwortet einige Fragen, deren Beantwortung nur ein Anfang für tiefer greifende Fragen sein kann.

Diese Arbeit zeigt, dass die Zusammensetzung der winterlichen Vegetationsgesellschaften in der Salzwiese im Rückseitenwatt von Spiekeroog deutlich von lokalen Höhenunterschieden, dem Mikrorelief, beeinflusst ist. Diese Erkenntnis sollte dafür sensibilisieren, dass eine Modellierung, bei der die Salzwiese, überspitzt dargestellt, eine schiefe Ebene ist, deren Höhengradient konstant von der Wattkante bis zum Land ansteigt, nicht zutreffend ist. Für akkurate Modelle wird es notwendig sein, die Tatsache, dass Salzwiesenpflanzen auch in „untypischen" Bereichen vorkommen, mit einzubeziehen. Auch die Topografie selbst als Faktor zur Dämpfung der Wellen wird sonst verkannt.

Diese Arbeit zeigt auch, dass es keinen direkten Zusammenhang zwischen der Korngrößenzusammensetzung des Bodens und dem winterlichen Vegetationsbestand in der Salzwiese gibt. Die Korngrößenverteilung zeigt sich als sehr homogen, auch über die meisten Zonen hinweg. Im Gegensatz zur Bedeutung des Mikroreliefs deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass für die physikalischen Eigenschaften der Salzwiesen im Küstenschutz und deren Modellierung keine besondere Rücksicht auf die Korngrößenzusammensetzung genommen werden muss.

Die Frage nach der Form und der Gestalt des Küstenschutzes der Zukunft ist eine, der wir uns nicht entziehen können, wenn die Küsten bewohnbar bleiben sollen. Die Salzwiesen können für den Küstenschutz der Zukunft eine Rolle spielen. Ihre Bedeutung beim Dämpfen von Wellen bei Hochwasser und Sturmflutereignissen ist bekannt und bedeutend. Das Ausmaß ihres Nutzens ist jedoch weniger gut erforscht. Die Frage, wie bedeutend die Salzwiesen für den Küstenschutz der Zukunft sind, müssen wir uns heute stellen, da wir heute die Weichen für den Umgang mit dem kommenden Meerspiegelanstieg stellen müssen. Projekte wie das Projekt „Gute Küste Niedersachsen“ werden für die Diskussion der Zukunft von entscheidender Bedeutung sein, da sie Informationen liefern und uns Optionen an die Hand geben, wie wir den Küstenschutz gestalten können.

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften, 37 Seiten (Erstgutachter)

Alien species are one of the biggest triggers of biodiversity loss. Most research on neo-phytes, especially invasive neophytes, addresses impact on arthropods and native plants. However, the impact of neophytes on bird populations is less well known. This thesis examines whether the neophytes Campylopus introflexus (Hedw.) and Senecio inaequidens (DC.) influence the behavior and abundance of the Northern wheatear, oe-nanthe oenanthe.

The field study took place on the East Frisian Island Norderney from 15^thof June 2021 until 6^th of July 2021. Data was collected through behavioral studies on the Northern wheatear in 20 plots. A subdivision was made into plots with the occurrence of each neophyte species, the occurrence of one of both neophyte species, and comparison plots. Within these areas, both neophytes were recorded. Statistical analyses were conducted with the Software R and indicated that the behavior of the Northern wheatear varied significantly in plots with neophyte occurrence. In the C. introflexus plots Northern wheatears exhibited lower foraging activity and an increased rest/vigilance within plots. In the S. inaequidens plots, three behavioral types showed a significant difference. The birds had a decreased rest/vigilance, increased locomotion, and a decrease in calls. In plots with occurrences of both neophytes, there was a significant increase in calls. Furthermore, the results showed that the abundance in the comparison plots was higher than in plots with a neophyte cover of 10-60 %. The shift of behavior and abun­dance suggests that the neophytes affect the Northern wheatear's foraging and communication as well as their food supply and protection from predators through their proven alteration of structure, composition, and species diversity in Vegetation, as well as arthropod species diversity.

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften, 74 Seiten (Erst- und Zweitgutachter)

Die biologische Vielfalt ist auf den Ostfriesischen Inseln durch die Einwanderung von invasiven Neophyten bedroht. Im Erscheinungsbild der Insel Wangerooge wirkt hauptsächlich die Kartoffelrose (Rosa rugosa) sehr dominant. Doch auch das Kaktusmoos (Campylopus introflexus) und das Schmalblättrige Greiskraut (Senecio inaequidens) sind auf der Insel verbreitet und stellen eine Gefahr für die natürliche Vegetation dar. Da pflanzensoziologische Untersuchungen dieser Arten zuletzt von Hahn vor knapp 20 Jahren durchgeführt wurden, mangelt es in dieser Hinsicht an aktuellen Daten. Ziel dieser Arbeit ist es die Vergesellschaftung und die Habitatbedingungen der drei genannten Neophyten zu untersuchen und mit neophytenfreien Standorten und den Vegetationsaufnahmen von Hahn (2006) oder bezüglich des S. inaequidens mit Schmidt (2019) zu vergleichen. Dadurch soll ermittelt werden, wie sich die Bestände der Neophyten entwickelt haben.

