Christian-Albrechts-Universität zu Kiel · Projekt in Griechenland, im oben er-wähnten...

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Jahresbericht1996

Forschungs- und Technologie-zentrumWestküstein Büsum

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Jahresbericht

1996

Forschungs- und

Technologiezentrum

Westküste

Zentrale Einrichtung derChristian-Albrechts-Universität

zu Kiel

Büsum 1997

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Jahresbericht 1996 Forschungs- und Technologiezentrum Westküste, BüsumChristian-Albrechts-Universität zu Kiel

Hauptgebäude:

Arbeitsgruppe 1:

Arbeitsgruppe 2:

Arbeitsgruppe 3:

Arbeitsgruppe 5:

Nebengebäude:

Arbeitsgruppe 4:

Arbeitsgruppe 6:

Arbeitsgruppe 7:

Hafentörn25761 Büsum

Telefon: 04834-604-0 (Zentrale)Telefax: 04834-604-299

E-mail: [email protected]: http://www.uni-kiel.de:8080/ftzwest/

Küstenökologie, Umweltforschung,Umwelttechnik, App. 200

Angewandte Physik, Meerestechnik, App. 220

Küstengeologie, Küstenschutz, App. 230

Küstenarchäologie, Landschaftsentwicklung, App. 240

Werftstraße 625761 Büsum

Telefon: 04834-604-0 (Zentrale)Telefax: 04834-6772

Küstengeographie, App. 282

Bodenökologie, App. 281

Ökologie der Vögel und Säugetiere, App. 280 und 283

Forschungs- und T echnologiezentrum W estküste

Jahresbericht 1996 Forschungs- und Technologiezentrum Westküste, BüsumChristian-Albrechts-Universität zu Kiel III

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Das Jahr 1996 war durch zahlreicheInitiativen zur nationalen und internatio-nalen Verknüpfung der FTZ-Aktivitätengeprägt. Als Beispiel für die Effektivi-tät unserer internationalen Kontaktemöchte ich die Teilnahme an einem inNorwegen durchgeführten Forschungs-projekt über den Einfluß von Nähr-stoffen auf Planktonprozesse nennen.Insgesamt beteiligten sich vier FTZ-Mit-arbeiter an diesem Projekt, das erfolg-reich abgeschlossen werden konnte.Zugleich gab es den Anstoß, gemein-sam mit den Teilnehmern ein MAST-Projekt unter der Koordination des FTZzu beantragen. Auch aus mehrerenanderen Arbeitsbereichen können in-teressante Ergebnisse verzeichnetwerden.

Einen Schwerpunkt bildete die For-schung an den heimischen Kleinwalen.Diese Untersuchungen belegen erst-mals, daß die Gewässer vor der InselSylt ein wichtiges Aufzuchtgebiet fürSchweinswale zu sein scheinen. DerGrund hierfür ist bislang unbekannt.Die besondere Bedeutung dieser Ge-wässer rechtfertigt auch aus wissen-schaftlicher Sicht die Schaffung einesKleinwalschutzgebietes. In mehrerenFachbereichen wurde direkt auf inter-nationaler Ebene zusammengearbei-tet, wie beispielsweise im NESTOR-Projekt in Griechenland, im oben er-wähnten FAPPE-Projekt in Norwegenund bei der Fertigstellung desNOWESP-Projektes.

Zum erstenmal wurde eine Aufgabedes FTZ als Katalysator für Firmenneu-gründungen verwirklicht. Erfreulich wardie Wiederbesetzung der Professur fürKüstengeologie durch Prof. R. MAYERLE

als Nachfolger von Prof. R. KÖSTER.Damit ist die für das FTZ wichtigeAnbindung an die Alma Mater wiederkomplett.

Weitere wissenschaftliche Höhepunktewaren, daß durch die Schaffung techni-scher Erweiterungen ermöglicht wurde,Fernerkundungsdaten auszuwerten.Dadurch können rezente Satellitenda-ten zur Landnutzung eingesetzt wer-den. Die Beschaffung eines Durchfluß-zytometers erschließt unzählbare Mög-lichkeiten für die Phytoplanktonfor-schung. So sind beispielsweise Experi-mente über Grazing von Mikrozoo-plankton auf Phytoplankton zusammenmit der Bearbeitung von Automatisie-rungsversuchen im Bereich Phyto-planktonmonitoring geplant.

Die Diskussionen um die Aufnahmedes FTZ als Partner in einer neuen„Blaue Liste Einrichtung“ u. a. zusam-men mit der BAH wurden abgebrochen,weil das von den Direktoren erarbeiteteKonzept nicht von allen Partnern getra-gen werden konnte. Im Auftrag derGemeinde Büsum wurde eine zweiteKlärwerksstudie mit Schwerpunkt Ver-driftung der Wassermassen erfolgreichdurchgeführt. Im Bereich Ausbildunggab es eine große Resonanz sowohl

Vorwort

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auf das Wattpraktikum als auch auf dasregenerative Energiepraktikum.

Die Auslastung der SÜDFALL war sehrgroß. Dadurch, daß ein eigenes Schiffvorhanden ist, konnten bestimmte Pro-jekte durchgeführt und Drittmittel einge-worben werden (BMBF-Projekt Was-seraustausch Hörnum-Tief). Obwohl imAllgemeinen die finanzielle Lage sichlangsam verschlechtert, konnten ohnegroße Probleme alle eigenen For-schungs- und Drittmittelprojekte durch-geführt werden. Nach Auslaufen der

großen nationalen Drittmittelprojekte,wie TRANSWATT und das vom BMBFgeförderte Kleinwalverbundprojekt,wird der Personalbestand des Institutessich erheblich verringern. Es ist bislangunklar, ob neue Drittmittelprojekte bei-spielsweise von der EU bewilligt wer-den. Anstrengungen aller Mitarbeitersind notwendig, um das Einwerben vonDrittmitteln in naher Zukunft zu erwei-tern. Ferner sollten die im Hause vor-handene interdisziplinäre Expertisenoch mehr als vorher dafür genutztwerden.

Franciscus Colijn

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Jahresbericht 1996 Forschungs- und Technologiezentrum Westküste, BüsumChristian-Albrechts-Universität zu Kiel

Mesokosmen in Bergen (Norwegen):Internationaler Einsatz von FTZ-Forschern

Arbeitsgruppen und Mitarbeiter

Lehrveranstaltungen

Berichte der Arbeitsgruppen:

1. Küstenökologie, Umweltforschung, Umwelttechnik

2. Angewandte Physik, Meerestechnik

3. Küstengeologie, Küstenschutz

4. Küstengeographie

5. Küstenarchäologie, Landschaftsentwicklung

6. Bodenökologie

7. Ökologie der Vögel und Säugetiere

Veröffentlichungen, Berichte, V orträge

Mitwirkung in Gremien

Impressum

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Inhaltsverzeichnis

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2 Jahresbericht 1996 Forschungs- und Technologiezentrum Westküste, BüsumChristian-Albrechts-Universität zu Kiel

Mesokosmenversuche in Bergen (Norwegen), September 1996

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Jahresbericht 1996 Forschungs- und Technologiezentrum Westküste, BüsumChristian-Albrechts-Universität zu Kiel 3

Arbeitsgruppen und MitarbeiterForschungs- und T echnologiezentrum W estküste

Außenstelle der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Hafentörn, 25761 Büsum

Tel. 04834-604-0 (Vermittlung) Fax 04834-604-299 und 6772

E-mail: [email protected]: http://www.uni-kiel.de:8080/ftzwest/

Geschäftsf. Direktor: Prof. Dr. Franciscus Colijn, App. 200Geschäftszimmer: Edith Köster, App. 202Büro: Erika Kruse, App. 250

Magrit Montag, App. 235Hausmeister: Jürgen Schmidt, App. 255Schiffsführer: Uwe Becker, App. 281

1. Arbeitsgruppe: Küstenökologie, Umweltforschung, Umwelttechnik

Leitung: Prof. Dr. F. Colijn: Strukturen, Prozesse und Funktionen der Lebens-gemeinschaften im Wattenmeer, Wirkung anthropogener Einflüsse, Monitoring-forschung (Bioindikation und Prognoseforschung), Sukzessionsforschung an ein-gedeichten Wattengebieten.

Wiss. Mitarbeiter: Dipl.-Biol. Heino Fock, App. 204Dr. Peter Hartig, App. 209Dr. Karl-Jürgen Hesse (Stellvertr. AG-Leiter), App. 203 Dr. Thomas Tischler, App. 207

Techn. Mitarbeiter: Britta Egge, App. 205Uwe Hansen Anette Tillman, App. 208

In der AG tätig: Susanne Decker, App. 272Dr. Michael George, App. 204Karina Nikov, App. 209Maren Peters, App. 205Dr. Knut Poremba, App. 206Dr. Urban Tillmann, App. 206Oliver Wenzel, App. 272Dr. Kirsten Wolfstein, App. 262

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2. Arbeitsgruppe: Angewandte Physik, Meerestechnik

Leitung: Prof. Dr. P. Koske: Regenerative Energien an Küstenstandorten, Um-weltmeßtechnik, Meerwasser-Verfahrenstechnik.

Wiss. Mitarbeiter: Dr. Dirk Sonnenschmidt, App. 220Dr. Klaus Vanselow (Stellvertr. AG-Leiter), App. 221

Techn. Mitarbeiter: Gero Bojens, App. 224Burger Hein, App. 223Wolfgang Voigt, App. 223

In der AG tätig: Dipl.-Phys. Ralf Hintze, App. 222

3. Arbeitsgruppe: Küstengeologie, Küstenschutz

Leitung: Prof. Dr. R. Mayerle, Prof. Dr. P. Stoffers: Stabilität des Wattenmeeres,Küstenschutz (Lahnungsfelder), Versandungsprobleme (Eider), Hydrologie, Sedi-menttransport, Echolottechnik (Detektion Nautische Tiefe), Ökosystemforschungim Wattenmeer.

Wiss. Mitarbeiter: Dipl.-Phys. Hendrik Eden, App. 232Dr. Klaus Ricklefs (Stellvertr. AG-Leiter), App. 231Dipl.-Geol. Marcus Störtenbecker, App. 234

Techn. Mitarbeiter: Burkhard Meier, App. 235In der AG tätig: Erika Grenzer

Dipl.-Geol. Hans-Christian Reimers, App. 234

4. Arbeitsgruppe: Küstengeographie

Leitung: Prof. Dr. H. Klug: Aufbau und Anwendung eines Geographischen Infor-mationssystems (GIS-West), räumliche Konfliktforschung, Landschaftsgenese,Landschaftsbewertung, Anwendung von Fernerkundung und GIS.

Wiss. Mitarbeiter: Dipl.-Geogr. Andreas Kannen(Stellvertr. AG-Leiter), App. 282

In der AG tätig: Dipl.-Geogr. Matthias Hamann, App. 282Dipl.-Geogr. Gerd Unger-Schneeberg, App. 282

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5. Arbeitsgruppe: Küstenarchäologie, Landschaftsentwicklung

Leitung: Prof. Dr. Dres. h. c. M. Müller-Wille: Nacheiszeitliche Meeresspiegel-schwankungen, Landschafts- und Siedlungsgeschichte im Küstenraum, histori-sche Umweltforschung.

Wiss. Mitarbeiter: Dr. Dirk Meier (Stellvertr. AG-Leiter), App. 240Techn. Mitarbeiter: Jens-Detlef Pauksztat, App. 241

6. Arbeitsgruppe: Bodenökologie

Leitung: Prof. Dr. Dr. h. c. H.-P. Blume, Prof. Dr. R. Horn: Ökologie der Watt-und Marschböden, Stoffkreisläufe, Emission von Gasen, Kartierungen.

In der AG tätig: Dr. Hanuror Khan, App. 281Techn. Ang. Alexandra Kreitz, App. 281Dipl.-Ing. agr. Udo Müller-Thomsen, App. 281Dr. Ulrich Pfisterer (Stellvertr. AG-Leiter), App. 281

7. Arbeitsgruppe: Ökologie der Vögel und Säugetiere

Leitung: Prof. Dr. H. Bohlken, Prof. Dr. D. Adelung: Dauerbeobachtungen und -er-fassungen an Kleinwalen und Seehunden, Forschungsarbeiten zum Gesund-heitszustand der Seehunde und Kleinwale, Untersuchungen zur Ökologie und zuGefährdungen der Vögel im Wattenmeer.

Wiss. Mitarbeiter: Dr. Hermann Hötker, App. 283Dr. Ursula Siebert (Stellvertr. AG-Leiterin), App. 280

Techn. Mitarbeiter: Sabine Marxen, App. 280Sonja Peters, App. 280

In der AG tätig: Dipl.-Biol. Kai AbtDipl.-Biol. Volker LatendorfDr. Roland LickDipl.-Biol. Gerd Schultz Dipl.-Biol. Rainer Schulz Dr. Ralf Sonntag, App. 280Dipl.-Biol. Bernd Struwe-Juhl

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19.-23.2.:

24.-31.3.:

17.4.:

Mai 1996:

5.-7.6.:

4.-14.6.:

Juni 1996:

16.-19.7.:

Interdisziplinärer Einsatz eines Geographischen Infor -mationssystems (GIS) in der angewandten Küsten -forschungM. Hamann, A. Kannen, H. Klug, G. Unger-Schneeberg

Angewandte Küstenforschung – Geologische Fallstu -dien und meerestechnische MeßmethodenP. Koske, K. Ricklefs, H. Scheffer, D. Sonnenschmidt, K. H. Vanselow

Aufbaukurs: Ökologie der Vögel des W attenmeeresF. Colijn, H. Hötker

Exkursion zu Ausgrabungen und W urten in derDithmarscher NordermarschD. Meier

Exkursion zur Geologie von Nord-Seeland (Dänemark)und Schonen (Südschweden)K. Ricklefs, K. Schwarzer

Bodenkundliche Kartierung und ökologische Bewer -tung von Böden – Umwelttechnikerschule MeldorfU. Pfisterer

Praktikum: Nutzung und Umwandlung regenerativerEnergienP. Koske, P. Diekmann, D. Sonnenschmidt, K. H. Vanselow

Exkursion: Küstenschutz an Nord- und OstseeK. Ricklefs, K. Schwarzer

Anwendung eines Geographischen Informationssy -stems (GIS) in der geographischen KüstenforschungM. Hamann, A. Kannen, H. Klug, G. Unger-Schneeberg

Lehrveranstaltungen

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10.8.:

20.-28.7.:

5.-16.8.:

SS 1996, Fr. 11-13 h:

WS 96/97,Do. 12-14 h:

Exkursion durch das Eiderstedter und DithmarscherKüstengebietD. Meier

Aufbaukurs: Ökologie der Vögel des W attenmeeresF. Colijn, H. Hötker

Praktikum: Zur Ökologie des W attenmeeres und derKüstenregion (Boden, Sediment, Fauna, Flora) mit vor-bereitendem Seminar in KielH.-P. Blume, F. Colijn, H. Fock, K.-J. Hesse, U. Müller-Thomsen, U. Pfisterer, K. Ricklefs, M. Störtenbecker, T. Tischler

Übungen zum Palaeolithikum. Geochronologie undFundplätzeD. Meier

Vorlesung zur Ökologie und Management von Küsten -systemen, Ökologie des W attenmeeresF. Colijn

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1 Neben der Fortführung der bisherigenForschungsarbeiten wurden in 1996 dieAktivitäten der Arbeitsgruppe auf interna-tionaler Ebene ausgeweitet. Die in 1995begonnenen PAM-Messungen wurdenauf einem ICES/IOC-Workshop in Kri-stineberg erstmals für Experimente zurAuflösung der Wachstumsgeschwindig-keit von Phytoplanktonkulturen und Frei-landpopulationen genutzt. Anschließendwurden die Geräte bei Mesokosmen-Experimenten in Bergen (Norwegen) ein-gesetzt (FAPPE-Projekt). Über einen Zeit-raum von einem Monat wurden in Kon-troll-Mesokosmen und nährsalzange-reicherten Ansätzen Messungen zurPhytoplanktonartenzusammensetzung,zur Primärproduktion und zum Zooplank-ton-grazing zusammen mit Kollegen ausSpanien, England, Dänemark und Nor-wegen durchgeführt. Diese intensiveZusammenarbeit führte zu der Formu-lierung eines EU-Projektes im Rahmendes MAST-Programmes. Das FTZ wirdhierbei die Koordination übernehmen.

Das EU-MAST Projekt NOWESP wurde1996 abgeschlossen. Insgesamt werdenetwa 12 Veröffentlichungen eingereicht.Der Endbericht wird erst 1997 nachBrüssel übermittelt.

Die Erstausstattungsgelder ermöglichtendie Beschaffung eines Durchflußzyto-meters. Mit diesem Gerät ist es möglich,mit großer Geschwindigkeit Zellgruppenauf Grund ihrer Pigmentmerkmale undScattercharakteristiken zu identifizieren.Damit könnte ein zukünftiges Phytoplank-

tonmonitoring weitgehend automatisiertwerden. Aber auch eine Reihe von phy-siologisch-orientierten Messungen wer-den ermöglicht, wie z.B. Bestimmungender Wachstumsraten, Grazing-Intensi-täten und der DNS.

Neben den direkten Forschungsaktivi-täten der Arbeitsgruppe fand eine aktiveBeteiligung innerhalb von ICES statt. ImMärz wurde von Herrn Prof. COLIJN einWorking-Group-Treffen in Reykjavikdurchgeführt. Die maßgebliche Beteili-gung an einem Quality-Assurance-Work-shop in Warnemünde im Oktober hattezum Ziel, Qualitätskriterien für biologi-sche Messungen, wie die Produktivitäts-messung mit 14C, aufzustellen. Relativviel Zeit nahm die Organisation des inter-nationalen ICES-Symposiums 1997 inKiel in Anspruch. Auf Symposien inOldenburg und Hamburg wurden Vorträ-ge über Synthese und Modellierung vonMeeresökosystemen und über Küsten-forschung gehalten.

Neue Forschungsrichtungen innerhalbder AG sind, das Verhalten des Mikro-phytobenthos in bezug auf abiotische Pa-rameter und ihre Rolle im Kohlenstoff-zyklus des Wattenmeeres zu verstehen.

1 Küstenökologie, Umweltforschung, UmwelttechnikLeitung: Prof. Dr. F. Colijn

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1In dem BMBF-Verbundvorhaben TRANS-WATT werden mesoskalig die Vertei-lung, der Transport, der Transfer(Phasenübergänge) und die Transfor-mation (Umsetzung) der biologischenSchlüsselelemente Kohlenstoff, Stick-stoff und Phosphor im direkten Vorfeldder deutschen Nordseeküste – denWattgewässern – untersucht. In Kombi-nation von schiffs- und helikopterge-stützten Feldmessungen, Laborexperi-menten, Modellrechnungen und Fern-erkundung wird hierbei erstmalig einüberregionaler Ansatz zur Definitionsystemspezifischer Strukturen undProzesse in den Wassermassen desWattenmeeres verfolgt. Mit denUntersuchungen werden Vorausset-zungen für eine Budget-Erstellung undpartielle Bilanzierung der Nährstoff-elemente geschaffen, und es wird dies-bezüglich die Relevanz der biologi-schen Prozesse in den Wattgewässernabgeschätzt. Dabei steht die Fragenach der spezifischen Rolle des Bio-reaktors Wattenmeer für die derzeitigeFunktionsweise des Küstenökosystemsder Nordsee im Zentrum des Vor-habens.

Das interdisziplinäre TRANSWATT-Projekt, an dem die Universitäten Kielund Hamburg, die Biologische AnstaltHelgoland, das Bundesamt für See-schiffahrt und Hydrographie, Hamburg,und das ALFRED-WEGENER-Institut fürPolar- und Meeresforschung, Bremer-

haven, beteiligt sind, wird von der AGKüstenökologie des FTZ koordiniert. Eswurde im Mai 1994 begonnen. Ziel desvom FTZ durchgeführten Teilprojektes„Bestandsaufnahme – Stoffumsätze –Transformationsprozesse des Plank-tons im Wattenmeer“ ist u.a. die quanti-tative und qualitative Charakterisierungder saisonal- und regionaltypischenVerteilung des Phyto-, Bakterio- undZooplanktons, die Abschätzung derphototrophen und heterotrophen Um-satzleistungen, sowie die Beschrei-bung des gezeitengetriebenen Aus-tausches der Planktonbiomasse zwi-schen Wattenmeer und Nordsee.

Die im TRANSWATT-Konzept vorgese-henen Felduntersuchungen und experi-mentellen Laborarbeiten sind im Be-richtsjahr abgeschlossen worden.Erstere umfassen nun insgesamt sie-ben saisonal angelegte synoptischeMeßkampagnen, fünf tidenzyklischeAustauschexperimente mit begleiten-den Kleinarrays, drei Umsatzexperi-mente im nordfriesischen Watten-meergebiet sowie die im DithmarscherWattenmeer (Piepstrom: Büsum-Mole)durchgeführten Zeitreihen zur hochauf-lösenden Plankton- und Nährstoff-dynamik. Die wöchentlich durchgeführ-ten jahreszyklischen Bestandsuntersu-chungen an der Dauerstation Büsum-Mole wurden bereits Anfang 1995 umproduktionsbiologische Untersuchun-gen erweitert, so daß nun auch zeitlich

1.1 TRANSWATT – 1996Dr. K.-J. Hesse, Dr. U. Tillmann, Dr. K. Poremba, Dr. M. George, cand. rer.-nat.K. Nikov, cand. rer.-nat. N. Ladwig, Techn. Ang. B. Egge, Techn. Ang. M. Peters,

Techn. Ang. A. Tillmann

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detaillierte Informationen zur saisona-len Dynamik der Transformationspro-zesse und deren Steuergrößen vorlie-gen. Zur Vervollständigung der Jahres-gänge wird die Zeitreihe noch bis März1997 weitergeführt. Die Probenbear-beitung des umfangreichen Materialsaus den TRANSWATT-Untersuchungenist nahezu abgeschlossen. Die Vielzahlvon Daten wird in der zentralenDatenbank gehalten und derzeit in teil-projektübergreifenden Arbeitsgruppenausgewertet.

Die bisherigen Ergebnisse bestätigengrößtenteils die vermuteten Prozeß-abläufe, die sich für die einzelnenUntersuchungszeiträume auch quantifi-zieren ließen. Die Befunde zeigen ins-gesamt saisonal charakteristische Gra-dienten der Plankton- und Nährstoff-verteilung, wobei sich in der Wachs-tumsperiode regionale Produktions-schwerpunkte u.a. südlich Eiderstedtabzeichnen.

Die Planktongemeinschaften des Wat-tenmeeres sind in ihrer Zusammen-setzung und ihren spezifischen Stoff-umsätzen von denen in der angrenzen-den Deutschen Bucht überwiegendverschieden. Die charakteristischePhytoplanktongemeinschaft wird durchdas kürzliche Eindringen bisher für dasGebiet unbekannter Arten, wie destoxinproduzierenden Flagellaten Fibro-capsa japonica und der DiatomeeThalassiosira hendeyi, verändert. Pri-märproduktionsmessungen, die für dasDithmarscher Wattenmeer 140 g C/m2

Jahr ergaben, und die Abschätzungdes heterotrophen Umsatzes in der

Wassersäule, der auf 180 g C/m2 Jahrberechnet wurde, bekräftigen dieHypothese, daß das Wattenmeer in sei-ner Gesamtheit als Netto-Dekom-positionsraum fungiert. Seine besonde-re Rolle hierbei wird auch darin deut-lich, daß das Bakterioplankton alswesentlicher Destruent in seiner Rela-tion zum Phytoplankton wie auch in sei-ner Substratanpassung verschieden zudemjenigen der angrenzenden Deut-schen Bucht erscheint. Offenbar nimmtdas Wattenmeer eine besondereFunktion für den Abbau bestimmterSubstanzklassen wahr. So besitzenAminosäuren für die Nährstoffversor-gung der Wattenmeer-Bakterien einegrößere Bedeutung als Kohlenhydrate,während im vorgelagerten Küsten-wasser letztere eine wichtigere Rollespielen. Protozoen spielen ebenfallseine wichtige Rolle für die Abbau-prozesse im Wattenmeer. DieseGruppe kann im Sommer rund 5,5%der Phytoplanktonbestände des Wat-tenmeeres pro Tag konsumieren undbis zu 50% des für die Primärpro-duktion benötigten Stickstoffs nachlie-fern. Die Dekompositionsfunktion desGebietes tritt auch in der saisonalenPhosphatdynamik zutage. Die Phos-phatfreisetzung mit ihrem sommerli-chen Maximum bewirkt einen deutli-chen Netto-Export in die zu dieserJahreszeit phosphatarme, angrenzen-de Deutsche Bucht.

Ein Anfang des Berichtsjahres gestellterAufstockungsantrag hatte die Durch-führung einer ergänzenden Winter-kampagne zum Ziele und führte zueiner sechsmonatigen Verlängerung

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des Projektes, i.e. bis zum 30.9.1997.Diese zusätzliche Untersuchung (TW 7)ermöglichte eine umfassende Analyseder winterlichen Stofftransporte und derzur Zeit des jährlichen Temperatur-minimums stattfindenden Transfer- undUmsatzprozesse. Planung und Durch-führung der Wintermeßkampagne nah-men einen wesentlichen Teil der Akti-vitäten zu Beginn des Berichtsjahresein: Die Meßkampagne lag am Endeeiner längeren Käl-teperiode, die im Untersu-chungsgebiet zu starker Eis-bedeckung führte. DieSchiffsgängigkeit wurde hier-durch stark behindert, so daßvom eingangs aufgestelltenEinsatzplan der Meßschiffeweitgehend abgewichen undverstärkt auf die in TRANS-WATT bereits bewährte Heli-kopterbeprobung umgestelltwurde. Gestaffelte Erhebun-gen über einen Gesamtunter-suchungszeitraum von ca. 4Wochen ermöglichten es,die Eiswintersituation in ih-rer zeitlichen Entwicklungflächenhaft zu erfassen. Ei-ne enge logistische und in-haltliche Zusammenarbeitfand mit dem parallel in derangrenzenden DeutschenBucht operierenden KUSTOS-Projekt statt. Durch die zeitgleiche Ko-operation mit dem ELAWAT-Vorhabenerfolgte eine entsprechende Infor-mationserweiterung für das ostfriesi-sche Wattenmeergebiet.

In Ausweitung der bisherigen Meß-strategie gliederte sich das logistischeProgramm der Winterkampagne in vierHelikoptereinsätze zur mehrmaligenräumlichen Erfassung der Nährstoff-verteilung, Biomassenbestände undProduktionsleistung in Teilgebieten desWattenmeeres, in eine synoptischeAufnahme des gesamten Wattenmeer-raums, die unter synchronen Einsatzvon fünf Schiffen durchgeführt werden

konnte, sowie in tidenzyklische Aus-tauschuntersuchungen, die in ausge-wählten ostfriesischen Seegatten sowiein den großen Tidenrinnen Nordfrieslandsstattfanden. Laborexperimente zum win-terlichen Zooplanktonumsatz wurden anBord des F.S. ALKOR im Dithmarscher

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Chlorophyll im Wattenmeer

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Abb. 1.1a: V erteilungsmuster des Chlorophyll- a imdeutschen W attenmeer im W inter 1996 (6.3.96).

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Wattenmeer (Süderpiep)durchgeführt. Eine zwei-malige stichprobenartigeErfassung der Mikrophyto-benthosaktivität mit Hilfedes Pulse-Amplituden-Mo-dulationsverfahrens erfolg-te von Land aus.

Da schwache Winde undgeringe Oberwassereinträ-ge vorherrschten, entspra-chen die Strömungsverhält-nisse bei der Eiswinterunter-suchung mehr sommerli-chen Bedingungen als de-

nen der vorausgegange-nen Winter. Aufgrund derSee-Eisbildung und derdamit verbundenen Bin-dung von Frischwasserwurden stellenweise ex-treme Salzgehalte vonmehr als 33 PSU gemes-sen. Die Wassertempera-turen lagen in der erstenMärz-Woche infolge derwochenlangen Eisbedek-kung noch immer weitge-hend unter 1,5 °C. DasPhytoplankton zeigte zudiesem Zeitpunkt im

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Bakterien im Wattenmeer

[µg C/l]

Abb. 1.1b: V erteilungsmu -ster des Bakterienplanktonsim deutschen W attenmeerim Winter 1996 (6.3.96).

Abb. 1.1c: V erteilungsmu -ster des Mesozooplanktonsim deutschen W attenmeerim Winter 1996 (6.3.96).

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Mesozooplankton im Wattenmeer

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nordfriesischen Bereich eine explosi-onsartige Vermehrung mit Chlorophyll-Werten bis 40 µg/l im Hörnumtief undwestlich von Amrum, während dieWerte im südlichen Wattenmeer kaummehr als 4µg/l betrugen (Abb. 1.1a). ImVergleich dazu wiesen die heterotro-phen Planktonorganismen einen weni-ger fortgeschrittenen Entwicklungs-zustand auf.

Die Biomasse des Bakterienplanktonszeigte nur schwache räumliche Gradi-enten mit Durchschnittswerten von 8 µg C/l landseitig der Inseln und Sän-de sowie etwa 4µg C/l seeseits derInseln (Abb. 1.1b). Parallel durchgeführteMessungen der bakteriellen Aktivität imNordfriesischen Wattenmeer ergaben,daß trotz der relativ geringen Bakte-rienzahl unerwartet hohe C-Umsätzevon mehr als 3 µg C/l pro Tag zu ver-zeichnen waren. Die Mikroorganismenzeigten dabei eine starke physiologi-sche Anpassung an die niedrigenWassertemperaturen, denn eine Erhö-hung der Versuchstemperatur (z. B. auf12 °C) führte in der Regel zu geringe-ren Aktivitäten.

Das Mesozooplankton zeigte mit 1 bis30 µg C/l deutlich niedrigere Biomasse-Werte als in den vergangenen Wintern.Die Bestände waren in unmittelbarer Kü-stennähe im nordfriesischen und Dith-marscher Wattgebiet und vor der InselScharhörn leicht erhöht (Abb. 1.1c). Eskonnte kein Gradient in der Verteilungder Gesamtbiomasse von oder zurKüste hin beobachtet werden. DieZusammensetzung der Metazoen imWinter war auf wenige taxonomische

Gruppen beschränkt. Ein großer Teilder meroplanktischen Larven, wie z.B.die Larven der Echinodermaten, Ga-stropoden, Bivalvier und Decapoden,aber auch Holoplankter wie die Cni-daria, Ctenophora, Chaetognathen undAppendicularien war bis auf wenigeEinzelexemplare aus dem Untersu-chungsgebiet verschwunden oder fehl-te völlig. Die aus Respirationsexperi-menten ermittelten Werte des biomas-sespezifischen O2-Verbrauches dercalanoiden Copepoden lagen im Mittelbei 2,88 µg O2/mg TG • h und warendamit nur wenig höher als diejenigen imKüstenwasser. Die Eiproduktion warmit 0,4-2,4 Eier/d • Individuum verhält-nismäßig gering – sicherlich die Folgeder extremen Winterbedingungen.

Zur Untersuchung der saisonalenUmsatzleistungen des Wattenmeer-planktons wurden im Berichtsjahr darü-ber hinaus 3 einwöchige Umsatzex-perimente (TW8: Mai; TW9: August;TW10: Oktober) im NordfriesischenWattenmeer (Hever) durchgeführt. Zieldieser Untersuchungen war, die wat-tenmeerspezifischen Stoffumsätze derunterschiedlichen Planktongruppen(Phyto-, Bakterio-, Myko-, Mesozoo-plankton) getrennt zu erfassen.

Während des Mai-Experimentes wur-den in-situ-Messungen der Primärpro-duktionsleistung, des bakteriellen Koh-lenstoffbedarfs, des Mesozooplankton-umsatzes und des Gesamtsauerstoff-verbrauchs vorgenommen. Zur ge-trennten Ermittlung der Abbauleistungverschiedener heterotropher Organis-mengruppen wurden Dunkelinkuba-

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tionsansätze mit verschiedenen Hemm-stoffen (u.a. Bakterizide, Tricaine),denen gruppenselektive Wirkungenzugeschrieben wird, vorbereitet undder Sauerstoffverbrauch sowie dieEntwicklung der Nährsalzfreisetzungverfolgt. Vorversuche an Kulturen zurErmittlung der adäquaten Antibiotika-Präparate und Wirkungsdosen ergabeneine nur geringe Spezifität der verfüg-baren Hemmstoffe für die einzelnenPlanktongruppen. So wurden in der fürden Ausschluß des Bakterioplanktonsnotwendigen Antibiotika-Dosierungauch Protisten (Phytoplankton, Proto-zoen) erheblich beeinträchtigt, umge-kehrt waren durch die Zugabe dererforderlichen Wirkungsdosis vonTricaine (MS 222), dem aufgrund sei-ner neuronalen Wirkung selektiveHemmung der Metazoen-Stoffwech-selaktivität zugeschrieben wird, auchsämtliche anderen Planktongruppenbetroffen. Die Zugabe einer Wirkungs-dosis von 200 ppm Tricaine bewirktebereits eine 50 %ige Hemmung derbakteriellen Thymidinaufnahme. Dadarüber hinaus als Folge der hohenHemmstoffzugaben die Konzentra-tionen an organisch gelösten Verbin-dungen in den Ansätzen unkontrollier-bar erhöht wurden und Umsätze ausKonzentrationsveränderungen derNährstoffe daher nicht abgeleitet wer-den konnten, wurde in den nachfolgen-den Tankexperimenten auf eine Hemm-stoffzugabe verzichtet.

In zwei weiteren Umsatzexperimenten,welche im August bzw. im Oktober desBerichtsjahres stattfanden, wurde einDilution-Verfahren zur getrennten Er-mittlung der Stoffumsätze in den ver-schiedenen heterotrophen Plankton-gruppen eingesetzt. Definierte Mengeneiner Bakterienkultur wurden den mitnatürlichen Meerwasser gefüllten, un-terschiedlich dimensionierten Dunkel-ansätzen zugegeben. Der Stoffumsatzdes Mesozooplanktons wurde dagegenan aussortiertem Lebendmaterial be-stimmt. Für einzelne Gruppen ergabensich konsistente Remineralisations-und Umsatzraten, die es ermöglichen,systemspezifische Massenbilanzenaufzustellen.

Neben den zentralen Meßkampagnenwurde die begleitende Zeitreihenmes-sung zur Nährstoff- und Planktonbe-standsdynamik an der TerminstationBüsum-Mole (Piepstrom) fortgesetzt.

Ergebnisse aus dem TRANSWATT-Teilvorhaben wurden im Berichtsjahrauf mehreren internationalen Kon-gressen u.a. ECSA 26/ERF 96 Sym-posium Middelburg, ICES ScienceConference Reykjavik, European Phy-cology Congress Köln, Internat. Wad-den Sea Symposium Norderney undauf nationalen Veranstaltungen vorge-stellt. Derzeitige Arbeitsschwerpunkteliegen in der abschließenden Analytik,der weiterführenden Interpretation undZusammenführung der Ergebnisse undin der weiteren Publikationsvorberei-tung.

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Abb. 1.2a: Jahresgang von Chlorophyll- a, Phaeocystis und Diatomeen in 1996.

1.2 Terminstation Büsum-MoleDr. U. Tillmann, Dr. K. Poremba, Techn. Ang. A. Tillmann, Techn. Ang. M. Peters,

Techn. Ang. B. Egge

Auch in 1996 wurde die wöchentlicheBeprobung an der Terminstation Bü-sum-Mole fortgesetzt. Auffallend in derPhytoplanktonentwicklung waren sehrhohen Chlorophyllkonzentrationen biszu 70 µg Chl/l Ende März (Abb. 1.2a).Diese hohen Chlorophyllwerte zeigendas verzögerte Auftreten der beiTRANSWATT 7 Anfang März in Nord-friesland beobachteten Blüte vonOdontella aurita im inneren Dithmar-scher Wattenmeer an. Die höchstePhytoplanktonbiomasse wurde MitteApril bei einer Blüte der Kiesel-algengattung Chaetoceros verzeichnet.

Nach einem zwischenzeitlichen starkenRückgang der Algenbestände EndeMai traten hohe Biomassen derSchaumalge Phaeocystis im Juni auf.Ein zweiter Biomassepeak von Phaeo-cystis war dann relativ spät Ende Julizu verzeichnen.

Wie bereits im Vorjahr trat der zu denRhaphidophyceen gehörende FlagellatFibrocapsa japonica im August mitZellzahlen bis zu 30.000 pro Liter auf(Abb. 1.2b). Es deutet sich somit an,daß sich diese wahrscheinlich mitBallastwasser aus Asien eingeschlepp-

Abb

. 1.2

a, J

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Chlorophyll, Diatomeen, Phaeocystis; Jahresgang 1996

100

80

60

40

20

01 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52

3

2,5

1,5

0,5

2

1

0

Woche 1996

ChlDiatomeenPhaeocystis

PPC [mg C/l]

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Abb

. 1.2

c, J

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Bakterielle Produktion und Biomasse; Jahresgang 1996

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 520

1

2

3

4

5

680

60

40

20

0

Bakt. BiomasseBakt. Produktion

Woche 1996

Abb. 1.2c: Jahresgang von Bakterioplankton und bakterieller Produktion in 1996.

Abb

. 1.2

b, J

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Fibrocapsa; Jahresgang 1996

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52Woche 1996

35.00030.00025.00020.00015.00010.000

5.0000

Fibrocapsa [n/l]

Abb. 1.2b: Jahresgang von Fibrocapsa japonica in 1996.

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te Algenart in der Jahressukzessiondes Wattenmeerphytoplankton etablie-ren kann – eine bedenkliche Entwick-lung, da inzwischen Kollegen aus Wil-helmshaven Toxine in dem von uns vorBüsum isolierten Fibrocapsa-Stammnachgewiesen haben.

Anders als das Phytoplankton zeigtendie Wattenmeerbakterien bereits An-

Gegenstand der Untersuchung ist diesynoptische saisonale Beschreibungder Lichtverhältnisse und der darausabgeleiteten Primärproduktion desPhytoplanktons im schleswig-holsteini-schen Wattenmeer. Es werden Trü-bungsmeßdaten der Transmission desTRANSWATT-Projektes für die Charak-terisierung des PAR-Angebotes (photo-synthetisch aktive Strahlung) in derWassersäule herangezogen. Dazu wirdüber Vergleichsmessungen mit einerLichtsonde (LiCor) ein Konversions-faktor zur Umrechnung der Trübung aufdas PAR-Angebot empirisch ermittelt:

y = 1,3386 •x + 1,2075

wobei:y = 1 %-Lichttiefe des PAR-Bereichs (400-700 nm)x = 1 %-Lichttiefe bei 660 nm (Wellenlänge derTrübungsmessung)Wertebereich für x: 0,2-3,8 mKorrelationskoeffizient: 0,91Standardabweichung: 0,75 m

Die 1%-Lichttiefe (1 % vom Ausgangs-wert unterhalb der Wasseroberfläche)

bei einer Wellenlänge von 660 nm wirdaus Transmissionsmessungen mit ei-nem an eine CTD-Sonde gekoppeltenTrübungssensor unter Verwendung desLAMBERT-BEERschen-Gesetzes zurLichtabschwächung bestimmt. Aus derüber die Umrechnungsfunktion ermit-telten 1%-Lichttiefe des PAR-Bereichs– hier als Tiefe der euphotischen Zonebetrachtet – läßt sich ein über die Was-sersäule gemittelter Attenuationsko-effizient ableiten, der in Berechnungenzur Primärproduktion des Phytoplank-tons Eingang findet. Die Attenuation inder Wassersäule (ermittelter Wertebe-reich des Koeffizienten in den Be-trachtungszeiträumen: 0,6-6,9/m, imMittel 1,7/m) kann zum größten Teil aufden Sestongehalt zurückgeführt wer-den (56 %). Für das Phytoplankton – als Chlorophyll-a-Gehalt gemessen –ist im Gegensatz zum ozeanischen Be-reich kein Einfluß auf die Lichtab-schwächung in der Wassersäule meß-bar.

fang März erste Zellzahl-Zuwächse(Abb. 1.2c). Die Maxima mit Biomasse-werten von 40µg C/l wurden im Aprilkurz nach dem frühjährlichen Chloro-phyll-Peak und im August vermutlichals Reaktion auf die späte Phaeocystis-Blüte beobachtet. Die bakterielle Pro-duktion zeigt stattdessen eine kontinu-ierliche Steigerung in der Zeit zwischenMärz und August.

1.3 Zur Intensitätsverteilung der photosynthetisch aktiven Strahlung (PAR)in den Gewässern des schleswig-holsteinischen W attenmeeres

cand. rer.-nat. N. Ladwig

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Abb

. 1.3

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Tiefe der euphotischen Zone und Tagesprimärproduktion

3 m

3 m

3 m

5 m

5 m

5 m

Tiefe dereuphotischen

Zone [m]

8.5° E 9.0° E

8.5° E 9.0° E

55.0° N

54.5° N

54.0° N

Tagesprimär-produktion[g C/m2]

8.5° E 9.0° E

8.5° E 9.0° E

55.0° N

54.5° N

54.0° N

0,3 - 4,1 [g C/m2]

Abb. 1.3: Lichtverhältnisse und berechnete tägliche Primärproduktion desPhytoplanktons im Juli 1994 ( TRANSWATT 3). (Weiße Zonen im Küstenbereich: gerin -gere Auflösung der Datenkarte gegenüber der Landkarte.)

