Von 1989 bis 1991 wurde eine Bestandsaufnahme der Miesmuschelbänke an der niedersächsischen Küste durchgeführt. Die quantitative Erfassung basierte auf Flugzeugerkundungen, Luftbildanalysen, umfassenden "ground truth" Untersuchungen und Beprobungen von 30 ausgewählten Muschelbänken. Im Gebiet wurden 137 Muschelbänke mit einer Gesamtfläche von 27 qkm vorgefunden. Verglichen mit einer Untersuchung aus dem Jahre 1975 ist ein Bestandsrückgang von 50% erfolgt. Auch die niedrigen Biomassewerte in den verbliebenen Bänken zeigten an, dass der Bestand in einer schlechten Verfassung war. Die Gesamtbiomasse in der untersuchten Region belief sich auf 47 000 t Frischgewicht. Die Gründe für den Rückgang der Miesmuschelbestände müssen noch analysiert werden.
In Zusammenarbeit mit der Nationalparkverwaltung Niedersächsisches Wattenmeer, der Ökosystemforschung und dem Staatlichen Fischereiamt erfolgte im Frühjahr 1994 eine erneute, flächendeckende Kartierung der eulitoralen Miesmuschelbänke. Der Anlass waren Hinweise, wonach sich der Schwund der Population nach Abschluss der letzten Bestandsaufnahme (Frühjahr 1991) in beschleunigtem Maße fortsetzte. Selbst der reiche Brutfall im Sommer 1991 schien diese Entwicklung nicht aufhalten zu können. Das Ergebnis bestätigt die Befürchtungen: Von den 27 qkm, die die Muschelbänke zur Zeit der Aufnahme 1989-91 eingenommen hatten, waren 1994 nur noch gut 13 qkm übriggeblieben. Die Gesamtbiomasse war von 46000t auf unter 10000t Lebendgewicht abgesunken. Das bedeutet einen Verlust von 50% der Fläche und fast 80% der Biomasse. Die besonders schwerwiegende Betroffenheit der Flussmündungen hat sich auch diesmal bestätigt Auf dem Borkumer Watt in der Emsmündung wurden nur noch Reste von gut 0,5 qkm angetroffen, und das letzte, ohnehin winzige Vorkommen in der Wesermühdung war erloschen. In den übrigen Bereichen lag die Abnahme in Größenordnungen von 40 - 70%. Nur im Jadebusen war der flächenmäßige Rückgang mit 14% relativ gering. Der Zustand der Miesmuschelpopulation ist zweifellos alarmierend. Zwar hat im Sommer des Jahres 1994, schon während der im Frühjahr laufenden Bestandsaufnahme beginnend, ein außerordentlich massenhafter Brutfall der Miesmuschel stattgefunden. Es bleibt abzuwarten, ob er die Situation entscheidend verändern oder das gleiche Schicksal erleiden wird wie der Brutfall von 1991. Die in Frage kommenden Ursachen des anhaltenden Rückganges sind im vorangegangenen Bericht (MICHAELIS et al. 1995) ausführlich behandelt worden. Es würde im Augenblick zu keinen neuen Einsichten führen, diese Diskussion zu wiederholen. Sinnvoller ist es, den Abschluss einer Reihe noch laufender Untersuchungen abzuwarten. Aus der "Ökosystemforschung Niedersächsisches Wattenmeer" werden in Kürze Berichte über - Struktur und Funktion von Miesmuschelbänken und Einflüsse der Fischerei, - Fraßdruck muschelzehrender Vögel auf den Miesmuschelbestand, - Reaktionen der Miesmuschel auf eutrophierungsbedingte Strukturveränderungen des Phytoplanktons, und - Schicksal des Brutfalls 1994 vorliegen. Ergebnisse weiterer Untersuchungen, die vom Niedersächsischen Umweltministerium veranlasst worden sind und sich mit Schadstoffbelastungen, Schadstoffeffekten und Parasitenbefall befassen, sind ebenfalls in Kürze verfügbar. Nach Zusammentragung dieser Befunde dürfte eine klarere Aussage über die Ursachen des Rückganges oder zumindest eine fundiertere Gewichtung der bestandsreduzierenden Faktoren zu erwarten sein.
