Ecological investigations in the wadden area off Borkum, East Frisian Islands, Germany

Die Bodentiergemeinschaft des Wattenmeeres ist von Frühjahr bis Herbst eines jeden Jahres durch extrem hohe Dichten von Jungtieren charakterisiert. Die Kenntnisse über die Ansiedlung von fplanktischen Larven im Wattenmeer, sowie die Dynamik postlarvaler Stadien sind aufgrund der üblicherweise verwendeten, großen Siebmaschenweiten gering. Gerade aber diesen Altersstadien kommt möglicherweise eine besondere Stellung im Energiefluß des Wattenmeeres zu. An 5 Stationen (von NWL bis HWL, B1-B5) im Rückseitenwatt der ostfriesischen Insel Borkum wurden 1986 Ansiedlung, räumliche Verteilung, Wachstum, Mortalität und Produktion der Altersklasse 0 von Macoma balthica, Mya arenaria und Cerastoderma edule untersucht. Um die Ansiedlung der planktotrophen Larven dieser Arten zu beschreiben, wurden ihre Dichten in Plankton und Bodenproben miteinander verglichen. Die Untersuchungen zur Dynamik der benthischen Stadien wurden mit zwei in der Probenfläche und der Siebmaschenweite unterschiedlichen Probenserien durchgeführt. Die Drift postlarvaler Stadien wurde durch bodennahe Planktonfänge innerhalb des Eulitorals nachgewiesen. Parallel zu den Untersuchungen an der Endofauna wurden das Vorkommen und die Größe epibenthischer Räuber im Untersuchungsgebiet erfaßt. Die Hauptansiedlung von M. balthica- und M. arenaria-Larven erfolgte nahezu gleichzeitig Ende Mai/Anfang Juni. Die meisten Larven beider Arten gingen an der prielnächsten (tiefsten) Station (B1) zum Bodenleben über, gefolgt von der nächst höher gelegenen Station B2. Während frühe Bodenstadien von M. arenaria nicht im oberen Bereich des Watts (B3,B4) gefunden wurden, ist eine geringfügige Erstansiedlung von M. balthica in diesem Gebiet nicht auszuschließen. Ein die Ansiedlung limitierender Einfluß der relativ dichten Mya arenaria-Siedlung an den Stationen B1 und B2 sowie der Alttiere von M. balthica konnte nicht festgestellt werden. Die Ähnlichkeit des Ansiedlungsprozesses bei beiden Arten, die sich im Zahlenverhältnis Larvenangebot zu Anzahl der ersten Bodenstadien widerspiegelt, kann ein Hinweis auf eine überwiegend passive Ansiedlung der Larven am Boden sein. Der Ort der Hauptansiedlung von C. edule wurde durch den Transekt nicht erfaßt. Die Station B2 war zwar durch ein Herzmuschelfeld charakterisiert, dieses war aber nach zwei Eiswintern nahezu vollständig eliminiert. Der Abundanz der planktischen Larven zufolge war der Hauptansiedlungszeitraum ebenfalls Ende Mai/Anfang Juni. Zu dieser Zeit wurden nur vereinzelt frühe Bodenstadien an den Stationen B1 und B2 gefunden, keine an den Stationen B3 und B4. Während die frühen postlarvalen Stadien von M. arenaria überwiegend am Ort der Ansiedlung blieben, verbreiteten sich die von M. balthica bis in den oberen Bereich des Untersuchungsgebietes (B3-B5). Analog zu der Besiedlung dieser Gebiete durch postlarvale M. balthica wurde die im Verlauf des Untersuchungsjahres stattfindende Kolonisierung der Station B1 durch C. edule ebenfalls postlarvalem Transport zugeschrieben. Demzufolge spielt bei beiden Muschelarten postlarvaler Transport eine wichtige Rolle bei der Besiedlung von Habitaten. Planktonfänge innerhalb der bodennahen Wasserschicht bestätigten, daß im Untersuchungsgebiet M. balthica die am stärksten verdriftende Muschelart war, gefolgt von C. edule. Mortalität, Wachstum, mittlere Biomasse, Produktion und P/B-Verhältnis wurden für M. balthica an den Stationen B1, B3 und B4 sowie für M. arenaria an der Station B1 bestimmt. Wachstum und damit auch Produktion beider Arten erwiesen sich hier - wie an den höher gelegen Stationen (nur M. balthica) - als durch größenselektiven Feinddruck beeinflußt. Der Effekt postlarvalen Transports auf Wachstum wird diskutiert. Übergreifend über die auf Artebene diskutierten Ergebnisse wird die Bedeutung der Dispersion postlarvaler Stadien und die Wirkung epibenthischen Feinddrucks im Wattenmeer erörtert. Der Vergleich postlarvalen Transportes mit der Dispersion planktischer Larvenstadien, der Dispersion von Meiofauna und der Mobilität adulter Stadien der Makrofauna verdeutlicht, daß es sich hierbei um eine Strategie handeln kann, innerhalb eines unvorhersagbaren Biotops freiwerdende Ressourcen zu nutzen und dadurch Konkurrenz zu vermeiden. Es wird die Hypothese aufgestellt, daß Initialansiedlung und Immigration einerseits sowie Feinddruck und Emigration andererseits einen Regelkreis darstellen, der in verschiedenen Teilbereichen des Watts mit unterschiedlicher Geschwindigkeit abläuft.

