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Bericht: "Umsetzung WRRL: Ems-Dollart-Ästuar – Projektabschlussbericht (2005)"

„Veranlassung des Vorhabens: Zur Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) ist eine ökologische Bewertung der Übergangs- und Küstengewässer vorzunehmen. Aufbauend auf den vorangegangenen Projekten "Studie zur Ermittlung von Hintergrundwerten bzw. der natürlichen Variabilität von chemischen und biologischen Messgrößen im Meeresmonitoring, Teilbereich Nordsee" (HEIBER et al. 2004) und "Charakterisierung der deutschen Nord und Ostsee-Küstengewässer vor dem Hintergrund internationaler Vereinbarungen – Teil Nordsee" (BMBF) (AQUA-MARIN 2003a) arbeitete das vorliegende Projekt zu Bewertungskonzepten für biologische Qualitätskomponenten mit dem Schwerpunkt im Übergangsgewässer des Ems-Dollart-Ästuars. Für die Darstellung und Bewertung des aktuellen ökologischen Zustands sollen Vorschläge zur Einstufung der Qualitätskomponenten nach den Maßgaben der EG-WRRL erarbeitet werden. Im vorgegebenen Zeitrahmen der EG-WRRL sind die Bewertungssysteme bis zum Jahr 2006 vorzulegen. Parallel dazu bzw. anschließend sind Monitoringkonzepte zur Weiterführung und Validierung der Bewertungskonzepte zu erarbeiten, bzw. bestehende Monitoringkonzepte an die Aufgaben der WRRL anzupassen. Das Bearbeitungsgebiet Ems-Dollart-Ästuar (siehe Kap. 2.2) wird über die Grenzgewässerkommission gemeinsam von deutscher und niederländischer Seite verwaltet. Daraus ergibt sich eine Bearbeitung der von der WRRL vorgegebenen Umsetzungsschritte und Berichtspflichten ebenfalls unter bilateraler Abstimmung. Aus dieser Zusammenarbeit liegt bereits der zur Erfüllung der Berichtspflichten gegenüber der EU gemeinsam erarbeitete „Bericht 2005“ – Bestandsaufnahme gemäß Artikel 5 der EGWasserrahmenrichtlinie (2000/60/EG) – Bearbeitungsgebiet Ems-Dollart–Ästuar – vor (GRENZGEWÄSSERKOMMISSION 2005). In den bilateralen Abstimmungsprozess flossen über die AG Wasserqualität als Unterarbeitsgruppe der Ständigen Deutsch-Niederländischen Grenzgewässerkommission, Unterausschuss G (Ems-Dollart) Ergebnisse aus dem vorliegenden Projekt ein.“

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Bericht: "Makrozoobenthos: Variation in Abhängigkeit wechselnder hydrodynamischerr Randbedingungen (1994)"

„Untersuchungen der Wattenfauna haben deutlich Zusammenhänge zwischen Biotopzonierung und abiotischen Standortmerkmalen wie Sedimenten erkennen lassen. Ebenso ist mittlerweile bekannt, dass abiotische Standortmerkmale von Wattgebieten wie Höhenlage und Oberflächensediment hydrodynamisch bestimmt sind. Darüber hinaus hat sich beim Langzeit-Monitoring von Benthos-Populationen an fixen Terminstationen gezeigt, dass singuläre hydrodynamische Einwirkungen – vorübergehend – im Sinne ökologischer Katastrophen wirken können. Von daher war nahe liegend, Zusammenhänge zwischen hydrodynamischen Einwirkungen, insbesondere den energiereichen Seegangs- und Strömungsvorgängen und der Dynamik in den Populationen des Makrozoobenthos zu untersuchen. […] Im Rahmen dieser Arbeit fanden im Freiland über den Zeitraum von über einen Jahr parallel zur Aufnahme des Makrozoobenthos Untersuchungen zur Hydrodynamik statt. Die biologischen sowie die hydrographischen Daten wurden an einem Ort erfasst, um den direkten Bezug der Hydrodynamik zum Makrozoobenthos zu gewährleisten. Mit Hilfe von Regressionsanalysen sollen mögliche Zusammenhänge von verschiedenen Makrozoobenthosarten mit Tidewasserstands- und Seegangsparametern untersucht und durch Korrelationskoeffizienten hinsichtlich der statistischen Qualität quantifiziert werden. Aufnahmen von verschiedenen boden- sowie gewässerkundlichen Begleitparametern dienen hierbei dazu, den Ursprung der analysierten signifikanten Korrelationen zwischen Hydrodynamik und Makrozoobenthos auf direkte oder aber indirekte Wirkungen zurückführen zu können. Hiermit sollen erste Einblicke in direkte Abhängigkeiten des „natürlichen Rauschens“ der Abundanzen des Makrozoobenthos von den örtlichen hydrodynamischen Randbedingungen gegeben werden, die für ökologische Modellierungen von erheblicher Bedeutung sind. […]“