Im Sommer 1993 wurde mit Untersuchungen zum Seegrassterben im Niedersächsischen Wattenmeer begonnen. Im Rahmen einer flächendeckenden Kartierung der Bestände von Zostera marina und Zostera noltii wurden zunächst die Vorkommen im Bereich der Jade- und Außenweserwatten erfasst und Pflanzenmaterial für Biomassebestimmungen, Untersuchung epiphytischer Aufwuchsorganismen und zur Analyse eventuell auftretender Schädigungssymptome gewonnen. […] Zur Klärung der möglichen Ursachen für die Bestandsrückgänge sind in Teilprojekten dieser Studie Untersuchungen zu Herbizideinträgen in das Ökosystem Wattenmeer und zum Befall der Seegraspflanzen mit phytopathogenen Mikroorganismen durchgeführt worden. Die Frage, inwiefern Zusammenhänge zwischen dem Seegrasschwund und der Veränderung natürlicher oder anthropogner Faktoren bestehen, ist anhand des vorliegenden Datenmaterials noch nicht zu beantworten.
„Der vorliegende Bericht stellt ein Bewertungssystem nach EU-Wasserrahmenrichtlinie für die Qualitätskomponente Makrophyten (Angiospermen und Makroalgen) in Küsten- und Übergangsgewässern vor. Dieses Bewertungssystem wurde exemplarisch für die Küsten- und Übergangsgewässer der Weser und die Küstengewässer der Elbe entwickelt. Gleichwohl hat es den Anspruch, auch für das Übergangsgewässer Elbe und die Wasserkörper gleichen Typs in den angrenzenden Flussgebietseinheiten (Ems, Eider) anwendbar zu sein. Das Bewertungssystem stützt sich auf die Auswertung von historischen und rezenten Quellen zur Verbreitung und Entwicklung von Seegras- und Makroalgenbeständen seit Beginn des 19. Jahrhunderts im deutschen Nordseeküstengebiet. Auf Grundlage dieser Quellen wurde zunächst eine Liste der potentiell im Gebiet vorkommenden Arten erstellt und eine Beschreibung der verschiedenen durch Makrophyten geprägten Biotoptypen vorgenommen. Das Artenspektrum umfasst 2 Seegrasarten und 152 Makroalgenarten, davon 61 Grün-, 65 Braun- und 56 Rotalgen. Das Vorkommen dieser Arten ist weitgehend auf lagestabile Substrate in der euphotischen Zone der Wasserkörper beschränkt. Entsprechend reagieren sie sensitiv auf eine Verschlechterung des Lichtklimas (Zunahme der Wassertrübung) und auf die Einwirkung hydrodynamischer Kräfte (Seegang, Strömung) oder anderer mechanischer Belastungen (z.B. Fischerei). Eine verringerte Gewässerqualität zeigt sich an den Makrophyten einerseits durch den Rückgang von Seegrasbeständen und mehrjährigen Rot- und Braunalgenarten, andererseits durch die massive Zunahme der Grünalgenentwicklung. Gestützt auf diese Erfahrung wurde das Bewertungssystem aufgebaut. Für die Entwicklung des Systems und die Definition der Klassengrenzen bei den einzelnen Qualitätsmerkmalen wurden bereits bestehende bzw. vorgeschlagene Bewertungssysteme verschiedener EU-Mitgliedstaaten ausgewertet. In diesem Zusammenhang werden auch die indexbasierten Bewertungsmethoden „Standorttypieindex“ (STI) und „ecological evaluation index“ (EEI) diskutiert. Beide Methoden werden für das Bearbeitungsgebiet als ungeeignet eingeschätzt. Das vorgestellte Bewertungssystem für Makrophyten stützt sich als kombinierte Methode auf die Klassifizierung mehrerer Qualitätsmerkmale der Angiospermen und Makroalgen. Dieses sind: Artenspektrum mariner Angiospermen; Ausdehnung der Seegrasbestände; Dichte der Seegrasbestände (Bedeckungsgrad); Anzahl von Rot- und Braunalgenarten; Anzahl mehrjähriger Arten; maximale Ausdehnung sommerlicher Grünalgenbestände (nur Eulitoral); Biomasse opportunistischer Grünalgen und Tiefenverbreitung mariner Makroalgen. Während für