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Unter Verwendung von Globalstrah-lungsdaten, der Trübung des Wasser-körpers und den über 14C-Inkubationenermittelten spezifischen Produktions-parametern der Phytoplantongemein-schaft des Wattenmeeres sowie demChlorophyll-a-Gehalt als Biomasse-äquivalent des Phytoplanktons werdenBerechnungen zur Primärproduktiondurchgeführt (siehe Abb. 1.3). Der Ver-gleich für jeweils zwei Frühjahrs- undSommersituationen (TRANSWATT 2, 3,5, 6) der Primärproduktion des Phyto-planktons zeigt verschiedentlich wie-derkehrende Verteilungsmuster. Derteils fördernde teils hemmende Einflußder Elbe auf die Primärproduktions-leistung im Wattenmeer findet sich injedem Betrachtungszeitraum wieder:Im unmittelbaren Elbausstrom ist diePrimärproduktion trotz guter Nährstoff-versorgung aufgrund der erhöhtenTrübung des Wasserkörpers durchSchwebstoffe gering. In zunehmenderDistanz zum Elbeästuar verbessernsich die Einstrahlungsbedingungeninfolge der Schwebstoffsedimentation,was bei der hier noch vorherrschendenguten Nährstoffversorgung zu einemstarken Anstieg der Primärproduktionführt.

Die Schwankungsbreite der berechne-ten täglichen Primärproduktion desPhytoplanktons beträgt während derBetrachtungszeiträume 0,2-4,1 gC/m2

an den verschiedenen Stationen imUntersuchungsgebiet des schleswig-holsteinischen Wattenmeeres. Ein Ver-gleich der berechneten täglichen Pri-märproduktion in der Nähe der Termin-station Büsum-Mole mit an dieser Sta-

tion durchgeführten Primärproduktions-messungen aus 14C-Inkubationen be-legt, daß das Verfahren realistischeWerte liefert.

Die Primärproduktion im Wattenmeer istweitgehend lichtlimitiert. Die Lichtlimi-tierung erstreckt sich für die beprobtenStationen bis auf wenige Ausnahmenüber das gesamte schleswig-holsteini-sche Wattenmeer. Die Kompensations-lichtintensität wird dabei jedoch tagsü-ber (5-19 h MEZ) nicht unterschritten, sodaß Netto-Primärproduktion in denBetrachtungszeiträumen den ganzenTag über möglich ist.

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Abb

. 1.4

a, J

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Konzentrationsrückgang coliformer Bakterienbei Salzgehalt von 25 PSU, mit Belichtung

362 µE m-2 s-1

142 µE m-2 s-1

87 µE m-2 s-1

18 µE m-2 s-1

3 µE m-2 s-1

0 µE m-2 s-1

0 1 2 3 4 5 6 7

250

200

150

100

50

0

Keimzahl / ml

Zeit [d]

Bei den vom Gesundheitsamt durchge-führten Untersuchungen der Bade-wasserqualität wurden in der Vergan-genheit an einigen Stellen der Meldor-fer Bucht bisweilen erhöhte Konzen-trationen coliformer Bakterien gefun-den. Diese führte z.B. im Juli 1991 inBüsumer Deichhausen zur kurzzeitigenEinstellung des Badebetriebes. In derüberregionalen Presse fanden sich ent-sprechende Veröffentlichungen, dieeine Beeinträchtigung des Tourismusnach sich ziehen könnten. Unter-suchungen des FTZ haben bereits imJahre 1995 darauf aufmerksam ge-macht, daß neben den Abwässern desBüsumer Klärwerks auch die Verkotungdes Seedeiches als Quelle für Coli-

Bakterien in Frage kommt. Die Unter-suchungen zu diesem Fragekomplexwurden im Jahre 1996 fortgeführt.

Die in 1996 durchgeführten Unter-suchungen bestätigen die Vermutung,daß die Verbreitung und damit dieKonzentration von Abwasserbakterienan den Stränden der Meldorfer Buchtim entscheidenden Maße von denmeteorologischen Bedingungen ab-hängt. In Ausweitung der ersten Studie(1995) wurde die Keimzahl im unmittel-baren Küstenwasser an 19 Stellen derMeldorfer Bucht zwischen BüsumerHafen und neuem Meldorfer Hafenmehrfach zu unterschiedlichen Wetter-bedingungen bei Hochwasser verfolgt.

1.4 Untersuchungen zur Ursache coliformer Bakterienvorkommen in dernördlichen Meldorfer Bucht und Entwicklung von Lösungsansätzen

Dr. K. Poremba, Dr. K.-J. Hesse, Prof. Dr. F. Colijn, Techn. Ang. M. Peters

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Abb

. 1.4

b, J

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Konzentrationsrückgang coliformer Bakterienbei unterschiedlichen Salzgehalten, ohne Belichtung

32 PSU25 PSU

12,5 PSU5 PSU1 PSU

3.500

3.000

2.500

2.000

1.500

1.000

500

00 1 2 3 4 5 6 7

Zeit [d]

Keimzahl / ml

Abb. 1.4a und 1.4b: Rückgang der Konzentration coliformer Bakterien in Labor -versuchen, a) bei konstantem Salzgehalt von 25 PSU und einer Belichtung der Stärke0…362 µE m-2 sec -1 und b) ohne Belichtung bei Salzgehalten von 1…32 PSU.

Neben einer jahrestemperaturbeding-ten Erhöhung der Keimzahl wurden ins-besondere nach Regen-Ereignissenerhöhte Bakterienkonzentrationen vor-gefunden. Wie im Vorjahre erwiesensich Regionen vor Deichabschnitten,die besonders stark mit Schafskot ver-unreinigt waren, als Schwerpunkteerhöhten Bakterienvorkommens.

Wegen seiner Rolle als zusätzlicheKontaminationsquelle wurde weiterhindas Speicherbecken des DithmarscherSpeicherkoogs in die Untersuchungenmiteinbezogen. Obgleich die Miele unddie Wöhrdener Au als Vorfluter derKlärwerke Meldorf und Hemmingstedtbzw. Heide über das Speicherbecken

entwässern, ergaben sich keine Hin-weise auf massive Einträge coliformerBakterien aus dieser Richtung. DieErklärung hierfür ist in der nur begrenz-ten Überlebenszeit dieser Bakterien beiverhältnismäßig langer Dauer derTransportwege von den genanntenKläranlagen bis zum Speicherbeckenzu suchen.

Die im Rahmen der Studie durchge-führten Untersuchungen zur natürli-chen Absterberate coliformer Bakterienergaben als wesentliche Einflußgrößeauf die Überlebensrate der Keime dieLichtintensität und den Salzgehalt(Abb. 1.4). Die bei sonnigem Wetter imSommer vorherrschenden Licht- und

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Salzgehaltsbedingungen im Wattwasserführten in den Laborversuchen innerhalbvon 2 Tagen zu einer 90 %igen Reduk-tion der Keimzahlen (Tab. 1.1).

Die Analysen ergaben keine Hinweiseauf eine relevante Speicherfunktion desSedimentes für coliforme Bakterienwährend des Sommers. Mit Ausnahmeeiniger Befunde im Juni waren die Bak-terienkonzentrationen im Wattbodendurchweg gering. Als Kontaminations-

prozeß ist daher die Sedimentaufwir-belung für die hygienische Wasserqua-lität nur von untergeordneter Bedeutung.

Markierungversuche mit Fluoreszenz-farbstoffen lieferten Aufschluß über dieVerdriftungswege der Abwasserfahnedes Büsumer Klärwerks zu unterschied-lichen Wetterlagen (Abb. 1.5). Die Aus-breitungsrichtung und Ausbreitungs-geschwindigkeit des Abwassers wurdein erster Linie von den Windbedin-gungen bestimmt. Östliche Winde kön-nen für eine Beeinträchtigung der Was-serqualität an den Badestellen BüsumerDeichhausen und Warwerort als unkri-

tisch betrachtet werden. Bei westlichenund südwestlichen Winden mit einerOberflächendrift von mehr als 13 cm/secist jedoch eine direkte Kontamination derBadestellen insbesondere bei verlänger-ter Flutphase wahrscheinlich. ÄhnlicheErgebnisse lieferte eine Computer-simulation der Klärwasserausbreitungunter südwestlichen Windbedingungenmit dem operationellen Transport- undAusbreitungsmodells des Bundesamtesfür Seeschiffahrt und Hydrographie,

Hamburg.

Im Einklang mit den o.g. Be-funden ergab eine retrospektivestatistische Verknüpfung derbakteriellen Untersuchungser-gebnisse aus der amtlichen Ba-destellenüberwachung mit dendamals herrschenden Wetter-bedingungen Hinweise auf eineAbhängigkeit der Keimzahl anden Badestellen von Windlageund Niederschlagsmenge. Er-höhte Konzentrationen traten bei

südwestlicher Windrichtung und zuneh-mender Niederschlagsmenge auf.

Das bei bestimmten Windrichtungenbestehende bakterielle Kontaminations-risiko des Abwassers der BüsumerKläranlage für die Badestellen kanndurch den zusätzlichen Eintrag colifor-mer Keime aus Schafskot empfindlichverstärkt werden. Überschlagsrechnun-gen ergaben, daß diese zusätzliche Ver-unreinigungsquelle lokal bis zu 20 % derkritischen Gesamtbelastung betragenkann. Vogelkot spielt dagegen keineRolle.

Tab.

1.1

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Reduktion der Keimzahlen

Belichtung

Dauerlicht Dunkelheit

Salzwasser (25 PSU) 2 Tage 10 Tage

Süßwasser 4 Tage 20 Tage

Tab. 1.1: Zeit, nach der 90 % der coliformen Bak -terien in Salzwasser (25 PSU) bzw. Süßwasser undbei Dauerbelichtung der Stärke 362 µE m-2 sec -1

bzw. bei Dunkelheit abgestorben sind.

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Abb

. 1.5

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Abwasserfahne, Ost-W ind, 3 Bft.

010020030040050060070080090010001100120013001400150016001700180019002000

8.530 [°E]

[ppm]

54.076

54.074

54.072

[°N]

X

Einleitungsstelle

Klärwerk

8.5288.5268.5248.5228.5208.518

Abb

. 1.5

b, J

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Abwasserfahne, Südwest-W ind, 4 Bft.

010020030040050060070080090010001100120013001400150016001700180019002000

[ppm]

8.524 8.526 8.528 [°E]

54.078

54.076

54.074

[°N]

XEinleitungsstelle

Klärwerk

8.530 8.532 8.534 8.536

Abb. 1.5a und 1.5b: V erteilung der markierten Abwasserlinse, a) am 9.12.96 beiOstwind und b) am 10.2.97 bei Südwestwind.

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Als Alternative zur konventionell einge-setzten 14C-Methode wird seit 1995 einschnelles Pulse-Amplituden-Fluores-zenz (PAM)-Verfahren zur Abschätzungder Produktion mariner Planktonalgenund der Produktion kleiner benthischerAlgen, dem sogenannten Mikrophy-tobenthos, eingesetzt. Das Verfahrenbietet das Potential schnelle Mes-sungen durchzuführen und erlaubtsomit flächendeckende und zeitlichhochauflösende Messungen der Pri-märproduktion.

Ziel der laufenden Untersuchungen wardie Anwendung der 1995 weitgehendoptimierten Methode an natürlichenPlanktonpopulationen. In einer erstenStudie wurden im Mai 1996 Unter-suchungen mit Mikrophytobenthos-

populationen in Keitum (Sylt) durchge-führt und vergleichende Experimentemit der PAM-Technik und der konven-tionellen 14C-Methode vorgenommen.Aus der lichtabhängigen photochemi-sche Effizienz des PSII , dem einge-strahlten Licht und dem Absorptions-vermögen der Algen konnten erstmalsmit der PAM-Methode absoluteProduktionsraten berechnet werden.Obwohl die 14C-basierten maximalenProduktionsraten während des Untersu-chungszeitraumes in einem großen Aus-maß variierten (0,65 bis 1,7 mg Cmg Chl-a-1 h-1), konnten diese Varia-tionen ebenso mit der fluoreszenz-basier-ten Methode nachgewiesen werden. Alslogische Konsequenz zeigte sich fürLichtintensitäten, bei denen die maxima-len Produktionsraten erzielt wurden, eine

Auf Grundlage der Ergebnisse desGutachtens wird eine ereignisgesteuer-te, flexible Einleitung der BüsumerKlärwässer empfohlen. Die Einleitungin das Dithmarscher Speicherbeckenerscheint bei kritischen Windlagen alspraktikable Alternative, zumal der damitverbundene längere Transportweg füreine natürliche Keimzahlreduzierungsorgt und die derzeitige Keimbelastungin diesem Rückhaltebecken verhältnis-mäßig gering ist. Die bereits bestehen-de Steuerung des Auslaufbauwerks amSpeicherbecken läßt eine gezielte Ent-wässerung zu. Bei unkritischen Wind-lagen kann dagegen wie bisher die

Meldorfer Bucht als Vorfluter genutztwerden. Als weitere Möglichkeit zurVerbesserung der hygienischen Was-serqualität an den betroffenen Bade-stellen ist die Keimreduzierung durchBehandlung der Abwässer selbst überUV-Kunstlichtbestrahlung zu erwägen.Dies würde für die Abwasserfracht derAnlage Büsum Kosten von schätzungs-weise DM 50.000/Jahr erfordern. Dieseaufgrund ihrer geringen Umweltbela-stung herausragende Alternative solltein eine sorgfältige Kosten/Nutzen-Ab-wägung der aufgezeigten Möglichkeiteneinbezogen werden.

1.5 Pulse-Amplitude-Modulated ( PAM) – Fluoreszenz an Phytoplankton- undMikro-Phytobenthosgemeinschaften

Dr. P. Hartig, cand. rer.-nat. S. Lippemeier, Prof. Dr. F. Colijn, Techn. Ang. B. Egge

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hohe Korrelation zwischen 14C-basierten (PB14C-based) und fluores-zenz-basierten Produktionsraten(PB

fluorescence-based). Im lichtlimitier-ten Bereich unterschätzte dage-gen die Fluoreszenzmethodedie Produktionsraten im Ver-gleich zur konventionellen 14C-Methode geringfügig, währendsie diese bei überoptimalenLichtintensitäten im ähnlichenAusmaß überschätzte (Abb.1.6). Für andere Parameter derPhotosynthese-Licht-Beziehung(α, Ik und Pmax) waren die Unter-schiede zwischen beiden Me-thoden stärker ausgeprägt. BeiBetrachtung des gesamten Be-reichs der Quantenausbeute fürKohlenstoff (molC/mol absor-bierten Quanten), fanden wir,daß die Quantenausbeute fürKohlenstoff bereits von niederenzu moderaten Lichtintensitätenabnahm, während die photoche-mische Effizienz des PSII(Fm'-F)/Fm' in diesem Licht-bereich nahezu konstant war.Aus diesem Grund konnte einehohe Linearität zwischen derphotochemischen Effizienz desPSII und der Quantenausbeutefür Kohlenstoff nur bis zu Wertenvon 0,018 mol C/mol Quantenbeobachtet werden (Abb. 1.7).Dies steht im Gegensatz zuBefunden mit höheren Pflanzen,bei denen eine lineare Beziehungbis zu Werten von 0,042 molC/molQuanten bestand. Deutlich konntegezeigt werden, daß für die Be-rechnung der absoluten Produktions-

raten mit der PAM-Methode die genaueKenntnis des Absorptionsvermögens derAlgen notwendig ist.

Abb

. 1.6

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Korrelation PPRfluoreszenz-basiert / 14C-basiert

2

1,5

1

0,5

00 0,5 1 1,5 2

PPR 14C-basiert [mg C mg Chl-a-1 h-1]

PP

R flu

ores

zenz

-bas

iert

[rel

. Ein

heite

n]

y=-0,039166 + 0,95585x R=0,904

lichtlimitierter Bereich < 166 µE m-2 s-1

optimaler Bereich 270…630 µE m-2 s-1

überoptimaler Bereich > 870 µE m-2 s-1

Abb. 1.6: V ergleich der Beziehung zwischen 14C-basierten und fluoreszenz-basierten Produkt -ionsraten mit angereicherten Mikrophytho -benthosgemeinschaften in Keitum (Sylt) bei ver -schiedenen Lichtintensitäten. Die einzelnenMeßpunkte setzen sich aus 6 verschieden auf -genommenen P/I-Kurven zusammen. Die flu -oreszens-basierten Produktionsraten wurdenmit der Gleichung:(F m'-F)/Fm'•E•a* berechnet,wobei (F m'-F)/Fm'= photochemische Effizienzdes PS II ; E = eingestrahltes Licht ( µEm-2s-1); a* = mittlerer Absorptionsquerschnitt (400 bis700nm) (m 2/mg Chl- a).

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Als weiterer Forschungsschwer-punkt wurden im Rahmen desICES/IOC-Workshop an derKristineberg Marine ResearchStation (Schweden) die relati-ven Elektronentransportratendes in einer Batchkultur kulti-vierten Dinoflagellaten Pro-rocentrum micans und von inzwei Mesokosmen mit unter-schiedlichen Nährstoffkonzen-trationen befindlichen Phyto-planktonpopulationen während 36Stunden andauernder Experimenteuntersucht. Fluoreszenz-basierte Pho-tosynthese-Licht-Beziehungen wurdenmit der PAM-Methode erstellt. Als auf-fälligster Unterschied zeigte sich, daßdie maximalen relativen Elektrontrans-portraten in den angereicherten Meso-kosmen gegenüber der Kontrolle er-höht waren (Abb. 1.8). Wir interpretie-ren diesen Unterschied als einen Effektder Nährstoffanreicherung, der zu einerErhöhung der photosynthetischenElektronentransportrate geführt habenkönnte. In der Batchkultur mit Proro-centrum micans erreichte der maxima-le relative Elektronenfluß ebenfalls ver-schieden hohe Werte. Niedrigste Ratenwurden jeweils um 1900 Uhr gefunden,höchste Raten zu Beginn des Expe-rimentes, bzw. am Morgen des zweiten

Untersuchungstages. Diese Ergeb-nisse deuten auf einen täglichen Rhyth-mus in der photosynthetischen Ka-pazität hin. Die photosynthetische Ka-pazität nahm während der Expositionder Algen an Licht während des Tagesab. Diese könnte zu einer Photo-inhibition geführt haben, obwohl dieeingestrahlte Lichtintensität relativ ge-ring war (130 µE m-2 s-1). Weil die Al-gen aber auch im Batchbetrieb kultiviertwurden, ist ebenfalls denkbar, daßNährstofflimitation zu dem niederenElektronenfluß geführt haben könnte(s. Kap. 1.6), wobei unklar ist, welcheProzesse zu einem Anstieg des maxima-len relativen Elektronenfluß während derNacht geführt haben können. Zu beob-achten ist, daß die anfänglichen hohenrelativen Elektronentransportraten amzweiten Tag nicht mehr erreicht wurden.

Abb

. 1.7

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Photochemische Effizienz des PS IIüber Quantenausbeute für Kohlenstoff

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

ΦCass [mol carbon mol-1 quanta]

Abb. 1.7: V ergleich der Beziehungzwischen photochemischer Ef fi -zienz des PS II (Fm'-F)/Fm' und derQuantenausbeute für Kohlenstof f(ΦCass) an Mikrophytobenthosge -meinschaften in Keitum (Sylt). DieMeßpunkte zeigen 7 verschiedeneExperimente an jeweils unter -schiedlichen Probennahmeorten.

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1

Die Messungen an derersten und zweitenStudie mußten mit an-gereicherten Algensus-pensionen durchge-führt werden. Es zeigtesich, daß eine Chlo-rophyllkonzentrationvon 20-30 µg/l notwendig ist, um zuglaubwürdigen und reproduzierbarenMessungen zu kommen. Eine Opti-mierung der Sensitivität und des Meß-bereichs des Gerätes und damit dieMöglichkeit direkte in-situ-Messungenvornehmen zu können, sind für daskommende Jahr geplant. Einen weite-

ren Forschungsschwerpunkt bildete dieZusammenarbeit mit K. H. VANSELOW,R. HINTZE und G. BOJENS bei denen ver-gleichende Experimente mit unter-schiedlichen Fluoreszenzmethoden ge-meinsam durchgeführt wurden (sieheKap. 2).

Abb

. 1.8

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Maximale relativeElektronentransportraten

Prorocentrum micansMesokosmos KontrolleMesokosmos angereichert

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Zeit [h]

max

. rel

. Ele

ktro

nenf

luß

[rel

. Ein

heite

n]

140

120

100

80

60

40

20

0

7:00

Abb. 1.8: V erlauf der ma -ximalen relativen Elektro -nentransportraten wäh-rend eines 36 Stundenandauernden Zyklus' fürProrocentrum micansund natürlichen Phyto -planktonpopulationenaus zwei verschiedenenMesokosmen. Die Meso -kosmen waren mit un -terschiedlichen Nähr -stof fkonzentrat ionenangereichert.

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1Ziel dieser Untersuchungen war diezeitlich hochaufgelöste Erfassung vonFluoreszenzsignalen während ver-schiedener Wachstumsphasen und deram Ende der stationären Phase zuerwartenden Nährstofflimitierung vonBatchkulturen von Thalassiosira weiss-flogii. Unser wesentliches Interessegalt dabei den Variationen der Fluo-

reszenzparameter aktuelle maximaleFluoreszenz (Fm'), minimale Fluores-zenz (F) und aktuelle photochemischeEffizienz des PSII (Fm'-F)/Fm'.

In den Kulturen herrschten konstanteLicht- und Temperaturbedingungen.Für die Messungen wurde kontinuier-lich Algensuspension aus dem Kul-

turgefäß durch eine Durchflußküvetteim PAM-Fluorometer gepumpt. DieFluoreszenzmessungen erfolgten auto-matisch im Abstand von 5 min. Durcheine hohe Pumprate wurde Algen-bewuchs in der Küvette und eine mög-liche, damit verbundene Beeinträch-tigung der Messungen vermieden (Abb.1.9).

In Abb. 1.9 ist erkennbar, daßdie Algen im Laufe des Wachs-tums innerhalb von ca. 70 h dieim Medium vorhandenen Nähr-stoffe bis zum Erreichen einerLimitierung aufgezehrt hatten,was sich sehr charakteristischauf die Kinetik der gemesse-nen Fluoreszenzsignale aus-wirkte. Während F einen kon-stanten Wert annahm und dieZellzahl ihren Maximalwerterreichte, fiel Fm' stark ab. Daszeigte sich in einer, aus diesen

Werten berechneten, erniedrigten pho-tochemischen Effizienz des PSII . MitHilfe von Online-Messungen lassensich somit Änderungen im physiologi-schen Zustand von Algen mit hoherzeitlicher Auflösung registrieren.

28

Abb

. 1.9

, JB

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Zeitlicher V erlauf vonFluoreszenzsignalen

Abb. 1.9: Zeitlicher V erlauf derFluoreszenzsignale einer Batch -kultur von Thalassiosira weiss -flogii.

1.6 Online-Messungen mit dem PAM-Fluorometer an Algenkulturencand. rer.-nat. S. Lippemeier, Dr. P. Hartig, Techn. Ang. B. Egge

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1Mit diesen Versuchen sollte geklärtwerden, ob unterschiedliche Tempera-turen Auswirkungen auf die, mit demPAM-Fluorometer gemessenen Fluo-reszenzsignale haben. Dazu wurdeThalassiosira weissflogii in einer Che-mostatkultur bei konstanten Licht- undTemperaturbedingungen (15°C) kulti-viert. Bei dieser Kultivierungsmethodewaren die, für die Wachstumsleistungerforderlichen Nährstoffe immer in aus-reichendem Maße vorhanden, da konti-nuierlich frisches Medium in dasKulturgefäß gepumpt wurde, um dieverbrauchten Nährstoffe nachzuliefern.Dadurch war gewährleistet, daß übereinen gewissen Zeitraum hinweg Algenin einem definierten, konstanten phy-siologischen Zustand zur Verfügungstanden. Das Vorliegen solcher stea-dy-state-Bedingungen wurde anhandvon Zellzahlbestimmungen überprüft,so daß sichergestellt werden konnte,daß die beobachteten Veränderungender Fluoreszenzsignale nur von dergeänderten Temperatur abhingen.

In abgesicherten Experimenten wur-den die Algen direkt aus der Kultur(15 °C) bei jeweils 7 °C, 15 °C oder

20°C eine Stunde im Dunkeln inkubiert.Da die anschließenden Messungen imDunkeln erfolgten, konnte aus den Pa-rametern maximale Fluoreszenz (Fm)und minimale Fluoreszenz (F0) diemaximale photochemische Effizienzvon PSII nach der Gleichung (Fm-F0)/Fm= Fv/Fm bestimmt werden. DieserParameter wird in einer Vielzahl vonVeröffentlichungen als Indikator fürNährstofflimitation und Photoinhibitionangeführt. Die Temperatur bei allenMessungen mit dem PAM-Fluorometerentsprach jeweils der Inkubations-temperatur von 7°C, 15 °C oder 20 °C(Abb. 1.10).

1.7 Temperaturabhängigkeit der P AM-Messungencand. rer.-nat. S. Lippemeier, Dr. P. Hartig, Techn. Ang. B. Egge

Abb. 1.10: Abhängigkeit der aktuellenphotochemischen Ef fizienz von PS II(Fm'-F)/Fm' von verschiedenen T empe-raturen, gemessen an einer Chemo -statkultur von Thalassiosira weissflo -gii mit einer spezifischen W achs -tumsrate von µ=0,6 d-1. A

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Temperaturabhängigkeit deraktuellen photochem. Effizienz

(Fm'-F)/Fm' 7 °C(Fm'-F)/Fm' 15 °C(Fm'-F)/Fm' 20 °C

0 100 200 300 400 500Lichtintensität (10 -6mol m -2 s-1)

(Fm

'-F)/

Fm

'

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

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1

1.8 Primärproduktion benthischer Diatomeen des W attenmeeresDr. K. Wolfstein

In allen Versuchen hatte die maximalephotochemische Effizienz von PSII(Fv/Fm) bei allen gewählten Tempe-raturen einen identischen Wert und eslag somit keine Temperaturabhängig-keit dieses Parameters vor. Anschlie-ßend wurden die Fluoreszenzsignalebei Hintergrundlicht unterschiedlicherIntensität aufgenommen, und die Wertefür die jeweils aktuelle photochemischeEffizienz von PSII (Fm'-F)/Fm' bestimmt.

Aus Abb. 1.10 erkennt man, daß (Fm'-F)/Fm' im Gegensatz zu Fv/Fm einestarke Abhängigkeit von der jeweiligenTemperatur zeigt. Bedingt durch niedri-gere Werte für Fm' nahm (Fm'-F)/Fm' beiallen Lichtintensitäten mit der Tem-peratur ab. Als Konsequenz müssenMessungen, bei denen die photosyn-

thetische Leistung von Algen bei ver-schiedenen Lichtintensitäten erfasstwurde (z.B. sogenannte P/I-Kurven),und die nicht bei der jeweiligen in situ-Temperatur durchgeführt wurden sehrkritisch betrachtet werden. Für dieBestimmung der häufig gemessenenmaximalen photochemischen Effizienzvon PSII ist es dagegen offensichtlichausreichend die Messungen in einemphysiologisch sinnvollen Temperatur-bereich vorzunehmen.

Für das nächste Jahr sind unter ande-rem Experimente geplant, die zeigensollen, ob die beobachteten Tempera-turabhängigkeiten der PAM-Messungenauch bei anderen Algenarten vorliegen.

Benthische Mikroalgen spielen nebendem Phytoplankton eine wichtige Rolleals Primärproduzenten im Wattenmeer.Im Rahmen einer Hochschulzusam-menarbeit mit dem ForschungszentrumGKSS soll eine Abschätzung der Pro-duktion benthischer Mikroalgen aufgrößeren Wattflächen mit Hilfe einesLicht-Primärproduktionsmodells vorge-nommen werden. Außerdem sollen dieerhaltenen Daten als Bezugsgröße zurAbleitung der Produktion aus Ferner-kundungsdaten dienen.

Zur Messung der Primärproduktionwurde ein neu entwickeltes Meß-system, die sogenannte „Lichtpipette“(photosynthetic light dispensation

system) eingesetzt, das eine schnelleBestimmung der Sauerstoffproduktionunter kontrollierten, reproduzierbarenBedingungen wie z.B. definierten Licht-und Temperaturverhältnissen ermög-licht. Das System besteht aus einerLicht (photosynthetisch aktive Strah-lung) liefernden Einheit (PFD Dis-penser), einer Steuerungseinheit undeiner Einheit, in der sich eine Küvettemit der zu messenden Probe befindet(Abb. 1.11). Das Gerät wurde zumersten Mal an benthischen Mikroalgengetestet, bisher erfolgten nur Untersu-chungen an Makroalgen und höherenPflanzen.Im Juni 1996 wurde zusammen mitGKSS eine Meßkampagne im Rahmen

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1

des Projektes SEAPOCS im SylterWattenmeer durchgeführt. Dort wurdenVergleichsmessungen mit der „Licht-pipette“, der konventionellen 14C-Methode und Untersuchungen zurFluoreszenz als Indikator für diePhotosyntheseaktivität der Algen mit-tels eines PAM-Meßgerätes (Pulse-amplified-modulated-fluorescence) vor-genommen. Um die Algen vom Se-diment zu trennen, wurde die „Lens tis-sue“-Technik eingesetzt, die auf derpositiven Phototaxis der epipelischenDiatomeenarten beruht. Anschließendwurden die Algen in filtriertem Standort-wasser resuspendiert. Dieses Verfah-ren erwies sich als notwendig, dasowohl die „Lichtpipette“ als auch dasPAM für Produktionsmessungen ansedimentfreien Suspensionen konzi-piert wurden. Die Algenpopulation setz-te sich hauptsächlich aus Diatomeenund wenigen Cryptophyceen sowieCyanobakterien zusammen. Dominie-rende Arten waren Gyrosigma acumi-natum und Navicula flanatica, gefolgtvon Amphora coffeaeformis und Navi-

cula digitoradiata, die zusammen ca.90 % der Algenzellzahl ausmachten.Die Untersuchung ergab, daß minde-stens 0,15-0,2mg/l Chlorophyll-a alsParameter für die Algenbiomasse nötigwar, um verläßliche Primärproduk-tionskurven zu erstellen. Die mit der„Lichtpipette“ gemessenen Sauerstoff-werte wurden auf Kohlenstoff umge-rechnet (Faktor 0,32 unter Annahmeeines photosynthetischen Quotientenvon 1,2). Die mittlere maximale aufChlorophyll-a bezogene Produktionbetrug 2,75 mg C/mg Chl.-a • h (Abb.1.12). Die mit der Sauerstoffmethodeerzielten Werte waren um den Faktor1,98 höher als die, die sich mit der 14C-Methode ergaben.

Im Anschluß an die Meßkampagnewurden an der Meßeinheit der „Licht-pipette“ Veränderungen vorgenommen,um Produktionsmessungen an suspen-diertem Sediment mit allen darin ent-haltenen Algen (epipelische und epi-psammische Arten) durchführen zukönnen. Seit Oktober werden regelmä-

Abb

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Schema der "Lichtpipette"

2000

1500

1000

500

02000

1500

1000

500

00 10 20 30

10

7,5

5

2,5

01,5

10,50

-0,5

-1

[O2]

d dt[O

2]

min

PF

DP

FD

ComputerbildschirmLichtstrahl

PFD-Homogenizer

Meßeinheit

Meßküvette

Halogenlampe

Steuerungseinheit

PFD-Dispenser

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1

ßig in der Büsumer Bucht und inHedwigenkoog Proben genommen undder Pigmentgehalt, die Artenzusam-

Die Flora und Fauna der Salzwiesen ander Nordseeküste sind seit Jahrzehn-ten intensiv untersucht worden. Viele,teils spektakuläre Neuerkenntnisseführten zu einem umfassenden Neu-verständnis in diesem Bereich. Nichtzuletzt zeigten die Untersuchungen imRahmen des UBA-Projektes „Ökosy-stemforschung Wattenmeer Schleswig-Holstein: Bioindikatoren im Supralito-ral“ ein Gesamtbild synökologischerZusammenhänge der Salzwiesenle-bensgemeinschaften. Dennoch sind

viele Einzelglieder in diesem speziellenLebensraum nicht oder nur kaumerforscht.

Seit 1992 wurden die Untersuchungenim nunmehr eingedeichten, ehemali-gen Salzwiesenareal des Christians-kooges fortgesetzt, jetzt „SpeicherkoogDithmarschen, Nord“. Zur Überra-schung konnte dort der Rüsselkäfer Ot.ligneus ssp. frisius nachgewiesen wer-den; es wurde jedoch vermutet, daß essich nur um die letzten Reste einer aus-

mensetzung und die Primärpro-duktion der im Sediment vorhande-nen Mikroalgen bestimmt. DiesesMeßprogramm soll über ein Jahrdurchgeführt werden, um Abhängig-keiten der Primärproduktion vonwechselnder Lichtintensität, unter-schiedlicher Höhe der Algenbio-masse und Artenzusammensetzungim Jahresgang zu erfassen. Gleich-zeitig wird die Vertikalverteilung derBiomasse der Algen und ihrer Pro-duktion bestimmt. In diesem Zusam-menhang soll weiterhin die Attenu-ation des Lichtes im Vertikalprofil desSedimentes gemessen werden, umletztendlich mit Hilfe des Modells diePrimärproduktion aus der Horizontal-verteilung der Mikroalgen, demTagesgang des photosynthetisch akti-ven Lichtes und den Parametern, die

sich aus einer P/I- Kurve ergeben, zuberechnen.

1.9 Biologische und ökologische Untersuchungen an Otiorhynchus ligneusssp. frisius (Coleoptera, Curculionidae)

Dr. T. Tischler, Techn. Ang. U. Hansen

Abb

. 1.1

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Benthische Primärproduktionsrate

PAR [µE * m-2 * s-1]

7.6.96

9.6.96

6.6.96

5

4

3

2

1

0

-10 100 200 300 400 500 600 700 800

Abb. 1.12: Benthische Primärproduk -tionsrate bei unterschiedlichen Intensitätenphotosynthetisch aktiven Lichtes.

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1

sterbenden Population handelt, die amgleichen Ort in der ehemaligen Salz-wiese vorhanden war. Neueste Ergeb-nisse zeigen jedoch, daß diese Art nichtnur an Salzwiesenstandorte gebundenist.

Frühere Fundorte in den Salzwiesenund neuere Funde in den Kögen Dith-marschens sind in Abb. 1.13 zusam-mengestellt:– Salzwiese vor Christianskoog (jetzt

eingedeicht und somit vernichtet);– Seedeich Christianskoog bei Bars-

fleth (jetzt 2. Deichlinie);– Speicherkoog Dithmarschen, 13 ha-

Forschungsreservat, eingedeicht seit1978, vorher intensiv genutzteSchafweide;

– Speicherkoog Dithmarschen, 1/2ha-Forschungsreservat, eingedeicht seit1978, vorher unbewachsener Watt-boden (frei von höherer Vegetation);

– Büsum, Hafenkoog, eingedeicht seit1941, vorher unbewachsener Watt-boden, mit keinen bzw. unwesentli-chen Salzwiesenanteilen;

– Friedrichsgabekoog, eingedeicht seit1714, vorher Salzwiese, danachAgrarfläche; jetzt Ausgleichsbiotop(Kleientnahme 1994 für eine Deich-verstärkung).

Abb. 1.13: Lage der Untersuchungsstandorte in Dithmarschen.

Abb

.1.1

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Schleswig-Holstein, Küste Dithmarschens

Friedrichskoog

ehemaliger Seedeich undSalzwiese Christianskoog

Speicherkoog Dithmarschen

FriedrichsgabekoogBüsum Hafenkoog

Speicherkoog Dithmarschenehemalige Salzwiese Christianskoog

Elbe

Nordsee

MeldorferBucht

Eider

Süßwiese

Salzwiese,z. T. ehemalig

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Zur quantitativen Registration von boden-und krautschichtbewohnenden Käfernwird seit Jahrzehnten die Fotoelektor-methode eingesetzt. Diese 1 m2 großenGeräte mit seitlich angebrachten Aus-fanggefäßen lassen sich in Wiesen-Öko-systemen (Salz- und Süßwiesen) sehrgut handhaben.

Diese Käferart ist flugunfähig, sie kannalso nicht aus der Salzwiese einfliegen,sondern muß in den Kögen ortsansässigsein. Dies ist der erste Nachweis dieserArt für Deutschland außerhalb vonSalzwiesen. Nun erhob sich die Frage,wie sich dieses Tier im Süßwiesen-bereich ernährt.

Es wurden zwei getrennte Untersu-chungsreihen durchgeführt: Zum einenwurden in verschließbaren Versuchs-gefäßen die oberirdischen Teile von je ei-ner Pflanzenart mit Käfern bestückt, zumanderen wurde den Käfern gleichzeitigalle Pflanzenarten zusammen in einemgroßen Versuchsgefäß angeboten. Dabeimußte darauf geachtet werden, daß dieeingesetzten Pflanzen vor Versuchs-beginn frei von Fraßspuren anderer Tie-re, bzw. frei von mechanischen Verlet-zungen sind. Fast täglich wurden diePflanzenproben auf Verzehrspuren undder Gefäßboden auf Kotspuren unter-sucht. Die gesamte Versuchsdauerbetrug etwa 7 Tage.

In früheren Nahrungswahlversuchenwar bei den Imagines unter Zwangs-fütterung eine gewisse Polyphagie fest-stellbar. Freilandbeobachtungen zeig-ten jedoch, daß die Imagines aus denSalzwiesenarealen nur an Plantago

maritima und Plantago coronopus fra-ßen. Diese Pflanzenarten kommenjedoch im Binnenland auf Süßwiesennicht vor. Neuere Nahrungswahlver-suche mit ca. 200 Exemplaren diesesKäfers unter Zwangsfütterung undunter Auswahlfütterung ergaben einedeutliche Bevorzugung von Plantago,in diesem Fall P. lanceolata (Spitz-wegerich), obwohl die Käferart poly-phag ist (siehe Tabelle 1.2). Bei denLaborversuchen wurden nur solchePflanzenarten auf ihre Annahme durchden Käfer getestet, die auch in derunmittelbaren Nähe der Käferfundevorkamen.

Wie bei allen Otiorhynchus-Arten lebenauch die Larven von Ot. ligneus ssp. fri-sius im Erdboden und ernähren sichdort von Pflanzenwurzeln. An allen vieruntersuchten Binnenlandstellen wech-seln sich kleinräumig niedrige Vegeta-tion (bis 5 cm) und mittelhohe (bis 15cm) bis hohe Vegetation (über 20 cm)mosaikartig ab. Die Käfer konnten je-doch nur auf denjenigen Flächen mitniedriger und mittelhoher Vegetationnachgewiesen werden. In Hochstau-denfluren (1 m und höher) und in be-schatteten Arealen (z.B. unter Büschenoder Bäumen) konnten trotz umfangrei-cher Beprobung diese Art nicht nachge-wiesen Werden. Durch eine geringeVegetationshöhe auf Ruderalstellen,Wegrändern oder intensiv gemähtenWiesen wird eine höhere Erwärmungdes Erdbodens durch Sonneneinstrah-lung gewährleistet. Es scheint nun sozu sein, daß die Bodentemperatur derenscheidender Faktor für die Larvalent-wicklung ist.

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Die ermittelten Besiedlungsdichten fürdiese Käferart zeigen eine erstaunlicheKonformität; so wurden in allen Unter-suchungsgebieten (Salz- und Süßwiesen)mit jeweils unterschiedlicher Wuchshöheder Vegetation in etwa die gleichenbzw. vergleichbare Besiedlungsdichtenermittelt. Wiesen-Areale mit sehr niedri-ger Vegetation zeigen im Durchschnittca. 10 Individuen/m2, solche mit mittel-hoher Vegetation im Durchschnitt ca. 2Individuen/m2. Nur in Arealen mit hoherVegetation sind rein rechnerisch wenigerals 1 Individuum/m2 nachweisbar. Diegesamte Beprobungsfläche in derSalzwiese und im Binnenland lag beica. 240 m2.

Nach Literaturangaben ist Otiorhyn-chus ligneus nicht nur in Europa (Süd-Schweden, Dänemark, Deutschland,Holland, England, Irland, Frankreich),

sondern auch in Nordamerika (Kanada:New Brunswick, Nova Scotia, mehrereFundorte; USA: Maine) verbreitet,jeweils jedoch auffallend in direkterKüstennähe.

Nahrungspflanze Einzelangebot Wahlangebot (je 10 Käfer) (zusammen 125 Käfer)

Achillea millefolium + +Centaurea jacea – (+) +Cerastium holosteoides + ?Equisetum arvense ++ – (+)Erigeron canadensis – (+) –Gramineen + –Leontodon taraxacoides – –Lotus corniculatus + +Matricaria inodora – ?Plantago lanceolata ++ ++Potentilla anserina + +Trifolium repens – +

Tab.

1.2

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Nahrungswahlversuche mit Otiorhynchus ligneusssp. frisius (Coleoptera, Curculionidae).

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2

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mitangewandten physikalischen, meß-technischen und meerestechnischenFragestellungen im Bereich der schles-wig-holsteinischen Küstengewässerund im Wattenmeer. Die Schwerpunkteder Arbeiten liegen auf den Gebieten„Regenerative Energien und Wasser-stofftechnologie“ und „Meßtechnik zurErfassung und Überwachung der mari-nen Umwelt“. So werden die in denKüstenregionen anfallenden Formenregenerativer Energie in ihrem Poten-tial, ihrer Nutzbarkeit und hinsichtlichihrer möglichen Wandlung und Spei-cherung untersucht. Ferner werdenmeßtechnische Entwicklungen für diebesonderen Belange und Bedingungendes Wattenmeeres durchgeführt.

Die Forschungs- und Entwicklungs-arbeiten werden in enger Zusammen-arbeit mit dem Institut für AngewandtePhysik und der Forschungsstelle Mee-restechnik der Universität Kiel durchge-führt. An mehreren Projekten wirkenauch die Arbeitsgruppen Küstengeo-logie und Küstenökologie des FTZ mit.

