Sauerstoffkrisen in der Nordadria

Eutrophierung - eine Anreicherung der Gewässer mit Nährstoffen - wird weltweit als die Hauptbedrohung für marine Seichtwassergebiete angesehen. Das UNEP Global Environment Outlook Yearbook (UNEP 2004) stellte die daraus hervorgehenden "Todeszonen" in den Ozeanen dabei an die Spitze der Liste aufkommender Umweltprobleme. Die Nordadria bietet ein Fallbeispiel für Eutrophierungseffekte, wie etwa Sauerstoffkrisen und großflächige "Meeresschneeaufkommen", welche die Organismen am Meeresboden bedrohen. Dieses Projekt ist darauf angelegt die Schlüsselsymptome und Auswirkung von Sauerstoffzehrungen auf das Verhalten und die Mortalität von bodenlebenden Organismen zu untersuchen. Die Abteilung Meeresbiologie (Universität Wien) wird ihr jahrzehntelanges Fachwissen in der Unterwasserforschung einsetzen, um ein auf den neuesten Stand der Technik stehendes Unterwassergerät zu entwickeln. Diese Neuentwicklung wird automatisch - unter Verwendung von Sauerstoffsensoren und einer Zeitrafferkamera - die Reaktion der Makroepifauna auf experimentell induzierte und natürlich auftretende Sauerstoffkrisen dokumentieren. Die Lebensgemeinschaften im Golf von Triest werden von Filter- und Suspensionsfressern dominiert, welche Aggregationen (sogenannte ,,multi-species clumps" oder Bioherme) bilden. In dem Projekt werden unterschiedliche Biohermtypen und deren Reaktion auf sinkende Sauerstoffwerte analysiert. Die sich daraus ergebende Verhaltensreaktionen und Mortalitätsabläufen werden uns, in Verbindung mit Informationen über die Gemeinschaftsstruktur, eine bessere Einschätzung über den Status und die Stabilität benthischer Systeme in der Nordadria ermöglichen. Das Projekt schließt eine Kooperation mit der Marinbiologischen Station in Piran, Slowenien, ein und die Resultate werden wichtige Entscheidungshilfen für den Küstenmanagement-Sektor in der oberen Adria liefern.

Unter den vielen Bedrohungen für marine Ökosysteme, stellt Eutrophierung - mit Sauerstoffkrisen als Hauptsymptom - die einzige Form von Verschmutzung dar, die gesamte Küstenökosysteme zerstören kann. Derzeit existieren weltweit über 400 sogenannte Todeszonen, die unter regelmäßig oder sporadisch auftretenden Hypoxien (Sauerstoffarmut) oder Anoxien (kein Sauerstoff) leiden. Die Nordadria ist ebenfalls davon betroffen und das FWF-Projekt knüpft an die Jahrzehnte langen wissenschaftlichen Untersuchungen benthischer (am Meeresboden) Lebensgemeinschaften der Universität Wien an. Da Zeitpunkt und Ausmaß von Anoxien und benthischen Mortalitäten nur schwer vorhersehbar sind, sind diese im Freiland folglich nur unzureichend untersucht. Ziel dieses Projektes war es daher experimentell kleinflächig Anoxien (0,25 m 2 /Experiment) am Meeresboden im Golf v. Triest (Slowenien) zu erzeugen und das Verhalten der benthischen Makrofauna zu dokumentieren. Die zentrale Rolle spielt dabei ein speziell entwickeltes Unterwassergerät (Experimental Anoxia Generating Unit; EAGU). Es handelt sich dabei im Wesentlichen um eine geschlossene Plexiglaskammer, ausgestattet mit Zeitrafferkamera, Batterien, Blitzen sowie Sensoren für Sauerstoff, Schwefelwasserstoff, Temperatur und pH, die in 24 m Tiefe über den Meeresbodenbewohnern eingesetzt wird. Das Projekt verlief erfolgreich und das Konzept ging auf. Die insgesamt 13 Experimente (Dauer zwischen 3-6 Tagen) lieferten über 10 000 Photographien. Zum ersten Mal konnte das gesamte Repertoire an Verhaltensmustern von Schlüsselarten der Adria, von Beginn der Sauerstoffarmut an, dokumentiert werden - darunter auch bisher unbekannte. Ebenso wurde eine Mortalitätsabfolge definiert. Die Reaktionen der benthischen Organismen standen in direktem Kontext zu den sinkenden Sauerstoffwerten. Unter Verwendung von fünf Sauerstoffkategorien ließen sich tolerante (z.B. Gastropoden, Anemonen) von empfindlichen Arten (z.B. Crustaceen) unterscheiden. Auch das Verhalten von infaunalen Arten konnte dokumentiert werden, als sie die Bauten im Sediment verließen. Der einzigartige Aspekt des experimentellen Designs ist dessen Einsatz im natürlichen Lebensraum, der unter anderem auch alle inter- und intraspezifischen Verhaltensreaktionen der vorkommenden Makrofauna erfasst. Ein überraschendes Ergebnis etwa war, dass bei sehr niedrigen Sauerstoffwerten, tolerantere Anemonen, empfindlichere Schlangensterne und Krebse erbeuteten. Die Methode ermöglicht uns, basierend auf der unterschiedlichen Sauerstoff-Empfindlichkeit, einen Verhaltenskatalog zu erstellen sowie die post-anoxische Zusammensetzung der benthischen Lebensgemeinschaft zu interpretieren. Die Ergebnisse können Küstenmanagern und politischen Entscheidungsträgern helfen, den Status von ökologisch und wirtschaftlich wichtigen Küstensystemen besser einzuschätzen - in der Adria als auch weltweit. (Webseite: www.marine-hypoxia.com).