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Bericht: "Salz-Zeigerwerte Gefäßpflanzen Nord- und Ostseeküste (1990)"

In der vorliegenden Arbeit wird die Salz- bzw. Chlorid-Toleranz wichtiger Salzmarsch-Halophyten der deutschen Nord- und Ostseeküste mittels so genannter Zeigerwerte beschrieben. Dabei wird die ELLENBEG´sche 3-stufige Skala auf eine 6-stufige erweitert. Jede „Salzzahl“ gibt dabei eine definierte Chloridgehalts-Spanne, der die Pflanze am Standort ausgesetzt ist, also deren ökologisches Optimum unter Konkurrenzbedingungen an. Die Einteilung erfolgte nach Daten aus der Literatur, die sich sowohl auf das ökologische, aber auch auf das physiologische Verhalten beziehen können und müssen häufig noch durch gezielte Messungen verifiziert werden. Die hier vorgestellten Zeigerwerte sollen es dem Pflanzensoziologen ermöglichen, über das Arteninventar verschiedener Salzmarsch-Pflanzengesellschaften auf eine „mittlere“ Chloridbelastung am Standort zurück zuschließen und diese somit auch ökologisch abzugrenzen. The salt- (chloride-) tolerance of saltmarsh halophytes in northern Germany is distinguished by spezial index-numbers. The 3-step-like scale of ELLENBERG (1979) is extended to a 6-step-like scale. Each so-called “salt-number” refers to clearly defined chloride ranges which the plants grow best under field conditions, their so called ecological optimum. The differentiation is the result of literature-dates on the ecological and physiological behaviour. In many cases there is still a lack of information. The index-numbers here presented enable to recognize the “medium” chloride content of the soil from the species composition of the plant community.

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Bericht: "Umsetzung WRRL: Ems-Dollart-Ästuar – Zwischenbericht (2005-2006)"

„Projektinhalte: Erste Ansätze zur Bewertung des ökologischen Zustands im Übergangsgewässer des Ems-Dollart-Ästuars wurden im 2003 – 2005 als Projekt „Ökologische Bewertungskonzepte am Beispiel des Ems-Dollart-Ästuars“ in deutschniederländischer Zusammenarbeit entwickelt. Ein Produkt der deutsch-niederländischen Kooperation war der „Bericht 2005“ als B-Bericht der EU im Rahmen der Einführung der Wasserrahmenrichtlinie. Wesentliche Grundlagen dazu wurden auf niederländischer und deutscher Seite im Rahmen unterschiedlicher Projekte erarbeitet, die bei den jeweiligen Fachbehörden angesiedelt waren und vor allem zu den Bewertungskonzepten Beiträge geliefert haben. Diese Form der Zusammenarbeit hat sich als sehr konstruktiv erwiesen. Im Zuge der Arbeiten zum „Bericht 2005“ zeigte sich, dass das Übergangsgewässer der Ems – so wie auch die Übergangsgewässer der anderen Flussmündungsgebiete - möglicherweise als „HMWB“ ausgewiesen wird und die Bewertungsansätze somit auf die Erreichung des ökologischen Potentials abgestimmt werden müssen. In Erfüllung des Zeitplans bei der Einführung der Wasserrahmenrichtlinie steht zeitgleich die Entwicklung von Monitoringplänen sowie die Abstimmung dieser Konzeptionen zwischen den Niederlanden und Deutschland („bilaterale Interkalibration“) an. Diese Arbeiten werden in laufenden Vorhaben in bewährter Form auf Projektbasis unter der Steuerung der Arbeitsgruppe Wasserqualität Ems-Dollart als Unterarbeitsgruppe der Ständigen Gewässerkommission Ems-Dollart durchgeführt […]. Dabei wird an die Arbeiten der vergangenen zwei Jahre unmittelbar angeknüpft und darauf aufgebaut. Folgende Inhalte liegen dem oben betitelten, seit 01. August 2005 laufenden Projekt (Bearbeitungszeit bis 15. 09. 06), das auf deutscher Seite beim NLWKN angesiedelt ist, zugrunde: Ziele des Vorhabens: Erneute Erwägung der Begrenzung und des Status: natürlich oder erheblich verändert; Entwicklung des ökologischen Potentials im Ems-Dollart Ästuar sowie eines darauf basierenden Bewertungsschemas, aufbauend auf einem Bewertungssystem für den guten ökologischen Zustand; Entwicklung eines auf die Erfordernisse der EG-WRRL abgestimmten Monitoringkonzeptes Initiierung von Feldarbeiten zur Datenverdichtung im Rahmen des Monitorings; Zusammenarbeit und Absprachen zwischen den inhaltlich parallelen Projekten in Deutschland und in den Niederlanden zur gemeinsamen Formulierung von ökologischem Potential, Bewertungsansätzen und Monitoringstrategien […]“