Im Berichtsjahr wurden hauptsächlichdie folgenden Themen bearbeitet:

–NESTOR-Projekt–Weiterentwicklung des Temperatur-

Sprung-Verfahrens–Untersuchungen der Fluoreszenz-

kinetik von Algen–Regenerative Energien

Im Projekt „NESTOR“ (Neutrinos fromSupernovae and TeV-Sources OceanRange) ist beabsichtigt ein Neutrino-Teleskop im Mittelmeer in 4.000 mWassertiefe etwa 18 km vor der grie-chischen Südwest-Küste des Pele-ponnes zu installieren. Dieses Teleskopsoll dann Neutrinos detektieren, die z. B. aus Supernovae (Sternexplosio-nen) stammen.

Der Prototyp der vorgesehenen„NESTOR“-Detektor-Versuchsanord-

nung ist in Form einer hexagonalenSäulenstruktur von 330 m Höhe ge-plant, die aus 12 im Abstand vonjeweils 30 m übereinander angeordne-ten Ebenen mit einem Durchmesservon 32 m gebildet wird. Jede einzelnedieser Ebenen wiederum trägt an ihren6 Ecken zwei übereinander liegendeDetektoren, der eine nach oben orien-tiert, der andere nach unten (siehe Abb.2.1 und 2.2), wobei diese Detektorenoder „Optischen Module“ (OM) ausgroßflächigen Photomultipliern in

2 Angewandte Physik, MeerestechnikLeitung: Prof. Dr. P. Koske

2.1 Projekt „NEST OR“ – Entwicklung und Einsatz eines T iefsee-Neutrino-Teleskops im Mittelmeer bei Pylos vor der Küste Griechenlands in der

Ionischen SeeProf. Dr. P. Koske, Techn. Ang. W. Voigt, Techn. Ang. B. Hein

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2

druckfesten Glasgehäusen bestehen.Insgesamt sind auf diese Weise aufeiner Ebene 12 OM angeordnet.

Ein wesentlicher Bestandteil desNESTOR-Teleskops sind daher die ein-zelnen hexagonalen Ebenen, wobeibesonders ihre Materialauswahl undihre Konstruktion bzw. ihre mechani-sche und technische Ausführung vonvorrangiger Bedeutung sind. Von denrussischen Projektpartner wurde Titanals Werkstoff geplant und eine Kon-struktion der Ebenen aus verschweiß-ten Titanrohren vorgenommen. Wegenlogistischer Schwierigkeiten auf derrussischen Seite und wegen der hohenKosten derartiger Titan-Konstruktionenin Westeuropa wurde alternativ dazuseitens der CAU (in der Zusammen-arbeit IAP/FTZ) auf Grund langjährigerErfahrungen mit Meerwasseranwen-dungen Aluminium vorgeschlagen.

Im vorangegangenen Jahr wurde eineerste sternförmige Konstruktion aus einerseewasserfesten Aluminium-Legierung(siehe Abb. 2.2) von der Firma Alumi-

niumbau Büdelsdorf gefertigt und imBüsumer Hafenbecken zur Erprobungzusammengebaut. Auf Grund der gün-stigen Eigenschaften und des gutenVerhaltens wurde mit Unterstützungdes Internationalen Büros (IB) der KFAJülich im Rahmen der deutsch-griechi-schen Zusammenarbeit in Forschungund Technologie eine weitere, zweiteEbene aus dem gleichen Material ge-fertigt, so daß im Berichtsjahr insge-samt zwei 6-armige, sternförmigeEbenen für Versuche zur Verfügungstanden.

Zentrale Aufgabenstellung für die For-schungs- und Entwicklungsarbeiten imBerichtsjahr waren Versuche zur Hand-habung und zum Einsatz der gefertig-ten Prototyp-Detektorebenen einzelnund miteinander verbunden auf See.Bei Abmessungen von 32 m im Durch-messer und Gewichten in Luft imBereich von 1,5 t pro Ebene ist die Er-arbeitung einer erprobten und sicherenHandhabungspraxis von entscheiden-der Bedeutung für die geplanten, spä-teren Tiefseeeinsätze. Zu diesem

Abb

. 2.1

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Schema einer NEST OR-Ebene

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Abb. 2.1: Prinzipdarstellung einer „NEST OR“- Ebene in Seitenansicht mit derZentraleinheit und einer T itan-Kugel für die Ebenen-Elektronik in der Mitte und den16 m langen Armen mit jeweils 2 „Optischen Moduln“ an den Armenden. Die um dieZentraleinheit angeordneten Kugeln sind zusätzliche Auftriebselemente.

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2 Zweck wurden von Pylos aus inder Bucht von Navarino zunächstdie notwendigen Infrastruktur-Voraussetzungen geschaffen, umin einer ersten Versuchsphase, inder vor Seegang geschütztenBucht, derartige Feldversuchedurchführen zu können.

Als Versuchsplattform kamen zwei ausfrüheren Feldexperimenten und -pro-jekten im FTZ Büsum und in derForschungsstelle Meerestechnik derCAU in Kiel vorhandene Schwimmplatt-formen zum Einsatz. Die eine ist einStahlfloß, das aus zwei parallel ange-ordneten, 11m langen Schwimm-körpern nach Art eines Katamarans miteiner darüber liegenden Arbeitsbühnebesteht. Dieses Floß war in Zusam-menarbeit mit der Büsumer FirmaTimm Stahl- und Metallbau von vorn-herein so konzipiert und gebaut wor-den, daß es in einem Standard-Kontainer (20 Fuß) verschifft werdenkonnte. Zur Ausrüstung dieser Ver-suchsplattform, die in der Bucht (beieiner Wassertiefe von etwa 50 m) ver-ankert wurde, gehörte ein Diesel-generator zur Erzeugung elektrischerEnergie, eine elektro-hydraulisch be-triebene Drahtwinde, deren hydrauli-sche Steuerung durch die Fachfirma

JASTER Hydraulik in Heide für die beson-dere Aufgabenstellung im Rahmen desNESTOR-Projekts umkonstruiert undumgerüstet worden war, sowie ein 9 mlanger Auslegerarm an einer Stirnseite.

Zur Ergänzung dieser Arbeitsplattformwurde eine weitere, kleinere Schwimm-plattform aus seewasserfestem Alu-minium an das Stahlfloß beweglichangekoppelt, die einen kleine Schutz-raum (ca. 4 m2 Grundfläche) trug undmit einem A-Rahmen mit einer gleich-strombetriebenen Winch ausgerüstetwar. In diesem Schutzraum warenneben Werkzeug und Reserveausrü-stung für die Versuchsdurchführungzwei Batteriesätze installiert, eine 24 VBatterie für die während der Dunkelheitautomatisch eingeschaltete Ankerbe-leuchtung des verankerten Floßsy-stems mit ebenso automatisierterNachladung der Batterie durch Photo-voltaikzellen auf dem Dach des Schutz-

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Schema einer NEST OR-EbeneAbb. 2.2: Prinzipdarstellung ei -ner „NEST OR“- Ebene in Aufsichtmit den 6 sternförmig angeord -neten, jeweils 16 m langen Ar-men und den in dieser Dar -stellung übereinander liegenden„Optischen Moduln“ an denäußeren Armenden.

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raumes und eine 12V Batterie mit 260Ah für den Winchbetrieb, die überden Dieselgenerator bei Bedarf nach-geladen werden konnte. Aus diesemBatteriesatz konnte ferner über einenWechselrichter 220 V Wechselstromfür allgemeine Geräte bezogen wer-den. Als weitere meßtechnische Aus-rüstung ist ein mit 12 V Gleichspan-nung betriebenes, transportablesEcholot zu nennen, das bei Bedarf zurVerfolgung von Absenkvorgängen imBereich des Auslegerarms angebrachtwerden konnte.

Mit diesen beiden Schwimmplattformenund der beschriebenen Ausrüstungwurde es möglich, die großen hexago-nalen Sternstrukturen mit 16 m langenArmen im Wasser zu handhaben. Die-ses war trotz der unzureichendenLänge des Auslegers von 9 m durch-führbar, weil aufgrund der Bauweisedes Stahlfloßes ein Arm der Sternstruk-tur zwischen den Schwimmern der Ar-beitsplattform plaziert werden konnte.Bewährt für die variable Handhabungder anfallenden Lasten und Kräfte hatsich das Zusammenspiel von Draht-winde und DC-Winch. Dies vereinfach-te erheblich das Ausbringen einesMassenankers zum Absenken der he-xagonalen Ebenen und das spätereEinholen und Bergen der Systeme.

Nachdem die notwendigen infrastruktu-rellen Voraussetzungen in der Buchtvon Navarino erfolgreich geschaffenworden waren, wurde mit den verschie-denen Versuchen zum Einsatz und zurHandhabung der sternförmigen Detek-torebenen begonnen. Eine wesentliche

Überlegung zu Beginn der erstenVersuchsphase war auf die Art undWeise gerichtet, wie die Ebenen vonder Kaianlage des Hafens in Pylos zudem etwa 1Seemeile entfernten Anker-platz der Versuchsplattform verbrachtwerden konnten. Da geeignet großeSchwimmpontons oder ähnliche Trag-strukturen für die Dimensionen der He-xagons mit 32 m Durchmesser in Pylosnicht zur Verfügung standen, blieb nurder Ausweg des Schleppens imWasser, nachdem die jeweilige Ebenemit Hilfe eines Autokrans von derKaianlage ins Wasser gesetzt und mitzusätzlichen Auftriebskörpern ein posi-tiver Restauftrieb von etwa 30 kg unddamit Schwimmfähigkeit der Strukturherbeigeführt worden war.

Es zeigte sich nach entsprechendenvergleichenden Versuchen, daß derTransportvorgang am günstigsten mitfertig montierten Sternen durchgeführtwerden konnte. Die Alternative in Formeines Schleppens der Struktur mit zu-sammengefalteten Armen brachte Pro-bleme mit dem Aufklappen und Ent-falten der Arme am Einsatzort mit sich,da dort entsprechendes Hebezeug miteiner Hubhöhe von etwa 18 m zumHerausheben des horizontal liegendenArmebündels und zum vertikalenHängen der gefalteten Struktur vor demÖffnen nicht zur Verfügung stand.

Wie schon weiter oben ausgeführt wur-de, bestand die zentrale Aufgabe derFeldversuche in der Bucht von Nava-rino in der Erarbeitung eines Verfah-rens zur Kopplung von zwei Detektor-ebenen übereinander im Wasser – im

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Rahmen dieser Vorversuche in 10 mAbstand, später im Einsatzfall in 30 mAbstand – und zum kontrollierten ge-meinsamen Absenken dieser gekop-pelten Ebenen zum Meeresgrund.Ohne im einzelnen auf die durchgeführ-ten Versuche einzugehen, bleibt alswesentlichstes Ergebnis dieser Ver-suchsphase festzustellen, daß es mitHilfe von zwei parallel arbeitendenWinchsystemen und wechselseitigerBelastung erfolgreich gelungen ist, dieKopplung von Ebenen in beliebigerAnzahl übereinander vorzunehmenund die gekoppelten Ebenen zumMeeresboden abzusenken. Ein positi-ver Teilaspekt dieses Verfahrens istdadurch gegeben, daß der Einsatz vonTauchern nicht erforderlich ist, sonderndaß alle Kopplungsvorgänge an der

Meeresoberfläche von einem Schlauch-boot aus vorgenommen werden können.

Auf Grund ungünstiger Wetterverhält-nisse konnten die zu Ende des Be-richtsjahres geplanten, nachfolgendenTiefseeversuche mit einem Kabellegerund unter Verwendung eines neuarti-gen elektro-optischen Kabels mit einemelektrischen Leiter und sechs Licht-leitern der Norddeutschen Seekabel-werke Nordenham, dessen Fertigungund Beschaffung auch zum Teil mitUnterstützung des IB Jülich im Rahmender deutsch-griechischen Zusammen-arbeit in Forschung und Technologieerfolgte, nicht mehr durchgeführt wer-den, sondern mußten auf das Frühjahr1997 verschoben werden.

Das Temperatur-Sprung-Verfahren bil-det die sensorische Grundlage einesMeßsystems das in der Lage ist übereinen längeren Zeitraum bodennaheStrömung und Sedimentumlagerung zuerfassen. Die Hardware und dieSoftware dieses Meßgerätes werdenam FTZ entwickelt. Im Folgenden wirdeine ausführliche Beschreibung derKomponenten und deren Funktiongegeben. Zur Übersicht über dasTemperatur-Sprung-Verfahren sei aufden Jahresbericht 95, die DissertationSONNENSCHMIDT und auf SONNENSCHMIDT

& VANSELOW (1996) verwiesen.

Das intelligente „Herz“ dieses Meß-gerätes ist ein Mircocontroller des TypsV25 von NEC. Dieser Microcontroller istein 16 Bit Controller der weitgehendKompatibel zur 8086 CPU von Intel ist.Bei ihm ist aber im Gegensatz zum8086 die notwendige Peripherie wiez. B. Interruptcontroller, I/O-Ports oderTimer im Chip integriert, so daß derV25 ein echter „Embedded Controller“ist. Auf Grund der Kompatibilität zueiner Intel 8086er CPU kann der V25Code abarbeiten, die der bewährtePascalcompiler von Borland in derVersion 7.0 erzeugt. Ein sogenanntesLocator-Programm sorgt dafür das eini-

2.2 Entwicklung eines autonom arbeitenden Meßsystems zur Registrierungvon Strömung und Pegeländerung auf der Grundlage des T emperatur-

Sprung-V erfahrenDr. D. Sonnenschmidt, Techn. Ang. G. Bojens, Techn. Ang. W. Voigt

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ge Hardwareadressen angepaßt werdenund das der Code in einem Flash-EEPROM ausgeführt werden kann. DerV25 Controller mit 512 KB batteriegepuf-fertem RAM und 512 KB Flash-EEPROM,die Locator-Software und ein Programmzum Downloaden des Codes vomHostrechner in den Controller stammenvon der Firma DME Berlin. Die Elektronikzum Betrieb der Sensoren und dieSoftware sind eine Eigenentwicklungdes FTZs.

Das Meßsystem verfügt über 9 vertikalübereinander angeordneten Sensoren.In Abb. 2.3 ist der Prototyp des Sen-sorgestells abgebildet. Die Abmes-sungen das Gestells betragen: VertikalerAbstand der Sensoren 15 mm unterein-ander, Abstand Sensorspitze-Gestell-bein 190 mm, Höhe des Gestells überalles 250 mm, Winkel zwischen denSchenkeln 120°.

Ein Prinzipschaltbild des Meßsystems istin Abb. 2.4 zu sehen. Die PT100-Linearisierungsschaltungen sind, eben-so wie die Konstantstromquellen, paar-weise auf 5 Moduln aufgebaut. DieDigitalwandlung der Anlogwerte über-nimmt eine ISA-Bus kompatible Ein-steckkarte der Firma Keithley (DAS1602). Diese Karte schaltet über I/O-Ports auch die Stromquellen, die für dieBeheizung der Sensoren zuständig sind.Um Programmparameter ändern undden Programmablauf steuern zu kön-nen, ist eine Tastatur und ein LC-Displayvorhanden. Zusätzlich kann das ganzeSystem über eine serielle Schnittstelle(RS232-Standard) bedient werden. Esunterstützt dabei den verbreiteten VT100

Standard für die Bildschirmdarstellung.Über die serielle Schnittstelle werdenauch die Daten einer Messung auf denHostrechner ausgegeben. Der Mirco-controller ist mit einer Watchdog-Schal-tung ausgestattet, die ihn im Falle einesProgrammfehlers nach 2 Minuten selbst-ständig neustartet. Eine weitere Beson-derheit des Systems ist, daß alle Kom-ponenten des Meßsystems bis auf denMicrocontroller in den Meßpausen aus-geschaltet werden können. externenSchaltungen vom Microcontroller ge-trennt und dann ausgeschaltet werdenkönnen. Der Stromverbrauch desSystems läßt sich anhand dieser Maß-nahmen deutlich senken.

Abb. 2.3: Sensorträgergestell für dasTemperatur-Sprung-V erfahren.

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Die komplexe Software für diesesSystem übernimmt neben den Steuer-aufgaben auch die Auswertung undDatenspeicherung. Um einen Einblickin die Struktur der Software zu gebensind die wichtigsten Komponenten imFolgenden beschrieben. Nach einemProgramm-Download wird der Anwen-der aufgefordert die notwendigenParameter, wie z. B. Meßfrequenz,Pausenzeiten etc. einzugeben. DieseWerte werden anschließend permanentim Flash-EEPROM abgelegt. Nacheinem irregulären Reset verwendet dieSoftware den Satz Setup-Parameterder im Flash-EEPROM steht. Das Pro-gramm geht nach dieser Initialisierungin eine Endlosschleife. Hier wirdzunächst die Peripherie eingeschaltet.Anschließend wird eine Messunggestartet. Alle neun Doppel-PT100 wer-den mit einem Heizstrom beaufschlagtund zeitgleich wird die Antwort auf die

Temperaturerhöhung registriert. Solltewährend der Heizperiode bei einem derPT100 eine Maximaltemperatur über-schritten werden, so wird dieser PT100abgeschaltet und in dem anschlie-ßenden Fit nicht berücksichtigt. DieserFall kann unter Umständen dann ein-treten, wenn der betreffende PT100sich nicht im Wasser, sondern an Luftbefindet und die Wärme nicht abgeführtwerden kann (Windstille). Diese Sicher-heitseinrichtung sorgt dafür, daß unterallen Umständen ein beschädigen derPT100-Wicklungen durch zu hoheTemperaturen ausgeschlossen ist. Daes bei Programmen nie ausgeschlos-sen ist, daß sie zur Unzeit abstürzen,ist ein ähnlicher Schutzmechanismuszusätzlich durch eine Schaltung reali-siert worden. Überschreitet das PT100-Temperatursignal eine bestimmteSpannungsschwelle wird die Sicherungder Heizstromversorgung des betref-

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Prinzip des Meßsystems

Micro Controller– Systemcontrol– Curve-Fitting– Data-Storage

switchable Powersupply

ISA

-Bus

(sw

itcha

ble)

AD-Converter

ConstantCurrentSource

Temperaturemeasuredevice

Heating PT100

Temp. PT100

.

.8 identical

devices..

.

.8 identical

doublePT100

.

.

Abb. 2.4: Prinzipschaltbild des Meßsystems.

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fenden Sensors durch Kurzschluß zer-stört. Im Gegensatz zur Software-lösung ist die hardwareseitige Abschal-tung irreversibel, deshalb liegt dieAnsprechschwelle wesentlich höher alsbei der Softwarevariante.

Zu Beginn um im Anschluß an die Auf-nahme der Sprungantwort wird die Be-triebsspannung gemessen. Durch dieMessung der Betriebspannung – ein-mal mit und einmal ohne Last – kannman auf den Ladezustand der Batterienschließen und so entscheiden ob weite-re Messungen sinnvoll sind.

Die Ergebnisse der Messung werdenzur Dateninterpretation in dem Sim-plex-Algorithmus bearbeitet (sieheDissertation). Er ermittelt die Zeitkon-stanten und Amplitudenfaktoren derExponentialfunktionen. Diese Wertewerden im Anschluß im batteriegepuf-ferten RAM abgelegt. Sie bleiben auchnach einem Stromausfall erhalten undkönnen nach einem erneuten Pro-grammstart weiterverwendet werden.Der umfangreiche Aufbau des Meß-systems ist zur Zeit noch nicht abge-schlossen, so daß mit Messungen erstim Frühjahr 1997 begonnen werdenkann.

In der Photosynthese von Algen wirddie Strahlungsenergie der Sonne inenergiereiche Verbindungen wie ATP(Adenosintriphosphat) und NADP (Ni-cotinamidadenindinucleotidphosphat)umgewandelt und damit speicherbar.Diese Energieträger können dann inden pflanzlichen Zellen, z. B. im Calvin-Zyklus zur Zuckergewinnung, einge-setzt werden. Verändern sich die Um-weltparameter der Algen (z. B. Tempe-ratur, Lichtintensität, Nährstoff- oderSchwermetallkonzentrationen), so sindauch Auswirkungen auf die Photosyn-theseaktivität zu erwarten.

Die Hell-Reaktionen, die in der Photo-synthese ablaufen, können über dieElektronentransportkette beschriebenwerden. Um einzelne Vorgänge in derPhotosyntheseaktivität beobachten zu

können, wird die „Rauschanalyse“, einaus der Systemtheorie abgeleitetesMeßverfahren, angewandt. Sie ermög-licht Messungen über die Chlorophyll-Fluoreszenz ohne die Alge selbst zubeeinflussen. Eine methodische Vari-ante, 1Hz-Fluorometer genannt, er-möglicht die Überwachung von Algen-konzentrationen und die Beeinflussungder Algen durch Umweltfaktoren.

Die Erforschung der Brauchbarkeit derRauschanalyse zum Biomonitoring undseiner Aussagekraft für das 1Hz-Fluo-rometer zur besseren Erkennung vonUmweltschädigungen im photosyntheti-schen Apparat wird seit September1995 für drei Jahre von der DeutschenBundesstiftung Umwelt gefördert. Indiesem Zusammenhang wurden 1996experimentelle Aufbauten erstellt und

2.3 Fluoreszenzkinetik-Analyse an AlgenDr. K. H. Vanselow, Dipl.-Phys. R. Hintze, Techn. Ang. G. Bojens,

zeitweise mit Dr. P. Hartig, Dipl.-Biol. O. Wenzel, Techn. Ang. B. Egge

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verschiedene Experimentedurchgeführt.

So wurde u. a. eine univer-selle Experimentiermeß-kammer konstruiert. Siewurde ohne Lichtleiter auf-gebaut, um Eigenfluores-zenz und Lichtverlust in derKammer von vornhereinausschließen zu könnenund kurze Signalwege zugewährleisten. Der Meß-kammer wurde eine han-delsübliche 25 ml Trans-missions-Küvette (Außen-maße: 30 x 30 x 70 cm, In-nenmaße: 25 x 25 x 67 cm)der Firma Hellma zugrundegelegt. Es handelt sich jetztum einen modularen Auf-bau, von dem in Abb. 2.5der die Küvette aufnehmen-de zentrale Meßkammer-Würfel zusehen ist. Er ist von allen Seiten wahl-weise mit Photodioden oder LEDs undden entsprechenden Filtern bestück-bar. Dies eröffnet die Möglichkeit sehrflexibel verschiedene Signale von denAlgen abzugreifen.

Im Berichtsjahr wurde eine neue 1Hz-Fluorometervariante der Firma BBEMOLDAENKE (Kiel) beschafft, welchezuvor in enger Zusammenarbeit mitdieser Firma entwickelt wurde. Bei denSpezifikationen wurden die Erfah-rungen aus dem 1Hz-Durchlauf-Fluo-rometer berücksichtigt, das als Vor-version in ein Küvettengerät umgebautwurde. Die wichtigsten Merkmale desGerätes (1Hz-Küvetten-Fluorometer)

sind der neue 25 ml fassende Küvet-tenmeßkopf und die vollständige digita-le Signalverarbeitung. Mit dem neuen1Hz-Küvetten-Fluorometer sind wir inder Lage, neben dem Lebend-Chlo-rophyll-a-Gehalt bei 1 Hz und 0,1 Hz,auch den Gesamt-Chlorophyll-a-Wertzu messen, sowie die Grundfluo-reszenz F0 und über eine eingebauteHalogenlampe auch die Maximal-fluoreszenz Fm zu bestimmen.

Dieses neue 1Hz-Küvetten-Fluorome-ter wurde auf einer Ausfahrt Büsum–Helgoland–Büsum über 2 Tage gete-stet und mit anderen Meßgeräten ver-glichen (siehe Tabelle 2.1). Das neue1Hz-Küvetten-Fluorometer ist trotz derParametererweiterungen im Meßbe-

Abb. 2.5: Meßkammergrundwürfel mit Küvette.

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reich empfindlicher als das PAM-Fluorometer. In der Tabelle 2.1 sind dieWerte für die Chlorophyll-a-Bestim-mung der einzelnen Geräte sowie nachLORENZEN und HPLC aufgetragen.

Lichtintensitätsmessungen mit dem1Hz- und PAM-Fluorometer und der14C-AnalyseUm die Empfindlichkeit unserer Meß-methoden noch besser vergleichen zukönnen, wurden mit den neuen Auf-bauten Meßreihen bei unterschiedlichenLichtintensitäten an der Grünalge Dunali-ella salina und der Kieselalge Thalassio-sira weissflogii durchgeführt. Hierbeikommen das 1Hz-Küvetten-Fluorometer,PAM-Fluorometer, Rauschanalyse undKohlenstoffassimilation mit der 14C-Ana-lyse zum Einsatz.

Die Grünalge Dunaliella salina und dieKieselalge Thalassiosira wurden in einemWachstumsschrank bei 20 °C und 30µE m-2 s-1 in der logarithmischen Wachs-tumsphase aufgezogen. Am 24./25.7.und 6.8.96 wurden Fluoreszenzmes-sungen mit dem PAM-Fluorometer, 1Hz-Küvetten-Fluorometer, der Rauschana-lyse (hier aber nicht dargestellt) und per14C-Aufnahme vorgenommen. Die Mes-sungen wurden bei unterschiedlichenLichtintensitäten zwischen 14 µEm-2s-1

und 600 µE m-2 s-1 durchgeführt.

Bei dieser Versuchsreihe werden dieAlgensuspensionen vor Beginn der Fluo-reszenz-Messung und 14C-Behandlungeine Stunde an die jeweilige Lichtin-tensität adaptiert. Der Beleuchtungs-aufbau war so konzipiert, daß die in ei-nem gekühlten Aluminium-Block ste-

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Vergleich 1Hz-Küvetten-Fluorometer mit anderen Meßgeräten

R2 between: Sum of pigments Chl a+c Chl a Chl a

by HPLC

Signal all without by HPLC by HPLC by Lorenzen Chl a+c

BBE: 1Hz 0.93 0.87 0.90 0.90 0.84BBE: 0.1Hz 0.86 0.72 0.93 0.92 0.94BBE: F 0.81 0.68 0.86 0.85 0.86BackScat 0.86 0.73 0.91 0.91 0.93Turner 0.90 0.73 0.96 0.94 0.94

Tab. 2.1: Proben vom 24. und 25.4.1996 von der W asseroberfläche. Die Stationen lie -gen auf einem T ransekt zwischen Büsum und Helgoland. Die Korrelations-Koef fizienten R 2 stammen von 9 Stationen. Die „Sum of pigments“ enthalten:Chlorophyll- a, Chlorophyll- c, Carotin b, Fucoxanthin, 19-Hexafucoxanthin undAlloxanthin. Chl=Chlorophyll.

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R2 to 14C Dunaliella salina Thalassiosira Dunaliella1. exp. 2. exp. 1. exp. 2. exp. salina

number of data 7 8 7 7 5BBE: l • (1Hz/F) 0,64 1.0 0.99 0.99 0.99 0.99BBE: l • (0,1Hz/F) 0,64 0.98 0.96 0.99 0.99 0.98PAM: l • (F m'-F/Fm') 0.95 - 0.93 - 0.96

Tab. 2.2: Korrelationskoef fizienten R 2 ermittelt aus den 14C -Experimenten und den1Hz- und PAM-Fluorometer-Daten bei Lichtintensitäten zwischen 0 und 500 µEm-2s-1.

henden Küvetten von unten über Grau-Filter mit der jeweiligen Beleuch-tungsstärke bestrahlt wurden. Um einemögliche 14C-Kontaminierung der Ge-räte zu vermeiden, wurden Fluores-zenz- und 14C-Messungen an verschie-denen Algensuspensionen durchge-führt. Die Küvetten für die 1Hz- undRauschmessungen wurden mit 25 mlAlgensuspension gefüllt, während dieKüvetten zur 14C-Messung nur mit 1mlgefüllt wurden. Es stellte sich heraus,daß die Küvetten mit 25 ml Suspen-sionsvolumen, aus geometrischenGründen, möglicherweise mehr Lichterhalten hatten, als die 1 ml Lösungen.So sind die Messungen zwar in sichschlüssig, die Messungen aus denunterschiedlichen Küvettenfüllungendürfen aber bezüglich der eingestrahl-ten Lichtintensität nur unter Vorbehaltmiteinander verglichen werden.

Am 6.8. wurden diese Messungen des-halb mit einem ICES-Inkubator (ICES=International Council for the Explo-ration of the Sea) mit 50 ml Flaschenwiederholt. In diesem Aufbau dreht sich

ein Flaschenkarussel in einem tempe-rierten Wasserbad zwischen Beleuch-tungsquellen. Die Flaschen sind deneinzustrahlenden Lichtstärken entspre-chend unterschiedlich geschwärzt. Dieoptimalen Adaptations- und Meßzeitenwurden vorher in Langzeitmeßreihenüber 7 Stunden mit dem 1Hz-Küvetten-Fluorometer ermittelt. So konnte diegeringste Veränderung des 1Hz-Sig-nales ca. 1 Stunde nach Beleuchtungs-beginn für ca. 1,5 Stunden festgestelltwerden. Die Messungen wurden des-halb innerhalb dieser veränderungsar-men Phase nacheinander an den glei-chen Proben durchgeführt. Erst wurdendie fluorometrischen Verfahren, danndie 14C-Behandlung vorgenommen.

Es wurden die Meßdaten von PAM-,1Hz-Fluorometer und 14C-Aufnahmebei verschiedenen Beleuchtungsstär-ken miteinander korreliert. Die Aus-wertung der korrekten Messungen vom6.8.96 ergab das gleiche Bild wie dieExperimente vom 24./25.7. Die Kor-relationskoeffizienten aller Experimentesind zusammen in Tabelle 2.2 aufgelistet.

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Die im nationalen Rahmen und interna-tional laufenden Aktivitäten zur Rea-lisierung von GOOS („Global OceanObserving System“) haben für die ope-rationelle, routinemäßige Erfassungund Überwachung der europäischenKüstengewässer neben den bereits inder Vergangenheit erfolgreich ent-wickelten, ortsfesten Meßstationen(„MERMAID“-Konzept) auch zu Pla-nungen geführt, ein autonomes Meß-system für Fährschiffe zu entwickelnund zum Einsatz zu bringen. DieseÜberlegungen gehen auf die Tatsachezurück, daß die europäischen Küsten-gewässer von der Ostsee bis ins Mittel-meer regelmäßig mit unterschiedlicherHäufigkeit von Fährschiffen durchfah-ren werden, so daß ein entsprechendausgelegtes und ausgestattetes Meß-system kontinuierlich entlang der Fähr-route mit der Frequenz der PassagenOberflächendaten der Küstengewässerohne nennenswerte zusätzliche Be-triebskosten liefern kann.

In der Bundesrepublik hat sich zurEntwicklung und zum Betrieb einesPrototyp-Meßsystems für Fährschiffe,im europäischen Sprachgebrauch auch„Blue Box“-System genannt, eine Zu-sammenarbeit zwischen vier Partnerngebildet: Dem FTZ und dem Institut fürAngewandte Physik (IAP) der CAU alsuniversitären Partnern, der GKSS alsGroßforschungseinrichtung in der HER-MANN VON HELMHOLTZ-Gemeinschaft

Deutscher Forschungszentren (HGF)und der Firma ME - Meerestechnik-Elektronik GmbH als Vertreter eineskleinen bzw. mittleren Unternehmens(KMU).

In dieser Kollaboration ist zunächst ausbei den jeweiligen Partnern vorhande-nen Komponenten ein vorläufigerVersuchsaufbau realisiert worden, derEnde des Jahres auf dem Meßpontondes FTZ im Büsumer Hafen in Betriebging. Hierbei konnte erfolgreich demon-striert werden, daß die grundsätzlichenAnforderungen an ein Meßsystem fürFährschiffe im Sensorbereich mit weit-gehend vorhandener Meßtechnik erfülltwerden können, daß jedoch umfangrei-che F&E-Arbeiten zur Systemintegra-tion und zur Datenverarbeitung, -auf-bereitung und -telemetrie durchgeführtwerden müssen, um die erforderlicheAutomation des Meßsystems sicherzu-stellen.

2.4 Meßsystem für Fährschiffe („Blue Box“-System)Prof. Dr. P. Koske, Dr. K. H. Vanselow, Dr. D. Sonnenschmidt,

Techn. Ang. W. Voigt, Techn. Ang. G. Bojens, Techn. Ang. B. Hein

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Die Windkraftanlage Elektromat 25 desFTZ Westküste in Büsum wurde aufIhre Anpassung an die in der AG betrie-bene Meerwasserelektrolyse hin unter-sucht. Dazu wurde ihr Kennlinienver-halten bzgl. der Generator-Frequenzzur abgegebenen Spannung und ihreLeistungsabgabe bei unterschiedlichenWindstärken aufgenommen und analy-siert.

Der Elektromat 25 verwendet einen Syn-chrondrehstromgenerator der eine Rege-lung in Bezug auf Windgeschwindigkeitund Last durch die Steuerung des Er-regerstromes gestattet. Da der Konverterüber starre Flügelblätter verfügt reißt derLuftstrom bei höheren Windgeschwin-digkeiten an den Rotorblättern ab, waseine weitere Leistungsaufnahme verhin-dert (Stall-Effekt). So tritt eine gewisseSelbstregulierung der Rotordrehge-schwindigkeit mit zunehmender Wind-geschwindigkeit auf.

Durch den Erregerstrom werden dis-krete Arbeitskennlinien für die Gene-ratorspannung einstellt, mit denen dieAnlage arbeitet (siehe Abb. 2.6). Dabeiist im Normalfall die Kennlinie mit derhöchsten Rotordrehzahl geschaltet.Entsprechend der Drehzahl des Rotorwird eine Kennlinie ausgewählt, die diebeste Leistungsabgabe sicherstellt.Durch Messungen mit verschiedenenohmschen Lasten konnte das Arbeits-

kennlinienfeld in Abhängigkeit von derGeneratorfrequenz aufgenommen wer-den, wie es in Abb. 2.6 dargestellt ist.

Auch wurde die Leistungsabgabe imInselbetrieb untersucht. Zu diesemZweck wurde der Generator der Wind-kraftanlage direkt mit ohmschen Heiz-widerständen belastet. Die Zeitverläufeder Messungen bestätigten das unter-suchte Kennlinienverhalten der Anlage.Sie ließen aber auch extreme Schwan-kungen in der Spannungs- und Lei-stungsabgabe erkennen. Außerdemzeigte sich, daß über die Arbeitskenn-linien bei niedrigerer Frequenz die glei-che mittlere Leistungsabgabe erzieltwerden kann.

2.5 Untersuchungen zum Kennlinienverhalten eines W indenergie -konverters und zur Leistungsabgabe im Inselbetrieb

Dr. P. Diekmann, Dipl.-Phys. R. Lehmann, Techn. Ang. B. Hein, Techn. Ang. G. Bojens

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Arbeitskennlinien bei ohmscher Last

Frequenz der Spannung [Hz]

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ktiv

span

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Abb. 2.6: Spannungs-Kennlinien bei unterschiedlichen Frequenzen des Elektromat 25.

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Mit der Berufung zum Professor fürKüstengeologie / Küstenschutz amGeologisch-Paläntologischen Institutder CAU hat Herr Prof. Dr. R. MAYERLE

auch die Leitung der ArbeitsgruppeKüstengeologie / Küstenschutz am FTZübernommen. Er löst damit Herrn Prof.Dr. P. STOFFERS ab, der für eine Über-gangszeit nach der Pensionierung vonHerrn Prof. Dr. R. KÖSTER der Leiter derArbeitsgruppe war.

Herr Prof. MAYERLE wurde in Brasiliengeboren und studierte dort auchWasserbau. Im Anschluß daran arbei-tete er als leitender Angestellter an ver-schiedenen hydraulischen Modellver-suchen und am Entwurf von Energie-wasserbauwerken. 1988 erfolgte diePromotion an der Universität vonNewccastle-upon-Tyne in Großbritan-

nien und anschließend eine Zeit als u.a. Assistant Professor an der Universi-tät Mississippi, Oxford / USA im Be-reich Ingenieurwasserbau mit Schwer-punkt numerische Simulation. An-schließend war er bis 1996 am Institutfür Strömungsmechanik und Elektroni-sches Rechnen an der UniversitätHannover tätig und mit der Leitung undKoordination verschiedener For-schungsprojekte im Bereich numeri-sche Simulation von hydraulischenAbläufen betraut.

Unter der Leitung von Herrn Prof.MAYERLE wird die bisherige For-schungsrichtung der Arbeitsgruppeweitgehend beibehalten, sowie um dieAnwendung numerischer Modelle er-gänzt werden.

Seit dem frühen Mittelalter sind imnordfriesischen Wattenmeer weitrei-chende Veränderungen der Gezeiten-dynamik und insbesondere eine Ver-größerung der Fluträume von Prielsy-stemen festzustellen. Dies führte u. a.zu erheblichen Verlusten von Wattenund besiedeltem Land. Die im Küsten-raum lebenden Menschen reagierenseither mit Küstenschutzmaßnahmenauf derartige Entwicklungen.

Aufbauend auf die im Vorfeld zurEindeichung der Nordstrander Buchtdurchgeführten sedimentologischenUntersuchungen (KÖSTER 1980, NOM-MENSEN 1982) wurde in den Jahren1993 bis 1996 im Übergangsbereichder nordöstlichen Einzugsgebiete vonNorderhever- und Süderaue-Gezeiten-rinne (nordfriesisches Wattenmeer,Deutsche Bucht) die bestehendeDatenbasis zu den Sedimentations-

3 Küstengeologie, KüstenschutzLeitung: Prof. Dr. R. Mayerle, Prof. Dr. P. Stoffers

3.1 Wechselwirkungen zwischen Sedimentationsprozessen und Gezeiten -dynamik in den nordöstlichen Einzugsgebieten von Norderhever und

Süderaue (Nordfriesisches W attenmeer)Dipl.-Geol. M. Störtenbecker

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prozessen erweitert und längerfristigeEntwicklungen untersucht. BesondereBeachtung fand in diesem Zusam-menhang die Frage nach einer, anhandsedimentologischer Methoden erkenn-baren, weiteren Ausdehnung desFlutraums der Norderhever. Die Unter-suchungen konzentrierten sich auf einetwa 35 km2 großes Wattgebiet zwi-schen Hallig Gröde, Hallig Habel unddem Festland, da hier Sand-, Misch-und Schlickwattsedimente sowie Torfeund Kleihorizonte in großer morpholo-gischer Formenvielfalt vertreten sind.Sedimentologische und morphodyna-mische Vorgänge werden in diesemBereich sowohl durch die Norderheverals auch durch die Süderaue gesteuert.Die auf dem „Rocheleysand“, derSandplate zwischen Hallig Gröde unddem Festland, bis in eine Höhe von NN +0,6 m reichenden Wattflächenwerden überwiegend von Sand- oderMischwattsedimenten eingenommen,während schlickige Ablagerungen aufden Bereich von Lahnungsfeldern be-grenzt sind. Torf- und Kleihorizonte sindgroßflächig im Lee östlich der HalligGröde sowie im Bereich von Prielenaufgeschlossen.

Die sowohl aus sedimentologisch-mor-phologischen als auch hydrodynami-schen Ansätzen gewonnenen Ergeb-nisse legen eine Aufteilung des bear-beiteten Gebiets in verschiedeneUnter-Einheiten nahe:1. Im Bereich des Rocheleysandes weistdie Ausdehnung von Sandwattflächenmit Merkmalen starker Erosion sowohlüber den dreijährigen Untersuchungs-zeitraum als auch im Vergleich zu den

Ergebnissen von NOMMENSEN (1982)auf eine Erhöhung der hydrodynami-schen Energieeinträge in diesem Be-reich hin. Auch in drei Kernbohrungen,deren Positionen anhand der sedimen-tologischen Kartierungen ausgewähltwurden, kann aus einer Erhöhung desSandanteils sowie einer Kornvergrö-berung vom Liegenden bis zur Watt-oberfläche eine Erhöhung des Energie-niveaus im Transportmedium abgeleitetwerden.2. Auf dem Wattrücken zwischen HalligHabel und dem Festland sind hingegenweder eine Zunahme von Erosions-merkmalen noch Veränderungen derSedimentzusammensetzung zu beob-achten, die über saisonale Variabili-täten hinausgehen. Hier lassen sichaus den Untersuchungsergebnissenkeine Tendenzen ableiten, die aufVeränderungen des Ablagerungs-milieus hinweisen.3. Schließlich weisen die in mehrerePlaten gegliederten Watten östlich derNorderhever-Gezeitenrinne eine deutli-che, höhenniveauabhängige Korngrö-ßenzonierung auf. In den Topbereichendieser Platen wird eine erhöhte hydro-dynamische Belastung durch Wellen-einwirkung deutlich. Trotz eines hohenSedimentumsatzes bleibt der Watt-rücken südlich von Hallig Habel fastortsfest.

Ein weiterer, besonders für Modell-berechnungen des zukünftigen Sedi-mentumsatzes wichtiger Aspekt derArbeit bestand in der Abschätzungpotentieller Sedimenttransporte unterBerücksichtigung der im Untersu-chungsgebiet erfaßten Strömungsmu-

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ster. Aus allen Strömungsdaten wirdzunächst ein etwa nordwestlich gerich-teter Reststrom ersichtlich (siehe Abb.3.1). Er resultiert aus der gegen denUhrzeigersinn gerichteten Bewegungder Tidewelle in der Deutschen Bucht(KNOP 1961 und SIEFERT et al. 1980,1986).