Es wurden Vegetationsaufnahmen durchgeführt, Bodenparameter untersucht und das Mikroklima ermittelt. Auf Grund der besseren Vergleichbarkeit der Aufnahmen untereinander wurden neben den Gesellschaften auch die TMAP-Typen bestimmt.

Campylopus introflexus wurde hauptsächlich in den TMAP-Typen X.5.1 Corynephorus canescens type und dem provisorisch hinzugefügten X.5.6 Campylopus introflexus type gefunden. Rosa rugosa befand sich nur im X.7.4 Rosa rugosa type. Senecio inaequidens wurde im X.4.1 Ammophila arenaria type, X.5.1 Corynephorus canescens type und dem X.5.0 Dune grassland, unspecific erfasst.

Rosa rugosa weist nicht nur eine andere Vergesellschaftung und Artenzusammensetzung, sondern auch ein komplett anderes Habitat im Vergleich zu den Absenzstandorten auf. So kann der Boden in diesen Flächen als Braundünenboden bestimmt werden, während die Absenzflächen Graudünenstandorte sind. Der Vergleich zu den Ergebnissen von Hahn zeigt eine negative Entwicklung der Bestände auf, insbesondere da diese 2021 deutlich artenärmer waren.

Die Campylopus introflexus-Bestände zeigen in den X.5.6 und in den X.5.1 Standorten unterschiedliche Ergebnisse. So ist die Gesellschaft des X.5.6 von Dominanzbeständen des Mooses bestimmt und weist eine fortgeschrittene Bodenentwicklung auf. Das X.5.1 unterscheidet sich nicht von den Absenzflächen. Im Vergleich zu Hahn ist keine pflanzensoziologische Veränderung gegeben.

Die Ergebnisse der Untersuchung der Senecio inaequidens-Bestände sind nicht so eindeutig wie die der anderen beiden Neophyten. So ist die Vergesellschaftung größtenteils unklar geblieben. Die ökologischen Bedingungen unterscheiden sich nicht von den Absenzflächen. Ingesamt konnte kein Einfluss dieser Art ermittelt werden. Im Vergleich mit Schmidt (2019) konnte eine ähnliche Vergesellschaftung festgestellt werden.

Masterstudiengang Landschaftsökologie, 56 Seiten (Erstgutachter)

The macro brown alga Fucus vesiculosus is an essential habitat former in the North Atlantic and is increasingly under pressure due to climate change. Plasticity in traits can enable species to respond to and continue thriving in a changing environment. Therefore, studying functional traits x fitness interactions in species contributes to understand how species are affected by climate change.

In this study, I aimed to assess trait x fitness interactions in F. vesiculosus in response to exposure, by measuring growth as a fitness-proxy, and the functional traits buoyancy, specific thallus area (STA), surface area to perimeter ratio (SAP), length, and thallus dry matter content (TDMC). I hypothesised that investment in functional traits that increase photosynthesis and competition is higher on sheltered shores, whereas investment in functional traits that increase structural integrity as higher on exposed shores. Furthermore, I hypothesised that fitness is higher on sheltered shores, and that the respective functional traits increase individual's fitness in the environment in which they are prevalent in F. vesiculosus. Finally, I hypothesised that increased buoyancy directly increases fitness in F. vesiculosus on sheltered shores, whereas having no or a negative effect on fitness on exposed shores. I carried out an observational study to explore the trait allocation in F. vesiculosus individuals in response to wave exposure, and how this affected the fitness-proxy growth. Further, I conducted a transplant experiment to test the direct effect of buoyancy on the fitness-proxy growth in F. vesiculosus.

My studies showed that on sheltered shores buoyancy and STA were prevalent and mainly affected fitness in F. vesiculosus. However, F. vesiculosus' investment in TDMC was primarily affected by desiccation time and decreased the fitness-proxy growth independent of wave exposure. Finally, F. vesic­ulosus' investment in length, and SAP was driven by neighbouring algae and the relation to fitness was not clear.

