Die vorliegenden Untersuchungen sind Bestandteil des Leybucht-Projektes der Forschungsstelle, in dessen Rahmen auch die hydrologischen Verhältnisse (LIEBIG 1984, NIEMEYER 1984), die Morphologie (STEPHAN 1984) und die Sedimentologie (RAGUTZKI 1984) bearbeitet worden sind. Die Zielsetzung dieser Arbeiten ist, das Bauvorhaben in seinen Auswirkungen auf das Gesamtgebiet der Leybucht und auf ihre künftige Entwicklung zu beurteilen. Schlussbemerkung: Abschließend kann über die Zukunftsaussichten der Leybucht gesagt werden: Die aus der morphologische Analyse (Höhenwachstum) und aus der Vegetationsentwicklung gewonnenen Einsichten sprechen dafür, dass die Verlandung nur noch langsam fortschreitet. Das geplante Bauvorhaben wird den Gang der natürlichen Entwicklung voraussichtlich wenig beeinflussen, da die Halbinsel Leyhörn die jetzigen Strömungs- und Seegangsverhältnisse unberührt lässt. Nach menschlichen Zeitmaß ist der bucht somit noch eine längere Existenz beschieden. Jedoch arbeitet die Zeit allmählich zugunsten der Salzwiesen und auf Kosten der Wattflächen. Diese Entwicklung kann Konsequenzen für die Vogelwelt mit sich bringen, da sie die gegenwärtig wohl besonders günstigen Lageverhältnisse zwischen Brut-, Nahrungs- und Rastbiotopen verändert. Die Wattenfauna der Leybucht ist nicht ungewöhnlich reich an Biomasse, wie mehrfach angenommen. Sie setzt sich aber aus leicht für Vögle verfügbaren und möglicherweise aus besonders produktiven Arten zusammen. Langfristig gesehen, stehen die Zeichen auf Verknappung, da Höhenwachstum und Flächenminderung der Watten die Biomasse reduzieren werden. Der Fortfall der durch die Halbinsel Leyhörn beanspruchten Bereiche verstärkt diese Entwicklung. Um das Flächenverhältnis zwischen Watten und Salzwiesen nicht unnötigerweise und nicht vorzeitig zu verändern, wird empfohlen, die Landgewinnungsarbeiten einzustellen. The bay „Leybucht“, situated in the lower reaches of the Ems estuary, was originally bound for total closure by land reclamation. However, in the course of the last 15 years the view changed because the extraordinary ecological value of the bay was recognized. Its extensive saltmarshes and mud flats form a unique habitat for breeding and migrating waders and waterfowl. Therefore, a total embankment seemed no more acceptable. Instead, a plan was developed to embank about 10 km² of foreland and tidal flats mostly outside of the Leybucht proper, in order to create a water reservoir for hinterland drainage and a new and deep channel for the fishing village Greetsiel. In the present study special aspects of the ecological impact of this coastal engineering project are investigated.
„Mit der im Jahr 2000 veröffentlichten Europäischen Wasserrahmenrichtlinie soll ein Ordnungsrahmen für den Schutz der Binnenoberflächengewässer, der Übergangsgewässer, der Küstengewässer und des Grundwassers geschaffen werden. Das Ziel ist die Vermeidung einer weiteren Verschlechterung sowie der Schutz und die Verbesserung des Zustandes aller aquatischen Ökosysteme. Dazu sollen spezifische Maßnahmen zur schrittweisen Reduzierung von Einleitungen sowie zur Sanierung durchgeführt werden. Spätestens bis zum Jahr 2015 muss für die meisten Gewässer der so genannte „gute“ Zustand erreicht sein. Für die Küsten- und Übergangsgewässer wird als Qualitätsmerkmal für den ökologischen Zustand neben den Makrophyten und dem Makrozoobenthos (bei den Übergangsgewässern zusätzlich Fischfauna) auch die Bewertung des Phytoplanktons in der Richtlinie verlangt. Dazu sind die Artenzusammensetzung, die Abundanz und die Biomasse zu erfassen. Ein großes Problem bei vielen in der EG-WRRL geforderten Parametern ist die Ermittelung des Referenzzustandes, also der natürlichen Hintergrundwerte, wie sie vor einer anthorpogenen Beeinflussung der Ökosysteme vorhanden waren. Diese Situation soll dem „sehr guten“ Zustand entsprechen. Meist sind aber nicht genügend