Aus dem hydraulischen Modell vonPARTENSCKY (1979) ergibt sich, daß derWattrücken zwischen Hallig Habel unddem Festland über die Norderheverund deren Nebenpriele geflutet undzumindest teilweise entwässert wird.Die Strömungsmessungen bei mittle-ren Tideverhältnissen bestätigen, daßein Überströmen des Kammbereichs

etwa zwei Stunden lang erfolgt und dieStrömungsgeschwindigkeiten in die-sem Zeitraum 5 cm/s nicht überschrei-ten. Außerhalb der Stauwasserphasedominiert das Strömungsregime derangrenzenden Priele. Offenbar resul-tiert aus dem Umstand, daß beide anden Wattrücken angrenzenden Priel-systeme über die gleiche Gezeiten-rinne geflutet und auch teilweise ent-wässert werden, eine nur geringe Über-strömrate und eine lange Stauwas-serphase mit geringen Strömungsge-schwindigkeiten.

Auf dem Rocheleysand erfolgt der Flut-vorstoß hingegen über den Rocheley-Priel, die Strandley und damit indirekt

Abb

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Reststromvektoren im W attbereichdes Rocheley-Priels

Abb. 3.1:Zusammenfassen -de Darstellung der aus denStrömungsdaten mittlererTideverhältnisse berechne -ten Reststromvektoren unterVerwendung unterschiedli -cher Schwellenwerte für dieStrömungsgeschwindigkeit.Es wird deutlich, daß auf demRocheleysand und den fest -landsnahen W attbereichendes Rocheley-Priels mit zu -nehmender Strömungsge-schwindigkeit eine Verlage -rung der Reststromvek-toren im Uhrzeigersinn inRichtung Festland erfolgt.Auf dem W attrücken süd -lich der Hallig Habel hinge -gen ist eine V erlagerunggegen den Uhrzeigersinn inRichtung Süderaue-Gezei -tenrinne zu verzeichnen.

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über die Norderhever. Die nördlichangrenzende Schlütt wird jedoch überdie Süderaue entwässert. Da der Zeit-punkt des Fluteintritts in den beidenGezeitenrinnen voneinander abweicht(KNOP 1961), ist eine längere Über-strömphase bis zum Erreichen einesGleichgewichtszustands bei Stauwas-ser zu erwarten. Die Strömungsmes-sungen bestätigen eine etwa dreiStunden andauernde Überströmphasemit Strömungsgeschwindigkeiten zwi-schen 10 und 15 cm/s. Obwohl sichnach dem Erreichen des Hochwasser-zeitpunktes aus Pegeldaten fallendeWasserstände ergeben, werden diegeringsten Strömungsgeschwindigkei-ten erst ca. 90 Minuten später erreicht.Eine Entwässerung in den südlich an-grenzenden Rocheley-Priel findet erstmit dem Trockenfallen der Topbereichedes Rocheleysandes und der damiteinhergehenden Beendigung der Über-strömphase statt.

Die Abschätzung der für Sediment-transporte wirksamen Strömungen undder resultierenden Stromkennwerte beiverschiedenen kritischen Transport-geschwindigkeiten ergibt im Vergleichzu den über die gesamte Tide berech-neten Reststromvektoren veränderteresultierende Richtungswerte. Dem-nach wären bei nicht durch Starkwindbeeinflußten Tiden im Bereich desWattrückens zwischen Hallig Habel unddem Festland Sedimentbewegungen insüdöstlicher Richtung in die Lah-nungsfelder des Hauke-Haien-Koogesund der Vordeichung des OckholmerKooges möglich (siehe Abb. 3.1). Dievon REIMERS (siehe Jahresberichte

1994, 1995) in den Lahnungsfeldernvor Ockholm beobachteten starkenAufschlickungsraten bestätigen einehohe Materialanlieferung in diesemBereich.

Auf dem Rocheleysand lassen die fürverschiedene kritische Sedimenttrans-portgeschwindigkeiten gefilterten Da-ten ebenfalls eine breite Streuung derRichtungen in den Reststromvektorenerkennen. Hier wären allerdings sowohlMaterialverlagerungen in die Lah-nungsfelder vor dem Hauke-Haien-Koog und in die Topbereiche desRocheleysandes als auch über denWattrücken hinweg in den Einfluß-bereich der Schlütt denkbar. Aus die-sem Grund wäre eine weitere Ausbrei-tung des Flutraumes der Norderheverinsbesondere auf dem Rocheleysand,wo sich die Einzugsbereiche vonNorderhever und Süderaue über-schneiden, von großer Bedeutung.Literatur:KNOP, F. (1961): Untersuchungen über Gezeiten-bewegung und morphologische Veränderungenim nordfriesischen Wattgebiet als Vorarbeiten fürDammbauten. – Mitt. Leichtweiß-Inst., H 61/1,Braunschweig.KÖSTER, R. (1980): Geologisches Gutachten zuden geplanten Küstenschutzmaßnahmen im süd-lichen nordfriesischen Wattenmeer. – In: DerMinister für Ernährung, Landwirtschaft undForsten, des Landes Schleswig-Holstein [Hrsg.](1981): Gutachten zur geplanten Vordeichungder Nordstrander Bucht, 89-132, Kiel.NOMMENSEN, B. (1982): Die Sedimente des südli-chen nordfriesischen Wattenmeeres (DeutscheBucht). – Diss. Univ. Kiel, 268 S., Kiel.PARTENSCKY, H. W. (1979): WissenschaftlichesGutachten zu den hydrologischen und morpholo-gischen Auswirkungen der geplanten Baumaß-nahmen in der Nordstrander Bucht; [unveröff.].SIEFERT, W., H. FAHSE, J. GÄRTNER & H. D.NIEMEYER (1986): Die Strömungsverhältnisse in

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drei Langzeitprofilen im Küstenvorfeld derDeutschen Bucht. – Die Küste, 43: 1-45; Heide/Holst., Boyens.SIEFERT, W., H. FAHSE, F. MEISSNER, H.-H.RICHTER, A. TAUBERT, & P. WIELAND (1980): Die

Strömungsverhältnisse vor der WestküsteSchleswig-Holsteins – Ergebnisse eines KFKI-Meßprogramms. – Die Küste, 35: 148-186;Heide/Holst., Boyens.

Die im Vorjahresbericht beschriebenenUntersuchungen im KFKI - Forschungs-vorhaben „Sedimentologie und Mor-phologie von Lahnungsfeldern“ sind1996 fortgesetzt worden. Die hierdurchgeführten Naturmessungen glie-dern sich in drei Abschnitte: die Auf-nahme des Nullzustandes, die Unter-suchungen während des Lahnungs-baus und die Erfassung der Verän-derungen nach dem Lahnungsbau. ImNovember 1996 konnte auch der dritteAbschnitt der Feldarbeiten planmäßigabgschlossen werden. Im folgendensind einige bedeutende Ergebnisse desProjektes in den Bereichen Morpho-logie, Sedimentologie, Hydrologie undEntwicklung der Pioniervegetation kurzdargestellt.

MorphologieIm ersten Jahr nach dem Aus- undNeubau der Lahnungsfelder beiderTestgebiete kam es zu einer Anhebungder Geländeoberfläche von durch-schnittlich 10 cm. Lediglich die Berei-che seewärts der Lahnungsfelder fol-gen nicht diesem Trend. Gerade inDithmarschen kam es infolge der geän-derten Abflußverhältnisse zu deutlicherErosion im Bereich des Lahnungs-kopfes der Mittellahnung. Während vordem Bau der Lahnungen das abflie-ßende Wasser einem Prielarm folgte,

ist nach den Baumaßnahmen dernatürliche Abfluß durch die Lahnungenbehindert. Die durch die künstlichenEntwässerungen vorgegebene Abfluß-richtung führte in Überlagerung mit dendavon abweichenden Tidestrom-richtungen zu der beschriebenenErosion.

In beiden Untersuchungsgebieten istseit dem Frühjahr 1996 eine Verrin-gerung der Sedimentationsrate zubeobachten, die infolge des Lahnungs-baus sprunghaft angestiegen war. Einederartige Entwicklung ist bereits imKFKI-Projekt „Erosionsfestigkeit vonHellern“ festgestellt worden. Einerseitshandelt es sich sicherlich um einegewisse Abnahme der Sedimenta-tionsrate, andererseits wird eine lang-sam einsetzende Konsolidierung derSedimente ebenfalls zu dieser schein-baren Verringerung beitragen.

SedimentologieDetailliertere Untersuchungen anSchwebstoffproben, die bei relativ„ruhigem“ Wetter auf einem küstennor-malen Profil in Testfeld Dithmarschengenommen wurden, ergaben, daß dieKornfraktionen Ton, Fein-, Mittel- undGrobschluff mit einer Gesamtkonzen-tration von über 350 mg/l im Flach-wasser (30 cm Wassertiefe) des auf-

3.2 Sedimentologie und Morphologie von LahnungsfeldernDipl. Geol. H.-C. Reimers, Dr. K. Ricklefs, Techn. Ang. E. Grenzer

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Betrachtet man daraufhin die Korn-größenverteilung in den entsprechen-den Oberflächensedimenten, so zeigtsich deutlich, daß der Grobschluff, derim ablaufenden Wasser gegenüberdem auflaufenden abgereichert war, dieHauptkomponente der Oberflächensedi-mente bildete (Abb. 3.3).

HydrologieKombinierte bodennahe Messungenvon Strömungsgeschwindigkeit, Wel-lenhöhe, Wasserstand und Trübung mitdem Sediment-Transport-Autonomous-Recorder (STAR) des FTZ erbrachteneinige sehr interessante und zugleich

laufenden Wassers enthalten waren(siehe Abb. 3.2). Innerhalb der Lah-nungsfelder nahm die Konzentrationschnell auf Werte von unter 200 mg/lab. Hierbei war der Grobschluff dieKornfraktion, deren Anteil proportionalam stärksten abnahm.

Im ablaufenden Wasser (Wassertiefeebenfalls 30 cm) erreichten die Schweb-stoffkonzentrationen dagegen maximal80 mg/l. Auffällig ist, daß hier dieGrobschlufffraktion völlig fehlte und derMittelschluffanteil stärker als die übri-gen Komponenten verringert war.

Abb

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Korngrößenverteilung im Seston

2. Lahnung 1. Lahnung

FlutphaseWassertiefe: 30 cmProbe: 10 cm ü. Grund

EbbphaseWassertiefe: 30 cmProbe: 10 cm ü. Grund

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

150

100

50

00 100 200 300 400 500

SandGrobsiltMittelsiltFeinsiltTon

Uferentfernung [m]

Ses

tong

ehal

t [m

g/l]

Abb. 3.2: Korngrößenverteilung im Seston des auf- und ablaufenden W assers.

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3grundlegende Ergebnisse. Die Trü-bungswerte weisen bei geringen Wel-lenhöhen zu Beginn und zum Endeeiner Tide ausgeprägte Maxima auf. ImBereich um den Kenterpunkt ändernsich die Werte dagegen nur geringfügig.

Überschreitet die signifikante Wellen-höhe allerdings einen bestimmtenWert, so bleiben die Trübungswerteüber die gesamte Tide deutlich erhöht(Abb. 3.4).

Folglich wird ab einer bestimmten signi-fikanten Wellenhöhe kein Material sedi-mentiert, sondern es kommt zusätzlichzur Erosion. Weitere hydrologischeMessungen, bei denen Strömungs-geschwindigkeit und Wellenhöhe see-wärts der Lahnungszäune im Vergleichzu Positionen innerhalb der Lahnungs-felder ermittelt, wurden belegen deut-lich die seegangsberuhigende Wirkungdieser Bauwerke.

Entwicklung der PioniervegetationZu Beginn der Untersuchungen imFrühjahr/Sommer 1994 war im Dith-marscher Testfeld keine und im nord-friesischen Feld eine eher spärlichePioniervegetation (Queller und Schlick-gras) vorhanden. In Nordfriesland warbereits im folgenden Jahr eine Aus-weitung des Queller- und Schlick-grasbestandes zu verzeichnen. Die ge-ringen Strömungsgeschwindigkeiten,die unregelmäßige Wasserbedeckung,das lang anhaltende Eisvorkommendes Winters 96/97 und nicht zuletzt dasErreichen einer kritischen Gelände-höhe führten im Testfeld Nordfrieslandzur Ausbildung eines regelrechtenQuellerrasens. Im Dithmarscher Feldkonnte erstmals die Ansiedlung einerPioniervegetation beobachtet werden.

Zusammenfassend lassen sich dieEntwicklungen in den Lahnungsfeldernfolgendermaßen beurteilen: Neben

Abb

.3.3

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Sedimentzusammensetzung

100

80

60

40

20

00 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

SandGrobsiltMittelsiltFeinsiltTon

Uferentfernung [m]

Vol

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Kornfraktion

Abb. 3.3: Korngrößenverteilung in den Oberflächensedimenten.

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dem Lahnungsbau waren die lang an-haltenden Eisbedeckungen der vergan-genen Winter die bedeutendstenEinflußgrößen für die Veränderungen inder Morphologie und im Sedimenthaus-halt der beiden Testfelder. Eine Zuord-

nung einzelner Veränderungen zueinem der beiden Faktoren „Lahnun-gen“ oder „Wintersituation“ ist aufgrundihrer jeweiligen Komplexität sehrschwer. Insgesamt haben die beidenFaktoren zu einer starken, zeitweise

Abb

.3.4

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Hydrologische Messungen mit ST AR

30252015

1050

20

15

10

5

0

6005004003002001000

1,21

0,80,6

0,4

0,20

302520

151050

20

15

10

5

0

600500400300200100

0

1,21

0,80,6

0,40,2

0210,3 210,8 211,3 211,9 212,4

Julianischer Tag

Tidepegel

Trübung

Signifikante Wellenhöhe

Strömungsgeschwindigkeit

Vs

[cm

/s]

Hsi

g [c

m]

Roh

wer

teW

asse

rtie

fe [m

]

Abb. 3.4: Ergebnisse der hydrologischen Messungen mit dem STAR.

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sprunghaften Sedimentation meist fein-körnigeren, bisher nicht merklich kon-solidierten Materials und zur Ansied-lung bzw. zur Ausweitung der Pio-niervegetation geführt. Lediglich vorden Lahnungsfeldern ist eine zeitweise

stärkere Erosion zu verzeichnen.

Im Rahmen des KFKI-Projektes „Sedi-mentologie und Morphologie vonLahnungsfeldern“ (s. o.) wurden unter-schiedlich intensiv begrüppte Lah-nungsfelder mit nicht begrüppten Lah-nungsfeldern hinsichtlich der Morpho-logie und der Sedimentstabilität vergli-chen. Dazu wurden die nordwestlichenLahnungsfelder des Testfeldes Nord-friesland im April 1996 begrüppt. Diesebegrüppten und die benachbarten nichtbegrüppten Lahnungsfelder wurdenüber einen Zeitraum von 1/2 Jahr aufausgesuchten Profilen nivellitisch ver-messen, sedimentologisch beprobt undbodenphysikalisch untersucht.

Die Vermessung der „Grüppentest-felder“ wurde auf acht Profilen (vier jeFeld) nivellitisch vorgenommen. Wei-tere Geländearbeiten bestanden ineiner Grobansprache der Oberflächen-sedimente und Besiedlung, in derMessung der Scherfestigkeit und in derProbennahme definierter Sediment-proben. Anhand dieser Proben wurdenim Labor die Wassergehalte und dieKorngrößenverteilungen mit einemLasergranulometer bestimmt.

Die Vermessung der nicht begrüppten„Vergleichsfelder“ erfolgte durch dasAmt für Land- und WasserwirtschaftHusum und wurde auf acht entspre-chende Profile übertragen. ZusätzlicheMessungen der Höhenänderungenwurden monatlich mit einem Sedimen-tation-Erosion-Table (SET; s. Jahresbe-richt 95) durchgeführt. An den SET-Meßstellen wurde auch analog dieBestimmung der Scherfestigkeit unddie Probennahme vorgenommen.

Sedimentation wurde während desSommers in allen Feldern festgestellt,wobei jeweils in den seewärtigen Fel-dern deutlich mehr abgelagert wurde.In beiden Vergleichsfeldern kam es auf-grund eines Sturmereignisses imNovember '96 zu Erosion an der süd-östlichen Lahnung. In den Grüppen-testfeldern beschränkt sich die Erosionauf die Beete (Abb. 3.5), von denen beiHochwasser Material in die Grüppengespült wird. Zusätzlich zu diesem Ma-terial wurde auch von den Tide-strömungen mitgeführtes Sediment inden Grüppen und auf manchen Beetenabgelagert. Die Betrachtung der Was-sergehalte und der Scherfestigkeitenläßt den Schluß zu, daß die Grüppen-

3.3 Vergleichende Untersuchungen zur Auswirkung von Grüppenarbeitencand. geol. B. Thomas

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Abb

.3.5

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Scherfestigkeiten, Geländehöhen,Korngrößenverteilungen in Deichnähe

Frühjahr '96Herbst '96Winter '96

Frühjahr '96Herbst '96Winter '96

110 115 120 125 130

1,81,51,20,90,60,30

1,81,51,20,90,60,30

181512

9630

181512

9630

2,0

1,5

1,0

0,5

2,0

1,5

1,0

0,525 27 29 31 33 35

Entfernung [m] Entfernung [m]

10080604020

0

10080604020

0

10080604020

0

10080604020

025,8 28 30,4 32,6 34,95 114,9 117,1 120,4 123,7 125,75

Kor

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< 20 µm 20-63 µm 63-150 µm

Abb. 3.5: Entwicklung der Scherfestigkeiten, Geländehöhen und der Korngrößen -verteilungen der Oberflächensedimente auf zwei ausgesuchten Beeten im deichna -hen Grüppentestfeld.

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testfelder nachhaltiger entwässern alsdie Vergleichsfelder und das Sedimentdadurch stärker konsolidiert wird. EineAussage darüber, ob die Vollbegrüp-pung noch effektiver entwässert als dieSparbegrüppung, läßt sich aufgrundder unterschiedlichen Rahmenbedin-gungen der beiden Felder kaummachen.

Vergleichende Strömungsmessungenin den Lahnungstoren der untersuchtenFelder ergaben, daß die Strömungs-geschwindigkeiten in den Grüppentest-feldern höher als in den Vergleichs-feldern waren. Ursachen dafür könnensowohl die Begrüppung als auch eineunterschiedliche Größe der Lahnungs-tore oder eine unterschiedliche Tiefeder Mittelentwässerung sein. Insbe-sondere fällt auf, daß in den Grüppen-testfeldern die Ebbströmung ähnlicheGeschwindigkeiten aufweist wie dieFlutströmung. Die normalerweise aus-geprägte Asymmetrie der Tide, dienach DRONKERS (1985) für die Sedi-mentation ausschlaggebend ist, wirdhier nicht deutlich.

Zusammenfassend betrachtet ist dieBegrüppung für die Sedimentstabilitäteines heranwachsenden Vorlandes alsdurchaus positiv anzusehen. Es stelltsich allerdings die Frage, ob dies vordem Hintergrund einer naturnäherenVorlandgestaltung nicht auch mit einemden natürlichen Prielen ähnlicherenGrüppenquerschnitt erreicht werdenkönnte.

Literatur:DRONKERS, J. (1985): Tide-induced residual trans-port of fine sediment. – In: KREEKE, J. VAN DE:Proceedings of the symposium on the physics ofshallow bays and estuaries, Miami. – Springer,Berlin.

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Der Einsatz akustischer Meßverfahrenbilden zur Tiefenbestimmung nebender Positionsbestimmung die Grund-lage für die Gewässervermessung. DieVermessung der Wassertiefen durchherkömmliche Echolotpeilungen ist je-doch mit dem meßtechnischen Pro-blem behaftet, daß die Grenze zwi-schen dem festen Sediment (Gewäs-sersohle) und den darüber befindlichenschlickigen Materialschichtungen häu-fig nicht eindeutig feststellbar ist. Dieschlickigen Übergangsschichten kön-nen zum Teil von Schiffen noch durch-fahren werden. Die Frage nach derSchiffbarkeitsgrenze kann deshalbhäufig mit herkömmlichen Technikennicht genau beantwortet werden. Eshat sich gezeigt, daß auch geologi-schen Parameter wie Korngrößen-verteilung und Sedimentdichte zurCharakterisierung dieser Schlicksedi-mente und damit der Nautischen Tiefenicht ausreichen. Einer bestimmtenSedimentdichte können wie Unter-suchungen zeigen unterschiedlicheFließeigenschaften zugeordnet wer-den. Bisher ist aber nur unzureichendbekannt, welche Materialparameter fürdie Fließfähigkeit (Scherfestigkeit)maßgeblich sind. Um fließfähigeSedimente mittels eines Echolotes alsschiffbar oder nicht schiffbar klassifizie-ren zu können, ist es notwendig, dieseMaterialeigenschaften und deren aku-stische Detektionscharakteristika zukennen.

An der Lösung dieses meßtechnischenProblems wird seit dem letzten Jahrdurch Weiterentwicklung der Echolot-meßtechnik gearbeitetet. Eine grundle-gende Darstellung der Detektions-problematik wurde im Jahresbericht1995 beschrieben. Erreicht werden solldieses Ziel hauptsächlich durch denEinsatz neuartiger Digitaltechnologienzur hochauflösenden, quantitativenErfassung der akustischen Signale unddurch die Anwendung von mathema-tisch- physikalischen Signalanalysen.

Im Jahr 1996 wurde die technischeWeiterentwicklung des Echolotsystemsfortgeführt. Die Weiterentwicklung betraf in erster Linie eine kompletteModifizierung der elektronischen Sen-de-Empfangseinheit. Aufgrund der Op-timierung des Signal-Rauschverhält-nisses und zur Verhinderung von exter-nen elektromagnetischen Störfeldernmußte die gesamte Elektronikeinheitentsprechend umgebaut und mit neuerTechnik versehen werden. Ein zusätzli-cher 100 kHz-Schwinger wurde inte-griert. Die Sendeimpulse erhielten einenotwendig definierte und reproduzier-bare Impulsform. Die Software zuSteuerung des Echolotes und zurMeßdatenerfassung wurde mit Hilfeeiner WINDOWS-Progammierspracheumgesetzt und im Leistungsumfangwesentlich weiterentwickelt, so daßauch Vorvisualisierungen der empfan-genen Signale als Ozillogramm oder

3.4 Weiterentwicklung der Echolotmeßtechnik zur Detektion vonSuspensions- und Sedimenteigenschaften

Dipl.-Phys. H. Eden

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farbige Echogramme (Schallintensitä-ten berechnet als Farbverteilung) dar-gestellt werden können. Dieses ist fürden Einsatz notwendig, da die Geräte-einstellungen, Hard- und Softwarekom-ponenten im Feldeinsatz entsprechendeingestellt werden müssen. Nicht zu-letzt können bei wissenschaftlichenEinsätzen meßtechnische Probleme sofrüh genug erkannt und lokalisiert wer-den.

Die Systemparameter werden währendder Messungen vom Computer aus ein-gestellt, um das Auflösungsvermögen,die Impulsantwort und die Datenrate imUntersuchungsgebiet zu optimieren.Wesentlich an dieser Technik ist, daßdie vollständigen akustischen Wellen-formen hochaufgelöst gemessen undgespeichert werden können. Damitwird die Vorausetzung geschaffen umwesentlich differenzierter und umfang-reicher Ergebnisse (quantitativ undqualitativ) zur Detektion von Suspen-sionen und Sedimenten, deren Schicht-mächtigkeiten und Eigenschaften ausden empfangenen Ultraschallwellendurch mathematische und physikali-sche Signalanalyse erarbeiten zu kön-nen.

Ein erster erfolgreicher, interdisziplinä-rer Meßeinsatz wurde im Hafen vonBrunsbüttel an Bord des FTZ-For-schungsschiffes SÜDFALL durchge-führt. Ziel des Meßeinsatzes war dieErprobung des entwickelten Echolotesim Feldeinsatz und der Erlangungeines umfangreichen Datensatzes fürdie wissenschaftliche Signalauswer-tung. Dazu wurden gezielt Ortsmes-

sungen und Beprobungen der Wasser-säule und des Untergrundes zurSedimentcharakterisierung durchge-führt. Meßort war der Alte Vorhafen vonBrunsbüttel. Die Kernbeprobung hatfolgende Schichtung ergeben: Dieoberste Schicht ist eine über dem kon-solidierten Sediment liegende etwa 1,2m mächtige Fluid-Mud-Schicht (Dichte:1,08g/cm3). Darunter befindet sich dieerste konsolidierte Sedimentschicht miteiner Mächtigkeit von etwa 0,4 m.Diese Schicht ist sehr breiig und weisteine Dichte von 1,15 g/cm3 auf. Dienächst tieferliegende Schicht ist fest miteingelagerten Gasblasen und hat eineDichte, die größer als 1,23 g/cm3 ist.Die Schlickschichtungen zeigen sich imakustischen Signalverlauf der Abb. 3.6.Die Oberfläche der Fluid-Mud-Schichtwird von allen drei Frequenzen (15, 100,200kHz) bei der Tiefe von 9,3 m detek-tiert. Aufgrund der frequenzabhängigenSchalldämpfung wird das 200 kHz- Signalvollständig in der Fluid-Mud-Schicht ge-dämpft. Das 100 kHz- und das 15 kHz-Signal lassen weitere Schichtungenerkennen. Die feste Sedimentschicht (ab10,9 m) mit eingelagerten Gasblasen hateine Dichte, die größer als 1,23 g/cm3 ist.An der Grenzschicht entsteht dadurchein großer akustische Impedanzsprung,der eine große Reflektivität der Schall-wellen hervoruft. Die Schallsignale müs-sen deshalb deutlich ansteigen, was inder Abbildung des 15 kHz- und 100 kHz-Signals nachvollzogen werden kann. Derso gewonnene Datensatz stellt dieBasis für die mathematisch-physikali-sche Signalauswertungen dar. DieForschungsarbeiten werden in eineminterdiziplinären Verbundprojekt vom

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FTZ und den in Schleswig-Holsteinansässigen Firmen EDEN, VORRATH &PARTNER und Dr. GREISER und Partnerim Jahr 1997 fortgesetzt.

Abb

.3.6

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Akustische Signalverläufe

Abb. 3.6: Beispiel der akustischen Signalverläufe der Frequenzen 15, 100 und 200 kHzim alten V orhafen Brunsbüttel (schwarz: 200 kHz; grau: 100 kHz; Linie: 15 kHz).

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4.1 Ausbau von Hard- und SoftwareDipl.-Geogr. A. Kannen, Dipl.-Geogr. G. Unger-Schneeberg

Mit dem Ausbau der technischenInfrastruktur wurden einerseits dieGrundlagen für die GIS-gestützte Ab-wicklung der aktuellen Projektarbeitwesentlich verbessert, andererseits dieVoraussetzungen geschaffen, zukünftigverstärkt Luft- und Satellitenbilddatendigital auszuwerten. Angesichts einerjährlich wachsenden Zahl von Satel-liten und zunehmender Bedeutung die-ser Technik für ökologische, marineund regionalplanerische Forschungs-arbeiten stellt dieses neue Arbeitsfeldeine logische Ergänzung zu der bereitsseit Jahren in der Arbeitsgruppe festverankerten GIS-Technologie dar. Einwesentliches Ziel ist dabei die Inte-gration der aus Fernerkundungsdatengewonnenen Informationen in GIS-Datensätze.

Im Mittelpunkt der angewandt geogra-phischen Forschungen standen Unter-suchungen zur potentiellen Gefähr-

dung des Wattenmeeres und Nord-seelitorals, speziell im Hinblick aufeinen beschleunigten Anstieg des Mee-resspiegels, und zu erwartende bzw. zuentwickelnde Reaktionen des Küsten-raumes darauf. Als weiterführendesErgebnis wurde ein zweiter Zwischen-bericht über die morphologischenStabilitätsuntersuchungen des schles-wig-holsteinischen Wattenmeeres vor-gelegt. Für die gesamten KüstenSchleswig-Holsteins wurde eine Ge-fährdungsanalyse und Wertermittlungder potentiell sturmflutgefährdetenGebiete durchgeführt, wobei im mikro-skaligen Bereich methodisch Neulanderschlossen wurde. Die räumlicheKonfliktforschung wurde in den Ökosy-stemen der Inseln und Halligen fortge-führt. Bei allen Arbeiten kam das GIS-West zum Einsatz, das inhaltlich auchim Berichtsjahr weiterentwickelt wurde.Im Berichtsjahr konnte die technischeAusstattung der Arbeitsgruppe in eini-

gen Punkten ausgebaut werden. Zielwar es, aktuellen und zukünftigen An-forderungen in der Datenauswertungund -darstellung besser gerecht zuwerden und den Weg zu neuen An-wendungen, u. a. in der Fernerkundungund digitalen Bildverarbeitung, zu eb-nen. Auf der Hardwareseite war insbe-sondere die Erweiterung der Fest-

plattenkapazität und der Hauptspei-cherkapazitäten sowohl auf den PCswie auch den SUN-Workstations der Ar-beitsgruppe von entscheidender Be-deutung für die technische Abwicklungder aktuellen Projektarbeit unter Ein-satz der neuesten Softwaregeneration.Mit der Anschaffung eines neuen DINA-0 Farbplotters für großformatige Kar-

4 KüstengeographieLeitung: Prof. Dr. H. Klug

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ten- und Posterausdrucke sowie einespostscript-fähigen Tektronix-Farblaser-druckers, der auch photorealistischeAusdrucke mit bis zu 1200 dpi ermög-licht, stehen jetzt auch deutlich verbes-serte Ausgabemedien zur Verfügung,die den aktuellen Anforderungen vonAuftrag- und Drittmittelgebern entspre-chen. Diese Geräte wurden so konfigu-riert, daß sie über das Computernetzvon allen Arbeitsgruppen des FTZgenutzt werden können. Damit soll einemöglichst hohe Auslastung der techni-schen Infrastruktur der Arbeitsgruppeerreicht werden. Um diese arbeitsgrup-penübergreifende Nutzung zu fördern,sollen im Jahr 1997 Informations-veranstaltungen zur Nutzung des Net-zes, der erweiterten Druckausgabe

sowie zur Nutzung von E-Mail, Internetund WWW durchgeführt werden.

Im Bereich globaler Netze wurden erst-mals Internet-Seiten für das FTZ ent-worfen und über das Rechenzentrumder Universität Kiel öffentlich zugäng-lich gemacht. Zur Zeit stehen nebeneiner allgemeinen Einführungsseiteauch orientierende Seiten für jedeArbeitsgruppe zur Verfügung. Die wei-tere inhaltliche Ausgestaltung mitDetailinformationen, z. B. über einzelneProjekte, liegt jetzt in der Verant-wortung der jeweiligen Arbeitsgruppenund wird z. T. bereits genutzt.

Mit der Beschaffung einer neuen lei-stungsstarken PC-Workstation unterdem Betriebssystem WINDOWS-NTsowie der Aufrüstung eines weiterenPCs wurden die technischen Voraus-setzungen geschaffen, zukünftig ver-stärkt Luft- und Satellitenbilddaten digi-tal am FTZ auszuwerten. Gegenwärtigstehen hierfür zwei Arbeitsplätze zurVerfügung. Als Softwarepakete kom-men ERDAS IMAGINE und PCI EASYPACE zum Einsatz.

Gerade für den Küstenbereich ist eineKombination verschiedener Ferner-kundungsdatenquellen von großer Be-deutung. Für viele kleinräumige Phä-nomene werden geometrisch hochauf-

lösende Befliegungsdaten benötigt. Zu-gleich steht mit Radarsensoren wiedem ERS-1 ein weitgehend wetterun-abhängiges System zur Verfügung.Dies ist bei der oft hohen Wolken-bedeckung an der schleswig-holsteini-schen Küste insofern bedeutend, weilDaten optischer Satelliten wie Landsat-TM dann nicht vorliegen. Ein wichtigesZiel der zukünftigen Arbeit liegt daher inder gemeinsamen Auswertung vonoptischen Satellitendaten und Radar-satellitendaten, deren Bedeutung mitdem Start des europäischen ENVISAT-Satelliten im Jahre 1999 noch zuneh-men wird.

4.2 Einsatz von FernerkundungsverfahrenDipl.-Geogr. A. Kannen, Dipl.-Geogr. P. Witez

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Erste Ansätze für eine derartigegemeinsame Nutzung wurden in derDiplomarbeit von P. WITEZ (Kap. 4.6)aufgezeigt. Darüber hinaus werden z. Z. Landsat-TM-Daten für das Bewer-tungsgutachten der potentiell sturmflut-gefährdeten Gebiete (Kap. 4.5) ge-nutzt. Für dieses Projekt wird eineLandnutzungsklassifizierung für alleGebiete unterhalb der 5m-Höhenliniesowohl für die Ost- wie für dieWestküste Schleswig-Holsteins erstellt.Während an der Ostküste, wo diebetroffenen Flächen relativ klein sind,Standardverfahren der Bildklassifi-

zierung nach dem Maximum-Likeli-hood-Verfahren eingesetzt wurden,kam an der Westküste, wo wesentlichgrößere Gebiete unterhalb von 5 m lie-gen, eine an Problem und Naturraumangepaßte Methodik, basierend aufeiner schrittweisen unüberwachtenKlassifizierung mit umfangreicher visu-eller Nachkontrolle, zum Einsatz. Derwesentlich höhere Zeitaufwand dieserMethodik sollte sich in einer höherenGenauigkeit auszahlen. EndgültigeAussagen hierzu werden jedoch erstnach Abschluß der Arbeiten in derersten Jahreshälfte 1997 möglich sein.

1996 wurde die Erstaufnahme aller sig-nifikanten Naturraumstrukturen undFlächennutzungen der schleswig-hol-steinischen Westküste im Rahmen desGeographischen InformationssystemsGIS-WEST fertiggestellt. Mit der Über-gabe der Daten an das Landesamt fürden Nationalpark Schleswig-Holstei-nisches Wattenmeer stehen dieseDaten nun vollständig zur weiterenVerwendung zur Verfügung.

Darüber hinaus wurde 1996 damit be-gonnen, den nördlichen Teil des Erhe-bungsgebietes von der Eidermündungbis zur dänischen Grenze einschließ-lich der Inseln und Halligen für dieBearbeitung in einem Datensatz zu-sammenzufassen.

Diese Arbeitsschritte ermöglichen es,das gesamte Untersuchungsgebiet blatt-schnittfrei zu bearbeiten. Damit wird eineeinheitliche Geometrie für das gesamteKüstengebiet gewährleistet, und es wer-den kartenblattunabhängige Datenab-fragen ermöglicht. Für die Zukunft wirdangestrebt, auch Daten anderer Arbeits-gruppen des FTZ in das GIS-WEST zuintegrieren sowie eine einfache Abfra-geoberfläche zu erstellen.

In der Datenbank des GIS-WEST liegenInformationen zu den Themen Touris-mus, Ökologie, Infrastruktur, Landwirt-schaft, Küstenschutz, Schutzstatus undLandschaftselemente vor. Die weitereAktualisierung dieser Datensätze er-folgt im Rahmen aktueller Forschungs-aufträge und Diplomarbeiten.

4.3 Weiterentwicklung und Anwendung des GeographischenInformationssystems GIS-WEST

Dipl.-Geogr. A. Kannen, Dipl.-Geogr. G. Unger-Schneeberg

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Für das Gebiet Südtondern und weite-rer Einzelkarten wurde die Daten-struktur des GIS-WEST durch G. UNGER-SCHNEEBERG gemäß den Anfor-derungen der WADABA (Watt-Daten-bank) angepaßt und dem National-parkamt in Tönning zur Weitergabe andie GKSS in Geesthacht übermittelt.Für andere Projekte, insbesondere inZusammenarbeit mit der ArbeitsgruppeVögel und Säugetiere des FTZ, wurdenDaten des GIS-WEST durch A. KANNEN,G. UNGER-SCHNEEBERG und E. ULICH

aufgearbeitet. Dies betrifft v. a. die

Erstellung digitaler Karten für dieErfassung von Walen in der Nord- undOstsee sowie zur Unterstützung vonSeehundzählungen.

Ergänzende und aktuelle Feldar -beiten wurden im Bereich Südtondernvon A. RICHTS, E. ULICH, G. UNGER-SCHNEEBERG und P. WITEZ durchgeführt.

Hochzeichnungen, Digitalisierungund Attributdaten-V ergabe des Ge-bietes Südtondern erfolgten durch S.KLOODT, A. RICHTS, E. ULICH, G. UNGER-SCHNEEBERG und P. WITEZ.

Inhaltliche Schwerpunkte des For-schungsvorhabens „Modelluntersu-chungen zur morphologischen Stabili-tät des schleswig-holsteinischen Wat-tenmeeres bei einem beschleunigtenMeeresspiegelanstieg“ waren die Be-rechnung weiterer morphologisch-hydrologischer Parameter für die 14Tidebecken des schleswig-holsteini-schen Wattenmeeres sowie die Ent-wicklung neuer Herangehensweisenzur Beurteilung der morphologischenStabilität bei steigendem Meeres-spiegel. Alle Auswertungen basierenauf GIS-gestützten, dreidimensionalenBerechnungen, die die Gesamtdar-stellung der Wattenmorphologie ver-wenden, wie sie in der Küstenkarte1:25.000 des Kuratoriums für For-schung im Küsteningenieurwesen(KFKI) sowie in den dänischen Watt-

karten (1:10.000) des TidebeckensLister Tief enthalten ist.

Über alle 14 Tidebecken gemittelt umfaßtder intertidale Bereich (Wattflächen i. e. S.,tidal flats) rd. 63 % (1.301 km2) der beimittlerem Hochwasser bedeckten Flä-che, wobei der Anteil in Dithmarschen mitrd. 78 % deutlich höher ist als in Nord-friesland mit rd. 59%. Dies liegt an derMorphologie der dortigen Becken sowiean dem in Dithmarschen höherenTidenhub. Der tiefste Punkt des gesam-ten schleswig-holsteinischen Watten-meeres liegt mit rd. 36 m unter NN imLister Tief. Dies überrascht insofern, alsdas zugehörige Tidebecken nicht dasgrößte der hier untersuchten und nochdazu dasjenige mit dem geringstenTidenhub ist.

4.4 Morphologische Stabilitätsuntersuchungen des schleswig-holsteinischen W attenmeeres

Dr. F. Spiegel, Dipl.-Geogr. P. Witez

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Sortiert man die 14 Tidebecken nachihrer Größe (AbMThw) und betrachtet inAbhängigkeit davon den Anteil derIntertidalfläche Aint eines Beckens anseiner Gesamtfläche, so ergibt sich eindeutlicher Zusammenhang. Die folgen-de Abbildung zeigt das Ergebnis derschleswig-holsteinischen Becken, ein-getragen in eine Abbildung von OOST &DE BOER (1994, 87), in der entspre-chende Werte für das niederländischeWattenmeer enthalten sind: Vergleichtman die Ergebnisse für das niederlän-dische Wattenmeer (l) mit denen desschleswig-holsteinischen (n), so zeigtsich eine deutliche Streuung derDatenpunkte, allerdings ohne systema-tische Unterschiede zwischen den bei-den Gebieten (s. Abb. 4.1). Lediglich imBereich der mittelgroßen Tidebecken(ca. 110 bis 500 Mio. m2) deutet sichein etwas kleineres Verhältnis bei denschleswig-holsteinischen Becken ge-genüber den niederländischen an. Diesmag eine Folge der Exposition und desdaraus resultierenden mittleren See-gangs sein, ist jedoch nicht signifikant,zumal bei den kleinen Becken (<100Mio. m2) ein gegenteiliger Trend sicht-bar wird. Es wurde eine umfangreicheSammlung aufgestellt über die in derLiteratur genannten Zusammenhängezwischen zahlreichen morphologischenund hydrologischen Parametern. Dievollständige Aufstellung findet sich inSPIEGEL (1997 b).

Der Schwerpunkt dieser Projektphaselag jedoch auf der (Weiter-) Entwick-lung deduktiver Ansätze: So wurde ver-sucht, aus ozeanographischen Glei-chungen unter entsprechender Para-

metrisierung und Anpassung an diebesonderen Gegebenheiten im Watten-meer (z.B. großes Verhältnis vonTidenhub zu Wassertiefe) über eineEnergiebilanz Wechselwirkungen zwi-schen Seegatquerschnitt und Morpho-logie innerhalb der Tidebecken (Hypso-metrie) zu quantifizieren.

Es zeigt sich, daß:– diejenigen Tidebecken, die keinen

Wasseraustausch mit benachbartenBecken aufweisen, für den Ist-Zu-stand eine ausgeglichene Bilanzaufweisen zwischen (Gezeiten-)Energieeintrag einer mittlerenFlutphase und Energieumwandlunginnerhalb des Beckens (potentielleEnergie und Reibungsdissipation).

– Becken mit Nettoein- oder -aus-strom über die seitlichen Begren-zungen eine unausgeglichene Ener-giebilanz aufweisen wegen dieserÜbertritte, und zwar dergestalt, daßihre Seegats (erwartungsgemäß)„zu groß“ sind.

– im Falle eines steigenden Meeres-spiegels der (Gezeiten-) Energie-eintrag in die Tidebecken (fast)immer stärker wächst als derEnergieumsatz innerhalb desBeckens, daß also ein Energie-überschuß im Becken entsteht oderder existierende (s.o.) sich weitererhöht.

– der vorherrschende Tidenhub einentscheidender Parameter bei der-artigen Betrachtungen ist.

Abbildung 4.2 zeigt die Ergebnisse derEnergiebilanzrechnung für den Ist-Zustand sowie für zwei Meeresspie-

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gelszenarios (1. Szen.: MThw +0,35 m,MTnw +0,25 m; 2. Szen.: MThw +0,60 m,MTnw +0,40 m). Das einzige Tide-becken, das auch im Falle der beidenSzenarien eine ausgeglichene Energie-bilanz aufweist, ist die Tümlauer Bucht.