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Bericht: "Makrozoobenthos: Skalierung Hydrographischer-Makrozoobenthologischer Interaktionen (1992)"

„Untersuchungsgebiet: Gröninger Plate zwischen Spiekeroog und Festland. Die Probenahme des Makrozoobenthos und der Begleitparameter erstreckten sich über den Zeitraum von 12. Mai bis 19. Juni 1992. Zur Bestimmung der Driftfauna wurden die Reusen parallel zur Beprobung des Makrozoobenthos des Wattbodens im Hauptmessfeld über die Überflutungsphase während der Intensivwochen eingesetzt. Da die Reusennetze jeweils morgens und abends um den Eintritt des Tideniedrigwassers ausgewechselt wurden, konnten endogene diurnale Rhythmen der Driftfaunaarten miterfasst werden. Mit Reusenfängen wurde in den drei Intensivbeprobungswochen die Driftfauna der Überflutungsphase für jede Tide erfasst, wobei die Zielsetzung war, zunächst qualitative Aufschlüsse über deren Zusammensetzung zu erhalten. […] Bei den Untersuchungen zur räumlichen Streuung der Abundanzen von Makrozoobenthos wurde ein unterschiedlich zeitlich aufgelöstes Beprobungsmuster des Makrozoobenthos (einmal pro Woche, jede 2. Tide (nur abends, nur morgens), jede Tide) für die Daten der drei Intensivphasen über die Variationskoeffizienten als dimensionslose Streuungsmaße die räumliche Streuung der Abundanzen ausgesuchter dominanter Makrozoobenthosarten (Nepthys hombergii, Pygospio elegans, Urothoe poseidonis, Scolopos armiger) und die Varianz dieser Streuung über die Zeit ermittelt. […] Bei Untersuchungen zur zeitlichen Dynamik der Abundanzen: wurden unterschiedliche zeitlich aufgelöste Beprobungsmuster von Makrozoobenthos durchgeführt: einmal pro Woche, jede 4. Tide, jede 2 Tide und jede Tide. Die Daten der drei Intensivphasen die Variationskoeffizienten der Abundanzen von ausgesuchten Makrozoobenthosarten (Nepthys hombergii, Pygospio elegans, Urothoe poseidonis, Scolopos armiger) wurden über die Zeit ermittelt. Über den Vergleich dieses statistischen Qualitätsmaßstabs kann festgestellt werden, ob die Variation der Abundanzen der untersuchten Arten signifikant von der Beprobungsintensität beeinflusst wird. Bisherige und zukünftige Ergebnisse derartiger Untersuchungen sind nicht nur von grundsätzlichem Interesse, sondern haben erhebliche Bedeutung für die Gestaltung von Monitoring-Programmen, im Ökosystem Wattenmeer und der Bewertung und Einordnung von deren Ergebnissen. Zum einen wird ein vertiefter und differenzierter Einblick in die Bandbreiten des natürlichen Rauschens der Makrozoobenthospopulationen möglich und zum anderen lassen sich hieraus Rückschlüsse auf die naturgegebene Flexibilität des Ökosystems Wattenmeer ableiten.“