das Merkmal „Ausdehnung sommerlicher Grünalgenbestände“ bereits ein regelmäßiges Monitoringprogramm existiert, das auch den Anforderungen der WRRL genügt, müssen die Überwachungsuntersuchungen für die anderern Komponenten des Systems noch neu konzipiert bzw. aus bestehenden Designs weiterentwickelt werden. Basisuntersuchungen sind für den gesamten Bereich des euphotischen Sublitorals nötig. Es wird angeregt, das vorgestelle Bewertungsystem mit Hilfe von entsprechend ausgerichteter Forschung weiterzuentwickeln. Insbesondere wird vorgeschlagen – nach niederländischem Vorbild – eine potentielle Verbreitungskarte für Seegras im Eu- und Sublitoral auszuarbeiten.“
Four years of monitoring were carried out on intertidal sedimente and bottom fauna in the Weser estuary around Nordenham, where since 1969.large amounts (c. 20 000 to 30 000 m3 /day) of waste water from a Titaniumdioxide factory are discharged. The main constituents are H2SO4 and FeS04, the pH-value is between 2 and 2.5. The results could be compared with a base-line study from the time before the beginning of the discharge. The main results, summarized as annual mean values of the. parameters investigated quantitatively, are given in table 8. The main characteristics of the area investigated are salinities low in average but widely fluctuating, highly turbid water, very soft muddy sediments containing high amounts of clay, organic matter and several chemical compounds, and the presence of a largely impoverished bottom fauna. From the 26 species occurring 16 are of marine and four of limnic origin, the remaining six are indigenous brackish water species. According to the instable environment, species combination changed continuously, particularly dependant on river discharge and changing salinity. A particular interest was attached to the development of iron content in the deposite during the discharge of iron-acid wastes. There was a certain rise in several years which, however, was not continuous. With regard to the ecological effects it was concluded, that drastic changes in species diversity and total biomass have not occurred, while total abundance has declined close to the waste water outlet but in certain other areas has increased. Concerning species combination, it became evident that one species which had been abundant before the beginning of the discharge, the brackish water crustacean Neomysis. integer, has disappeared.
„Zusammenfassung: Biologisches Effektmonitoring bietet die Möglichkeit, Reaktionen eines biologischen Systems (beispielsweise Veränderungen auf Populationsebene: Abwanderung, Mortalität, Rekrutierung) mit Zustandsvariablen des Systems (Stoffkonzentrationen in unterschiedlichen Umweltmedien wie Wasser oder Sediment) in Verbindung zu bringen (Dosis-Effekt-Analyse). Die ökologisch relevante Konzentration an potentiell schädigend wirkenden Stoffen im Sediment nimmt im Effektmonitoringeine Schlüsselposition ein. Beispielsweise übersteigt die Konzentration an Schwermetallen im Sediment die der freien Wassersäule um drei bis fünf Größenordnungen. Grundlage für die Bewertung der Effekte potentiell toxisch wirksamer Substanzen auf biologischer Ebene sind experimentelle Untersuchungen zu Toxikokinetik, Akkumulationsstrategien und Entgiftungsmechanismen der betroffenen Organismen. Über ökotoxikologische Tests im Labor findet eine Kalibrierung der Organismen hinsichtlich ihrer Reaktionen auf unterschiedlicheKonzentrationen von Stoffen oder Stoffgemischen statt. Dabei werden verschiedene Effektvariablen (Endpunkte) getestet, wie z.B. Mortalität, Fertilität oder Verhaltensänderungen. Aufgrund der Untersuchungen im Labor und im Freiland werden Organismen (Bioindikatoren), die sich für Vergleichsmessungen zur Umweltbewertung besonders eignen, ausgewählt (Kapitel 2: Voraussetzungen für ein Effektmonitoring). Effektmonitoring wird in unterschiedlichen Projektkonzeptionen umgesetzt. Die Bewertung von Reaktionen von Organismen oder Organismengemeinschaften im Freiland auf akute oder chronische toxische Einwirkungen (z.B. Tankerunfälle) oder aufgrund von Kontaminationsgradienten steht bei organismenbasierten Ansätzen im Vordergrund. Beispiele werden aufgezeigt zu Feld- Bioassays mit Muscheln und zur Bewertung der benthischen Lebensgemeinschaft infolge eines Tankerunfalls. Artenzusammensetzung und Ernährungstypen der benthischen Lebensgemeinschaft werden ebenfalls zur Identifizierung von kontaminierten Sedimenten im küstennahen Bereich herangezogen (Abschnitt 3.1: organismenbasierte Ansätze des Effektmonitoring). Projektkonzeptionen mit dem Schwerpunkt Sedimenttoxizität setzen verstärkt auf den Einsatz von ökotoxikologischen Labortests. Ausgehend von gemessenen Stoffkonzentrationen im Sediment werden Bioassays durchgeführt, bzw. die Sedimentdaten mit der Zusammensetzung der benthischen Lebensgemeinschaft oder der Fischpopulationen in Verbindung gebracht. Mittels dieser Projektkonzeptionen führten groß angelegte Untersuchungen in den USA zur Umweltqualitätsbewertung küstennaher Meeresgebiete (Abschnitt 3.2: Effektmonitoring mit Schwerpunkt Sedimenttoxizität). Das Konzept der Sediment-Qualitäts-Triade integriert Ergebnisse aus chemischer Sedimentanalyse, biologischen Beobachtungen im Freiland (benthische Lebensgemeinschaft) und ökotoxikologischen Experimenten (Bioassays im Labor) und führt zu einer ganzheitlichen Umweltbewertung. Der konzeptuelle Rahmen dieses Ansatzes bietet Variationsmöglichkeiten der Untersuchungsmethoden und der Auswertung der Daten und soll Existenz, Ausmaß und Gründe einer Systembeeinträchtigung aufzeigen. Idealerweise wird die Beprobung der Komponenten Sediment, Wasser und Organismen räumlich und zeitlich parallel vorgenommen. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden zusammengeführt und als summarische Indizes, Entscheidungs- Matrizen oder mit Hilfe multivariater Analyse ausgewertet. Fallbeispiele aus den USA und aus Spanien werden vorgestellt (Abschnitt 3.3: Sediment-Qualitäts-Triade). Der räumliche Zusammenhang einer regionalisierten Variablen (z.B. Biomasse einer Tier- oder Pflanzenart) kann mit Hilfe der geostatistischen Strukturanalyse geschätzt und visualisiert werden. Aufgrund der Relevanz für die Auswertung gebietsbezogener Variablen zur Bewertung küstennaher Gebiete wird dieses zukunftsweisende statistische Verfahren detailliert dargestellt und seine Anwendung auf Umweltqualitätsindizes aufgezeigt_CUTABSTRACT_
„Im Rahmen dieses Teilprojektes wurden zwei im ostfriesischen Wattenbereich gelegene Miesmuschelbänke (Mytilus edulis) von 1992 bis 1994 untersucht. Eine Kartierung der Miesmuschelvorkommen im Spiekerooger und einem Teil im Langeooger Rückseitenwattes wurde im August und September 1993 durchgeführt. Der Miesmuschelbestand der gesamten niedersächsischen Watten wurde von Mai bis Mitte Juli 1994 in Zusammenarbeit mit dem NLÖ-Forschungsstelle Küste kartiert. Die Bestandsentwicklung war den genannten Untersuchungen zufolge weiterhin rückläufig. Im Bereich mittlerer Größenklassen (bei Schalenlängen von ca. 20 bis ca. 55 mm) waren 1994 in nahezu allen reifen