Dies liegt v. a. an den im Vergleich zurGesamtfläche des Tidebeckens sehrgroßen Ausdehnung der angrenzendenSalzwiesen und Vordeichflächen. Die-se werden bei steigendem Meeres-spiegel einbezogen und sorgen so für

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Tidebecken Schleswig-Holsteins Backbarrier area

BD = BorndiepEB = EilanderbalgEG = Eijerlandse GatEM = EidermündungF = FlackstromHL = HoogelochHT = Hörnum TiefL = LauwersLT = Lister TiefM = Marsdiep/Zeegat

van TexelN = NeufahrwasserNA = Norderaue

NH = Norderhever-Heverstrom

P = PiepPG = PinkegatRW = Rummelloch WestS = SchatzkammerSA = SüderaueTB = Tümlauer BuchtV = VlieWL = Wesselburener LochZL = ZoutkamperlaagZZ = Zuiderzee

Abb. 4.1: Anteil der Intertidalfläche Aint (= Wattflächen i. e. S.) eines T idebeckens anseiner Gesamtfläche AbMThw in Abhängigkeit seiner Größe (nach: OOST & DE BOER,1994, ergänzt).

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eine Erhöhung des Energieumsatzesim Tidebecken.

Ein Energieüberschuß kann zu Mate-rialumlagerungen innerhalb des Bek-kens oder (auch) über seine Grenzenführen (Austrag durch das Seegat undAblagerung z. B. im Ebbdelta). Gleich-zeitig ist im Falle von Netto-Was-serübertritten über die Beckengrenzenmit einer Verstärkung dieser Restströ-me zu rechnen.

Als Ergebnis dieser und einer Reiheweiterer Auswertungen (ausführlich beiSPIEGEL, 1997 b) läßt sich u.a. feststel-len: Am besten angepaßt an einen stei-genden Meeresspiegel erweist sich einTidebecken dann, wenn es einerseitsüber umfangreiche, hochliegende Watt-flächen verfügt. Noch wichtiger istjedoch eine möglichst ausgedehnteSupratidalfläche. Denn wenn bei stei-

gendem Meeresspiegel diese Flächeneinbezogen werden können (unter derrealistischen Annahme, daß sie nichtso schnell aufwachsen werden, wie derMeeresspiegel steigt), sorgen sie sehreffektiv für eine Erhöhung des Ener-gieumsatzes und somit für eine Kom-pensation des erhöhten Energieein-trags während der Flutphase durch dasSeegat. Denn mit einer Verkleinerungdes Seegatquerschnittes auf natürlicheWeise ist bei einem steigendenMeeresspiegel, noch dazu u. U. ver-bunden mit einem erhöhten Tidenhub,nicht zu rechnen.

Literatur:OOST, A.P. & P. L. DE BOER (1994): Sedimentologyand development of barrier islands, ebb-tidal del-tas, inlets and backbarrier areas of the DutchWadden Sea. Senckenbergiana maritima 24, 1/6:65-116, Frankfurt/Main.

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Energiebilanz im Ist-Zustand und für beide Szenarios

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Ist-Zustand1. Szenario2. Szenario

[1012 Nm]

Abb. 4.2: Energiebilanz der 14 T idebecken für den Ist-Zustand und für zwei Meeres -spiegelszenarios (Abkürzungen siehe Abb. 4.1).

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Nachdem in der ersten Phase des vomMinisterium für ländliche Räume, Land-wirtschaft, Ernährung und Tourismus(MLR) geförderten Projektes „Werter-mittlung für die potentiell sturmflutge-fährdeten Gebiete an den KüstenSchleswig-Holsteins“ eine Abgrenzungdes Untersuchungsgebietes vorgenom-men wurde, umfaßte der zweite, hiervorzustellende Abschnitt des seit April1995 laufenden Vorhabens die Kon-zeption und den Aufbau der Datenbasismit dem Geographischen Informations-system ARC/INFO.

Die Auswahl der benötigten Daten undInformationen richtete sich nach denAnforderungen des verwendetenWertermittlungsverfahrens, welchessich an eine von KLAUS & SCHMIDTKE

(1990) im Auftrag des Bundesministersfür Ernährung, Landwirtschaft undForsten entwickelte Methodik anlehnt.Das Grundkonzept dieses Verfahrensist die Abschätzung des Schadens-potentials der küstennahen Niede-rungen anhand von Schlüsselgrößenund sozio-ökonomischen Basisdatender auf die Gemeindeebene bezoge-nen amtlichen Statistik. Eine vollständi-ge ökonomische Bewertung unterBerücksichtigung sämtlicher denkbarerParameter war – obwohl im wissen-schaftlichen Sinne wünschenswert –dabei ebensowenig vorgesehen wie dieEinbeziehung ökologischer oder ideell-

kultureller Werte, da der finanzielle undzeitliche Rahmen des Projektes diesnicht zuließen und von Seiten desProjektgebers klare vertragliche Vor-gaben hinsichtlich der Methodik unddes Umfanges der Wertermittlung ge-geben waren.

Ermittelt bzw. abgeschätzt wurdendaher die sektoralen Vermögenswertein den betroffenen Gemeinden anhandsozio-ökonomischer Basisdaten ausder Bevölkerungsstatistik, Arbeitsstät-tenzählung, Gebäudestatistik, Agrar-statistik, etc. Die zunächst für dieGemeinden als räumliche Bezugs-größe vorliegenden Bewertungsergeb-nisse wurden im folgenden mit Hilfeeines GIS-gestützten Verfahrens auftopographische abgrenzbare Raumein-heiten übertragen, um planungsrele-vante Aussagen ableiten zu können.Der GIS-Einsatz ermöglichte somit diedifferenzierte Wertermittlung für einzel-ne Koog- und Niederungsgebiete sowiefür Höhenschichten.

Aus der skizzierten Vorgehensweiseergaben sich vier aufzubauende Haupt-ebenen digitaler Karten (Informations-schichten) (vergl. Abb. 4.3):– Karte der Grenzen des Untersu-

chungsgebietes und dessen Unter-gliederung in topographisch ab-grenzbare Teilräume. Diese bildendas geometrische „Grundgerüst“ der

4.5 Wertermittlung für die potentiell sturmflutgefährdeten Gebiete an denKüsten Schleswig-Holsteins

Dipl.-Geogr. M. Hamann

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GIS-Datenbasis und stellen dieBewertungseinheiten für küsten-schutzrelevante Planungen dar. AlsBegrenzungslinien dienen Deicheund unbedeichte Küstenabschnitte,Höhenlinien und topographisch mar-kante Landschaftselemente wieStraßen- und Bahndämme.

– Gemeindegrenzenkarte als Bezugs-geometrie der Gemeindestatistik,welche die Basisdaten für dieWertermittlung liefert.

– Karte der Landnutzung mit Sied-lungsumrissen, Agrarflächen, Ge-wässern und Verkehrsinfrastrukturals Grundlage für Flächenbilan-zierungen.

– Digitales Geländemodell DGM50 fürdie höhenschichtenbezogene Wert-ermittlung.

Bevor diese Daten jedoch als digitaleKarten in einer für die Wertermittlungund GIS-gestützte Analyse adäquatenForm zur Verfügung standen, mußtenumfangreiche konzeptionelle unddatenverarbeitungstechnische Vorar-beiten erfolgen. Dazu gehörten u. a. dieRecherche vorhandener digitaler Da-ten, deren Beschaffung, Überprüfungund Aufbereitung mit dem Ziel, eine insich abgestimmte, homogene Daten-basis bereitzustellen.

Der Aufbau des GIS, insbesondere dieDatenbeschaffung und -einbindung,vollzog sich dabei unter besonderenRahmenbedingungen, da die Laufzeitdes Projektes genau in die Umbruchs-phase in der Landesvermessungs-verwaltung fiel, in welcher die Um-stellung von analog hergestellten

Karten auf digitale amtlich-topogra-phisch-kartographische Informations-systeme (ATKIS) erfolgte. Eine Nutzungder ATKIS-Daten ist zwar zukünftig füralle Fachbereiche der Landesverwal-tung vorgesehen, jedoch waren die Da-ten innerhalb der Projektlaufzeit nochnicht komplett für das Untersuchungs-gebiet fertiggestellt, so daß auf andereDatenquellen zurückgegriffen werdenmußte.

In digitaler Form standen dennochdiverse geographisch-topographischeDaten zur Verfügung. Aus dem GIS-WEST der Arbeitsgruppe Küstengeo-graphie am FTZ konnten beispielswei-se Deich- und Küstenlinien der West-küste übernommen werden, aus der z. T. am FTZ bearbeiteten IPCC-Fall-studie „Klimaänderung und Küste“ derVerlauf der Ostseeküste. Vom Landes-vermessungsamt konnte eine digitaleGemeindegrenzenkarte 1:5.000 bezo-gen werden. Das Landesvermessungs-amt lieferte weiterhin das Digitale Ge-ländemodell im 50-m-Raster (DGM50),welches mittels eines zu diesem Zweckgeschriebenen Programmes in ARC/INFO eingelesen und dort weiterverar-beitet wurde.

Ein Großteil der benötigten Flächen-geometrien mußte jedoch durch Eigen-digitalisierung erzeugt werden. Zu-nächst erfolgte die Erfassung derBodentypen auf der Basis der Boden-karte 1:25.000 als Basisgeometrie füreine Bodengütekarte. Während dieseArbeiten noch am PC vorgenommenwurden, konnte die weitere Projekt-bearbeitung auf der neu beschafften

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Mit dem Start des ERS-1 stand dererste langzeit beobachtende Radar-satellit einem breiten Anwenderkreiszur Verfügung. Seitdem versucht man,die aufgenommenen SAR-Daten auchfür Landnutzungsklassifikationen ein-zusetzen. Radarsatelliten erlauben imGegensatz zu den optisch operieren-den Satelliten wie Landsat TM und

SPOT regelmäßige, von Wolkenbe-deckungen unabhängige Aufnahmender Erdoberfläche. Diese Fähigkeit istgerade für zeitkritische Monitoranwen-dungen, wie etwa die Kontrolle vonFlächenstillegungen, von enormemWert. Es lag daher nahe zu überprüfen,inwieweit die Daten des ERS-1 zusam-men mit optischen TM-Daten für eine

4.6 Kombination von Landsat TM- und ERS-1-Satellitenbilddaten für eineLandnutzungsklassifikation an Fallbeispielen der schleswig-holsteinischen

WestküsteDipl.-Geogr. P. Witez

SUN-Workstation erfolgen. Die UNIX-Version der GIS-Software ARC/INFObietet gegenüber der bisher in derArbeitsgruppe ausschließlich verwen-deten PC-Version eine Reihe von Vor-teilen, welche sich in einem erweitertenFunktionsumfang, z. B. bei der Raster-datenverarbeitung, äußern. So konntenfür die Erfassung der Siedlungs-umrisse, Gewässer und Verkehrswegedie vom Landesvermessungsamt bezo-genen gescannten Einzelfolien derTopographischen Karte 1:50.000 ver-wendet werden, welche in Hinter-grunddarstellung als Vorlage für dieDigitalisierung am Bildschirm dienten.Für die flächendeckende Gewinnungvon aktuellen Landnutzungsdaten wur-de die Interpretation von Satelliten-bildern (LANDSAT-TM) gewählt, dadiese Methodik angesichts der Größedes Untersuchungsgebietes als diepraktikabelste Lösung erschien.

Zur Homogenisierung des Daten-bestandes in den verschiedenen Kar-

ten mußten diejenigen Geometrien,welche dasselbe Objekt der realenWelt repräsentierten, z.B. die Küsten-linie, aneinander angepaßt werden,wobei die jeweils genauere Geometrieals Vorlage gewählt wurde. Weiterhinwurden sämtliche Geodaten in eineeinheitliche Kartenprojektion (Gauß-Krüger) transformiert. Die auf diesemWege aufgebaute GIS-Datenbasis er-möglichte nun die Verschneidung dereinzelnen Informationsschichten unddie Analyse der erzeugten Karten, ins-besondere die Umrechnung der ge-meindebezogenen Ergebnisse derWertermittlung auf die Köge und Inselnder Westküste sowie die Niederungs-gebiete der Ostseeküste. Diese Be-rechnungen stellen die dritte Phase desProjektes dar und sind Schwerpunktder Arbeiten im Jahre 1997.

Literatur:KLAUS, J. & R. F. SCHMIDTKE (1990): Bewertungs-gutachten für Deichbauvorhaben an der Fest-landsküste – Modellgebiet Wesermarsch, Bonn.

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gemeinsame Landbedeckungsklassifi-kation genutzt werden können.

Die Bedeutung der Fernerkundung fürdie Geowissenschaften liegt in einemrelativ schnellen Überblick, den mansich über große, mitunter unzugängli-che Gebiete (z. B. Regenwald oderPolarregionen) verschaffen kann. Dasaufgrund ihrer Aufnahmetechnik be-dingte Hintergrundrauschen in denDaten, der sogenannten Speckle-Effekt, behindert die Anwendung einerrein pixelbasierten Klassifikation ausRadardaten. Deshalb wurden in dieserArbeit die Texturinformationen derERS-1-Daten mittels einer zweidimen-sionalen statistischen Analyse extra-hiert. Zu diesem Zweck bedient mansich häufig Grauwertübergangs- oderCo-Occurrence-Matrizen. Eine derarti-ge Matrix, welche sich jedem Pixeleines Bildes zuordnen läßt, beschreibtdie Grauwertbeziehung benachbarterPixel in einem vorher definiertenFenster. Aus ihr können Merkmaleberechnet werden, um die Textur inner-halb eines Bildausschnitts zu beschrei-ben. In dieser Arbeit kamen, abgeleitetaus einer Hauptkomponentenanalyse,die Merkmale Entropie, Energie undKontrast zum Einsatz, so daßschließlich neben den sieben optischenTM-Kanälen auch drei Texturkanäle des ERS-1 vorlagen.

Um eine gemeinsame Betrachtung derbeiden unterschiedlichen Satellitenbild-daten zu ermöglichen, mußten sie vor-her geometrisch aufeinander abge-stimmt werden. Bei diesem Prozeß derGeoreferenzierung wurden die Daten

auf das Gauß-Krüger-Koordinaten-system angepaßt. Die Fragestellungdieser Arbeit lautete, inwieweit dieTexturinformationen des ERS-1-Satel-liten dazu beitragen können, verschie-dene Landbedeckungsklassen besservoneinander zu unterscheiden alsdurch die alleinige Betrachtung vonoptischen Bildinformationen.

Die Untersuchungen erfolgten exem-plarisch für zwei Regionen, welche zurVerringerung des Rechenaufwandesaus den Vollszenen des Landsat-Bildesund des ERS-1-Bildes herausgeschnit-ten wurden. Die Wahl fiel auf zweiGebiete bei Büsum und dem Eider-sperrwerk mit einer Größe von jeweils15x10km, da für diese Flächen selbst-erhobene Eichkartierungen mit zeitli-cher Vergleichbarkeit zu den Aufnah-mezeitpunkten der Satellitendaten ausden GIS-WEST-Daten zur Verfügungstanden. Zudem erstattet dieseVorgehensweise neben den sensori-schen auch einen räumlichen Vergleichder Ergebnisse.

Für den Untersuchungsraum Büsumbestätigte sich die Annahme, daß durchEinbeziehung von zusätzlichen Textur-informationen eine Verbesserung derKlassifikationsergebnisse erzielt wer-den kann. Die Genauigkeit der Maxi-mum-Likelihood-Klassifikation erhöhtesich von 66,8 % (bei 7 Kanälen) auf75,8 % (7 Kanäle plus drei ERS-1-Tex-turkanäle). Bei der Betrachtung einzel-ner Klassen zeigte sich jedoch, daß nurfür diejenigen Bedeckungstypen Ver-besserungen zu beobachten sind,deren Oberflächenstruktur durch Tex-

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turmerkmale gut beschrieben werdenkann (z.B. „Flaches Watt“ und „TiefesWatt“). Andere Klassen dagegen profi-tieren nicht von den zusätzlichen Tex-turinformationen. Entweder sind ihreBedeckungen bezogen auf die Bild-auflösung zu homogen (z. B. „Feucht-grünland“ und „Dauergrünland“), einerTexturbeschreibung schlecht zugäng-lich („Siedlung“) oder sie unterliegenstarken Variationen im Radarecho(„Getreide“).

Diese Ergebnisse lassen sich für dasUntersuchungsgebiet Eidersperrwerkim wesentlichen bestätigen. Dies zeigt,daß die Einbeziehung von Textur-informationen nicht für jede Land-bedeckungsklasse generell eineVerbesserung darstellt. Vielmehr mußzwischen den Klassen unterschiedenwerden, die nutzbare Texturinforma-tionen beinhalten und denjenigen, diekaum Textur aufweisen und deshalbauch nicht in der Klassifikations-genauigkeit von dieser zusätzlichenInformation profitieren können. DerEinsatz eines neuronalen Netzes aufder Basis der Backpropagation-Lern-regel brachte nicht den gewünschtenErfolg. Zwar konnten die einzelnenklassenspezifischen Klassifikations-genauigkeiten für den Raum Eider-sperrwerk überwiegend geringfügigverbessert werden, doch für dasUntersuchungsgebiet Büsum versagteder neuronale Klassifikator mitAusnahme der Siedlungsflächen fastvollständig.

Zusammenfassend kann man sagen,daß für eine Landbedeckungsklassi-fikation sowohl die Einbeziehung vonERS-1-Daten als auch der Einsatzmoderner Klassifikationsverfahren wieneuronaler Netze sinnvoll sein kann.Ob aber eine (eventuelle) Verbesse-rung in der Klassifikationsgenauigkeitden zusätzlichen Aufwand, den manzur Aufbereitung der Daten erbringenmuß, rechtfertigt, kann nicht pauschalbeantwortet werden, da die einzelnenKlassen einen enormen Einfluß auf dasErgebnis ausüben. Allerdings muß beidieser Bewertung beachtet werden,daß in der vorliegenden Arbeit nur eineeinzige ERS-1-Szene zur Verfügungstand. Multitemporale Auswertungenvon ERS-1-Daten, welche zu einerVerbesserung der Klassifikationsergeb-nisse beitragen können, ließen sichdaher nicht durchführen. Trotzdemkann festgestellt werden, daß diewesentliche Schwäche des ERS-1-AMI-Sensors, nämlich im Gegensatzzu Konkurrenzprodukten wie JERS undRADARSAT keine multipolarisiertenDaten liefern zu können, den Nutzenvon ERS-1-Daten für Landbedekkungs-klassifikationen limitiert.

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Das Ziel dieser Arbeit war, eineSchadensanalyse im Vergleich zumBewertungsgutachten (Kap. 4.5) aufkleinerer Ebene für ein ausgewähltesGebiet durchzuführen, um auf diesemWeg zusätzliche Information für dieStudie liefern zu können. Da derTourismus nicht nur für Schleswig-Holstein, sondern insbesondere für denKüstenraum der Nord- und Ostsee einewesentliche wirtschaftliche Funktionhat, wurde als Untersuchungsgebietdieser Teilstudie eine vom Fremden-verkehr besonders geprägte Gemeindean der Westküste gewählt: St. Peter-Ording.

Zunächst erfolgte die Erhebung derFlächennutzung durch eine Kartierung,um darauf aufbauend eine detaillierteWertermittlung durchzuführen, in derdie gesamten Gebäude- und Inventar-werte St. Peter-Ordings berechnet wur-den. Als Grundlage für die Hochwas-serschadensberechnung kamen beider Wertermittlung zwei Methoden zurAnwendung, die sowohl auf unter-schiedlichen Maßstabsebenen alsauch auf verschiedenen Daten basie-ren. Während die sog. mesoskaligeMethode, angelehnt an das Weser-marschgutachten (Bundesminister fürErnährung, Landwirtschaft und For-sten), für großräumige Untersuchungs-gebiete auf aggregierte Daten entspre-chender Statistiken zurückgreift, grün-

det das mikroskalige Verfahren aufdetaillierten Einzelberechnungen undist somit nur für kleinere Gebiete durch-führbar.

Hydraulisch-hydrologische Daten inForm von Überflutungsfläche und -höhe wurden sowohl über mathemati-sche Ansätze als auch aus digitalenKartengrundlagen ermittelt. Der Scha-densanalyse vorausgehend, erfolgtemittels vierer Deichbruchszenarieneine Ermittlung der Überflutungsflä-chen und der entsprechenden Wasser-stände. Um mögliche Änderungen inder Überflutungshöhe oder im Scha-densausmaß infolge des prognostizier-ten Meeresspiegelanstiegs ermitteln zukönnen, wurden verschiedene Sturm-flutscheitelwasserstände angenom-men, die sich an historischen Wasser-ständen und prognostizierten Erhö-hungen orientieren. Mit Hilfe einesGeographischen Informationssystems(GIS) konnte ein Zusammenhang zwi-schen berechneter einströmenderWassermenge und dem natürlichenRelief hergestellt werden. Da sich fürdie eigentliche Analyse der potentiellenSchäden eine Übertragbarkeit verfüg-barer Hochwasserschadensdaten alszu ungenau erwies, mußte eine eigeneBerechnungsmethodik entwickelt wer-den, welche sich auf eine Wasser-stands-Schadensrelation stützt. Auf derBasis der ermittelten Gebäude- und

4.7 Auswirkungen eines potentiellen Deichbruchs auf einen Fremden -verkehrsort am Beispiel von St. Peter-Ording

cand. rer.-nat. S. Reese

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Inventarwerte wurden in Abhängigkeitvon der Gebäudenutzung, Stockwerk-zahl und Überflutungshöhe prozentualeSchäden berechnet.

Vor dem Hintergrund des Bewertungs-gutachten lieferte der im Rahmen derGebäude-Wertermittlung durchgeführteMethodenvergleich interessante Ergeb-nisse bezüglich Vergleichbarkeit undÜbertragbarkeit der errechneten Werte.Im Vergleich zu den eigenen Berech-nungen, wonach St. Peter-Ording überGebäude im Wert 1.195 Mio. DM undInventar von 468 Mio. DM verfügt, lie-fert das mesoskaligen Verfahren auchnach einigen Modifikationen nur zumTeil gleiche Größenordnungen. Währenddie Gebäudewerte mit 958 Mio. DMähnliche Dimensionen ereichen, weistdie Hausrat- oder Inventarberechnungmit 42 Mio. DM vergleichsweise großeDifferenzen auf. Auf Grundlage derhier gewonnenen Ergebnisse wird fürdas Bewertungsgutachten ein Verhält-nis von Gebäudewert zum Hausratvon ca. 1 : 0,4 angesetzt.

Diese Gegenüberstellung zeigt nichtnur, welches große Wertpotential alleinan Gebäude- und Inventarwerten ineiner kleinen Gemeinde vorliegt, son-dern auch im Hinblick auf zukünftigeKüstenschutzmaßnahmen oder Kosten-Nutzen-Analysen sind derartige Datenunentbehrlich. In erster Linie aber er-möglichen diese Ergebnisse eineHochwasserschadensberechnung inAbhängigkeit von der Überflutungs-höhe. Dadurch können nicht nur gebäudespezifische Einzelschäden be-rechnet, sondern auch eine adäquate

Berücksichtigung der zahlreichen touri-stischen Gebäude erreicht werden.Denn 75,8 % aller Gebäude sind ganzoder teilweise dem Fremdenverkehrzuzurechnen. Allein die Unterkunfts-betriebe haben einen Anteil an denGesamtgebäudewerten von 56%.

Die Ermittlung der Überflutungsflächeund der damit verbundenen Wasser-höhe im Falle eines Deichbruchsbasiert auf der vorausgehenden Be-rechnung des Einströmvolumens, dienach FÜHRBÖTERS (1988) Ansatz zurÜberflutung eines Kooges erfolgt. Ausder Größe des Gebietes und demgeringen Höhenniveau des Binnenlan-des erklären sich die großflächigenÜberschwemmungen. Je nach Szena-rio sind zwischen 1.874 und 3.292 habetroffen und Überflutungshöhen von1,1-1,3 m ü. NN zu erwarten. Im Orts-bereich St. Peter-Ording sind aufgrundder ausgeprägten Dünenstruktur sogarmaximale Wasserstände von bis zu 2,5 m über dem Geländeniveau mög-lich. Entsprechend der jeweiligen Über-flutungshöhe und der Zahl der betroffe-nen Gebäude läßt sich somit für jedesSzenario die Gesamtsumme der Ver-mögens- oder Sachschäden ermitteln.In der nachstehenden Tabelle sind alleszenariobezogenen potentiellen Schä-den zusammengefaßt (siehe Tab. 4.1).

Daraus ergeben sich monetäre Ge-bäude- und Inventarschäden zwischen25,183 und 33,369 Mio. DM, wobei dieAnnahme höherer Sturmflutscheitelbzw. eines Meeresspiegelanstiegs zuSchadenerhöhungen von 5 bzw. 7 %führt. Um eventuelle zusätzliche Schä-

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4den durch Salzwassereinwirkungen zuberücksichtigen wurden aus einer eng-lischen Studie (vgl. PENNING-ROWSELL,1992) mittlere Zusatzschäden in Höhevon ca. 19% errechnet und auf St. Pe-ter-Ording übertragen. Obwohl Gebäu-de- und Inventarschäden erfahrungs-gemäß den größten Anteil an den Ge-samtschäden stellen, sind auch andereKomponenten, wie Einkommensver-luste oder Katastrophenschutzkostennicht zu vernachlässigen. Es errechnensich auf Gemeindeebene somit Ge-samtschäden in einer Größenordnungzwischen 51 und 63 Mio. DM.

Literatur:FÜHRBÖTER, A. et al. (1988): Sturmflutwahrschein-lichkeit an der deutschen Nordseeküste nachverschiedenen Anpassungsfunktionen und Zeit-reihen. In: Die Küste H. 47, S. 163-186, Heide.PENNING-ROWSELL, E. C. et al. (1992): The Econo-mics of Coastal Management. A manual of bene-fit assessment techniques, London.

Tab.

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Gesamtsumme aller berechneten Überflutungsschäden

Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3 Szenario 4

Sturmflutscheitel (in m ü. NN) 5,30 5,90 5,30 5,90Betroffene Gebäude 887 887 742 742

Gebäudeschäden (in DM) 15.571.920 17.110.347 12.284.703 13.031.465Inventarschäden (in DM) 15.353.925 16.259.531 12.898.458 13.437.747Durchschnittsschaden je Gebäude (in DM) 34.866 37.621 33.940 35.673Gesamtsachschäden (in DM) 30.925.844 33.369.878 25.183.161 26.469.213Zusätzliche Schäden durch Salzwasser (in DM) 5.958.416 6.246.082 4.726.529 4.914.761Einkommensverluste der Unterkunftsbetriebe (in DM) 1.131.237 1.131.237 815.381 815.381Katastrophenschutzaufwendungen (in DM) 8.240.000 8.240.000 8.240.000 8.240.000Schäden auf Grünlandflächen (in DM) 3.615.830 3.615.830 3.615.830 3.615.830Schäden auf Ackerflächen (in DM) 1.158.422 1.158.422 1.158.422 1.158.422Sonstige Schäden (in DM) 9.221.000 9.904.000 7.477.000 7.846.000Gesamtschäden (in DM) 60.250.749 63.665.449 51.216.323 53.059.607Schaden pro Einwohner (in DM) 14.617 15.445 12.425 12.872

Tab. 4.1: Gesamtsumme aller berechneten Überflutungsschäden (eigene Be -rechnungen 1996).

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Für die Erstellung von Landschafts-plänen wird zunehmend der Einsatzvon geographischen Informations-systemen (GIS) diskutiert. Zur prakti-schen Anwendung im kommunalenNaturschutz liegen jedoch bisher keineumfassenden Erfahrungsberichte vor.Das Aufzeigen von Einsatzmöglich-keiten in der planerischen Praxis istdaher von besonderer Bedeutung. ImRahmen der Aufstellung des Land-schaftsplans für die Gemeinde Sülfelddiente das GIS ARC/INFO als In-strument zur Darstellung raumbezoge-ner Daten und zur flächenbezogenenAnalyse. Grundlegend für die Unter-suchung war die Biotoptypen- undNutzungskartierung von 1995. NachErgänzung der kartierten Daten um zu-sätzliche Informationen wurden diesemit dem GIS verarbeitet, analysiert undpräsentiert. Im Vordergrund stand hier-bei die Anwendung der räumlichenAnalysemethoden und die Kombinationderselben.

Die naturräumliche Ausstattung sowiedie vorherrschenden anthropogenenRaumnutzungen innerhalb des Unter-suchungsgebietes wurden durch the-matische Karten zu einzelnen Merk-malen veranschaulicht. Eine zusam-menfassende Bewertung des Gemein-degebietes hinsichtlich der Naturnäheergab, daß nur noch wenige naturnaheElemente vorhanden sind und sich der

Großteil der Fläche aufgrund der vor-herrschenden landwirtschaftlichen Nut-zung in einem naturfernen Zustandbefindet.

Das Erkennen von Konfliktsituationenzwischen Nutzungsansprüchen undökologischen Erfordernissen bzw.unterschiedlichen Planungszielen wardas zentrale Ziel der Arbeit. Dahererfolgte zunächst die Bestimmung desKonfliktpotentials, welches von denverschiedenen Raumnutzungen imUntersuchungsgebiet ausgeht. DieAnalysemöglichkeiten des GIS, wie dasVerschneiden verschiedener Themen-bereiche, das Selektieren und dasBuffern erwiesen sich bei derIdentifikation spezifischer Konflikte imUntersuchungsgebiet als besondershilfreich. So konnten Problembereicheermittelt und die Ergebnisse in Formvon thematischen Karten dargestelltwerden. Eine Ergänzung der Analysefand durch statistische Auswertungenmittels des GIS statt. Aus diesenInformationen ließ sich ableiten, daß inder Gemeinde Nutzungskonflikte mitlandwirtschaftlichem und wasserwirt-schaftlichem Ursprung dominieren.Nach Analyse des Gemeindegebieteshinsichtlich der Konfliktdichte wurdencharakteristische Teilräume ausge-wählt, für die eine differenziertereUntersuchung der auftretenden Kon-flikte stattfand.

4.8 Konfliktanalyse in der Landschaftsplanung – Darstellung von Nutzungs -konflikten und Entwicklungsmaßnahmen mittels eines GIS in der Gemeinde

Sülfeld / Bad Segebergcand. rer.-nat. S. Kloodt

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Das Aufzeigen der Konflikte ermöglich-te die begründete Ableitung vonEntwicklungszielen für das Gemeinde-gebiet sowie von Schutz-, Pflege- undEntwicklungsmaßnahmen für die ein-zelnen Teilräume. Wesentliche Zielesind zum einen der Erhalt und dieAufwertung von wertvollen Strukturenund zum anderen die Minderung vonKonflikten durch intensive landwirt-schaftliche Nutzung und wasserwirt-schaftliche Maßnahmen. PlanerischeVorschläge wurden ausführlich be-schrieben und in thematischen Kartenvisualisiert. Als zentrale Maßnahmenwurden neben Schutz- und Pflege-maßnahmen für vorhandene Biotope,die Schaffung von Biotopen in struktur-armen Bereichen, die Extensivierungder Landwirtschaft auf sensiblenStandorten und die Renaturierung vonGewässern empfohlen. Insgesamt er-wies sich das geographische Infor-mationssystem sowohl im Grundlagen-als auch im Entwicklungsteil desLandschaftsplans als geeignetes Hilfs-mittel.

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Im Berichtsjahr wurden Nachträge indie Erfassung der historischen Kultur-landschaft mit ihren Warften (Wurten),Deichen, Sielzügen, alten Meeres-einbrüchen und archäologischen Fund-

stellen aufgenommen, deren Fertig-stellung für die Eiderstedter und Dith-marscher Marschen fertiggestelltwurde (vgl. Jahresberichte 1989-1995).

5.1 Kartierung der historischen KulturlandschaftDr. D. Meier, Techn. Ang. J.-D. Pauksztat

Die Arbeitsgruppe Küstenarchäologieuntersucht im Bereich der WestküsteSchleswig-Holsteins folgende Frage-stellungen:1. Die Besiedlungsgeschichte und die

Lebensbedingungen der Menschenan der Küste unter dem Einfluß einersich ständig wandelnden Umwelt.

2. Die Landschaftsgeschichte, die Ent-stehung der Marschen und Inseln,sowie die Veränderungen derKüstenlinien.

Die Lösung dieser vielschichtigenProbleme im Nordseeküstenraum erfor-dert eine interdisziplinär ausgerichtetehistorische Küstenforschung. Daherbesteht sowohl eine enge Zusam-menarbeit mit den naturwissenschaftli-chen Einrichtungen des Institutes für Ur-und Frühgeschichte, als auch eineKooperation mit anderen Arbeitsgruppen(Bodenökologie, Küstengeologie, Kü-stengeographie) am Forschungs- undTechnologiezentrum Westküste. Dar-über hinaus ist eine fachliche Ver-bindung mit ähnlichen Institutionen imNordseeküstenraum gegeben.

Die Untersuchungen der ArbeitsgruppeKüstenarchäologie konzentrierten sichzunächst in den Jahren 1989-1991 imnordwestlichen Eiderstedt, seit 1991vor allem in Dithmarschen (s. Abb. 5.1).Damit wurden gleichzeitig auch thema-tische und zeitliche Schwerpunktegesetzt:- Die römische Kaiserzeit, in der die

Marschen Schleswig-Holsteins erst-mals flächenhaft besiedelt wurden.

- Das frühe Mittelalter, in der eine Neu-und Wiederbesiedlung der Marschenerfolgte.

- Das hohe und späte Mittelalter, alsden Zeitraum, in dem der Menscherstmals aktiv in die Landschafts-entwicklung der Küste durch Deich-bau, systematische Entwässerungund Kultivierung von Mooren eingriffund sie nachhaltig veränderte.

Die langfristig ausgelegten Forschun-gen der Arbeitsgruppe Küstenarchä-ologie sind auch als Beiträge zur histo-rischen Umweltforschung konzipiert.

5 Küstenarchäologie, LandschaftsentwicklungLeitung: Prof. Dr. Dres. h. c. M. Müller-Wille

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Abb

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Projekte der Küstenarchäologie

Eider Flehder-wurth

alte Eider

Tofting

ProjektMittelalterlicherLandesausbau undBedeichung

DFG-ProjektDithmarschen

Wellinghusen

Norder-busen-wurth

Elbe

Nordsee

Geest

Moor

Sandwall, Sandbank

Marsch

PlangrabungNotgrabung

Bohruntersuchung

0 10 km

Abb. 5.1: Projekte der Arbeitsgruppe Küstenarchäologie und Untersuchungen 1996.

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Die Geländearbeiten des von der DFGgeförderten Projektes „Kaiserzeitlicheund mittelalterliche Besiedlungsmustervon Norderdithmarschen im Spiegelder landschaftlichen Entwicklung“ wur-den 1995 abgeschlossen und einAbschlußbericht erstellt, ein ausführli-

cher Vorbericht erscheint 1997. DieFortführung ergänzender Untersuchun-gen erfolgte durch Mittel der Arbeits-gruppe Küstenarchäologie und mit Hilfedes Vereins für Arbeitsstätten desKreises Dithmarschen durch sechsganzjährig beschäftigte Arbeitskräfte.

Nach den 1994 durchgeführten Unter-suchungen auf der frühmittelalterlichenDorfwurt Wellinghusen (Jahresbericht1994) erfolgte im Berichtsjahr ein klei-nerer Grabungsschnitt im Bereich desheutigen Wurtendorfes. Dieses urkund-lich 1560 erwähnte Dorf, noch heuteeine Siedlung mehrerer bäuerlicherWirtschaftsbetriebe auf einer längli-chen, bis NN +3,70 m hohen Wurt, liegtnördlich der großen, heute wüstenDorfwurt. Ziel der Grabung war dieKlärung, ob diese Wurt erst seit demhohen Mittelalter errichtet wurde oder

Die bis NN +3,4 m hohe, teilweisebebaute Flehderwurth liegt an einemSeitenpriel, der in die nahegelegenealte Eider mündet, deren bogenförmi-ger Verlauf sich auf der heutigen nörd-lichen Flußseite in Eiderstedt fortsetzt.Diese Situation ließ ein alte Entstehungder im Durchmesser bis 250 m großen

Wurt vermuten, die möglicherweise einähnliches Alter wie die Dorfwarft Toftingnördlich des alten Eiderlaufs aufwies.Wie die dort von BANTELMANN in denJahren 1949-1952 angelegten Schnitteund kleineren Grabungen auf dreiWohnplätzen ergaben, fanden auf dembis NN +1,4 m hohen Uferwall der Eider

ob sich unter einem jüngeren Auftragdas frühmittelalterliche Siedlungsarealfortsetzte. Wie die archäologischenUntersuchungen zeigten, besteht dielanggestreckte heutige Wurt Welling-husen Dorf aus mehreren einzelneHofwurten. Die im 12. Jh. errichtetenWurten über der NN +1,40 m hohenMarsch waren aus Klei bis zu einerHöhe von NN +3,00 m aufgeworfen,wobei an die ältesten Kernwurten rand-lich Mistschichten abgekippt waren, dieim Zuge des weiteren Wurtenausbausmit Klei abgedeckt wurden.

5.2 Untersuchungen zur kaiserzeitlichen, früh- und hochmittelalterlichenBesiedlung der Dithmarscher Nordermarsch

Dr. D. Meier, Dr. D. Hoffmann, Dr. H. Kroll

5.2.1 Archäologische Untersuchungen in W ellinghusenDr. D. Meier, Techn. Ang. J.-D. Pauksztat

5.2.2 Bohrsondierungen auf der FlehderwurthDr. D. Meier, Techn. Ang. J.-D. Pauksztat

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erste Siedler im 2. Jh. noch günstigeMöglichkeiten zur Anlage von Hofplätzezu ebener Erde vor, bevor sie diese mitMist, Siedlungsmaterial und Kleierhöhen mußten. Die auf der Fleh-derwurth an ihrem östlichen Rand bisNahe zur Mitte durchgeführtenSondierungsbohrungen zeigten jedochanders als in Tofting einen gleichförmi-gen Aufbau aus Klei. Eine archäologi-sche Untersuchung erschien daher

Die Dorfwarft Norderbusenwurth (WarftLA 10) gehört zu einer Gruppe mehre-rer Wurtendörfer in der seewärtigenZone der alten Marsch Süderdithmar-schens, die nach Aussage älterer klei-nerer Grabungen und Beobachtungenin Süderbusenwurth (BANTELMANN

1949) und Fahrstedt (HARTMANN 1883)in der römischen Kaiserzeit oder imfrühen Mittelalter entstanden (Abb.5.1). Die Anlage der Wurtendörfer naheder Küste war vermutlich eine Folgeder Umweltbedingungen, da der innereBereich der alten Marsch teilweise ver-moort war. So wurden Reste des ehe-mals weite Bereiche des Sietlandeseinnehmenden Torfes 1994 bei einerBaustellenbeobachtung in Barlt untereiner mittelalterlichen Hofwurt ange-schnitten (siehe Abb. 5.1 bis 5.4).

Die Dorfwurten in der Südermarschverband seit dem Hochmittelalter einDeich miteinander, in dessen Verlaufvon der Miele im Norden bis zur Elbeim Süden auch die Dorfwurt Norder-busenwurth (Busenwurth 10) einbezo-

gen war. Der Verlauf dieses Deichesnördlich von Busenwurth ist nicht gesi-chert, so ist nicht klar ob seineFortsetzung in gerader Linie bis zurDorfwurt Elpersbüttel verlief oder obdas nordwestlich gelegene WurtendorfEesch schon in den mittelalterlichenDeichverlauf miteinbezogen war oderdies erst später mit einer Vordeichungerfolgte. Folgt man der bodenkundli-chen Kartierung (Blatt 1920 Meldorf),bog bereits im Mittelalter von Süder-busenwurth ausgehend der Deich nachWesten um, bezog das WurtendorfEesch ein und reichte nordwestlich vonElpersbüttel bis zur Süderau. Westlichdieses, die alte Kleimarsch einfassen-den Deiches sind in dem seit 1571 ein-gedeichten Barlter Neuenkoog hinge-gen junge Kalkmarschen verbreitet.

Am westlichen Rand der nur etwa 500m südlich von Norderbusenwurth gele-genen, bis NN +4,50 m hohen und imDurchmesser etwa 220 m großenDorfwurt Süderbusenwurth (Busen-wurth 8) wurde bereits von BANTELMANN

nicht lohnend, andere Bereiche derWurt konnten aufgrund der Bebauungnicht untersucht werden. Da die unweitgelegene Dorfwurt Hemmerwurth inihrem Kern aber wie Tofting aus einerdichten Folge von Mistschichten,abdeckenden Kleilagen und Brand-schichten besteht, könnte diese Wurtebenso wie möglicherweise auch dieFlehderwurth schon in der römischenKaiserzeit bestanden haben.

5.2.3 Archäologische Notgrabung in NorderbusenwurthDr. D. Meier, Techn. Ang. J.-D. Pauksztat

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(1949, 84 ff.) 1948 ein11 m langer Such-schnitt in west-östli-cher Richtung ange-legt. Unmittelbar überdem gewachsenenBoden lagen dort ineiner Mächtigkeit von1,30 bis 1,50 m dreiMistschichten über-einander, in der sichKeramikscherben des1.-3. Jhs. n. Chr. fan-den. Bei NN +1,20 mund NN +1,50 m deu-teten je eine Brand-schicht auf einen kai-serzeitlichen Sied-lungshorizont hin. DieSchichten bedecktenam westlichen Wurt-rand 6-8 cm mächtigeSturmflutsedimenteüber der weitere Klei-aufträge lagen. Deruntere Teil dieser Auf-träge bis zu einerHöhe von NN +2,50mdürfte dem frühen bishohen Mittelalter ent-stammen, währenddie abdeckenden,sterilen Kleiaufträgebis zur heutigen Höheder Wurt von über NN+4,00 m frühestensseit dem Hochmit-telalter aufgewarftet

wurden. Aus diesen Schichten stam-men Scherben der hart gebranntenGrauware.