Bachelorstudiengang Umweltwissenschaften, 22 Seiten (Erstgutachter)

Weltweit werden Arten in verschiedenem neuen Lebensraum verschleppt, in denen sie sich dann etablieren. Zu diesen Arten gehören die pazifischen Krebse Hemigrapsus takanoi und Hemigrapsus sanguineus. Diese sind in den 1990ern an die europäische Küste gelangt und haben sich von dort aus weiterverbreitet, bis in das Wattenmeer der Nordsee. Diesen Lebensraum teilen sie sich nun mit der heimischen Krabbe Carcinus maenas. Die Populationen der eingeschleppten Arten auf der Insel Sylt haben eine hohe Populationsdichte. Daher stellt sich die Frage, wie diese hohe Anzahl ernährt werden kann. Als eines der Nahrungsressourcen kommt daher Aas in Frage.

Zum einen wurden Versuche durchgeführt, bei denen die Konsummenge von Aas untersucht wurde. Die Art C. maenas hat am meisten Aas gefressen (Weibchen mit 4,10g ± 1,19g und Männchen mit 3,82g ± 1,27g bei der Miesmuschel) gefolgt von der Art H. takanoi (Weibchen mit 2,35g ± 0,92g und Männchen mit 3,61g ± 1,02g bei der Miesmuschel). Außerdem hat sich gezeigt, dass eine geringe Präferenz für Miesmuscheln über Austern vorhanden ist. Des Weiteren wurden Versuche zur Wahrnehmung von Aas aus verschiedenen Distanzen durchgeführt. Dabei ergab sich, dass C. maenas meistens am schnellsten das Aas gefunden und gefressen hat. Die beiden eingeschleppten Arten wurden mit der höheren Distanz deutlich langsamer im Fressen des Aases als C. maenas. Dies lässt schlussfolgern, dass die heimische Art wahrscheinlicher dominanter ist bei der Konkurrenz um Aas, da sie schneller das Aas finden und mehr frisst. Dies zeigt, dass Aas eine wichtige Rolle in der Ergänzung der Nahrung ist und vielleicht einen wichtigen Teil dazu beiträgt, die hohen Populationsdichten der Krebse auf dem Riff zu ernähren.

Masterstudiengang Marine Umweltwissenschaften, 48 Seiten (Erstgutachter)

Englisch version see below.

Untersucht wurden die Amphibien- und Reptilienbestände im südlichen Teil des Na­turschutzgebiets „Garlstedter Moor und Heidelandschaft mit Heidhofer Teichen". Neun Gewässer wurden zur Laichzeit der Amphibien kartiert und die nähere Umgebung nach Reptilien abgesucht. Mit Moorfrosch (Rana arvalis), Grasfrosch (Rana temporaria). Erd­kröte (Bufo Bufo), Teichfrosch (Pelophylax esculent'as), Teichmolch (Lissotriton vulgaris). Ringelnatter (Natrix natrix), Waldeidechse (Zootoca vimpara} und Blindschleiche (Anguis fragilis) wurden im Gebiet fünf Amphibienarten und drei Reptilienarten nachgewiesen. Die Daten wurden mit den Ergebnissen der Untersuchung aus dem Jahr 2013 verglichen. Seither sind im Gebiet drei Laichgewässer durch Austrocknung verschwunden und ein weiteres Gewässer trocknete im Frühjahr aus. Die Bestände von Moor- und Grasfrosch sind im Vergleich zu 2013 stark eingebrochen, Erdkröten kommen nach wie vor zahlreich im Gebiet vor. Es wird vorgeschlagen, den Fischbesatz zu entfernen, schattierende Gehölze am Ufer der Gewässer zu entfernen und den Wasserpegel der regulierbaren ehemaligen Fischteiche zu managen, um die Laichgewässersituation für die Amphibien zu verbessern.

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The populations of amphibians and reptiles in the southern part of the nature reserve „Garlstedter Moor und Heidelandschaft mit Heidhofer Teichen", Lower Saxony, were investigated. Nine water bodies were mapped during the amphibian spawning time. Reptiles were observed in the surrounding area. Five species of amphibians and three species of reptiles have been recorded in the area: Moor Frog (Rana arvalis), Common Frog (Rana temporaria), Common Toad (Bufo Bu/o), Edible Frog (Pelophylax esculentus). Smooth Newt (Lissotriton vulgaris), Grass Snake (Natrix natrix), Viviparous Lizard (Zootoca vivipara) and Slow Worm (Anguis fragüis). The data were compared with the results of the 2013 survey. Since then, three spawning waters in the area have disappeared due to desiccation and another dried up in spring 2021. The Stocks of Moor Frog und Grass frog sharply decreased since 2013. Common Toads continue to be abundant in the area. It is proposed to remove the fish population, shading shrubs along the banks of water bodies and to manage the water level of the regulatable former fish ponds to improve the spawning water Situation for amphibians.