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Bericht: "Makrozoobenthos: Ostfriesland (1955)"

"Unter „biologischer Wattkartierung“ wird die kartographische Erfassung der Lebensräume auf den bei Niedrigwasser trockenfallenden Wattenflächen, die von bestimmten Lebensgemeinschaften besiedelt sind, verstanden. [...]. Die in den Jahren 1950-1954 von der Forschungsstelle Norderney des Wasser- und Schifffahrtsamtes Norden (Ostfriesland) durchgeführten biologischen Kartierungen der Watten Ostfrieslands von Juist bis Spiekeroog verfolgten vornehmlich praktische Zielsetzungen im Hinblick auf Planung und Durchführung von wasserbaulichen Maßnahmen zum Schutze und zur Erhaltung der Küste und der vorgelagerten Inseln. Wie in den Arbeitsberichten (KRAUSE 1950, 1951, 1952, 1953, 1954) zum Ausdruck gebracht werden konnte, gelang es mit Hilfe dieser Methode. Auskünfte über erfolgte oder noch erfolgende Bodenumlagerungen in jenen Wattenregionen zu erteilen, die infolge ihrer Höhenlage anderen hydrographischen Methoden, wie z.B. den routinegemäß durchgeführten Peilungen, nicht unerhebliche Schwierigkeiten bereiten konnten. Zum anderen – und dieser Punkt ist m.E. der bedeutend wichtigere! – erwiesen sich die biologischen Wattkartierungen als geeignet für eine ausreichend genaue Kennzeichnung der Wattenböden, die zu irgendeiner Zeit einmal Baugrund werden können. Schließlich ermöglichen die biologischen Wattkartierungen durch die hiermit verbundenen Untersuchungen, eine zwar über die praktischen Ziele hinausgehende, doch mit diesen in Zusammenhang stehende Erweiterung unserer Kenntnisse über faunistische, physiologische und ökologische Fragen zu erlangen. [...] Es konnte nicht der Sinn dieser Niederschrift sein, die besonderen Feststellungen, welche in den erwähnten Arbeitsberichten enthalten sind, einfach zusammenzufassen. Vielmehr sollen die methodischen, biologischen, bodenkundlichen und ingenieurgeologischen Grundlagen der biologischen Wattkartierung, die in den Berichten bestenfalls kurz angedeutet werden konnten, so ausführlich dargestellt werden, dass zu einem späterem Zeitpunkt dem Biologen und dem Wasserbauingenieur ein Ratgeber für die Durchführung und Auswertung dieser Methode an die Hand gegeben ist."

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Bericht: "Makrozoobenthos: Rekrutierungsdynamik in eulitoralen Weichböden: Larvenangebot, Ansiedlung, Dispersion – Nordsee (2003)"

„Innerhalb der Frage, welche Prozesse und Faktoren die Verteilung und Abundanz von marinen Arten bestimmen, hat Rekrutierung einen immer größeren Stellenwert als strukturierender Prozess gewonnen. Rekrutierung selber ist komplex und hängt von einer Vielzahl von Faktoren vor und nach der Larvenansiedlung ab. Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit war die Klärung der Frage, wie die Prozesse Larvenangebot, Larvenansiedlung und sekundäre Dispersion die Rekrutierung des Makrozoobenthos in eulitoralen Weichboden-Gemeinschaften der Nordsee beeinflussen. Der strenge Winter 1995/96 wurde als natürliches Großexperiment genutzt, um den Einfluss dieser Prozesse auf die Wiederbesiedlung und die Ausbildung von zwei unterschiedlichen Gemeinschaftsstrukturen zu dokumentieren. […]“ Recruitment dynamics of North Sea macrozoobenthos in intertidal soft bottoms: larval availability, settlement and dispersal. “One of the most fundamental challenges in ecology is to understand the underlying causes of patterns in distribution and abundance of species. As ecologists have grappeled with this question, the role of recruitment as a structuring process has attracted increasing attention over the last two decades. Much of the recent work has focused on how pre- and post settlement processes involved into recruitment affect the temporal and spatial pattern of invertebrate populations and communities. This thesis investigates how larval supply, larval settlement and secondary dispersal in relation to environmental conditions affected recruitment of macrozoobenthos living in an intertidal sand flat located in the German Wadden Sea (North Sea). The severe winter 1995(96 was used as a natural large-scale experiment to study how these processes contribute to the recovery from such a disturbance and to asses the structural development of two different assemblages. […]”