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Dorfwurten und mittel-alterlicher Deichverlauf

Abb

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Barlt

Norderbusenwurth

Süderbusenwurth

Lütjenbüttel

Eesch

Elpersbüttel

Ammerswurth

Meldorf

Elpersbütteler D

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Nordsee

0 1 km

GeestMoor

Sandwall

Klei-/Kalkmarsch

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Abb. 5.2: Dorfwurten und mittelalterli -cher Deichverlauf im nördlichen T eil derDithmarscher Südermarsch.

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Die 1996 in Nor-derbusenwurth bisan die Basis derWurt reichende Aus-schachtung für ei-nen größeren Ap-partmentbau wur-de der Arbeitsgrup-pe Küstenarchäo-logie gemeldet, diedann im Auftrag desArchäologischenLandesamtes alsoberer Denkmal-schutzbehörde inZusammenarbei tmit der unterenDenkmalschutz-behörde des Krei-ses Dithmarscheneine Notgrabungdurchführte. In derzur Verfügung ste-henden Zeit wurdenFlächen und Profilegeputzt und doku-mentiert, wobei ei-ne Rückverlegungder Baugruben-wände aufgrund nahe anliegendenAushubs aus baustatischen Gründennicht in Frage kam. Obwohl keineBergung stratifizierter Funde erfolgenkonnte, war anhand naturwissenschaft-licher Altersbestimmungen eine relativ-chronologische Einordnung derBefunde möglich.

Die im Durchmesser etwa 350 m großeund bis NN +4,00 m hohe DorfwurtNorderbusenwurth besteht aus zweilangestreckten Warftkuppen mit dazwi-

schen liegender, von Westen her rei-chender Senke. Bei dieser Senke mages sich um einen alten auslaufendenPriel handeln, dessen breite Senke imLaufe der Siedlungszeit verfüllt wurde.Am westlichen Rand der Dorfwurtbefindet sich heute ein fethingartigerTeich. Eine erste Erkundung desSchichtenaufbaus war bereits 1993 durchdie Arbeitsgruppe Küstenarchäologieerfolgt. Die beiden Bohrschnittprofileließen dabei unter einer etwa 1,5 bis 2 mmächtigen Kleidecke einen differenzier-

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Lage der Bohrungen undAusschachtungen

Schnitt

Bohrung

+2

+3

+2

+2

+2

+3+4

+4

+3

+2

0 50 100 m

Teich

Abb. 5.3: Norderbusenwurth (Busenwurth 10), Dithmarschen.Lage der Bohrungen und der archäologisch beobachtetenAusschachtung.

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5ten Aufbau der Wurt aus abwechselndenMist-, Klei- und Brandschichten erken-nen. Teile eines zentralen Wurtenkernserfaßte dann die 1996 am Denkmalwegerfolgte Ausschachtung.

Unter dem ersten, sorgfältig mit Kleiso-den aufgepackten Wurtauftrag wurdeauf der Sohle der Baugrube in einerHöhe von NN +1,35 m ein zweischiffi-ges, in west-östlicher Richtung erbautesHallenhaus mit Flechtwänden und einerReihe dachtragender Innenpfosten er-faßt, dessen ehemaliger Fußboden-

horizont knapp überder Sohle der Baugru-be gelegen habendürfte. Wie die Unter-suchungen zeigten,war das etwa 5m brei-te und auf einer Längevon fast 20 m doku-mentierte Gebäudeauf einem niedrigenSodenpodest über deretwa NN +1,16 m ho-hen Marsch errichtetworden (Siedlungshori-zont 1).

Nach dem Abbruchdes Gebäudes erfolgteeine erste Aufwarftungaus sorgfältig verleg-ten Kleisoden, der sichim Südprofil auf einerHöhe von NN +2,40 meine Siedlungsschichtzuordnen läßt (Sied-lungshorizont 2). Pfo-stengruben deutendabei auf ein Haus hin,

dessen Überreste durch den Baggerzerstört worden waren. Mit weiterenKleiaufträgen wurde die Dorfwurt dannrandlich erweitert und bis zu ihrer heu-tigen Höhe von etwa NN +4,00 m auf-gewarftet. Die einzelnen, nach Nordenabfallenden Wurtenböschungen zeich-neten sich dabei deutlich in denBaugrubenwänden sowie in der Flächeab. Von den jüngeren Aufträgen hererfolgte die Eintiefung zweier So-denbrunnen.

Eine Datierung der archäologischen

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Mittelalterliche Flachsiedlung

Kl-4063970±65 BP

Kl-4064980±45 BP

0 5 m

Pfosten

Wand

E

N

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Störung

Brunnen

Wurtauftrag

Abb. 5.4: Norderbusenwurth (Busenwurth 10). Haus dermittelalterlichen Flachsiedlung und jüngerer W urtauftrag.

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Befunde war nur noch anhand derRadiokarbondatierungen möglich, dakeine Funde mehr geborgen werdenkonnten. Die 14C-Altersbestimmung er-folgte durch H. ERLENKEUSER vomLeibniz Labor für Altersbestimmungund Isotopenforschung der Christian-Albrechts-Universität Kiel. Da die Qua-lität der Mistproben sehr gut war undder C-Anteil weit überwog, können kei-ne eingetragenen Huminstoffe die 14C-Bilanz und das Alter nennenswert ver-fälscht haben.

Die aus zwei Pfosten der Mittelreihedes Hauses der Flachsiedlung (SH 1)entnommenen Proben weisen ein Altervon 970±65 BP (Befund 42, KI-4063)und von 980±45 BP (Befund 45, KI-4064) auf, was einem Kalenderaltervon 990-1190 bzw. 980-1215 ent-spricht. Wie eine von ERLENKEUSER

zusammenfassende Gewichtung derAltersfehler in den beiden Proben KI-4063 und KI-4064 andeutet, bestehteine hohe Wahrscheinlichkeit für dasspäte 11. und frühe 12. Jh., eine weite-re, aber wenig sichere Wahr-scheinlichkeit besteht in der Dekadezwischen 1140 bis 1150.

Die dritte 14C-Probe stammt aus der imSüdprofil der ersten Aufhöhung zuge-ordneten Siedlungsschicht, die aufeinem Höhenniveau von NN +2,30 mliegt, wobei der Kern dieser Wurt aberallenfalls randlich erfaßt wurde. DieRadiokarbondatierung (KI-4062) deutetauf ein Alter dieser Schicht von 890±30BP, was einem Kalenderalter von 1035-1220 AD entspricht. Demnach erfolgteschon kurz nach der Errichtung desGebäudes der Flachsiedlung dieErrichtung einer Wurt, wobei einearchäologische Datierung in das 12. Jh.durchaus wahrscheinlich ist.

Die Errichtung eines Gebäudes Endedes 11. oder zu Beginn des 12. Jhs. aufder Oberfläche der küstennahenSeemarsch läßt möglicherweise indi-rekt auf eine Bedeichung schließen,deren Initiator mögen die StaderGrafen gewesen sein, die 1062 mit derGrafschaft Dithmarschen belehnt wur-den.

Im Rahmen einer von D. MEIER betreu-ten Diplomarbeit soll die Keramik der1994 archäologisch untersuchten Dorf-wurt Wellinghusen (siehe Jahresbericht1994) untersucht werden. Dazu erfolg-te eine Materialaufnahme, in der für

jede der 1268 Scherben ein Datensatzangelegt wurde. Ziel der Arbeit ist es,ein Bild der Entwicklung der Keramik-formen zu entwerfen und zeitlich in dasSiedlungsgeschehen einzubinden. Dar-über hinaus können aus der Anzahl,

5.3 Archäologische Funde der frühmittelalterlichen DorfwurtenWellinghusen und Hassenbüttel

cand. rer.-nat. H. Erlenkeuser

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Größe und dem Zustand der ScherbenAussagen über den archäologischenBefund getroffen werden.

Eine Vergleichbarkeit gegenüber ande-ren zeitgleichen Siedlungen ergibt sichaus dem Gesamtspektrum der Kera-mik. Die oft in Siedlungen der West-küste auftretenden rheinischen Import-waren fehlen hier völlig, nur die wohlfriesische Muschelgrusware ist miteinem Anteil von ca. 5 % vertreten. Die

In ihrer Diplomarbeit „Wie niet dijkenwil, moet wijken ...“ legte VREUGDENHILL

anhand regionaler Beispiele aus Bü-sum, Wesselburen, Hemme und Wol-lersum eine Beschreibung der mittelal-terlichen und frühneuzeitlichen Bedei-chungs- und Besiedlungsgeschichteder Dithmarscher Nordermarsch vor.Insbesondere beschäftigten sich dieanhand historischer Quellen undKarten durchgeführten Untersuchun-gen mit den ältesten Deichen, der wei-teren Eindeichung, dem hoch- undspätmittelalterlichen Landesausbau,dem Einfluß des Herzogs auf dieBedeichung und Entwässerung derMarsch seit 1559, den Siedlungs-verhältnissen im 16. Jh. und derDynamik der Landschaftsgeschichte.Die Aufnahme begann mit einerDurchsicht des Aktenbestandes undder Karten im Schleswig-Hol-steinischen Landesarchiv, Schleswig.

Wie die Studie ergab, wurde mit demältesten Deichbau in der Nordermarsch

vermutlich bereits vor der Mitte des 12.Jhs. begonnen (Abb. 5.5). Nach

der Vertreibung der Stader Grafen, dieden Deichbau initiiert haben mögen,wurden die Kirchspiele und Geschlech-terverbände der Hofschläge regionaleTräger einzelner Bedeichungsmaßnah-men. Nach dem Verlust der Selb-ständigkeit 1559 nahm dann der Ein-fluß des Schleswiger Herzogs als neu-em Landesherren zu. Besonders aus-führlich wurden die Siedlungsverhält-nisse dieser Zeit betrachtet. So be-saßen im 16. Jh. die im Sietland deralten Marsch angelegten Hofwurtenrei-hen der Geschlechter noch größerelandwirtschaftliche Nutzflächen proPerson als die Bewohner auf denDorfwurten in der seewärtigen Marsch.Während die Wirtschaft desHinterlandes agrarisch ausgerichtetblieben, konzentrierten sich auf denDorfwurten in höherem Maße Hand-werk, Gewerbe und Handel. Ökonomi-sche Veränderungen, Steuerbelastun-

Datierung der Wurtphasen ist durchdendrochronologische Altersbestim-mungen aus den älteren Befundengesichert, in den jüngsten Straten bie-ten Speisereste an der Keramik dieMöglichkeit einer Radiocarbon-Datie-rung. Die Aufnahme der Funde derAusgrabungen auf der Dorfwurt Has-senbüttel (siehe Jahresbericht 1995)stehen noch aus.

5.4 Historisch-geographische UntersuchungenProf. Dr. G. J. Borger, Dipl.-Geogr. V. Vreugdenhill (Amsterdam)

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gen, Sturmflutereignisse und sozialeGründe führen dann vom 16. Jh. an zurAufgabe zahlreicher Hofwurten, einProzeß, der mit der Aufgabe heutiger

Bauernhöfe und dem Sterben des tradi-tionellen Dorflebens bis heute andau-ert.

Abb

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Dithmarscher Nordermarsch

Lunden

HeideWessel-buren

WeltPernör

Olversum

Tofting

Tönning

Schülp

Hassenbüttel

Wellinghusen

Wöhrden

Büsum

Hemme

heutiger S

eedeich

Wardstrom

GeestMarschMoor

Dorfwurt der röm. KaiserzeitDorfwurt des MittelaltersDorfwurt, undatiertHofwurt

KircheDeich

Deich desMittelalters

Eider

Elisenhof

alte Eider

0 1 2 3 kmAbb. 5.5: DithmarscherNordermarsch mit mit -telalterlichem Deichver -lauf, Dorfwurten, Hof -wurten und Entwässe -rungssystem im Siet -land.

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6 BodenökologieLeitung: Prof. Dr. Dr. h. c. H.-P. Blume, Prof. Dr. R. Horn

6.1 Untersuchungen zur Stoffdynamik und Bodengenese im Deichvorlandzweier Standorte vor dem Sönke-Nissen-Koog

Dipl.-Ing. agr. U. Müller-Thomsen, Techn. Ang. A. Kreitz

Im Jahre 1996 wurden die experimen-tellen Arbeiten im Vorland des Sönke-Nissen-Kooges (Nordfriesland) been-det. Dabei wurden einige wesentlicheneue Erkenntnisse über die Stoffdy-namik der Böden aus marinen Sedi-menten gewonnen. In diesem Jahres-bericht sollen letztmalig Ergebnissedieser Arbeit veröffentlicht werden. DasThema Stoffdynamik in Böden desVordeichbereiches unter besondererBerücksichtigung der Klimasensitivitätder Böden wird im Hinblick auf dieanhaltende Diskussion über langfristigeKlimaveränderungen im Rahmen einesvom BMBF finanzierten Verbundpro-

jektes zusammen mit dem Ökologie-Zentrum der CAU Kiel sowie derUniversitäten Bremen, Greifswald undOldenburg, weitergeführt. Standort derUntersuchungen wird dann allerdingsdas Vorland des Hedwigenkooges sein.

Der Stipendiat der ALEXANDER VON

HUMBOLDT-Stiftung Dr. H. KHAN ausBangladesh verließ das FTZ im Herbstund trat eine Stelle an der UniversitätDhaka an. In der Zukunft soll versuchtwerden, gemeinsam an internationalenProjekten im Bereich der Küsten-ökologie zu arbeiten.

Die 1993 begonnenen Untersuchungenzur Stoffdynamik an zwei ausgewähl-ten Standorten eines Übergangswattsund einer Salzmarsch im Vordeichbe-reich des Sönke-Nissen-Kooges, Nord-friesland, (siehe auch FTZ-Jahres-berichte 1993 bis 1995) wurden Mittedes Jahres 1996 abgeschlossen. Eswurde über diesen Zeitraum an denbeiden untersuchten Standorten dieTages- und Jahresgänge der Tempera-turen, der Redoxpotentiale und derWasserspannungen verschiedener Bo-dentiefen mittels Datalogger registriert;zudem wurde die Bodenlösungen ausdrei typischen Tiefen gewonnen undauf dessen Salz- und Nährstoffdynamik

analysiert. Es wurden auch Unter-suchungen zur Netto-Emission der sog.Treibhausgase CO2, CH4 und N2O durch-geführt. Aus der Synthesephase dieserUntersuchung sollen im Folgenden ein-zelne Ergebnisse zur Genese vonWattböden und Salzmarschen dargestelltwerden.

Salzanreicherung und EntsalzungIn Abhängigkeit von der Anzahl derÜberflutungen und dem Salzgehalt desüberflutenden Wassers war an beidenStandorten sowohl eine Salzanrei-cherung als auch eine Entsalzung desBodens zu beobachten. Niederschlägehaben die Bodenlösung nur wenig ver-

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dünnt, da sie in der Regel aufgrund derhohen Wassersättigung oberflächlichabfließen und dadurch allenfalls dasÜberflutungswasser verdünnen. Län-gere Trockenperioden im Sommerbewirkten im obersten Horizont derSalzmarsch eine erhöhte Salzkon-zentration durch die Verdunstung. Einenennenswerte Veränderung der Zu-sammensetzung der Hauptionen in der

Bodenlösung wurde im Jahresgang fürbeide Standorte nicht festgestellt, wasden Ergebnissen von GIANI (1991) inSalzmarschen der südlichen Nordsee-küste entspricht. Hieraus kann ge-schlossen werden, daß es höchstenszur temporären Ausfällung von Salzenkam, und die Verdünnung des Meer-wassers durch den Niederschlag keinenachhaltige Veränderung in der Ionen-zusammensetzung verursachte. Eine

Umbelegung an den Austauscher-oberflächen zugunsten von Calciumwar nicht nachzuweisen. Insofern isteine Entwicklung der Salzmarsch inRichtung einer Kalkmarsch oder derÜbergang zu einer Kalkmarsch-Salzmarsch bei dem vorgefundenenEntwicklungszustand nicht festzustel-len gewesen.

RedoximorphoseUm die Bildung redoximorpher Merk-male in den beiden Böden zu verstehenwurden die Redoxpotentiale gemes-sen, sie sind in Tab. 6.1 als Mittelwerteder entsprechenden Bodentiefen undden jeweiligen Jahreszeiten zusam-mengestellt. Beide Böden sind als stän-dig sauerstofffrei anzusehen, wobeikurzzeitige Belüftungen im Sommer inbeiden Profilen durch die höchsten

Tab.

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Redoxpotentiale Mittelwerte und Standardabweichungen (SD)

Tiefe (cm) Frühling SD Sommer SD Herbst SD Winter SD

Übergangswatt

3 12 181 -19 129 33 199 26 13825 -79 155 -147 34 -129 42 -65 7450 -108 134 -91 135 -146 36 -92 59

Salzmarsch

10 -72 138 104 247 -66 185 -100 6850 -97 47 -157 207 -128 54 -69 47100 -113 43 -90 71 -138 61 -162 106

Tab. 6.1: Mittelwerte und Standardabweichungen (SD) der Redoxpotentiale [mV],bezogen auf die Standardwasserstof felektrode, der drei untersuchten Horizonte desÜbergangswatts und der Salzmarsch für die vier Jahreszeiten.

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Redoxpotentiale im Oberboden ange-zeigt werden (Abb. 6.1).

Das Übergangswatt zeigt über die bei-den tiefen Horizonte (25 cm und 50 cm)nicht die Schwarzfärbung durch dieBildung von Eisensulfid, die aufgrundder gemessenen Redoxpotentiale zuerwarten wäre, sondern im Wesent-lichen eine grünlich-graue Färbung.Diese Färbung spricht für das Vorhan-densein von Fe(II)/ Fe(III)-Mischoxidenund nur einer schwachen Bildung vonFeS. Die hohen Standardabwei-chungen zeigen allerdings, daß in ein-zelnen Kompartimenten Reaktionenauftreten können die sich stark von derReaktion die bei dem mittleren Redox-potential angenommen werden, unter-

scheiden können. An diesem Standortkann durch den geringen Gehalt anor-ganischer Substanz in Relation zurMineralsubstanz dieses Farbmerkmalnicht so stark ausgeprägt sein. EineSulfatreduktion, wie sie von BLOEM etal. (1995) für Salzmarschen der südli-chen Nordseeküste gefunden wurde,und die für eine Bildung von Sulfidenstattfinden muß, konnte für das Über-gangswatt nur schwach über ein leichtverändertes Sulfat/Chlorid-Verhältnisder drei Horizonte nachgewiesen wer-den. Freies Eisen wurde über dieganze Profiltiefe gefunden. Die Bildungvon Eisenoxiden entlang von Wurzel-und Wurmröhren stellt im Oberbodendes Übergangswatts ein weiteresredoximorphes Merkmal dar. Das gebil-

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Redoxpotentiale dreier untersuchter Tiefenhorizonte

10 cm 50 cm 100 cm

3 cm 25 cm 50 cm600

400

200

0

-200

-400

600400200

0-200

-400

[mV

][m

V]

Salzmarsch

Übergangswatt

26.10.937.1.94

10.3.5.5.

30.6.24.8.

19.10.21.12.

9.3.953.5.

5.7.29.8.

26.10.20.2.96

Abb. 6.1: Redoxpotentiale [mV] der drei untersuchten Horizonte eines Übergangs -watts und einer Salzmarsch von Oktober 1993 bis Mai 1996.

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dete Eisenoxid, im wesentlichenFerrihydrit, ist eine relativ stabile Form,die lange erhalten bleibt, da sie sichnach einer Bildung nur langsam wiederunter entsprechend niedrigen Redox-potentialen auflöst (SCHWERTMANN &TAYLOR 1989). Eisenoxidbeläge aufAggregatoberflächen wurden bei derProfilaufnahme des Übergangswattsnicht festgestellt, was zum einen auffehlende Aggregierung des gesamtenProfils, zum anderen auf die relativniedrigen Redoxpotentiale zurückge-führt werden kann. An diesem Standortfehlte über den Untersuchungszeit-raum eine Periode, in der die Redox-verhältnisse außerhalb von biogenen

Röhren über den eisenreduzierendenBereich gestiegen sind.

Die Salzmarsch weist im gesamtenProfil redoximorphe Merkmale auf. DerUnterboden ist schwarz, was auf dasVorkommen von Eisenmonosulfidenhinweist. Eine intensive Sulfatreduktionkonnte für diesen Bodenbereich nach-gewiesen werden, und freies Eisen warin hohen Konzentrationen vorhanden.Der Übergangshorizont läßt bis in 60cm Tiefe die grau-grüne Färbung vonFe(II)/Fe(III) Mischoxiden neben denEisen(III) Ablagerungen an Aggregat-oberflächen und biogenen Röhrenerkennen. Dieses kennzeichnet die

Abb

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Wasserstände und T ensionen imÜbergangswatt und in der Salzmarsch

10 cm 50 cm 100 cm

200

0

-200

-400

[cm

WS

]

Tensionen Salzmarsch

26.10.937.1.94

10.3.5.5.

30.6.24.8.

19.1021.12.

9.3.953.5.

5.7.29.8.

26.10.20.2.96

Übergangswatt HW

Salzmarsch HW Salzmarsch NW

Übergangswatt NW150

100

50

0

-50

-100

[cm

WS

]

Wasserstände

Eis

Abb. 6.2: W asserstände der beiden Standorte Übergangswatt und Salzmarsch, sowieTensionen der drei untersuchten Horizonte der Salzmarsch von Oktober 1993 bis Mai1996 (HW=Hochwasser; NW=Niedrigwasser).

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gelegentlichen sommerlichen Belüf-tungssituationen durch ein Absinkendes Grundwasserstandes bis auf 50 cmunter die Geländeoberfläche (Abb.6.2), deutet aber auch auf dieLanglebigkeit von Ferrihydrit unter zeit-weise reduzierenden Bedingungen hin.Der oberste zGoAh-Horizont (10 cm)zeigt ein Nebeneinander reduzierenderund oxidierender Bereiche mit intensi-ver Durchwurzelung. Hierdurch ist deroberste Horizont wesentlich besseraggregiert als die tiefer liegendenBereiche dieses Profils und aufgrunddes erhöhten Redoxpotentials imSommer auch besser belüftet als dieanderen Böden dieses Standortes. Erträgt aber noch die redoximorphenMerkmale einer zeitweisen Sauerstoff-abwesenheit.

Humusakkumulation und -zersetzungIn beiden Böden ist in den oberstenHorizonten ein erhöhter Gehalt anorganischem Kohlenstoff gegenüberden tiefer liegenden Horizonten ermit-telt worden. Ursache hierfür ist sowohldie Anreicherung von organischerSubstanz durch die Pflanzen als auchdie Sedimentation partikulärer organi-scher Substanz. Das Ausgangssubstratund frisch sedimentiertes partikuläresorganisches Material besitzen einenges C/N-Verhältnis von unter 10. DerGehalt an primärer organischer Sub-stanz ist in Wattböden mit dem Gehaltan mineralischer Feinsubstanz positivkorreliert (BRÜMMER 1968), worausfolgt, daß in der Regel tonreichereSedimente auch reich an organischemKohlenstoff sind. Für eine Humus-akkumulation spricht die annähernd

konstante Körnung beider Profile unddie leicht erhöhten Gehalte an organi-schem Kohlenstoff in deren oberenHorizonten.

Im Zusammenhang mit den Messun-gen der Nettogasemission wurde fest-gestellt, daß das Übergangswatt beider Betrachtung der gasförmigen Fluxeeine CO2-Senke ist (MÜLLER-THOMSEN

et al. 1995), was bereits BODENBENDER

(1995) für das Sylter Watt beschriebenhat. Die gemessenen negativen Flux-raten für CO2 waren allerdings gering,und es wurde ein Austrag von CO2 ingelöster Form gemessen. Somit ist imÜbergangswatt nur eine geringeHumusakkumulation auf Grund der hierzu vermutenden hohen biologischenAktivität und dem damit verbundenenAbbau organischer Substanz imOberboden anzunehmen.

In der Salzmarsch ist der Oberbodendagegen wesentlich reicher an organi-scher Substanz. Es sind hier CO2-Nettoemissionen gemessen worden,bei denen etwa 2 % des Kohlenstoffsdes obersten Horizonts pro Jahr verat-met werden. Trotzdem ist im Ober-boden eine Akkumulation von organi-schem Kohlenstoff gegenüber demUnterboden erkennbar. Daraus kanngeschlossen werden, daß ein Teil desveratmeten Kohlenstoffs aus tiefergelegenen Horizonten stammen muß.Bei einer geringeren Sedimentations-rate als der aktuell zu vermutenden vonetwa 1 cm pro Jahr, wäre unter den vor-liegenden Bedingungen in der Bilanzein Humusabbau für das gesamtebetrachtete Profil nicht auszuschließen.

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Unter der Annahme, daß über dieUntersuchungszeit im Wesentlichenorganische Substanz marinen Ur-sprungs des Unterbodens abgebautwurde, ist die Humusakkumulation imobersten Horizont hauptsächlich terre-strischen Ursprungs. Diese beidenSubstrate zeichnen sind durch unter-schiedliche C/N-Verhältnisse aus, wo-bei die marinen Substrate aufgrundfehlender Gerüstsubstanzen einenerheblich geringeren Kohlenstoffanteilals die terrestrische Phytomasse besit-zen. Somit wird vermutlich der Stand-ort, sobald er aus dem Gezeiteneinflußherauswächst oder durch eine Eindei-chung von der Sedimentation abge-schnitten wird, allmählich ein weiteresC/N-Verhältnis in der organischenSubstanz des Bodens aufbauen, diedann geringeren Abbauraten unterliegt.

Übergangswatt und Salzmarsch alsPflanzenstandorteTypisch für das Übergangswatt und dieSalzmarsch sind neben ihrer Profildif-ferenzierung die spezifische Pflanzen-gesellschaft. Am Wattstandort stehenSpezialisten, die mit Aerenchymen aus-gestattet sind und damit im sauerstoff-armen oder -freien Milieu wurzeln kön-nen. Sie verfügen über einen CAM-(Salicornia spp.) sowie einen C4-(Spar-tina spp.)-Kohlenstoffmetabolismus,wodurch sie dem in den gemäßigtenBreiten üblichen C3-Metabolismus unterdiesen speziellen Bedingungen desSalzstresses überlegen sind. DieSalzmarsch wird dagegen von monoko-tylen (Puccinellia maritima) und krauti-gen (Aster tripolium etc.) Pflanzenbestanden, die nicht über diese speziel-

len Anpassungsmechanismen verfügen.Dieser Standort wird über den Sommerim Oberboden besser mit Sauerstoffversorgt als das Übergangswatt undbietet dadurch wesentlich günstigereStandortbedingungen für diese Pflan-zen. Beide Standorte weisen salztole-rante Pflanzen auf, die sich zum Teilmorphologisch an die hohen Salz-gehalte der Bodenlösung sowie desüberflutenden Wassers angepaßthaben.

NährstoffhaushaltDie Pflanzennährstoffe Mg, Ca, K undCl sind aufgrund ihrer hohen Gehalte imMeerwasser mehr als ausreichend vor-handen. Die Schwefelversorgung derPflanzen ist an beiden Standorten überdie hohen SO4-Gehalte in der Boden-lösung ebenso wie die Phosphatver-sorgung durch die Freisetzung vonPhosphaten aus P-haltigen Eisenoxidenund organischen Phosphorverbindun-gen unter den reduzierenden Bedin-gungen gewährleistet. Die reduzieren-den Bedingungen lassen keinen Mangelan freiem Eisen und Mangan erwarten.

Die Betrachtung des Stickstoffhaushaltserfordert eine unterschiedliche Be-wertung des Übergangswatts und derSalzmarsch. Die Bodenlösung desÜbergangswatts wird vom Meerwasserdominierend beeinflußt, und über dasgesamte Profil sind nur geringe Mengenan mineralischem Stickstoff nachzuwei-sen. Im Sommer scheint der gesamtemineralisierte Stickstoff von der Vege-tation aufgenommen zu werden, oder erwird zu N2 denitrifiziert. Daraus kanngeschlossen werden, daß dieser

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6Neben Methan wird in Böden unterreduzierenden Bedingungen auchLachgas (N2O) gebildet. Die Bildungvon Lachgas ist ein Zwischenproduktder Denitrifikation von Nitrat zu elemen-tarem Stickstoff (N2) (GRANLI & BØCK-MAN 1994).

Die Denitrifizierung ist für durch künstli-chen Eintrag stark beeinflußte natürli-che Ökosysteme der nützliche Gegen-part der Eutrophierung. Anders als dieEmission von N2 ist allerdings dieEmission von N2O problematisch, daN2O als Treibhausgas gilt. Die Stärke

6.2 Variation der Konzentration von N 2O und NO 3 in Böden marinerSedimente im V ergleich mit der Emission von N 2O

Dr. U. Pfisterer, Dipl.-Ing. agr. U. Müller-Thomsen und Dr. H. Khan

Standort zu dieser Zeit offensichtlichstickstofflimitiert ist. Dieses deckt sichmit Versuchen zur Stickstoffversorgungder Pflanzen in der Salzwiese desSönke-Nissen-Kooges, in denen ge-steigerte Aufwüchse durch Stickstoff-zugaben erzielt wurde.

Die Salzmarsch dagegen weist mitzunehmender Tiefe steigende Ammo-niumgehalte auf, die auf eine intensiveMineralisierung und niedrige Aus-tauschraten im Unterboden diesesStandortes schließen lassen. Die mine-ralischen Stickstoffgehalte des Ober-bodens dagegen liegen in ähnlich nied-rigen Konzentrationsbereichen wie diedes Übergangswatts. Somit ist eineAufnahme des Ammoniums durch dieVegetation anzunehmen, da 1995 beimehreren Feldversuchen keine nen-nenswerten Ammoniakemissionen ge-funden wurden, obwohl aufgrund deshohen pH-Wertes und der hohenAmmoniumgehalte im Unterboden eineFreisetzung als Ammoniak nicht aus-zuschließen wäre. Demgegenübersteht einer Freisetzung von NH4 alsNH3 die hohe Wasserlöslichkeit vonAmmoniak entgegen.

Literatur:BLOEM, E., B. LÜTTMANN, L. GIANI (1995): Jah-reszeitliche Schwefeldynamik semisubhydrischerSalzmarschen. Z. Pflanzenernähr. Bodenk., 158:251-256.BODENBENDER, J. (1995): Austausch gasförmigerStickstoff-, Kohlenstoff- und Schwefelverbin-dungen zwischen Wattenmeer und Atmosphäre.Diss. Univ. Gießen.BRÜMMER, G. (1968): Untersuchungen zur Ge-nese der Marschen. Diss. Univ. Kiel.FORSTER, S. (1991): Die Bedeutung biogenerStrukturen für den Sauerstofffluß ins Sediment.Berichte aus dem Institut für Meereskunde Kiel,206.GIANI, L. (1991): Entwicklungen und Eigen-schaften von Marschböden im Deichvorland dersüdlichen Nordseeküste. Habil. Univ. Oldenburg.MÜLLER-THOMSEN, U., U. PFISTERER & H.-P. BLUME

(1995): Gas-, Wasser- und Stoffdynamik imDeichvorland Nordfrieslands am Beispiel einerTypischen Salzmarsch und eines Marinen Über-gangswatts. Mittlg. Deutsche Bodenk. Ges., 76:525-528.SCHWERTMANN, U. & R.M. TAYLOR (1989): Iron oxi-des. In: DIXON, J.B. & S.B. WEED (1989): Mineralsin Soil Environments. SSSA Book Series,1.

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der Umsetzung Nitrat in N2O u/o N2hängt ab von der Anwesenheit an NO3und in geringerem Umfang von NH4,vom Redoxpotential, der Menge anumsetzbarem organischen Kohlenstoff,dem Wassergehalt und der Temperatur(PARTON et al. 1988).

Die Messungen der Lachgasemissionim Vordeichbereich des Sönke-Nissen-Kooges (vgl. 6.1) von 1994-1996 zeig-ten starke räumliche und zeitlicheVariationen. Die Untersuchungen überdie Konzentration an N2O innerhalbdes Bodens und der HauptvorstufeNitrat sollte helfen festzustellen, obnachvollziehbare Beziehungen zwi-schen N2O-Emissionen und dessenGehalte im Boden und der Konzen-tration an Nitrat in der Bodenlösungund anderen erfaßten Parametern vor-handen sind. Es wurde an 4 verschie-den Terminen Emissionen und Konzen-tration gemessen. Die Ergebnisse von3 Messungen sollen hier anhand vonMittelwerten dargestellt werden (Abb.6.3). Es wurden eine Salzmarsch mitder typischen Salzwiesenvegetationund ein mit Queller bewachsenes Über-gangswatt beprobt.

Die emittierenden Gase wurden mitPlexiglashauben aufgefangen, das N2Oim Boden wurde durch die Evakuierungvon ungestörten Bodenproben erhal-ten. NO3 wurde durch Versetzen vonBodenproben mit dest. Wasser extra-hiert und anschließend auf denursprünglichen Wassergehalt zurück-gerechnet. N2O lag in allen Böden nurin geringen Mengen vor und wurdeauch nur in geringen Mengen emittiert.

Höchste Konzentrationen waren 2ppmv, was etwa dem 5-fachen deratmosphärischen Konzentration ent-spricht. Die höchsten Konzentrationenwurden im Juni gemessen. Hier wirdder Einfluß der Trockenheit desSommers im Vergleich zu den anderenProbenahmeterminen deutlich, wo sichvor allem in der Salzmarsch Risse bil-deten und somit die verbesserteDurchlüftung die Denitrifikation verrin-gerte; dadurch wurde weniger N2Ogebildet. Die Unterschiede zwischenden Monaten waren allerdings relativgering, so daß sich dies nicht in einererhöhten Konzentration an Nitrat in derBodenlösung an entsprechenden Pro-benahmeterminen deutlich machte.Wegen der schlechten Durchlüftungder Böden sind nur geringe NO3-Konzentrationen zu erwarten, währendAmmonium in Konzentrationen bis zu20 mg/l vorlag (Daten hier nichtgezeigt). Gebildetes Nitrat wird beson-ders in der Vegetationsperiode schnellaufgenommen, da das System derSalzwiese (vermutlich auch das Watt)als stickstofflimitiert gilt (LONG & MASON

1983).

Wegen der zunehmend stärker redu-zierenden Bedingungen sollte mit zu-nehmender Tiefe weniger oder gar keinNitrat im Boden vorhanden sein.Wiederholte Messungen ergaben je-doch, daß in allen Tiefen geringeMengen an Nitrat vorhanden waren,offenbar gibt es im Boden Mikro-bereiche in denen biochemischeProzesse ablaufen, die sich von denHauptprozessen stark unterscheidenkönnen. Es wurden keine Korrelationen

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zwischen Nitratgehalt und Redox-potential gefunden. Auch bezüglichder Lachgasverteilung im Bodenkonnten keine Übereinstimmungenmit anderen Parametern wie Tem-peratur, Redoxpotential und Nitrat-konzentration errechnet werden. Esgab auch keine Beziehung zwi-schen Lachgaskonzentration im Bo-den und der Emissionsmenge. Diehier dargestellten Ergebnisse stim-men überein mit den Daten vonSEITZINGER et al. (1983) und KEENEY

et al. (1979), wo ebenfalls keineKorrelationen zwischen N2O-Emis-sionen und anderen Bodenpara-metern gefunden wurden. Die hoheräumlich und zeitliche Variabilitätder N2O-Konzentration im Bodenund dessen Emission legten denSchluß nahe, daß die Lachgaskon-zentration und -emissionen nichtvon biochemischen Faktoren be-stimmt wird, sondern in erster Linievon bodenphysikalischen Faktoren.Die starke Schichtung der Bödenbewirkt, daß produzierte Gasedurch Schichten mit einer höherenGasdiffusionsrate bis zu Schichtenmit geringerer Diffusionsrate auf-steigen, sich u.U. dort sammeln undaufkonzentrieren. Diese Phänomenist bei Methan häufig sichtbar. Beivertikalen Rissen oder anderermechanischer Störungen könnendiese Gase aufsteigen und führenzu der großen Variablitäten in derA

bb. 6

.3, J

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Nitrat- und Lachgasgehalte

Salzmarsch Übergangswatt

N2O[ppmv] N2O[ppmv]

NO3[ppm] NO3[ppm]

NO3[ppm] NO3[ppm]

NO3[ppm] NO3[ppm]

N2O[ppmv] N2O[ppmv]

0,4 0,6 0,8

0 0,4 0,8

0 0,4 0,8

0 1 2

0 0,5 1,0

0

40

80

0

40

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Tief

e [c

m]

Tief

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m]

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Tief

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m]

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m]

25.9

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0 1 2

0 2 4

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0 1 2

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N2O[ppmv] N2O[ppmv]

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0 0,4 0,8

0

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0 0,2 0,4

Abb. 6.3: Mittlere Gehalte an Nitratund Lachgas einer Salzmarsch undeines Übergangswatts an drei T er-minen 1996.

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Emission. Weiterer nicht faßbarerEinflußfaktor ist die Tide. Bei Flut wirdzumindest ein Teil des Bodenwassersund damit die darin gelösten Gase aus-getauscht. Wegen der hohen Wasser-löslichkeit von Lachgas ist dieser Effektbei N2O besonders gravierend.

Die Konzentration der Gase im Bodengibt allerdings keinen Anhaltspunkt fürdie Entstehungszeiten und die Um-sätze, außerdem können keine Aus-sagen über die Bildung und Frei-setzung von elementarem Stickstoff alsEndprodukt der Denitrifizierung ge-macht werden. Diese Fragen sollen imRahmen eines im Jahre 1997 vom

BMBF bewilligten Forschungsvorha-bens untersucht werden.

Literatur:GRANLI, T. & O. C. BØCKMAN (1994): Nitrous oxidefrom agriculture. Norwegian Journal of Agricul-tural Sciences. Suppl. 12.KEENEY, D. R., I. R. FILLEREY & G. P. MARX (1979):Effect on temperature on the gaseous nitrogenproducts of denitrification in a silt loam soil. Soil.Sci. Soc. Am. J. 43: 1124-1128.LONG, S. P. & C. F. MASON (1983): Saltmarsh eco-logy. Blackie, Glasgow.PARTON, W. J., A. R. MOSIER & D. S. SCHIMEL

(1988): Rates and pathways of nitrous oxide pro-duction in a shortgrass steppe. Biogeochemistry,6: 45-58.SEITZINGER, S. P., M. E. Q. PILSON & S. W. NIXON

(1983): Nitrous oxide production in nearshoremarine sediments. Science, 222: 1244-1246.

Die Gewinnung von Bodenlösungdurch Saugkerzen ist das herkömmli-che Verfahren zur Erforschung derStoffdynamik in Böden. Vorteil derGewinnung der Bodenlösung durchSaugkerzen ist, daß die Entnahmeüber den gesamten Experimentier-zeitraum an immer der gleichen Stelledurchgeführt und der Boden nur einmalbeim Einbau gestört wird. Die Boden-lösung wird durch Anlegen einesUnterdruckes gewonnen, die Samm-lung der Bodenlösung in der Saugkerzegeht oft über 1-2 Wochen. Die Saug-kerzen bestehen aus einem Kunst-stoffrohr mit einem keramischen Teilam unteren Ende dessen Porenweite1-2 µm beträgt; die Porenweite ent-spricht ungefähr der Größe von

Bakterien. Kleinere Porenweiten wür-den keine ausreichende Durchflußrateermöglichen.

Veränderungen in den gewonnenenLösungen können zu Fehlinterpreta-tionen bez. der Dynamik von Stickstoff-komponenten führen. In der Literatur wer-den häufig Veränderungen der Boden-lösung durch die Saugkerze im Hinblickauf Adsorption und/oder Lösung desKerzenmaterials diskutiert (z.B. DEBYLE etal. 1988, GROSSMANN & UDLUFT 1991). Beider Interpretation der Daten wird in derLiteratur aber oft auch auf die Möglichkeithingewiesen, daß sich in der Saugkerzebiochemische Vorgänge abspielen, diedie Bodenlösung in der Saugkerze imLaufe der Zeit verändern könnten

6.3 Konservierung von durch Saugkerzen gewonnener Bodenlösung durch SilberungDr. U. Pfisterer

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(PETERS 1990). Dies betrifft naturgemäßin erster Linie die Verbindungen Nitratund Ammonium, da diese am ehestenden biochemischen Umsetzungen unter-worfen sind.

Zur Verhinderung der Umsetzungkönnten externe Sammelgefäße ge-kühlt werden. Dies bedarf aber eineserheblichen Aufwandes, der bei Feld-versuchen kaum zu realisieren ist.Zugesetzte bakterizide Chemikalienbehindern oft die nachfolgende Analytikoder einzelne Elemente der vergiften-den Chemikalien sind selbst Gegen-stand der Untersuchungen. Vergiftungmit Quecksilberchlorid z.B. schafftzudem erhebliche Probleme bei derEntsorgung.

Abhilfe könnte metallisches Silberschaffen, da es in Wasser nahezuunlöslich ist und somit nicht die Analytikbehindert; in den seltensten Fällen istSilber Gegenstand der Untersu-chungen. Silber ist in seiner metalli-schen Form bakterizid, algizid und fun-gizid, für den Menschen aber ungiftig.Silber wird auch bei der Lebens-mittelkonservierung eingesetzt (Silbe-rung) wie z.B. zur Konservierung vonFruchtsäften (LÜCK 1977).

