Methane measurements in the Laptev Sea, Arctic Ocean

In der Wassersäule der Laptew See haben die Bildungs- und Verteilungsbedingungen vielfliltige Ursachen. Für die südliche Lapt ew See konnte eine Methananomalie innerhalb des Lenaausstrorns nachgewiesen werden, die im direkten Zusammenhang mit dem Flußwasser stehen muß. Mit den hohen Konzentrationen am Kontinentalhang ergab sich ein Hinweis auf eventuell vorhandene Gashydrate an der Sole eines zum Hang hin auskeilenden Permafrosts oder auf Gashydrate in den Sedimenten des Kontinentalhangs selbst. Ob es entlang der reliktisch vorhandenen, ehemaligen Flußläufe auf dem Schel f ebenfalls zu Entgasungen kommt, bleibt allerdings weiter unklar, da dieses Phänomen nicht beobachtet wurde oder die Anomalien nicht eindeutig diesem Prozeß zuzuordnen waren. Sicherlich ist die COz-Reduktion im Sediment in der Laptew See eine Hauptquelle für marines, bodennahes Methan. Die Ergebnisse. zeigen, daß dieser Bildungsprozeß vor allem für die küstennahen Bereiche wahrscheinlich ist. Dennoch gibt es auch Bereiche, wo die Zuordnung zu einer expliziten Methanquelle nicht eindeutig ist. Für eine genauere Bewertung der Herkunft der Gase sollten in künftigen Untersuchungen die Methankonzentrationen des Sediments einbezogen werden. Aber auch die Isotopensignaturen des Gases im Sediment können wertvolle Hinweise auf die Genese geben, vor allem wenn die Wasserstoffisotopie mituntersucht wird. Dies erscheint sinnvoll, da sich dur ch leichtes, bodennahes, Methan in der Wassersäule Hinweise auf biogene Bildungen ergaben, dieser Befund könnte durch weitere Untersuchungen präzisiert werden. Dies gilt aber auch für die CH4-Anomalien des OberfIächenwassers. Auch hier ergaben sich durch leicht KohIenstoffsignaturen Hinweise auf biogene in situ-Produktion. Mit detaillierteren Methankonzentrations- und d13C- CH4-Isotopenprofilen der Wassersäule könnte dieser Bildungspfad eindeutiger beschrieben werden. Es konnte ferner gezeigt werden, daß die Lapt ew See während der Sommermonate eine Quelle für atmosphärisches CI L darstellt. Das emittierte Gas geht neben vereinzelten Bodenquellen auch auf in situ-Produktion in der Wassersäule zurück. Abgesehen von der nördlichen Region geht das Methan bodennaher Anomalien innerhalb der Wassersäule sehr schnell zurück und nur ein kleiner Teil gelangt so schließlich in die Atmosphäre. Der während der ARK-XIV Expedition getestete Methansensor hat sich als ungeeignet für den Einsatz gemeinsam mit der CTD erwiesen. Es hat sich gezeigt, daß der Sensor unter diesen Bedingungen nicht genügend Zeit hat, um sein Meßsignal zu stabilisieren. Möglicherweise kann er aber in modifizierter For m und mit einer Kalibration für niedrigere Konzentrationsbereiche als stationäres Meßgerät eingesetzt werden. Für hohe CH4-Konzentrationen, wie man sie an Pockmarks antrifft, ist die Methansensormessung sicherlich auch jetzt schon eine geeignete Methode.

Appendix 7: List of species with their distribution ranges restricted to the corresponding phytogeographical region

Understanding species distribution patterns and the corresponding environmental determinants is a crucial step in the development of effective strategies for the conservation and management of plant communities and ecosystems. Therefore, a central prerequisite is the biogeographical and macroecological analysis of factors and processes that determine contemporary, potential, as well as future geographic distribution of species. This thesis has been conducted in the framework of the BIOMAPS-BIOTA project at the Nees Institute of Biodiversity of Plants, which was funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF). The study investigated patterns of plants species richness and phytogeographic regions under contemporary environmental conditions and forecasted future climate change in the area of West Africa covering five countries: Benin, Burkina Faso, Côte d'Ivoire, Ghana and Togo. Firstly, geographic patterns of vascular plant species richness have been depicted at a relatively fine spatial resolution based on the potential distribution of 3,393 species. Species richness is closely related to the steep climatic gradient existing in the region with a high concentration of species in the most humid areas in the south and decreases towards the northern drier areas. The investigation of the effectiveness of the existing network of protected areas shows an overall good coverage of species in the study area. However, the proportion of covered species is considerably lower at national extent for some countries, thus calling for more protected areas in order to cover adequately a maximum number of plants species in these countries. Secondly, based on the potential distribution range of vascular plant species, seven phytogeographic regions have been delineated that broadly reflect the vegetation zones as defined by White (1983). However notable differences to the delineation of White (1983) occur at the margins of some regions. Corresponding to a general southward shifted of all regions. And expansion of the Sahel vegetation zone is observed in the north, while the rainforest zone is decreased in the very south.This is alarming since the rainforest shelters a high number of species and a high proportion of range-restricted or endemic species, despite their relatively small extent compared to the other regions. Finally, the evaluation of the potential impact of climate change on plant species richness in the study area, results in a severe loss of future suitable habitat for up to 50% of species per grid cell, particularly in the rainforest region. Moreover, the analysis of the possible shift of phytogeographic regions shows in general a strong deterioration of the West African rainforest. In contrast the drier areas are expanding continuously, although a slight gain in species number can be observed in some particular regions. The overall lesson to retain from the results of this study is that the West African rainforest should be fixed as a high priority area for the conservation of biodiversity of plants, since it is subject to severe contemporary and projected future threats.