historische Daten vorhanden, um diesen Zustand direkt zu definieren. Die auf dem Phytoplankton basierenden Bewertungssysteme werden in den verschiedenen EU-Mitgliedstaaten unterschiedlich gehandhabt. Das hat vor allem auch mit dem Umfang und der Qualität der verfügbaren Daten zu tun. Für Deutschland wurden bisher alle verfügbaren Daten für die Ostseeküstengewässer in einem vom BMBF geförderten Projekt (ELBO – Entwicklung von leitbildorientierten Bewertungsgrundlagen für innere Küstengewässer der deutschen Ostseeküste nach EG-WRRL) statistisch ausgewertet und darauf basierend ein Vorschlag für die Qualitätsbewertung an Hand von Phytoplanktonmessgrößen erstellt. Dieses Bewertungssystem bezieht sich bisher jedoch nur auf einen engen Salzgehaltsbereich, da für eine statistische Auswertung der gesamten Salzgehaltsspanne an der deutschen Ostseeküste nicht genügend konsistente Datensätze zur Verfügung standen. Für die Nordsee bestand in Deutschland bisher kein System, um die für die EG-WRRL, definierten Gewässertypen mit Hilfe der Phytoplanktonpopulationen zu klassifizieren. Ziel der vorliegenden Auftragsarbeit war es daher, für die deutschen Nordseeküstengewässer alle verfügbaren Phytoplaktondaten sowie die zugehörigen Umfeldparameter zu sammeln, zu vereinheitlichen, statistisch zu analysieren und einen Vorschlag für ein entsprechendes multifaktorielles Bewertungssystem zu erstellen.“
„Mit der im Jahr 2000 veröffentlichten Europäischen Wasserrahmenrichtlinie soll ein Ordnungsrahmen für den Schutz der Binnenoberflächengewässer, der Übergangsgewässer, der Küstengewässer und des Grundwassers geschaffen werden. Das Ziel ist die Vermeidung einer weiteren Verschlechterung sowie der Schutz und die Verbesserung des Zustandes aller aquatischen Ökosysteme. Dazu sollen spezifische Maßnahmen zur schrittweisen Reduzierung von Einleitungen sowie zur Sanierung durchgeführt werden. Spätestens bis zum Jahr 2015 muss für die meisten Gewässer der so genannte „gute“ Zustand erreicht sein. Für die Küsten- und Übergangsgewässer wird als Qualitätsmerkmal für den ökologischen Zustand neben den Makrophyten und dem Makrozoobenthos (bei den Übergangsgewässern zusätzlich Fischfauna) auch die Bewertung des Phytoplanktons in der Richtlinie verlangt. Dazu sind die Artenzusammensetzung, die Abundanz und die Biomasse zu erfassen. Ein großes Problem bei vielen in der EG-WRRL geforderten Parametern ist die Ermittelung des Referenzzustandes, also der natürlichen Hintergrundwerte, wie sie vor einer anthorpogenen Beeinflussung der Ökosysteme vorhanden waren. Diese Situation soll dem „sehr guten“ Zustand entsprechen. Meist sind aber nicht genügend historische Daten vorhanden, um diesen Zustand direkt zu definieren. Die auf dem Phytoplankton basierenden Bewertungssysteme werden in den verschiedenen EU-Mitgliedstaaten unterschiedlich gehandhabt. Das hat vor allem auch mit dem Umfang und der Qualität der verfügbaren Daten zu tun. Für Deutschland wurden bisher alle verfügbaren Daten für die Ostseeküstengewässer in einem vom BMBF geförderten Projekt (ELBO – Entwicklung von leitbildorientierten Bewertungsgrundlagen für innere Küstengewässer der deutschen Ostseeküste nach EG-WRRL) statistisch ausgewertet und darauf basierend ein Vorschlag für die Qualitätsbewertung an Hand von Phytoplanktonmessgrößen erstellt. Dieses Bewertungssystem bezieht sich bisher jedoch nur auf einen engen Salzgehaltsbereich, da für eine statistische Auswertung der gesamten Salzgehaltsspanne an der deutschen Ostseeküste nicht genügend konsistente Datensätze zur Verfügung standen. Für die Nordsee bestand in Deutschland bisher kein System, um die für die EG-WRRL, definierten Gewässertypen mit Hilfe der Phytoplanktonpopulationen zu klassifizieren. Ziel der vorliegenden Auftragsarbeit war es daher, für die deutschen Nordseeküstengewässer alle verfügbaren Phytoplaktondaten sowie die zugehörigen Umfeldparameter zu sammeln, zu vereinheitlichen, statistisch zu analysieren und einen Vorschlag für ein entsprechendes multifaktorielles Bewertungssystem zu erstellen. Der zweite Zwischenbericht […] gibt einen Überblick über die bis jetzt durchgeführten Arbeiten und den vorliegenden Datenbestand. […] Basierend auf dieser Version wird der Endbericht entstehen. […]“