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Bericht: "Schlacke: Metallanreicherungen und Gewebeveränderungen in Bewuchsorganismen (1997)"

„Strandschnecken weiden den auf Hartböden im Eulitoral entstehenden Aufwuchs, insbesondere pflanzlicher Art, ab. Über den abgeweideten Aufwuchs oder direkter Aufnahme abgeschabter Metallpartikel kann es zu einem Transfer von Schwermetallen in die Schnecken kommen. Miesmuscheln und Balaniden gehören zu aktiven Filtrierern, die gelöste Substanzen oder auch aufgewirbelte Partikel aufnehmen können. Bis zu einem gewissen Grade sorgen Exkretionsmechanismen (Schleim- und Pseudofaecesbildung) für eine Entfernung dieser Stoffe aus dem Körper. Überschreitet aber die Aufnahme die Ausscheidungsfähigkeit, kommt es zur Akkumulation, die ab bestimmten Schwellenwerten zu subletalen Effekten führe kann (Livingstone & Pipe, 1992; Jenner, 1995). […] Wie bereits im Chemikaliengesetz verankert, sind Kenntnisse über die Präsenz von Umweltchemikalien in unterschiedlichen Umweltkompartimenten zur Abschätzung möglicher Gefahren unabdingbar. Die Untersuchung der Bioakkumulation von Stoffen in Organismen soll eine Bewertung der jeweiligen Bioverfügbarkeit im System ermöglichen. Ein hohes Potential zur Bioakkummulation in bestimmten Tieren lässt darüber hinaus Rückschlüsse auf mögliche zukünftige Gefahren für den Fall eines eventuellen Anstiegs des bioverfügbaren Angebots zu. Zum einen könnten sich dann Konzentrationsniveaus im Körper entwickeln, die zu toxischen Effekten führen, wenn entsprechende Entgiftungsmechanismen fehlen oder überbeansprucht werden. Zum anderen könnten diese Stoffe dann auch im Nahrungsnetz weitergegeben werden, besonders dann, wenn Räuber sich auf Tiere mit besonderen Akkumulationsverhalten als Nahrung spezialisiert haben. Insbesondere der Transfer von bodenlebenden Evertebraten zu Vögeln verdient Beachtung, da bei terrestrischen Tieren allgemein die Nahrung als wichtigste Quelle, beispielsweise für Schwermetalle, angesehen wird. Zur Klärung der Frage, ob in der Umgebung der oben genannten Schlacke-Schüttung in Organsimen eine erhöhte Bioverfügbarkeit von Schwermetallen erkennbar ist, wurden Proben von benthischen Evertebraten und Makroalgen aufgesammelt und auf ausgewählte Metalle hin analysiert und bewertet. Parallel dazu wurden histopathologische Untersuchungen zur Aufklärung möglicher Effekte durchgeführt. Die Probenahme erfolgte im November 1997 an drei Standorten: Cuxhaven Leitdamm; Norderney Hafen und Watt und Norddeich Hafen.“

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Bericht: "Makrozoobenthos: Wesermündung – Langzeitveränderungen (2001)"