Aufgrund dieser Überlegungen wurdeein Experiment durchgeführt, in dem ineinem Laborversuch Bodenlösung inSaugkerzen mit und ohne Silbereinlageeingesaugt wurde. Die Silbereinlagebestand aus einem engmaschiges Netzaus 99,99 % reinem Silber, die Flächedes Netzes betrug 6 x 6 cm, die Ma-schenweite 1 mm. Der Versuch wurde

über 7 Tage durchgeführt. Die Probender Bodenlösungen ohne Silber wur-den 1 Stunde, 24, 72, 144 und 168Stunden in den Gefäßen belassen. DieBodenlösungen mit der Silbereinlage168 Stunden. Es wurde mit jeweils vierParallelen gearbeitet.

Es zeigte sich, daß der Nitratgehalt inner-halb von 7 Tagen in allen Gefäßen aufdem gleichen Niveau blieb. In dennicht mit Silber bestückten Gefäßen kames aber zu starken Absenkungen in derAmmoniumkonzentration, offenbar wurdeein großer Teil des Ammoniums nitrifi-ziert. Die NH4-Konzentration sank schoninnerhalb von 72 Stunden und erreichtenach 144 und 168 Stunden im Mittel nurnoch 25 % der ursprünglichen Konzen-tration. In den mit Silber bestücktenParallelproben blieb die Anfangskon-zentration erhalten (Abb. 6.4).

Die Vergiftung von Bodenlösungen mitSilber könnte dazu beitragen, daß beiExperimenten in denen versuchsbe-dingt Lösungen über einen längerenZeitraum ungekühlt in den Probe-nahmegefäßen verbleiben, die Kon-zentrationen an Nitrat und Ammoniumder ursprünglichen Zusammensetzungder Bodenlösung eher entsprechen alsdies bei nicht vergifteten Lösungen derFall ist. Offenbar vermag Silber dieNitrifizierung zu stoppen oder zumin-dest zu verlangsamen. Wegen derhohen Gehalte an Nitrat macht sich die,sicherlich in geringem Umfang vorhan-dene Ammonifikation, nicht in einerErhöhung der Nitratkonzentrationbemerkbar.

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6Literatur:DEBYLE, N. V., R. W. HENNES & G. H. HART (1988):Evaluation of ceramic cup for determination soilsolution chemistry. Soil Science 146: 30-36.LÜCK, E. (1977): Chemische Lebensmittelkonser-vierung, Springer, Heidelberg.PETERS, M. (1990): Nutzungseinfluß auf die

Stoffdynamik schleswig-holsteinischer Böden.Schriftenreihe des Instituts für Pflanzenernäh-rung und Bodenkunde , Univ. Kiel.GROSSMANN, J. & P. UDLUFT (1991): The extractionof water by the suction-cup method: a review.Journal of Soil Science. 42: 83-92.

Abb

. 6.4

, JB

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Veränderungen der NO 3- und NH 4-Gehalte

NH4-KonzentrationNH

4 [m

g/l]

NO

3 [m

g/l]

NO3-Konzentration

ohne Ag

ohne Ag

Stunden

Stunden

mitAg

mitAg

Abb. 6.4: V eränderung der Gehalte an Nitrat (oben) und Ammonium (unten) inBodenlösungen mit und ohne Silbereinlage in Abhängigkeit von der V erweildauerder Lösungen in den Gefäßen; jeweils 4 Parallelen.

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1996 konnte die im Vorjahr durch denWeggang von Dr. G. HEIDEMANN vakantgewordene Wissenschaftlerstelle mitFrau Dr. med. vet. U. SIEBERT besetztwerden, die damit gleichzeitig Vertre-terin des Arbeitsgruppenleiters für den

Die seit einigen Jahren durchgeführtenUntersuchungen an Säbelschnäblernsollen klären, wie sich verschiedeneUmweltfaktoren – vor allem die Wit-terung – auf die Verbreitung und Häu-figkeit von Küstenvögeln auswirken.Die Ergebnisse der vergangenen Jahrezeigten, daß die Wahl des Winter-quartieres einen deutlichen Einfluß aufdie Reproduktion der Säbelschnäblerhat, und daß der Bruterfolg derSäbelschnäbler wesentlich durch dieÜberlebensrate der Küken bestimmtwird. Küken schienen sehr empfindlichauf Witterungseinflüsse zu reagieren.Die Schwerpunkte der Arbeit galtendementsprechend den physiologischenEigenschaften der Küken und demZusammenhang Winterquartier - Brut-erfolg. Über letzteren Aspekt soll untenausführlicher berichtet werden.

An Säbelschnäblerküken konnten imLabor des Instituts für Vogelforschung

in Wilhelmshaven dank der freundli-chen Unterstützung durch Prof. Dr. F.BAIRLEIN respiratorische Messungenzum Energiestoffwechsel durchgeführtwerden. Im Freiland wurden die 1995begonnenen Energie-Umsatzmessun-gen mit doppelt markiertem Wasserabgeschlossen.

Wie wählen Säbelschnäbler ihrWinterquartier?Viele Zugvogelarten haben wenigstenstheoretisch die Möglichkeit, für ihreÜberwinterung zwischen verschiede-nen Orten in ihrem Überwinterungsa-real zu wählen. Dies gilt auch für Sä-belschnäbler. Die Mitglieder der nord-westeuropäischen Population, zudenen auch die Vögel des schleswig-holsteinischen Wattenmeeres gehören,verbringen den Winter an den Küstenzwischen den Niederlanden und Eng-land im Norden und Westafrika,vermutlich Guinea Conakry im Süden.

Bereich marine Säugetiere wurde. Fürdie Bestandserfassung von Seehundenwurde Herr Dipl.-Biol. K. ABT anstellevon Herrn Dipl-Biol. J. SCHWARZ zustän-dig, der die Arbeitsgruppe ebenfallsverließ.

7 Ökologie der Vögel und SäugetiereLeitung: Prof. Dr. D. Adelung, Prof. Dr. H. Bohlken

7.1 Vögel7.1.1 Energetische und ökologische Untersuchungen an Säbelschnäblern

(Recurvirostra avosetta )Dr. H. Hötker, Dipl.-Biol. H. A. Bruns, Dipl.-Biol. A. Kordes,

Dipl.-Forstw. P. A. Mann, Dipl.-Biol. G. Scheiffarth, cand. rer.-nat. L. Greve, cand. rer.-nat R. Joest, cand. rer.-nat. R. Kamman

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Säbelschnäbler derselben Brutkolonie,sogar Partner eines Paares, könnendabei an sehr verschiedenen Stellenüberwintern. Es stellt sich die Frage,wie die einzelnen Vögel ihren individu-ellen Überwinterungsort festlegen undwelche Auswirkungen sich daraus fürdas Überleben und den Fortpflan-zungserfolg ergeben.

Als wichtigste Methode, um eine Ant-wort auf diese Fragen zu erhalten,diente die individuelle Kennzeichnungder Säbelschnäbler mit Farbring-Kombinationen an den Beinen. Anhanddiese Farbringe konnten Säbelschnäb-ler aus größerer Entfernung identifiziertwerden. Auch 1996 wurden For-schungsreisen nach Frankreich undPortugal, den wichtigsten und am leich-testen erreichbaren Winterquartierender nordwesteuropäischen Säbel-schnäbler, durchgeführt um die Winter-quartiere möglichst vieler Farbring-träger feststellen zu können.

In Frankreich überwintern Säbel-schnäbler vor allem an der Atlantik-küste zwischen der südlichen Bretagneund der Gironde, in einer Entfernungvon durchschnittlich etwa 1000 km vonden schleswig-holsteinischen Brutge-bieten. Vom Wattenmeer aus dürftendiese Gebiete für Säbelschnäblerinnerhalb eines Tages erreichbar sein.Die klimatischen Bedingungen sind imWesten Frankreichs gewöhnlich milderals im Wattenmeer, aber dennoch kannes so kalt werden, daß die ufernahenSchlickflächen überfrieren und sogroße und wichtige Nahrungsflächenden Säbelschnäblern zeitweise nicht

zur Verfügung stehen. In Portugal, wodie Säbelschnäbler vor allem in dengroßen Ästuaren des Tejo und desSado überwintern, vereisen Watt-flächen niemals.

Mit den Daten vergangener Jahrebasieren die Untersuchungen mittler-weile auf der individuellen Farb-beringung von insgesamt 1090 Alt- undJungvögeln. Neben den Ablesungender Ringe, die auf den Forschungs-reisen nach Frankreich und Portugalerbracht werden konnten, gab es zahl-reiche Mitteilungen von ortsansässigenOrnithologen, so daß mittlerweile von179 Säbelschnäblern wenigstens auseinem Jahr das Winterquartier bekanntist. Viele dieser Vögel wurden sogar inmehreren Wintern registriert.

Die vorhandenen Daten führen zu fol-genden Vorstellungen über die Wahldes Winterquartieres: Kurz nach demFlüggewerden trennen sich die Jung-vögel von ihren Eltern und beginnen, inder Nähe des Brutgebietes umherzu-streifen. Sie halten sich dabei zwar inder Nähe der Küste auf, bewegen sichaber nicht unbedingt in Zugrichtung.Auffällig ist, daß sich die Jungvögelnicht so sehr wie die Altvögel anbestimmten Stellen konzentrieren, son-dern eine Vielzahl unterschiedlicherLebensräume aufsuchen, von denenetliche für Säbelschnäbler eher untypisch sind, wie kleine Teiche undBaggerlöcher. Der in Abb. 7.1 darge-stellte Unterschied in der Habitatwahlzwischen Alt- und Jungvögeln ist stati-stisch signifikant.

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Abb. 7.1: Habitatwahl vonSäbelschnäblern im Herbst.

Jungvögel verharren im Wattenmeer imSpätherbst durchschnittlich länger alsdie Altvögel. So liegt der Anteil derJungvögel bei den Farbringkontrollenim Wattenmeer im September undOktober bei durchschnittlich etwa 15 %,im November und Dezember steigt erauf etwa 30 %.

Das Gros der Säbel-schnäbler ist bis späte-stens Ende Dezember,zumeist erheblich früher,Richtung Südwest abgezo-gen. Die Jungvögel errei-chen zunächst die nördlich-sten Überwinterungsgebie-te, das heißt Frankreichund Südengland. Der Anteilder Jungvögel ist imNovember in Frankreich

etwa 5mal so hoch wie in Portugal zurgleichen Zeit. Wo die Jungvögelschließlich den Winter verbringen,hängt nun offensichtlich von denUmweltbedingungen ab, die sie anihrer ersten Winterstation erfahren.

Abb

. 7.1

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Habitatwahl von Säbelschnäblernim Herbst

Tab.

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Wahl des W interquartiers durch Säbelschnäbler

(a) (b)

Anzahl junger harter Winter milder WinterSäbelschnäbler in Frankreich in Frankreichmit W interquartier in (1990/91, 1991/92, (1992/93, 1995/96)

1996/97)

Frankreich und England 6 15

Portugal und Spanien 25 6

Tab. 7.1: Wahl des W interquartiers durch Säbelschnäbler im ersten Lebensjahr inBeziehung zur W interhärte in Frankreich. Der Unterschied zwischen (a) und (b) iststatistisch signifikant (chi 2=13,83; p<0,001).

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Bleibt das Wetter mild, beenden dieJungvögel ihren Zug und bleiben inFrankreich bzw. England. Wird derWinter hart, so daß Wattflächen zeit-weise überfrieren, ziehen die meistenJungvögel weiter nach Portugal undSpanien (Tab. 7.1).

Welche Bedeutung hat nun diese er -ste Wahl für die weiteren Überwinte -rungen der jungen Säbelschnäbler?Tab. 7.2 ist zu entnehmen, daß die die-sjährigen Säbelschnäbler in ihremersten Winter eine Entscheidung für ihrgesamtes Leben treffen. Haben sie ein-mal einen Überwinterungsort gewählt,kehren sie mit hoher Wahrschein-lichkeit immer wieder dorthin zurück.Die adulten Frankreich-Überwintererbleiben in Frankreich, auch wenn dasWetter schlecht ist. Umgekehrt ziehen

die Portugal-Überwinterer direkt nachPortugal ohne auszuprobieren, ob nichtauch eine Überwinterung in Frankreichmöglich wäre. Die Winterortstreue derJungvögel unterscheidet sich nicht vonderjenigen der Altvögel. Die gegenwär-tig zu beobachtende Verteilung der Sä-

belschnäbler überdie Winterquartiereist damit maßgeb-lich von den erstenWintererfahrungender Jungvögel unddamit vom Wetter inFrankreich beein-flußt.

Zwei weitere Fak-toren üben potenti-ell ebenfalls einenEinfluß auf die Wahldes Winterquartieresaus. Der erste istdas Geschlecht derVögel. Weibchen ha-ben offensichtlicheher die Tendenz,sich für einen Wei-terzug nach Süden

zu entscheiden als Männchen. DasGeschlechterverhältnis der Frankreich-Überwinterer ist signifikant zugunstender Männchen verschoben.

Männchen und Weibchen unterschei-den sich in der Körpergröße; Männ-chen sind etwas größer als Weibchen.Es liegt deshalb die Vermutung nahe,daß es nicht primär das Geschlecht ist,das über die Wahl des Überwinterungs-ortes bestimmt, sondern die Größe.Größere Vögel besitzen ein günstige-

Tab.

7.2

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Winterortstreue bei Säbelschnäblern

(a) (b)

Zahl der Säbelschnäblermit Überwinterung Jungvögel Altvögel

am selben Ort 8 51im selben Land 5 25in einem anderen Land 1 8

Tab. 7.2: Winterortstreue bei Säbelschnäblern. Die Zahlengeben an, wieviele Individuen winterortstreu waren oder denÜberwinterungsort wechselten (a: bezüglich des ersten Über -winterungsortes in ihrem Leben; b: bezüglich des ersten fest -gestellten Überwinterungsortes). Jedes Individuum ist in derTabelle nur einmal vertreten. Der Unterschied zwischen (a)und (b) ist statistisch nicht signifikant (chi 2=0,06).

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res Oberfläche-Volumen-Verhältnis undsind so möglicherweise eher in derLage, die kälteren Winter in Frankreichzu überstehen. Die Größe scheint aberin diesem Sinne keinen Einfluß zuhaben, wie ein Vergleich innerhalb derGeschlechtergruppen zeigt. In Frank-reich und in Portugal überwinterndeWeibchen unterscheiden sich nicht hin-sichtlich der Flügellänge, der Schna-bellänge, der Fußlänge und des Ge-wichtes voneinander. Für die Männ-chen ist der Unterschied sogar andersals erwartet. Die größeren Individuenziehen nach Portugal, die kleinerenbleiben in Frankreich. Geschlecht undKörpergröße scheinen also unter-schiedliche Einfüsse auf die Wahl desWinterquartieres zu haben.

Zusammenfassend ergibt sich folgen-des Bild vom Jung- und Altvogelzug derSäbelschnäbler: Jungvögel beginnenihre Wanderungen offensichtlich mitnur wenig ausgeprägten Vorstellungüber Zugroute und Ziel. Sie rasten dortan nahe dem Brutgebiet gelegenenOrten, solange es die äußeren Bedin-gungen erlauben. Werden die äußerenBedingungen schlecht, z.B. durch kal-tes Wetter, wird der Zug fortgesetzt.Das Winterquartier ist dann der ersteOrt, an dem kein Ausweichen mehrerforderlich ist. Altvögel steuern diesenOrt, auf den sie in ihrem erstenLebenswinter offensichtlich geprägtwurden, direkt an und überwintern dortrelativ unabhängig von den Wetter-bedingungen.

Welche Auswirkungen hat die W ahldes Überwinterungsortes auf die Re -produktion?Vögel, die in Frankreich überwinterthaben, kehrten durchschnittlich fast 10Tage eher ins Brutgebiet zurück als sol-che, die in Frankreich überwinterthaben. Dies galt sowohl für Männchenals auch für Weibchen.

Was bedeutete dies für die W ahl desBrutgebietes?Säbelschnäbler suchen vor demBrutbeginn zumeist eine ganze Reihepotentieller Koloniestandorte auf undhalten sich dort jeweils eine gewisseZeit auf, vermutlich um sich Informa-tionen über die Eignung des Standorteszu verschaffen. Früh ankommendeSäbelschnäbler hatten also länger dieMöglichkeit, sich zu informieren undsiedelten sich auch tatsächlich auf denbesseren Standorten an, wobei derenQualität anhand des Bruterfolges derVorjahre gemessen wurde. Tatsächlichhatten früh ankommende Vögel mitgrößerer Wahrscheinlichkeit Bruterfolgals später ankommende. Bezogen aufdie in Portugal und in Frankreich über-winternden Säbelschnäbler ergibt sichfolgendes Bild: In 52 Fällen konnten inPortugal angetroffene Altvögel in derdarauffolgenden Brutsaison so gut kon-trolliert werden, daß eine Aussage überihren Bruterfolg möglich war. Für 25 inFrankreich überwinternde Säbel-schnäbler war dies der Fall. 40 % derFrankreich-Überwinterer und nur 21 %der Portugal-Überwinter hatten Brut-erfolg. Dieser Unterschied ist nur knappnicht signifikant.

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Bezüglich der Reproduktion deutetesich also ein Einfluß des Winterquar-tieres an. Wie sah es mit der Mortalitätaus? Diese Frage war schwer zubeantworten, da Säbelschnäbler nureine relativ geringe Brutortstreue auf-zuweisen haben und Individuen, dieman nicht mehr sah, nicht tot seinmußten. Rückkehrraten konnten also

erst nach umfangreichen statistischenBehandlungen zur Berechnung vonMortalitätsraten herangezogen werden;Dr. BARBARA GANTER war so freundlich,dies zu tun. Das allerdings noch vorläu-fige Ergebnis zeigte, daß kein signifi-kanter Unterschied in der Mortalitätzwischen Frankreich- und Portugal-Überwinterern zu erkennen war.

Ziel der vom Amt für Land- undWasserwirtschaft Husum in Auftrag ge-gebenen und geförderten Untersu-chungen ist es, die Auswirkungen der1987 abgeschlossenen Eindeichungder Nordstrander Bucht auf dieVogelwelt zu dokumentieren. 1996 wur-

den umfangreiche Brutbestands-aufnahmen und Bruterfolgskontrollendurchgeführt sowie ein Konzept für dieEinrichtung eines ornithologischenMonitoring-Programmes in den neue-ren Kögen an der Westküste Schles-wig-Holsteins entwickelt.

7.1.2 Ornithologisches Gutachten Beltringharder KoogDipl.-Biol. H. A. Bruns, Dr. H. Hötker

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Die Einrichtung eines institutseigenenSektionsraumes ermöglichte 1996 erst-mals die Obduktion der Kadaver vonmarinen Säugern aus der Nord- undOstsee direkt in Büsum. Die gestrande-ten oder durch Beifang verstorbenenTiere wurden zunächst in einerGefriertruhenkette an der Küste zwi-schengelagert und dann in Büsum ineinem zentralen Gefriercontainer biszur Sektion endgelagert.

KleinwaleIm Rahmen des vom BMBF gefördertenKleinwalverbundprojektes (03F0139A)wurden in Zusammenarbeit mit demInstitut für Veterinär-Pathologie derJustus-Liebig-Universität Giessen 57Schweinswale obduziert. Dabei han-delte es sich um einen Foetus, 16 neu-geborene, 18 subadulte und 22 adulteTiere (geschätztes Alter). Die Tierebefanden sich in einem unterschiedli-chen Erhaltungszustand, so daß dievollständige Beurteilung und weiter-führende Untersuchungen nicht beiallen Tieren möglich war.

Bei den Neugeborenen wies derRespirationstrakt am häufigsten Ver-änderungen auf. In vier Fällen wurdenpartielle Atelektasen und bei vier Tiereneine Fruchtwasseraspiration festge-stellt, was auf Störungen beim Ge-burtsvorgang hindeutet. Leberverfettung

wiesen drei Tiere auf. Bei einem Tierfanden sich Unterhautblutungen imKopfbereich und bei einem weiteren eineSchädelfraktur, die durch ein stumpfesTrauma entstanden sein dürften.

Ein Teil der subadulten Schweinswalewies Netzmarken, Unterhautblutungen,ein Lungenödem und eine Stauungs-lunge auf. Zum Teil waren diese Tiereals Beifang von Fischern abgegebenworden, bei dem anderen muß vermu-tet werden, daß es sich um Beifängehandelt. Auch die Subadulten zeigtenzum Teil schon einen massiven Nema-todenbefall des Bronchialbaumes undder Lungengefäße, der zu schwerenbakteriellen Sekundärveränderungenführte. So fand sich bei einem Tier einehochgradige pyogranulomatöse Pneu-monie, Pleuritis und Lymphadenitis derMediastinallymphknoten mit histolo-gisch nachweisbaren druse-artigenBakterienkolonien. Ein anderer Strand-fund wies eine eitrig-nekrotisierendePneumonie und einen Abszeß in derRückenmuskulatur auf. Bei einemschlecht genährten Tier fand sich einAbszeß in der Brusthöhle, der vermut-lich infolge einer Septikämie zu einereitrigen Meningitis führte.

Die adulten Schweinswale zeigteneinen gering- bis hochgradigen Wurm-befall der Lunge, der häufig mit granu-

7.2 Säugetiere7.2.1 Untersuchungen zu Erkrankungs- und T odesursachen

der marinen SäugerDr. U. Siebert, K. F. Abt, Dr. R. Lick, Techn. Ang. S. Marxen,

Prof. Dr. D. Adelung

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lomatösen oder eitrig-abszedierendenPneumonien verbunden war. Nebender Lunge war der Gehörsinus regel-mäßig parasitiert, ohne daß jedochVeränderungen am umgebenden Ge-webe, dem Os tympanicopetrosumoder am Schädel selbst festgestelltwerden konnten. Seltener zeigtenLeber und der Magen-Darm-TraktParasitenbefall und damit assoziierteVeränderungen. Erstmals wurde einesystemische Mykose diagnostiziert. Einadultes Männchen aus der Ostseezeigte eine ausgeprägte granulomatös-nekrotisierende Entzündung der Niere,Nierenlymphknoten, Lunge, Lungen-lymphknoten und eines Hodens. Einanderes adultes als Beifang verende-tes Männchen aus der Ostsee zeigteAugenveränderungen, die vermutlichauf eine Mißbildung zurückzuführensind. Dieses Tier war wohlgenährt undbereits 10 Jahre alt, so daß es mit die-ser Mißbildung leben konnte. Ein Weib-chen zeigte eine eitrige Endometritisund Vaginitis, ein Männchen eine eitrig-nekrotisierende Entzündung des Penis.Das trächtige Weibchen war vermutlichauf Grund einer Dystokie infolge einerfehlerhaften Lage des Foetus verstor-ben.

Bei den bakteriologischen Untersu-chungen wurden als häufigster Keim β-hämolysierende Streptokokken (11Tiere), gefolgt von Erysipelothrix rhu-siopathiae (fünf Tiere) und Staphylo-coccus aureus (zwei Tiere) festgestellt.Bei jeweils einem Tier wurden Sta-phylococcus intermedius, Klebsiellapneumoniae, Vibrio auguillarium, Bac-teroides fragilis und Nocardia sp. dia-

gnostiziert. In 25 von 76 Seren von bis-her im Rahmen des Kleinwalprojektesuntersuchten

Kleinwalen konnten Antikörper gegenMorbilliviren nachgewiesen werden.Immunhistologische Untersuchungenzum Nachweis von Morbillivirusantigenin den Organen verliefen mit negativemErgebnis. Die Bedeutung des Anti-körpernachweises ist somit noch unklar.

Als Vergleichsmaterial aus weniger bela-steten Gewässern konnten 1996 erst-mals Schweinswale aus Gewässern umGrönland untersucht werden. Im All-gemeinen waren diese Tiere gesünder,zeigten geringgradigeren Parasiten-befall, insbesondere der Lunge, undgeringgradigere, damit assoziierte ent-zündliche Veränderungen. Serologischkonnten keine Antikörper gegenMorbillivirus nachgewiesen werden.

RobbenDie Robben, die 1996 gefunden wur-den, konnten bisher nur zum Teil unter-sucht werden, da wegen Umbauten inder Sondermülldeponie die Entsorgungnicht mehr gesichert werden konnte.Dr. MICHAEL STEDE vom StaatlichenVeterinäruntersuchungsamt Cuxhavenuntersuchte 44 neugeborene See-hunde und einen 10 Monate altenSeehundrüden von der NordseeküsteSchleswig-Holsteins. Ein Teil dieserTiere war schon derartig verwest, daßkeine Messungen und keine Beur-teilung mehr möglich waren. Die häu-figsten Befunde waren Lungenödem,Stauungslunge, Hepatopathien, Ikte-rus, Gastroenteritis und Verdacht auf

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Septikämie. Ein Tier zeigte eine ulzerie-rende Hornhautentzündung beiderAugen und bei einem anderen wurdeeine Atresia ani festgestellt.

Die serologischen Untersuchungen aufMorbillivirus-Antikörper wurden inZusammenarbeit mit dem Institut fürVeterinär-Pathologie der Justus-Liebig-Universität Gießen durchgeführt. Beidrei der 37 untersuchten Seehundekonnten Antikörper nachgewiesen wer-den. Eine Beurteilung dieser Ergeb-nisse wird erst nach Abschluß derUntersuchung aller Seehunde vorge-nommen.

Im Oktober 1996 wurden Seehunde zurÜberprüfung des Gesundheitsstatusder freilebenden Population auf derLorenzenplate gefangen. Leider wurdedie Fangaktion durch schlechtes Wetterbehindert, so daß weniger Tiere alsgewöhnlich auf der Sandbank lagen.Insgesamt konnten sechs Tiere beprobtwerden. Sie waren alle wohlgenährtund zeigten keine Anzeichen äußereroder innerer Erkrankungen. DieErgebnisse der Blutuntersuchungenbestätigten diesen Eindruck. Da dieAnzahl der beprobten Tiere sehr geringwar und von diesjährigen dominiertwurde, läßt dies jedoch keinenRückschluß auf die Gesamtpopulationzurück.

Der Schweinswal, der auf der gesam-ten Nordhalbkugel verbreitet ist, ist derhäufigste Kleinwal in deutschen Ge-wässern. Er steht auf der roten Liste fürbedrohte Tierarten in der Nord- undOstsee. Für die Gefährdung spielt dieFischerei eine große Rolle. Alleine inder dänischen Grundstellnetzfischereiauf Kabeljau und Butt verenden jährlichüber 4.400 Schweinswale als Beifangin den Netzen. Andere Fischerei-techniken wurden bisher nicht unter-sucht, so daß anzunehmen ist, daß derjährliche Beifang von Schweinswalen inder Nordsee noch wesentlich höherausfällt.

Um die vorhandenen Bestände zusichern, ist es notwendig, die Tiere zuüberwachen, ihre Populationsdynamikund Gefahrenpotentiale kennenzuler-nen. Ein solches Kleinwalmonitoring istin dem „Abkommen zur Erhaltung derKleinwale in der Nord- und Ostsee“ vor-gesehen. Dieses Abkommen hat derDeutsche Bundestag am 21. Juli 1993als Gesetz verabschiedet, es wurde am26. März 1994 international rechtsgültig.In einem vom FTZ koordiniertenVerbundprojekt werden die Grundlagefür das geforderte Monitoring geschaf-fen und Untersuchungen zur Popula-tionsdynamik und Biologie der Klein-wale vorgenommen sowie Erkran-kungs- und Todesursachen aufgedeckt.

7.2.2 Untersuchungen zur Populationsdynamik, Nahrungsökologie undParasitologie von Kleinwalen in deutschen Gewässern

Dr. R. P. Sonntag, Dr. R. Lick, Techn. Ang. S. Peters, Dr. U. Siebert, Prof. Dr. D. Adelung

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Herkunft und Konzentration von organi-schen Schadstoffen in verschiedenenGeweben werden ermittelt und ihr mög-licher Effekt auf die Gesundheit vonWalen abgeschätzt. Genetische Unter-suchungen sollen die Verwandtschafts-verhältnisse der Schweinswalpopu-lationen in deutschen Gewässernklären. Neben der Koordination führtdas FTZ eigene Untersuchungen zurPopulationsdynamik und Biologie derKleinwale durch, die im folgendenbeschrieben werden.

Alle an den Küsten von Schleswig-Holstein tot aufgefundenen Kleinwaleund alle Beifänge von Fischern ausSchleswig-Holstein wurden in einemNetz von 17 Tiefkühltruhen zwischen-gelagert, bevor sie in Büsum seziertwurden. Im Jahre 1996 wurden 91Wale (89 Schweinswale und 2 Zwerg-wale) vermessen und untersucht. DieSektionen wurden in Zusammenarbeitmit Herrn WÜNSCHMANN vom Institut fürVeterinär-Pathologie der UniversitätGießen durchgeführt. Die Anzahl derTotfunde und Beifänge von Kleinwalen

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Totfunde und Beifänge von W alen

Summe 65 112 84 125 114 92 91 683

Tab. 7.3: Totfunde und Beifänge von W alen an der Küste Schleswig-Holsteins 1990bis 27.11.1996.

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an den deutschen Küsten entsprachetwa dem letzten Jahr (Tab. 7.3 ). Eswurden vollständige Sektionen durch-geführt und Gewebeproben für geneti-sche Untersuchungen und für Schad-stoffuntersuchungen genommen.

Im Rahmen der Bestandserfassungenwurden im Juni/Juli Befliegungen inden deutschen Gewässern der Nord-und Ostsee durchgeführt. Der Bestandim Untersuchungsgebiet der Nordsee(Abb. 7.2) betrug 6.911 Schweinswale,was einer Dichte von 0,911 Tieren/km2

entspricht. Das 95% Konfidenzintervallfür dieses Gebiet lag zwischen 3.966und 11.942. 81,4% der Tiere befandensich vor den Inseln Amrum und Sylt.

Neben diesen Flügen wurden die Origi-naldaten des SCANS-Nordsee-Surveysvon 1994, an dem das FTZ beteiligtwar, im Hinblick auf gesichteteSchweinswalkälber einer erneutenAnalyse unterzogen. Dabei stellte sichheraus, daß der durchschnittlicheKälberanteil in der Nordsee nur 5,6 %beträgt. Im Gegensatz dazu zeigen diebisher gesammelten Daten der deut-schen Nordseegewässer, daß vor derInsel 15,8 % der Schweinswale Kälbersind. Dieser signifikante Unterschiedzeigt, daß die Gewässer vor Sylt einewichtige Rolle als Abkalbegebiet fürSchweinswale spielen.

In den untersuchten Gebieten derOstsee war die Bestandsdichte mit 0,2Tier/km2 deutlich niedriger als in derNordsee. In den Gewässern der Kielerund Mecklenburger Bucht (Abb. 7.3)befanden sich etwa 1.568 Schweins-

wale (Konfidenzintervall: 470-3.500). Indem weiter östlich gelegenen Bereichum die Insel Rügen wurden imGegensatz zu letztem Jahr keine Tieregesichtet.

Die ermittelten Bestände unterschei-den sich nicht signifikant von denUntersuchungen des letzten Jahres. Eskann daher beim derzeitigen Stand derForschung keine Aussage darübergemacht werden, ob die Beständezurückgehen. Um dies festzustellenmüßte ein Bestandsmonitoring übermehrere Jahre durchgeführt werden.

Im Gegensatz zu den Herbstzählungendes Jahres 1995 wurde ein größererTeil der Tiere in der Kieler Buchtgesichtet. Damit entsprechen die Er-gebnisse der diesjährigen Befliegungden Ergebnissen von SCANS bzw. von1992 und 1993 durchgeführten Beflie-gungen. 1996 wurde ein 121 cm langerSchweinswal in einer Bucht nördlichder dänischen Insel Fünen mit einemTauchlogger versehen. Dieses Gerät,das 10,2 h am Tier blieb, zeichnete 351Tauchgänge auf. Die durchschnittlicheTauchtiefe bzw Tauchdauer betrugen10,5 m und 1,1 min. Die größte erreich-te Tiefe lag bei 22 m. Der längsteTauchgang dauerte 2,4 min. Das Tierverbrachte 34 % der Zeit in den oberen2 m der Wassersäule. Dies ist derZeitrahmen bei dem Tiere aus der Luftgesehen werden können.

Für Nahrungsanalysen konnten im Jahr1996 die Verdauungstrakte von 45Schweinswalen aus den Küstengewäs-sern Schleswig-Holsteins und Meck-

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7lenburg-Vorpommerns anhand vonFischotolithen untersucht werden.Zusätzlich zu den sonst durchgeführtenAnalysen wurden, wie im Jahr zuvor,Untersuchungen der Fischknochen

durchgeführt. In 18 der 45 untersuchtenSchweinswalmägen wurden Nahrungs-reste gefunden (40 %) und analysiert.Das Nahrungsspektrum setzt sich aus9 Fischarten zusammen. In der Nord-

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Gesichtete Schweinswale, 1996,schleswig-holst. Nordseeküste

SchweinswalsichtungSchweinswalkalb


Abb. 7.2: Gewäs -ser vor der schles -wig-holsteinischenNordseeküste mitden 1996 gefloge -nen Transekten undden gesichtetenSchweinswalen .

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see fanden sich 7, in der Ostsee 5Fischarten in den Mägen der Wale. Eszeigten sich, wie auch bei früherenUntersuchungen, deutliche Unter-schiede in den Nahrungsgewohnheitenzwischen Schweinswalen der Nordseeund der Ostsee. So wurden Plattfischeund Sandaal nur in der Nordsee,Hering und Sprotte hingegen nur in derOstsee gefressen.

Zusätzlich durchgeführte Analysen derFischknochen aus den Mägen der Walezeigten, daß bestimmte Fischarten, wie

z.B. Hering, Leierfisch und Makreledurch ausschließliche Untersuchungvon Fischotolithen entweder unter-schätzt oder gar nicht erfaßt werden.

In der Nordsee ernährten sich dieSchweinswale bezogen auf die Fisch-individuenzahl hauptsächlich von Sand-aal (83 %), gefolgt von Kliesche (7 %)und Seezunge (6 %). In der Ostsee do-minierten Kabeljau (57 %) und Grundel(34 %). Bezogen auf das Fischgewichternährten sich Schweinswale in derNordsee hauptsächlich von Sandaal

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Gesichtete Schweinswale, 1996,Kieler- und Mecklenburger Bucht


Abb. 7.3: Gewässer der Kieler- und der Mecklenburger Bucht mit den 1996 gefloge -nen Transekten und den gesichteten Schweinswalen.

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(44 %) und Seezunge (39 %). In derOstsee nahm der Kabeljau mit 99 % denHauptanteil am Nahrungsgewicht ein.

Die Parasitenfauna von 45 im Jahr1996 untersuchten Tieren zeigte ge-genüber dem Vorjahr keine gravieren-den Veränderungen. Besonders häufigmit Nematoden und Trematoden befal-len waren wiederum die Organe Lunge,Leber und Gehörsinus. Andere Organe

wie Magen-Darm-Trakt, Herz undPankreas waren weniger häufig befal-len. Alle neugeborenen Schweinswalewaren parasitenfrei. Die gefundenenParasitenarten waren sowohl in derNord- als auch in der Ostsee nachweis-bar, sie sind also nicht regional be-schränkt.

Im Rahmen des Seehundbestands-monitoring wurden 1996 wiederum fünfFlugzählungen im schleswig-holsteini-schen Wattenmeer durchgeführt. ZweiZählungen im Zeitraum Ende Mai/Anfang Juni fielen, evtl. aufgrundungünstiger Wetterbedingungen, mit1722 bzw. 2415 Tieren unerwartet nied-rig aus. Das höchste Zählergebnis von4548 Tieren wurde, wie zumeist in denletzten Jahren, gegen Ende Juni(26./27.6.) erzielt. Zu dieser Zeit ist mitder maximalen Anzahl identifizierbarerJungtiere zu rechnen, diese belief sich1996 auf 849. Zwei weitere Zählungenin der Haarwechselperiode (am 9. und22.8.) ergaben recht konstant etwa4000 Tiere (3962 bzw. 4001).

Damit setzt sich regional ebenso wie imgesamten Wattenmeer der Wachs-tumstrend der letzten Jahre fort. Einestabile Wachstumsrate, die als typischfür die Population zu betrachten wäre,läßt sich derzeit aber nicht ableiten. Er-kennbar ist hingegen eine Verringerung

der Wachstumsraten von 1990 bis ca.1994 (Abb. 7.4), was aber vermutlichmit den demographischen Auswir-kungen des Robbensterbens 1988 inZusammenhang steht (vgl. HEIDE-JØRGENSEN et al. 1992). Die besondershohen jährlichen Nettozuwächse zwi-schen 1990 und 1993 (16-19%) sindder Literatur zufolge für Seehundpo-pulationen untypisch (HEIDE-JØRGENSEN

& HÄRKÖNEN 1988, OLESIUK et al. 1990)und werden als temporäres Phänomengedeutet. Bei ungestörter Fortent-wicklung in den nächsten Jahren wirderwartet, daß sich mit der demographi-schen Stabilisierung der Populationeine konstante Wachstumsrate ab-zeichnet. Dies war bereits vor 1988 derFall (s. u.). Auf dichteabhängige Fak-toren, die das Wachstum hemmen, gibtes bislang keine Hinweise.

Die Bearbeitung des angeliefertenTotfundmaterials konnte aufgrund per-soneller Probleme nicht abgeschlossenwerden. Das Aufkommen war 1996 mit

7.2.3 Robbenmonitoring, Untersuchungen zur Populationsdynamik derSeehunde im W attenmeer

Dipl.-Biol. K. F. Abt, Dr. U. Siebert, Prof. Dr. D. Adelung

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ca. 200 Exemplaren vergleichsweisehoch (1995: 122). Da abgesehen vonder Bestandsgröße sowohl Witterungs-bedingungen als auch das bergendePersonal hierauf Einfluß nehmen, sindRückschlüsse auf Änderungen in derMortalität i. a. nicht möglich.

Ein neuer Schwerpunkt der Arbeitenlag in der Analyse von Daten aus demlaufenden Monitoring sowie aus zu-rückliegenden Projekten zur Klärungpopulationsdynamischer Fragestellun-

gen. Die Bearbeitungerfolgt durch K. F. ABT.Um die historische Be-standsentwicklung mög-lichst präzise nachvoll-ziehen zu können, wurdezunächst eine Revisionder Flugzählergebnisseaus den Jahren 1974-1987 vorgenommen. Da-durch sollte die Kom-patibilität der heteroge-nen Daten mit den nach1988 erhobenen erreichtwerden.

Nach Verwerfung nach-weislich fehlerhafter oder methodischinkompatibler Daten ergab die Analysefolgende Ergebnisse:— Ein optimaler Bestandsindex besteht

in der maximalen Anzahl ein- undmehrjähriger Tiere eines Jahres.Dieser Index ist unempfindlicher ge-gen methodische Fehler als dieMaximalzahl (Abb. 7.4) und be-schreibt ausschließlich Netto-Bestandsveränderungen, währenddie Maximalzahl nicht zwischenNetto- und Brutto-Wachstum unter-scheidet. Bei Änderungen in derReproduktionsrate führt dies zuFehleinschätzungen.

— Als Bezugsareal eignet sich ambesten das Zählgebiet zwischenDen Helder und Hindenburgdamm.

Abb

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Seehundbestandsentwicklungim Wattenmeer 1974-1996

In(N)

9,4

9,2

9

8,8

8,6

8,4

8,2

8

7,8

1975 1980 1985 1990 1995

Offizielle Maximalzahl (NL, Nds, SH, DK)Höchstzahl ein- und mehrjähriger(NL, Nds, SH)= präreproduktiver Bestandsindex

fehlerhafte Zahl

Abb. 7.4: Seehundsbe -standsentwicklung imWattenmeer 1974-1996(Bestandszahlen loga -rithmiert).

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Regionale Zahlensätze (SH, Nds)zeigen eine höhere Varianz, was aufAustauschbewegungen hindeutet.Von Bedeutung ist in diesem Zu-sammenhang, daß die Reproduktivi-tät in Schleswig-Holstein vor 1988deutlich höher war als in den Gebie-ten weiter westlich, so daß voneinem Netto-Export rekrutierter Tiereauszugehen ist. Daten aus dem dä-nischen Wattenmeer für 1976-87 lie-fern nicht den bevorzugten Be-standsindex und streuen zudemerheblich, weshalb sie in diesem Fallnicht herangezogen werden.

— Nach Einstellung der kommerziellenBejagung Mitte der 70er Jahre sta-gnierte der Seehundbestand zu-nächst bis ca. 1978, worauf einePhase exponentiellen Wachstumsfolgte (Abb. 7.4). Der jährlicheZuwachs betrug 1979-1987 ziemlichgenau 10%, was sowohl der Be-standsindex als auch die Jungtier-zahlen indizieren. Als Ursache fürdas Einsetzen des Wachstumskommt nur eine geringere Jungtier-sterblichkeit in Frage. Diese wurdeMitte der 70er noch auf 60-65 %geschätzt (REIJNDERS 1978, DRE-SCHER 1979). Der zu Beginn derAnstiegsphase (um 1979) zu beob-achtende Abfall der Reproduktivitätwird auf Änderungen in der Alters-struktur zurückgeführt, die sich infol-ge verbesserter Rekrutierung not-wendigerweise ergeben. Das viel-diskutierte Phänomen der sinken-den Geburtenrate ist somit reinarithmetischer Natur.

Die weitere Analyse von Zähl- undTotfunddaten (hier namentlich Alter undGeschlecht) soll eine umfassende,modellhafte Beschreibung der Watten-meer-Seehundpopulation nach Größe,demographischer Struktur und Dyna-mik ermöglichen.