Vorkommen keine Miesmuscheln vorhanden. Als direkte Ursache hierfür ist in erster Linie Fraßdruck durch Vögel anzusehen. Der beobachtete Bestandsrückgang wurde zudem maßgeblich durch die Auswirkungen des Winters 1992/93 verursacht. Vermutlich hatte die Sturmanfälligkeit der Bänke durch ihre veränderte Altersstruktur zugenommen. Vom Rückgang betroffen waren sowohl befischte als auch unbefischte Miesmuschelbänke. Miesmuschelwerbung führt nicht in jedem Fall zu einem längerfristigen Flächenrückgang eines befischten Vorkommens. Auch die Standorte reifer Vorkommen werden zwecks Besatzmuschelgewinnung befischt. Die Miesmuschelfischerei befindet sich durch die bevorzugte Nutzung junger Muscheln zur Belegung der Kulturflächen in direkter Konkurrenz zu den Beständen muschelfressender Seevögel.“ “Two intertidal mussel beds (Mytilus edulis) were examined at the coast of East Frisia from 1992 until 1994. A survey of the mussel beds at the Spiekerooger and parts of the Langerooger intertidal flats was carried out in August and September 1993. The mussel stock of the whole Lower Saxonian intertidal area was mapped from May to mid-July 1994 in cooperation with the NLÖ-Forschungsstelle Küste. According to the above-mentioned investigations the development of the blue mussel stock still was declining. Mussels with a shell-length between c. 20 and c. 55 mm were missing in almost all mature beds. This gab in the size-frequency distribution was probably mainly caused by predation of birds. Furthermore, the observed decrease of the mussel stock resulted mainly from the winter 1992/93. Presumably the susceptibility of the mussel beds to storm impacts increased during the last years because of the described change of the population structure. Both fished and not fished mussel beds decreased in biomass and area. Mussel fishery doesn’t account for a longer-term decrease of fished mussel beds in general. Positions of mature mussel beds are used by the fishermen to obtain seed mussels for their culture plots, too. The mussel fishery competes directly with increased populations of mussel-eating birds for the same size-classes of young mussels.”
Im Rahmen des Projektes „Untersuchung der Boden-Makrofauna als Nahrungspotential für Brut- und Gastvögel auf einer Wattfläche südöstlich Mellums 1969/1970“ wurden 131 Stationen auf Zusammensetzung und Verteilung der Bodenfauna erfasst. Anlass: zunehmende Verunreinigung der Küstengewässer durch Abwassereinleitungen.
Im Rahmen des Projektes „Sedimentologie, Faunenzonierung und Faziesabfolge vor der Ostküste der inneren Deutschen Bucht.“ Wurden Profilstreifen vom Schlickgebiet S unter anderem faunistisch-ökologisch untersucht. Hierbei wurde an 22 Stationen das Makrozoobenthos beprobt.
„Im Rahmen des „Trilateral Monitoring and Assessment Program (TMAP)“ werden seit 1999 vier Monitoringstationen zur Überwachung des Makrozoobenthos auf der Lütetsburger Plate untersucht. Zusammen mit den bereits seit 1976 bestehenden Dauerstationen des NLÖ Forschungsstelle Küste im Norderneyer Inselwatt ist damit ein durchgehendes eulitorales Stationsprofil von der Festlandslinie bis zum Inselwatt vorhanden. Zusätzlich besteht seit 1994 eine Dauerstation auf der Lütetsburger Plate speziell zur Überwachung von Besatz, Altersverteilung und Flächenausdehnung der Miesmuschel Mytilus edulis. Diese Station ist Bestandteil des niedersächsischen Programms zur Erfassung der eulitoralen Miesmuschelvorkommen. Die Ergebnisse der Daueruntersuchungen 2003 sind in dem vorliegenden Bericht zusammengefasst.“