„In die Wesermündung werden seit 1969 Abwässer aus einer Titandioxidfabrik eingeleitet. Im Rahmen eines Überwachungsprogrammes wurden die langfristigen Veränderungen des eulitoralen Benthos im mesohalinen Abschnitt des Ästuars anhand von Kartierungsdaten der Jahre 1968, 1980 und 1992 untersucht. Mit Hilfe von Clusteranalysen konnten acht Benthos-Assoziationen definiert und beschrieben werden, deren Anzahl sich von 1968 (7) bis 1992 (3) verringerte. Dieser Verlust an Vielfalt von Gemeinschaften dürfte auf einen Verlust an Umweltqualität hindeuten, ohne dass die direkten Ursachen genannt werden könnten. Parallel dazu hatten sich Verbreitungsareale vieler Arten wie auch der gesamten Benthosbiozönose stromaufwärts verlagert, was auf den langfristigen Anstieg der Salinität zurückzuführen ist. Als besonders auffällige Veränderungen sind zu nennen: 1) ein starker Rückgang der Brackwasseralge Vaucheria sp., nachweislich nicht durch Abwässer aus der TiO2-Produktion verursacht, und 2) eine Etablierung des Polychaeten Marenzelleria c.f. wireni seit 1986, der im Laufe der 80er Jahre in viele Ästuare der südlichen Nordsee eingewandert ist.“ “Since 1969, the Weser estuary is recipient of waste water from a titanium-dioxide factory. In the framework of environmental control investigations, the long-term changes of intertidalbenthic assemblages in the mesohalinic section of the estuary have been studied by a comparison of survey data from 1968, 1980 and 1992. By means of cluster-analysis eightbenthos assemblages could be identified and described, the number of which declined from1968 (7) through 1992 (3). This loss of assemblage diversities presumably indicates an environmental deterioration without direct reasons being recognisable. It was accompanied by a shift of individual species distribution and of the whole estuarine benthic community in the upstream direction which clearly is induced by a long-term increase of salinity. Two of the most conspicuous changes were 1) A strong decrease of the brackish-water algae Vaucheria sp. in the period 1968 to 1980 which, as could be ascertained, was not an effect of the wastes from TiO2-production, and 2) an immigration of the polychaete Marenzelleria c.f. wireni since 1986, which is a new species in many estuaries of the southern North Sea.”

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Bericht: "Langzeitveränderungen des eulitoralen Makrozoobenthos im Mesohalinikum der Wesermündung"

In die Wesermündung werden seit 1969 Abwässer aus einer Titandioxidfabrik eingeleitet. Im Rahmen eines Überwachungsprogrammes wurden die langfristigen Veränderungen des eulitoralen Benthos im mesohalinen Abschnitt des Ästuars anhand von Kartierungsdaten der Jahre 1968, 1980 und 1992 untersucht. Mit Hilfe von Clusteranalysen konnten acht Benthos-Assoziationen definiert und beschrieben werden, deren Anzahl sich von 1968 (7) bis 1992 (3) verringerte. Dieser Verlust an Vielfalt von Gemeinschaften dürfte auf einen Verlust an Umweltqualität hindeuten, ohne dass die direkten Ursachen genannt werden könnten. Parallel dazu hatten sich Verbreitungsareale vieler Arten wie auch der gesamten Benthosbiozönose stromaufwärts verlagert, was auf den langfristigen Anstieg der Salinität zurück-zuführen ist. Als besonders auffällige Veränderungen sind zu nennen: 1) ein starker Rückgang der Brackwasseralge Vaucheria sp., nachweislich nicht durch Abwässer aus der TiO2-Produktion verursacht, und 2) eine Etablierung des Polychaeten Marenzelleria c.f. wireni seit 1986, der im Laufe der 80er Jahre in viele Ästuare der südlichen Nordsee eingewandert ist. Since 1969, the Weser estuary is recipient of wastewater from a titanium-dioxide factory. In the framework of environmental control investigations, the long-term changes of intertidal benthic assemblages in the mesohalinic section of the estuary have been studied by a comparison of survey data from 1968, 1980 and 1992. By means of cluster-analysis eight benthos assemblages could be identified and described, the number of which declined from 1968 (7) through 1992 (3). This loss of assemblage diversities presumably indicates an environmental deterioration without direct reasons being recognisable. It was accompanied by a shift of individual species distribution and of the whole estuarine benthic community in the upstream direction which clearly is induced by a long-term increase of salinity. Two of the most conspicuous changes were 1) A strong decrease of the brackishwater algae Vaucheria sp. in the period 1968 to 1980 which, as could be ascertained, was not an effect of the wastes from TiO2-production, and 2) an immigration of the polychaete Marenzelleria c.f. wireni since 1986, which is a new species in many estuaries of the southern North Sea.

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