Literatur:DRESCHER, H. E. (1979): Biologie, Ökologie undSchutz der Seehunde im Schleswig-Holstei-nischen Wattenmeer. Beitr. Wildbiol., Meldorf 1:27-34.HEIDE-JØRGENSEN, M.-P., T. HÄRKÖNEN & P. ÅBERG

(1992): Long-term effects of epizootic in HarborSeals in the Kattegat-Skagerrak and adjacentareas. Ambio 21: 511-516.HEIDE-JØRGENSEN, M.-P. & T. J. HÄRKÖNEN (1988):Rebuilding seal stocks in the Kattegat-Skagerrak.Mar. Mamm. Sci. 4: 231-246.OLESIUK, P. F., M. A. BIGG & G. M. ELLIS (1990):Recent trends in the abundance of harbour seals,Phoca vitulina, in British Columbia. Can. J. Fish.Aquat. Sci. 47: 992-1003.REIJNDERS, P. H. J. (1978): Recruitment in the har-bour seal (Phoca vitulina) population in the DutchWadden Sea. Neth. J. Sea Res. 12: 164-179.

FOR

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NG


NTR

UM

W

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Veröffentlichungen

ANONYM (1996): Forschungs- und Technologiezentrum Westküste der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel. Problemorientierte Forschung vor der Haustür.EUROPA, Magazin für Wirtschaft, Politik & Kultur, Nr. 450: 37.

BENKE, H., G. SCHULZE, R. LICK, R. P. SONNTAG & U. SIEBERT (1996): Aspects of dis-tribution and biology of harbour porpoises (Phocoena phocoena) in the GermanNorth and Baltic seas. Proceedings of the tenth annual conference of theEuropean Cetacean Society, Lisboa, Portugal, 11-13 March 1996.

BOT, P. V. M. & F. COLIJN, (1996): A method for estimating primary production fromchlorophyll concentrations with results showing trends in the Irish sea and theDutch coastal zone. ICES J. Mar. Sci. 53: 945-950.

BROCKMANN, U., K.-J. HESSE & U. HENTSCHKE (1996): River discharges of nutrientsinto the German Wadden Sea. Proc. Sc. Symp. 1993 QSR, Kopenhagen, 304.

BROSENS, L., T. JAUNIAUX, U. SIEBERT, H. BENKE & F. COIGNOUL (1996): Observationson the helminths of harbour porpoises (Phocoena phocoena) and common guil-lemots (Uria aalge) from the Belgian and German coasts. Veterinary Record139, 254-257.

BRÜMMER, F., C. GIESE, V. SIEGEL, R. P. SONNTAG & W. XYLANDER (1996): Meeres-biologie - Tauchsport Sonderbrevets - Delius Klasing, Edition Naglschmid, Stutt-gart, 79 S.

COLIJN, F., R. LAANE, H. R. SKJOLDAL & J. ASJES (1996): Ecological QualityObjectives in Perspective. Proceedings Scientific Symposium on the 1993North Sea Quality Status Report, 249-254.

DIETRICH, S. & H. HÖTKER (1996): Organochlorines in Avocet eggs. Wader StudyGroup Bulletin 79: 25.

DYER, K., J. CORNELISSE, M. P. DEARNALEY, M. J. FENNESSY, S. E. JONES, J.KAPPENBERG, I. N. MCCAVE, M. PEJRUP, W. PULS, W. VAN LEUSSEN & K. WOLFSTEIN

(1996): A comparison of in-situ techniques for estuarine floc settling velocitymeasurements.– Neth. J. Sea Res. 36 (1/2): 15-29.

EXO, K. M., P. H. BECKER, B. HÄLTERLEIN, H. HÖTKER, H. SCHEUFLER, A. STIEFEL, M.STOCK, P. SÜDBECK & O. THORUP (1996): Bruterfolgsmonitoring beiKüstenvögeln. Vogelwelt 117: 287-293.

EXO, M., H. HÖTKER & H.-U. RÖSNER (1996): Farbmarkierungen von Wat- und Wasser-vögeln im Bereich der deutschen Nord- und Ostseeküste. Seevögel 17: 27-30.

FOCK, H. & K. RICKLEFS (1996): Die Eider - Entwicklungen seit dem Mittelalter. In:LOZÁN, J. & H. KAUSCH (Hrsg.): Warnsignale aus den Flüssen und Ästuaren, 39-43, Parey, Berlin.

GEORGE, M. R. (1996): Contributions to the use of condition factor: Studies ofSpanish sardine, Sardinops sagax, and southern Pacific jack mackerel,Trachurus picturatus murphyi, of northern coast of Chile. ICES C. M. 1996/H:4.

GEORGE, M. R. (1996): Occurrence of meroplanktonic larvae, copepod nauplii and

FOR

SC

HU

NG


NTR

UM

W

ESTKÜSTE BÜSUM


other mesozooplankton during winter months in the German Wadden Sea. ICESC. M. 1996/L:14.

HARTIG, P. & F. COLIJN (1996): Pulse-Amplitude-Modulation-Fluorescence (PAM) –A tool for fast assessment of primary productivity in the sea? In: BAEYENS J., F.DEHAIRS & L. GOEYENS (ed.): Integrated Marine System Analysis. Vrije Univer-siteit Brussel, pp. 103-121.

HESSE, K.-J., U. TILLMANN, S. NEHRING & U. BROCKMANN (1996): Factors controllingphytoplankton distribution in coastal waters of the German Bight (North Sea).In: ELEFTHERIOU et al. (eds.): Biology and Ecology of Shallow Coastal Waters.Olsen and Olsen, Denmark, pp. 11-22.

HÖTKER, H. (1996): Migration and reproduction in Pied Avocets (Recurvirostra avo-setta). Verhandlungen der Deutschen Zoologischen Gesellschaft 89.1: 122.

HÖTKER, H. (1996): Habitat loss in the Wadden Sea: consequences for waders andwaterfowl of land claim in the Nordstrander Bucht, Germany. Wader StudyGroup Bulletin 79: 48.

HÖTKER, H. (1996): Vom Winde verweht: Der Einfluß des Wetters auf dasVerhalten, das Wachstum und die Überlebensrate junger Säbelschnäbler.Journal für Ornithologie 137: 408-409.

HÖTKER, H., G. KÖLSCH & G. H. VISSER (1996): Der Energieumsatz brütenderSäbelschnäbler. Journal für Ornithologie 137: 203-212.

HÖTKER, H. & A. SEGEBADE (1996): Optimal nest density in colonies of the PiedAvocet Recurvirostra avosetta. Wader Study Group Bulletin 79: 42.

KHAN, H. R., J. U. AHMED & H.-P. BLUME (1996): Effect of gypsum and Zn on upta-ke ratios of Na, K and growth-yield of rice grown on a coastal saline soil. Z.Pflanzenern. Bodenk. 159: 351-356.

KHAN, H. R., U. PFISTERER & H.-P. BLUME (1996): Impact of selected environmentalfactors on the emissions of trace gases. In: DUGGA, T. V. & C. A. BREBBIA (eds.):Environmental Engineering, Education and Training. Comp. Mech. Pub.Southampton, Boston, pp. 261-270.

KHAN, H. R., S. RAHMAN, M. S. HUSSEIN & H.-P. BLUME (1996): Response of rice tobasic slag, lime and leading two saline-acid sulfate soil in two pot experiments.Z. Pflanzenern. Bodenk. 159: 549-555.

KLUG, H. (1996): Tourismus als Belastungsfaktor. - In: LOZÁN, J. L. et al.: Warnsig-nale aus der Ostsee. Wissenschaftliche Fakten: 118-124, Berlin.

KLUG, H. & S. LORRA (1996): Das Georadarverfahren und seine Einsetzbarkeit zurlandschaftsgenetischen Kartierung im Küstengebiet. - Hannoversche Geogra-phische Arbeiten 48: 34-44, Hamburg/Münster.

KOSKE, P. (1996): “In-situ-Meßverfahren in der Ozeanographie”, Bericht des Bun-desamtes für Seeschiffahrt und Hydrographie, 9: 27-28.

KOSKE, P. (1996): Solar-Wasserstoff-Floß / Solar-Hydrogen-Float. In: Technologieaus Norddeutschland. Hannover Messe ´96, S. 43.

LEUSSEN, W. VAN, G. RADACH, W. VAN RAAPHORST, F. COLIJN & R. LAANE (1996): The

FOR

SC

HU

NG


NTR

UM

W

ESTKÜSTE BÜSUM


North-West European Shelf Programme (NOWESP): integrated analysis of shelfprocesses based on existing data sets and models. ICES J. Mar. Sci. 53: 926-932.

LICK, R., U. SIEBERT & R. P. SONNTAG (1996): Parasitological findings in small ceta-ceans of german coastal waters. Proceedings of the tenth annual conference ofthe European Cetacean Society, Lisboa, Portugal 11-13 March 1996.

LOZÁN, J., W. HICKEL, K. REISE, & K. RICKLEFS (1996): Wechselbeziehungen zwi-schen Fluß und Meer. – In: LOZÁN, J. & H. KAUSCH (Hrsg.): Warnsignale aus denFlüssen und Ästuaren, 6-11, Parey, Berlin.

MEIER, D. (1996) a: Besiedlungsgeschichte in den Flußmündungsgebieten amBeispiel der Eider und Elbe. In: LOZÁN, J. L. & H. KAUSCH (Hrsg.), Warnsignaleaus den Flüssen. Wissenschaftliche Fakten (Berlin-Wien 1996), 19-22.

MEIER, D. (1996) b: Zur Besiedlung des Dithmarscher Küstengebietes im 1. bis 4.Jahrhundert n. Chr. Dithmarschen N.F. Heft 4, 1996, 141-158.

MEIER, D. (1996) c: Landschaftsentwicklung und Siedlungsgeschichte Eiderstedts.Die Heimat Heft 7/8, 1996, 141-158.

MEIER, D. (1996) d: Beispiele früher Siedlungslandschaften und deren Umwelt inden Seemarschen des Nordseeküstengebietes. In: STERR, H. & CH. PREU

(Hrsg.), Beiträge zur aktuellen Küstenforschung = Vechtaer Studien zur Ange-wandten Geographie und Regionalwissenschaft, 18 (Vechta 1996): 85-104.

NEHLS, G., H. BRUNCKHORST, H. HÖTKER & G. SCHEIFFARTH (1996): Knausern oderPrassen im Watt? Energiebudgets von Küstenvögeln. Journal für Ornithologie137: 407-408.

PFISTERER, U., L. BEYER & H.-P. BLUME (1996): Distribution pattern, genesis andclassification of soils of an arid dune area in Northern Negev. Zeitschr.Pflanzenern. Bodenk. 159: 419-428.

PFISTERER, U., M. KANIG & H.-P. BLUME (1996): Genesis and dynamics of an OxicDystrochrept and a Typic Haploperox from ultrabasic rock in the tropical rainforest climate of South-East Brazil, Z. Pflanzenern. Bodenk. 159: 41-50.

SCHWARZER, K., K. RICKLEFS, W. SCHUHMACHER, & R. ATZLER (1996): Beobachtun-gen zur Vorstranddynamik und zum Küstenschutz sowie zum Sturmereignisvom 3./4.11.1995 vor dem Streckelsberg/Usedom. – Meyniana, 48: 49-68.

SIEBERT, U., H. BENKE, K. FRESE, F. PIRRO & R. LICK (1996): Postmortem examina-tion of by-catches from German fisheries and of suspected by-catches found onthe coast of Germany. In: KUIKEN, T. (ed.): Diagnosis of by-catch in cetaceans.Proceedings of the Second ECS Workshop on Cetacean Pathology, Montpellier,France, 2 March 1994, ECS Newsletter Nr. 26, 27-30.

SIEBERT, U., H. BENKE, G. SCHULZE & R. P. SONNTAG ( 1996): Über den Zustand derKleinwale. In: LOZÁN, J. L., E. RACHOR, K. REISE, H. V. WESTERNHAGEN & W. LENZ

(Hrsg.). Warnsignale aus der Ostsee – Wissenschaftliche Fakten, pp. 242-248.Blackwell Wissenschafts-Verlag.

SIEBERT, U., R. LICK, R. WEISS, H. FRANK, H. BENKE & K. FRESE (1996): Postmortemfindings in small cetaceans from German waters of the North and Baltic Sea, 1-7.

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In: Proceedings of the European Association of Zoo- and Wildlife Veterinarians(EAZWV), First scientific meeting, 16.-18.5., Rostock.

SIEBERT, U., R. WEISS, R. LICK, R. P. SONNTAG, H. BENKE & K. FRESE (1996): Patho-logy of the skeletal system of cetaceans from German waters of the North andBaltic Seas. Proceedings of the tenth annual conference of the EuropeanCetacean Society, Lisboa, Portugal, 11-13 March 1996.

SONNENSCHMIDT, D. & K. H. VANSELOW (1996): Measurement of water flow velocityby analysis of short temperature steps. Measurement Science and Technology7 (10): 1536-1539.

SONNTAG, R. P., H. BENKE, U. SIEBERT & R. LICK (1996): The coastal waters off theisland of Sylt (FRG) as a breeding area for harbour porpoises (Phocoena pho-coena). Proceedings of the tenth annual conference of the European CetaceanSociety, Lisboa, Portugal, 11-13 March 1996.

SONNTAG, R. P., H. BENKE, U. SIEBERT & R. LICK (1996): Die Küstengewässer vor derdeutschen Nordseeinsel Sylt als Aufzuchtgebiet für Schweinswale. Kurzfassung der70. Jahrestagung der deutschen Gesellschaft für Säugetierkunde in Kiel.

SONNTAG, R. P., U. SIEBERT & H. BENKE (1996): Untersuchungen zum Tauch- und Wander-verhalten von Kleinwalen mit telemetrischen Methoden. Meer und Museum 12, 3-10.

SPIEGEL, F. (1997 a): Wasservolumina der Tidebecken im nordfriesischen Watten-meer. In: Landesamt für den Nationalpark Schleswig-Holsteinisches Watten-meer (Hrsg.). Umweltatlas Wattenmeer, Husum.

SPIEGEL, F. (1997 b): Die Tidebecken des schleswig-holsteinischen Wattenmeeres:Morphologische Strukturen und Anpassungsbedarf bei weiter steigendemMeeresspiegel. Berichte des Forschungs- und Technologiezentrums der Uni-versität Kiel, Band 14, Büsum, 272 S.

TISCHLER, T. (1996): (Col. Curculionidae) — Über die Farbvariationen von Prot-apion fulvipes (FOURCROY) (= Apion flavipes (PAYKULL)). – BOMBUS, Faun. Mitt.aus Nordwestdeutschl., 3: 79-80.

VANSELOW, K. H. (1996): Algen als Biosensoren. Technologie Dialog 24 - Magazinder Technologiestiftung Schleswig-Holstein, S. 20.

VANSELOW, K. & HINTZE, R. (1996): The 1Hz-fluorometer: it measures the photo-synthetic production of chlorophyll in relation to total chlorophyll of algae.Programme and Abstracts of the International Symposium “New Challenges forNorth Sea Research” from 21.-23.10.1996, Hamburg, p. 111.

WOLFSTEIN, K. (1996): Fractionation and measurements of settling velocities ofsuspended matter using an Owen tube. – Neth. J. Sea Res. 36 (1/2): 147-152.

ZHANG, H. Q. & R. HORN (1996): Einfluß der Beweidung auf die physikalischen Eigen-schaften einer Salzmarsch im Deichvorland. 1. Die gesättigte Wasserleitfähigkeitauf das Bodengefüge. Z. Kulturtechnik und Landesentwicklung, 37: 24-31.

ZHANG, H. Q. & R. HORN (1996): Einfluß der Beweidung auf die physikalischenEigenschaften einer Salzmarsch im Deichvorland. 2. Bodenfestigkeit. Z.Kulturtechnik und Landesentwicklung, 37: 214-220.

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Berichte

BARTELS, L. (1996): Sonographische und sedimentologische Untersuchungen vonGezeitenrinnen des südlichen Sylt-Römö-Tidebeckens. Diplomarbeit Univ. Kiel,52 S. + Anhang.

DECKER, S. (1996): Charakterisierung des Apsorptionsvermögens von ausgewähl-ten Phytoplanktonarten als Grundlage für die Bestimmung der Primär-produktion mit dem bio-optischen Ansatz. Diplomarbeit, Universität Konstanz,108 S.

DÜMCKE, B. (1996): Untersuchungen zur Stromdichteverteilung an Meerwasser-elektroden. Diplomarbeit, Universität Kiel, 71 S.

FOCK, H. O. (1996): Lebensgemeinschaften im Eu-, Supra- und Epilitoral desschleswig-holsteinischen Wattenmeeres und der Eider und der Elbe und dieanalytische Modellierung der Struktur und Dynamik der Lebensgemeinschaftenund der Regulation durch biotische Parameter und Umweltparameter. Berichte,Forsch.- u. Technologiezentrum Westküste d. Univ. Kiel, Nr. 13, 226 S. +Anhang

FRESE, K., U. SIEBERT & R. WEISS (1996): Untersuchungen über Erkrankungs- undTodesursachen bei Kleinwalen. 2. Zwischenbericht des BMBF-Projekt03F0139A Untersuchungen and Kleinwalen als Grundlage eines Monitoring.

GROTH, J.-U. (1996): Eine Analyse des Landschaftsraumes Nördliche See-niederung auf Fehmarn als Grundlage für ein GIS-gestütztes integriertesKüstenzonenmanagement, Diplomarbeit.

HAMANN, M. & H. KLUG (1996): Bewertungsgutachten für die potentiellen Überflu-tungsgebiete an den Küsten Schleswig-Holsteins. Zwischenbericht.

HESSE, K.-J. (1996): Ansatz einer pelagischen Definition des Wattenmeeres. Ber.5. Wiss. Symp. „Wege zum Verständnis von Küstenökosystemen“. Ökosystem-forschung Wattenmeer, Oldenburg.

HESSE, K.-J. (1996): TRANSWATT – Ein LOICZ-relevantes Verbundprojekt imWattenmeer. Ber. 2. Deutscher LOICZ-Workshop, 16.-18.11.1995, IOW Warne-münde, 18-20.

HESSE, K.-J., M. R. GEORGE, K. POREMBA & U. TILLMANN (1996): Bestandsaufnahme– Stoffumsätze – Transformationprozesse des Planktons im Wattenmeer (TP1).In: TRANSWATT – 2. Zwischenbericht, pp. 123-182.

HOEDEL, K. (1996): Kosten-Nutzen-Analyse für Küstenschutzmaßnahmen in derGemeinde Maasholm (Kreis Schleswig-Flensburg), Diplomarbeit.

HÖFT, M. (1996): Sonographische und sedimentologische Untersuchungen vonGezeitenrinnen des westlichen Sylt-Römö-Tidebeckens. Diplomarbeit Univ.Kiel, 64 S. + Anhang.

KINZE, C. C., M. ADDINK, C. SMEENK, M. G. HARTMANN, H. W. RICHARDS, R. P. SONN-TAG & H. BENKE (1996): Status of the white-beaked dolphin (Lagenorhynchusalbirostris) and the white-sided dolphin (Lagenorhynchus acutus) in the North

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and the Baltic Seas. Report SC/48/SM17 presented to the IWC ScientificCommittee, Aberdeen, UK, 5.-17.6.1996.

KOCK, K. H., R. P. SONNTAG & H. BENKE (1996): Scientific Progress Report: FederalRepublic of Germany, presented to the IWC Scientific Committee.

LORENZEN, D. (1996): Die Anwendung eines Geographischen Informationssystemsin der Landschafts- und Konfliktanalyse im Naturschutzgebiet BeltringharderKoog an der schleswig-holsteinischen Westküste, Diplomarbeit.

MARTENS, S. (1996): Sonographische und sedimentologische Untersuchungen vonGezeitenrinnen des nördlichen Sylt-Römö-Tidebeckens. Diplomarbeit Univ.Kiel, 43 S. + Anhang.

MEIER, D. (1996): Norderbusenwurth. Notgrabung auf einer mittelalterlichen Dorf-wurt in Dithmarschen. Grabungsbericht (Büsum 1996).

POREMBA, K., F. COLIJN & K.-J. HESSE (1996): Untersuchungen zu möglichen Ur-sachen coliformer Bakterienvorkommen in der nördlichen Meldorfer Bucht.Büsum, pp. 49.

SONNTAG, R. P., H. BENKE, U. SIEBERT & R. LICK (1996): Investigation of the NorthSea of Schleswig-Holstein (FRG) for breeding grounds of harbour porpoises(Phocoena phocoena). Report SC/48/SM26 presented to the IWC ScientificCommittee, Aberdeen, UK, 5.-17.6.1996.

SPIEGEL, F. & H. KLUG (1996): Modelluntersuchungen zur morphologischenStabilität des schleswig-holsteinischen Wattenmeeres bei einem beschleunig-ten Meeresspiegelanstieg, 2. Zwischenbericht.

STELTER, T. (1996): Untersuchung der Höhenveränderung in Salzwiesen bei unter-schiedlichen Beweidungsintensitäten an der schleswig-holsteinischen West-küste. Eine neue GIS-gestützte Auswertungsmethode, Diplomarbeit.

VANSELOW, K. H., HINTZE R. (1996): 1. Zwischenbericht für die Deutsche Bundes-stiftung Umwelt zum Projekt: “Untersuchungen zu photosynthetischen Reak-tionen in der ETC von Algen auf Schad- und Nährstoffeinflüsse aus derFluoreszenzkinetik in Hinblick auf den Einsatz als Umweltsensor”, 24 S.

VREUGDENHILL, V. (1996): „Wie niet dijken wil, moet wijken“, een historisch-geogra-phisch onderzoek naar de bewonings- en bedijkingsgeschiedenis van de kwel-der van Norderdithmarschen (Sleeswijk-Holstein, Duitsland). Diplomarbeit, VrijeUniversiteit van Amsterdam.

WENZEL, O. (1996): Bestimmung der Primärproduktion ausgewählter Phyto-planktonarten bei statischen und dynamischen Lichtbedingungen: Messung derSauerstoffproduktionsraten mit Hilfe der Clark-Elektrode. Diplomarbeit,Universität Konstanz, 95 S.

WITEZ, P. (1996): Kombination von Landsat TM- und ERS-1-Satellitenbilddaten füreine Landnutzungsklassifikation an Fallbeispielen der schleswig-holsteinischenWestküste, Diplomarbeit.

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Vorträge und Poster

COLIJN, F.: Vortrag Wattenmeersymposium: Küstenökosysteme – ein Überblick überFunktion und Modellierung, Oldenburg, 21.2.1996.

COLIJN, F.: Vortrag. Biological Monitoring Concept. China-Germany Workshop onMarine Environmental Monitoring and Technology, Beijing, 5.7.1996.

COLIJN, F.: Vortrag. Mutual Interference between land and sea. New Challanges forNorth Sea Research, 20 years after FLEX ‘76. Hamburg, 21.10.1996.

DÜRSELEN, C.-D., K. POREMBA, U. TILLMANN & H.-J. RICK: Relation between primary pro-duction and bacterial carbon demand in coastal water of the German Bight. Poster,vorgestellt auf dem Symposium „New Challenges for North Sea Research - 20years after FLEX ‘76“ in Hamburg, 21.-23.10.1996.

EDEN, H.: Weiterentwicklung der Echolotmeßtechnik zur Detektion des NautischenHorizontes – Erste Ergebnisse, 18.12.1996, Vortrag im Institut für Geophysik,Universität Kiel.

GEORGE, M. R.: Tidal variation of mesozooplankton at a fixed station in the northernGerman Wadden Sea. Vortrag auf dem ECSA 26 und ERF 96 Symposium, 16.-20.9.1996 in Middelburg, Niederlande.

GEORGE, M. R.: Contributions to the use of condition factor: Studies of Spanish sardi-ne, Sardinops sagax, and southern Pacific jack mackerel, Trachurus picturatus mur-phyi, of northern coast of Chile. Vortrag vor dem Pelagic Fish Committee währendder 84. ICES Annual Science Conference, 27.9.-4.10.1996 in Reykjavik, Island.

GEORGE, M. R.: Occurrence of meroplanktonic larvae, copepod nauplii and othermesozooplankton during winter months in the German Wadden Sea. Vortrag vordem Biological Oceanography Committee während der 84. ICES Annual ScienceConference, 27.9.-4.10.1996 in Reykjavik, Island.

HAMANN, M.: Möglichkeiten und Probleme der GIS-Anwendung im Küstenmanagementam Beispiel einer Wertermittlung für potentiell sturmflutgefährdete Gebiete. Vortragim Rahmen einer internationalen Fortbildungsveranstaltung der Carl-Duisberg-Gesellschaft zum Thema „Schutz der Küstenmeere“, Forschungs- undTechnologiezentrum Westküste, Büsum, 7.8.1996.

HARTIG, P.: Das PAM-Fluoreszenz Verfahren als Meßgerät für die Photo-syntheseleistung von Phytoplankton, Kolloquium am FTZ Büsum, 21.5.1996.

HARTIG, P.: Fast assessment of primary productivity with the PAM-method, Brügge atEuropean Network for Integrated System Analysis (ENIMSA) Meeting, 29.2.-2.3.1996.

HARTIG, P.: Fluoreszenzmessungen zur Abschätzung der Primärproduktion, Limnolo-gisches Institut Universität Konstanz, 1.7.1996.

HARTIG, P.: PAM-fluorescence with phytoplankton, ICES/IOC Workshop at KristinebergMarine Research Station, 9.-15.9.1996.

HARTIG, P. & F. COLIJN: Can fluorescence characteristics be used to measure primaryproductivity in the sea? 1st European Phycological Congress, Cologne, Germany,

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August 11-18, 1996.HESSE, K.-J.: Ansatz einer pelagischen Definition des Wattenmeeres. Ber. 5. Wiss.

Symp. „Wege zum Verständnis von Küstenökosystemen“. ÖkosystemforschungWattenmeer, Oldenburg.

HESSE, K.-J. & U. TILLMANN: Eutrophication Studies and Phytoplankton Monitoring.Vortrag Workshop Cooperation China / Germany in Marine Science & Technology -Coastal Monitoring, 21.11.1996, Büsum.

HÖTKER, H.: Migration and reproduction in Pied Avocets (Recurvirostra avosetta).Poster auf der Jahrestagung der Dtsch. Zoolog. Ges. in Oldenburg, 27.5.-1.6.1996.

HÖTKER, H.: Reproduktion bei Säbelschnäblern. Vortrag im Kolloquium des Institutesfür Angewandte Zoologie der Univ. Bonn, Juni 1996.

HÖTKER, H.: Manche mögen’s kalt - Wahl des Winterquartiers und deren Konsequen-zen für die Reproduktion nordwest-europäischer Säbelschnäbler. Vortrag auf derJahrestagung der Dtsch. Ornithol.-Ges. in Melk, 17.-20.9.1996.

HÖTKER, H.: Integrated Population Monitoring of Wadden Sea Birds: the example of theAvocet Recurvirostra avosetta. Poster auf dem 9. Internationalen Wissenschaft-lichen Wattenmeer Symposium auf Norderney, 5.-8.11.1996.

HÖTKER, H. & H. A. BRUNS: Entwicklung der Vogelbestände im Beltringharder Koog.Vortrag auf dem 1. Deutschen See- und Küstenvogelkolloquium in Wilhelmshaven,2.-3.11.1996.

HÖTKER, H. & L. GREVE: Sind die Ersten die Besten? – Ankunft, Dominanzverhältnisseund Nistplatzwahl bei Säbelschnäblern. Poster auf der Jahrestagung der Dtsch.Ornithol.-Ges. in Melk, 17.-20.9.1996.

HÖTKER, H., R. JOEST & R. KAMMANN: Frieren oder hungern? - Zum Energiehaushaltjunger Säbelschnäbler. Poster auf der Jahrestagung der Dtsch. Ornithol.-Ges. inMelk, 17.-20.9.1996.

HÖTKER, H. & G. SCHEIFFARTH: Weights, Temperature and Respiratory Coefficient inAvocets (Recurvirostra avosetta). Vortrag auf der Jahrestagung der Wader StudyGroup in Kastelee, Belgien, 8.-11.11.1996.

JOEST, R. & H. HÖTKER: Der Einfluß des Wetters auf den Energiehaushalt jungerSäbelschnäbler (Recurvirostra avosetta). Vortrag auf dem 1. Deutschen See- undKüstenvogelkolloquium in Wilhelmshaven, 2.-3.11.1996.

KANNEN, A.: Einführung in die GIS-Anwendungen am Forschungs- und Techno-logiezentrum Westküste, Vortrag im Rahmen einer internationalen Fort-bildungsveranstaltung der Carl-Duisberg-Gesellschaft zum Thema „Schutz derKüstenmeere“, Forschungs- und Technologiezentrum Westküste, Büsum, 7.8.1996.

KANNEN, A.: Einsatz von GIS am Forschungs- und Technologiezentrum Wesküste,Vortrag auf der Tagung „Satellitenbilder und Flächendatenbanken Schleswig-Holsteins zur Verwendung für Umweltschutz und Umweltbildung“ im Rahmen derAkademie für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holsteins, Kiel,14.11.1996

KANNEN, A.: GIS applications for Coastal Zone Monitoring, Vortrag im Rahmen

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eines Besuches chinesischer Wissenschaftler am Forschungs- und Technolo-giezentrum Westküste, 22.11.1996

KHAN, H. & U. PFISTERER: Nitrous oxide, nitrate and ammonium dynamics as influ-enced by selected environmental factors. ISCO ‘96, Bonn, 27.8.1996.

KHAN, H. & U. PFISTERER: Impact of selected environmental factors on the emissi-ons of trace gases. Environmental Engineering, Education and Training, South-hampton, 17.10.1996.

KLUG, H.: Naturraumbewahrung und Fremdenverkehrsentwicklung - Nutzungs-konflikte an der Nordseeküste Schleswig-Holsteins. - Vortrag in der Univer-sitätsgesellschaft, Meldorf, 22.11.1996.

KOSKE, P.: “Aspects of contributions for a joint Ferry-Box Project”, GOOS-Work-shop, 3.4.1996, Southampton, UK.

KOSKE, P.: “In-situ-Meßverfahren in der Ozeanographie”, Workshop: Global OceanObserving System (GOOS) – Anforderungen an ein wissenschaftliches Konzeptfür den deutschen Beitrag, 23.-24.4.1996, Rostock.

KOSKE, P.: “Einsatz von Folienzeltanlagen für die solare Meerwassentsalzung”,Innovationsmarkt SteP, '96/Hannover-Messe, 27.4.1996, Hannover.

KOSKE, P.: “Bedarf für neue Meßsysteme-Technologie”, Global Ocean ObservingSystem (GOOS), 1. Technologie Workshop, Gesellschaft für Maritime Technik –GMT, 7.11.1996, Hamburg.

KOSKE, P.: “New Development for in-situ Measurement Techniques”, Chinese-Ger-man Seminar on Marine and Environmental Monitoring and Technology, 5.-6.7.1996, Bejing, China.

KOSKE, P.: “EuroGOOS - Ferry-Box Project - The potential use of European Ferriesfor Operational Oceanographic Observations”, China Coastal Monitoring -Workshop on Joint Chinese-German Activities in Marine and Coastal Monitoringand Management, 6.11.1996, FTZ Westküste, Büsum.

KOSKE, P.: “The Unterwater Neutrino Telescope NESTOR – Environmental andtechnological aspects”, Greek-German Workshop “Environmental Researchand Technology”, 28.9.1996, Lesbos Island, Greece.

LICK, R.: Parasitological findings in small cetaceans of german coastal waters.Vortrag am 13.3.1996 bei der Tagung der ECS in Lissabon.

MEIER, D.: Notgrabungen auf der Dorfwarft Norderbusenwurth, Dithmarschen. Vor-trag Kolloquium Institut für Ur- und Frühgeschichte Kiel, 14.11.1996.

MEIER, D.: Eiderstedt. Von der Naturlandschaft zur Kulturlandschaft. Kongress Kul-turlandschaft Nordseemarschen. Vortrag Husum, 1.-2.3.1996.

MEIER, D.: Küstenarchäologische Untersuchungen in Eiderstedt und Dithmar-schen. Stadtgeschichte Tönning - Museum im Packhaus. Vortrag, 1.5.1996.

MEIER, D.: Untersuchungen des Forschungs- und Technologiezentrums West-küste. Vortrag Büsum, 25.4.1996.

NIKOV, K. & U. TILLMANN: The influence of phytoplankton prey and temperature onthe growth of the heterotrophic dinoflagellate Oblea rotunda. Poster, vorgestellt

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auf dem 1. Internationalen Phycologen-Kongress in Köln, 11.-17.8.1996.PFISTERER, U.: Spurengase in Böden des Vordeichbereiches. Workshop

Spurengase, Geesthacht, 13.11.1996.POREMBA, K.: Zur Verkeimung der deutschen Küstengewässer. - Vortrag vor dem

Nationalparkkuratorium von Nordfriesland, 25.9.1996 in Husum.POREMBA, K.: Zur Bedeutung der Büsumer Kläranlage auf die Badestelle Büsumer

Deichhausen unter seuchenhygienischen Aspekten. - Vortrag vor Gemeinde-vertretern des Umlandes, 18.3.1996 in Büsum.

POREMBA, K.: On the importance of heterotrophic planktonic microorganisms in dif-ferent seasons and regions of the North Sea. Vortrag auf dem InternationalSymposium „New Challenges for North Sea Research – 20 years after FLEX‘76“, 21.-23.10.1996 in Hamburg.

POREMBA, K.: Mikrobiologische Untersuchungen an der Terminstation Büsum-Mole. - Vortrag auf der KUSTOS/TRANSWATT - Klausurtagung, 23.-24.5. 1996,Hamburg.

POREMBA, K., U. TILLMANN & K.-J. HESSE: Tidal impact on planktonic primary andbacterial production in the German Wadden Sea. Vortrag auf dem ESCA 26 andERF 96 Symposium, 16.-20.9.1996 in Middelburg, Niederlande.

SIEBERT, U. & K. FRESE: Thymuszysten bei Schweinswalen (Phocoena phocoena).39. Tagung der Fachgruppe: ”Allgemeine Pathologie und Pathologische Ana-tomie” in der Deutschen Veterinärmedizinischen Gesellschaft. 27.-28.5.1996,Dresden.

SIEBERT, U., R. LICK, R. WEISS, H. FRANK, H. BENKE & K. FRESE: Postmortem fin-dings in small cetaceans from German waters of the North and Baltic Sea. Firstscientific meeting of the European Association of Zoo- and WildlifeVeterinarians (EAZWV), 16.-18.5.1996, Rostock.

SIEBERT, U., M. SWENSHON, CH. LÄMMLER, R. WEISS & K. FRESE: Streptococci-infec-tion in harbour porpoises (Phocoena phocoena) from German waters of theNorth and Baltic Seas. 24. Meeting of the European Association of AquaticMammals, 16.-18.3.1996, Albufeira, Portugal.

SIEBERT, U., R. WEISS, R. LICK, R. P. SONNTAG, H. BENKE & K. FRESE: Pathology ofthe locomotorsystem of cetaceans from German waters of the North and BalticSeas. 10. Konferenz der European Cetacean Society, 11.-13.3.1996, Lissabon,Portugal.

SIEBERT, U., R. WEISS, R. LICK, R. P. SONNTAG, H. BENKE & K. FRESE: Pathology ofthe respiratory tract of porpoises (Phocoena phocoena) from German waters ofthe North and Baltic Seas. 3. Pathology-Workshop of the European CetaceanSociety on „Lung pathology“, 14.3.1996, Lissabon, Portugal.

SONNENSCHMIDT, D.: Construction of a temperature-step method for synchronouscollection of hydrodynamic and sedimentological parameters in the WaddenSea. Oral presentation on the Follow-up Workshop on Co-Operation in MarineScience and Technology between Germany and China. 21.11.1996 in Büsum.

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SONNENSCHMIDT, D.: Das gepulste Temperatur-Sprung-Verfahren zur Messung vonStrömung und Sedimentpegel. 29.1.1996 in Büsum.

SONNTAG, R. P.: The coastal waters off the island of Sylt (FRG) as a breeding areafor harbour porpoises (Phocoena phocoena). Vortrag am 13.3.96 bei derTagung der ECS in Lissabon, Portugal.

SONNTAG, R. P.: Kleinwale in deutschen Küstengewässern. Vortrag am 26.6.1996im Löwentormuseum in Stuttgart.

SONNTAG, R. P.: Die Küstengewässer vor der deutschen Nordseeinsel Sylt alsAufzuchtgebiet für Schweinswale. Vortrag am 23.9.1996 bei der 70. Jahres-tagung der deutschen Gesellschaft f. Säugetierkunde in Kiel.

SPIEGEL, F.: GIS as management tool for coastal engineering and planning - exam-ples from Schleswig-Holstein, Germany, Kolloquiumsvortrag im InstitutoOceanografico de Venezuela de la Universidad de Oriente, Cumana,Venezuela, 8.3.1996.

SPIEGEL, F.: Applications of GIS in coastal management: 3D-surface modelling ofthe Schleswig-Holstein Wadden Sea as interdisciplinary tool for local authoritiesand scientists, Vortrag im Rahmen einer internationalen Fortbildungs-veranstaltung der Carl-Duisberg-Gesellschaft zum Thema „Schutz derKüstenmeere“, FTZ Büsum, 7.8.1996.

SPIEGEL, F.: Morphologische Reaktionen der Tidebecken in Schleswig-Holstein aufgeänderte Tideverhältnisse, Projektpräsentation des BMBF-Vorhabens, Work-shop des Kuratoriums für Forschung im Küsteningenieurwesen, Husum,29.10.1996.

TILLMANN, U.: Primärproduktionsbiologische Untersuchungen bei TRANSWATT.Vortrag auf der KUSTOS/TRANSWATT - Klausurtagung, 23.-24.5.1996,Hamburg.

TILLMANN, U.: Seasonal cycle of photosynthetic P/I parameters at the permanentstation Büsum-Mole. - Poster, vorgestellt auf dem 1. InternationalenPhycologen-Kongress in Köln, 11.-17.8.1996.

TILLMANN, U. & K.-J. HESSE: On the importance of protozooplankton in the GermanWadden Sea. - Vortrag auf dem ESCA 26 and ERF 96 Symposium, 16.-20.9.1996 in Middelburg, Niederlande.

VANSELOW, K. H.: Development of sensors for chlorophyll-a detection and biomassproduction. Oral presentation on the Follow-up Workshop on Co-Operation inMarine Science and Technology between Germany and China. 21.11.1996 inBüsum.

VANSELOW, K. H.: Report about investigations in renewable energies and biomoni-toring. Oral presentation for students from the IHE (Delft). 1.4.1996 in Büsum.

VANSELOW, K. H., R. HINTZE, P. HARTIG & F. COLIJN: The 1Hz-fluorometer: a unit tomeasure algal photosynthetic activity in relation to total fluorescent material.Poster on the International Symposium “New Challenges for North SeaResearch” from 21.-23.10.1996 in Hamburg.

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Mitwirkung in Gremien

F. COLIJN

– Mitglied der KLMN (Konferenz leitender Meeresforscher Norddeutschlands)– Mitglied des Kuratoriums des Forschungszentrums Terramare e.V.,

Wilhelmshaven– Scientific Advisory Board of the Graduate School Functional Ecology, Gro-

ningen, Niederlande– Scientific Steering Committee of the EU/MAST Project NOWESP– Mitglied der DWK (Deutsche wissenschaftliche Kommission für Meeres-

forschung)– Chairman ICES Working Group on Phytoplankton Ecology– Mitglied Commissie voor de Milieu-effectrapportage, Niederlande

(Kommission zur Umweltverträglichkeitsprüfung)– Mitglied Editorial Board Journal of Sea Research– Convener ICES International Symposium on Temporal Variability of Plankton

etc. in Kiel, 1997

K.-J. HESSE

– Mitglied im Koordinations-Kollegium 'Klimaänderung und Küste' des BMBF– Stellvertr. Mitglied im Nationalparkkuratorium Dithmarschen– Stellvertr. Vorsitzender der Deutschen Gesellschaft für Meeresforschung

H. HÖTKER

– Herausgabe der Zeitschrift ”Berichte zum Vogelschutz” des Deutschen Ratesfür Vogelschutz

– Mitgliedschaft im Dithmarscher Kuratorium für den Nationalpark Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer

– Vorsitz der Ornithologischen Arbeitsgemeinschaft für Schleswig-Holstein undHamburg e.V.

– International Co-ordinator of the Wader Study Group– Begutachtung des BMBW-Ökosystemforschungsprojektes ELAWAT

R. LICK

– Mitglied im Vorstand und Kassenwart der European Cetacean Society (ECS)

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U. SIEBERT

– Vorstandsmitglied der European Cetacean Society (ECS)– Mitglied des Scientific Committee der International Whaling commission (IWC)– Mitglied der Working Group for Seals and Small Cetaceans (WGSEAL) des

International Council for the Exploration of the Sea (ICES)

R. SONNTAG

– Mitglied des Scientific Committee der International Whaling Commission (IWC)

T. TISCHLER

– Redakteur der Zeitschrift „Bombus“, Faunistische Mitteilungen aus Nordwest-deutschland, Hamburg

– Redakteur der Zeitschrift „Verhandlungen des Vereins für Naturwissenschaft-liche Heimatforschung zu Hamburg e.V.“

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IMPRESSUM

Redaktion: Prof. Dr. F. Colijn, Dr. T. Tischler

Gestaltung: Dipl.-Oz. K. Bittner, Wissenschaftliche Publizistik, Geesthacht

Druck: Westholsteinische Verlagsdruckerei Boyens & Co., Heide

ISSN 0943-3619

Jahresbericht FTZ 1996

© 1997 Forschungs- und Technologiezentrum Westküste, Hafentörn, 25761 Büsum

Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Übersetzung und derVerwendung von Abbildungen, bleiben vorbehalten.

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel · Projekt in Griechenland, im oben er-wähnten...

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