Im Weser Ästuar werden seit 1968 Untersuchungen durchgeführt, um den Einfluss von Abwasser aus der Titandioxidindustrie auf die Zusammensetzung des Makrozoobenthos abzuschätzen. Der vorliegende Bericht stellt die Ergebnisse aus dem Untersuchungszeitraum 1982-1994 vor. Für die Interpretation der Langzeitentwicklung werden die Werte mit den Daten von 1976-1980 verglichen. Im Zuge des laufenden Monitoringprogrammes werden 7 Stationen im Eulitoral der Wesermündung zweimal jährlich beprobt. Erfasst werden Zusammensetzung, Dichte und Biomasse des Makrozoobenthos, Pflanzenfarbstoffe im Sediment, die Salinität des Bodenwassers sowie einige Messgrößen für die Beschreibung der Sedimentbeschaffenheit. Die Dynamik des Makrozoobenthos läßt sich zum Teil auf zeitweilige Veränderungen der Salinität zurückführen. So wurde in Jahren mit geringem Oberwasserabfluß das Einwandern einiger mariner Arten ins Ästuar registriert (Arenicola marina, Mytilus edulis). Zur gleichen Zeit zog sich der limnische Oligochaet Limnodrilus hoffmeisteri flußaufwärts aus dem Untersuchungsgebiet zurück. Der Brackwasser-Spionide Marenzelleria viridis hat sich seit seiner Einwanderung, erste Registrierung 1986, als dauerhafter Neusiedler in der Wesermündung etabliert. Andere Brackwasserarten, Streblospio shrubsoli und Tubificoides heterochaetus, zeigen ausgeprägte Schwankungen ihrer Populationsdichte, deren Ursache im Laufe der Untersuchung nicht geklärt werden konnte. In einem Teil des Untersuchungsgebietes (Lunewatt) ist die Gesamtbiomasse des Makrozoobenthos seit 1983 stark rückläufig. Das Mikrophytobenthos ist in der Wesermündung mit 40-80 mg Chloropyll / qm nur spärlich entwickelt In Zeiten mit erhöhter Salinität konnteeine Steigerung der Chlorophyll Werte festgestellt werden. Es gibt keine Hinweise auf eine kontinuierliche Anreicherung von Eisen im Sediment. Die Eisenbindungskapazität des Sedimentes ist allerdings möglicherweise ausgeschöpft. Im Hinblick auf die Korngrößenverteilung in den Sedimenten deutet sich im gesamten Untersuchungsgebiet ein langfristiger Rückgang der Fein- kornfraktion an. Diese Entwicklung ist im Blexer Watt besonders ausgeprägt. Die Merkmale einer gestörten Benthosgemeinschaft, z.B. Artenarmut und hohe Dominanz einzelner Arten, sind typisch für das heutige Bild der Wesermündung. Wie groß de Anteil anthropogener Störungen ist, und wie stark die Titanabwässer die Lebensgemeinschaft modifizieren, kann aus den Ergebnissen der Routineuntersuchungen nicht abgeleitet werden.
„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.“
„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.”
„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 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.
Die Leybucht wurde im Sommer 1959 biologisch-bodenkundlich untersucht, um den jetzigen Zustand und die Entwicklungstendenz des Wattes kennen zu lernen. Folgerungen für die Praxis sollten daraus abgeleitet werden. Auf dem Watt wurden 429 Untersuchungsstationen eingemessen. Insgesamt wurden über 4000 quantitative Messungen, Untersuchungen und Analysen vorgenommen. Sie betrafen hauptsächlich: Menge und Zusammensetzung der Flora und Fauna, Menge und Zusammensetzung der Sinkstoffe, Chemismus und Korngrößen des Sedimentes, Salzgehaltsbestimmungen und Verlandungsuntersuchungen. Schließlich werden die Untersuchungsergebnisse in ihrer Bedeutung für die Praxis ausgelegt und eine Stellungnahme zur Eindeichung und der späteren Nutzung der Leybucht abgegeben. Sämtliche untersuchten Faktoren deuten auf eine Stabilisierung und Aufhöhung der Watten hin.