Benthic respiration and physical oceanography on two contrasting continental margins in the western Indian Ocean: the Yemen-Somali upwelling region and the margin off Kenya

During the Netherlands Indian Ocean Project (NIOP, 1992-1993) sediment community oxygen consumption (SCOC) was measured on two continental margins in the Indian Ocean with different productivity: the productive upwelling region off Yemen-Somalia and the supposedly less productive Kenyan margin, which lacks upwelling. The two margins also differ in terms of river input (Kenya) and the more severe oxygen minimum in the Arabian Sea. Simultaneously with SCOC, distributions of benthic biomass and phytodetritus were studied. Our expectation was that benthic processes in the upwelling margin of the Arabian Sea would be relatively enhanced as a result of the higher productivity. On the Kenyan margin, SCOC (range 1-36 mmol/m**2/d) showed a clear decrease with increasing water depth, and little temporal variation was detected between June and December. Highest SCOC values of this study were recorded at 50 m depth off Kenya, with a maximum of 36 mmol/m**2/d in the northernmost part. On the margin off Yemen-Somalia, SCOC was on average lower and showed little downslope variation, 1.8-5.7 mmol/m**2/d, notably during upwelling, when the zone between 70 and 1700 m was covered with low O2 water (10-50 µM). After cessation of upwelling, SCOC at 60 m depth off Yemen increased from 5.7 to 17.6 mmol/m**2/d concurrently with an increase of the near-bottom O2 concentration (from 11 to 153 µM), suggesting a close coupling between SCOC and O2 concentration. This was demonstrated in shipboard cores in which the O2 concentration in the overlying water was raised after the cores were first incubated under in situ conditions (17 µM O2). This induced an immediate and pronounced increase of SCOC. Conversely, at deeper stations permanently within the oxygen minimum zone (OMZ), SCOC showed little variation between monsoon periods. Hence, organic carbon degradation in sediments on a large part of the Yemen slope appears hampered by the oxygen deficiency of the overlying water. Macrofauna biomass and the pooled biomass of smaller organisms, estimated by the nucleic acid content of the sediment, had comparable ranges in the two areas in spite of more severe suboxic conditions in the Arabian Sea. At the Kenyan shelf, benthic fauna (macro- and meiofauna) largely followed the spatial pattern of SCOC, i.e. high values on the northern shelf-upper slope and a downslope decrease. On the Yemen-Somali margin the macrofauna distribution was more erratic. Nucleic acids displayed no clear downslope trend on either margin owing to depressed values in the OMZ, perhaps because of adverse effects of low O2 on small organisms (meiofauna and microbes). Phytodetritus distributions were different on the two margins. Whereas pigment levels decreased downslope along the Kenya margin, the upper slope off Yemen (800 m) had a distinct accumulation of mainly refractory carotenoid pigments, suggesting preservation under low 02. Because the accumulations of Corg and pigments on the Yemen slope overlap only partly, we infer a selective deposition and preservation of labile particles on the upper slope, whereas refractory material undergoes further transport downslope.

Neodymium isotopic data, radiocarbon dates and calibrated ages of sediment samples off the La Plata Estuary, southeastern South America

The continental margin off the La Plata Estuary (SE South America) is characterized by high fluvial sediment supply and strong ocean currents. High-resolution sediment-acoustic data combined with sedimentary facies analysis, AMS-14C ages, and neodymium isotopic data allowed us to reconstruct late Quaternary sedimentary dynamics in relation to the two major sediment sources, the La Plata Estuary and the Argentine margin. Sediments from these two provinces show completely different dispersal patterns. We show that the northward-trending La Plata paleo-valley was the sole transit path for the huge volumes of fluvial material during lower sea levels. In contrast, material from the Argentine margin sector was transported northwards by the strong current system. Despite the large sediment volumes supplied by both sources, wide parts of the shelf were characterized by either persistent non-deposition or local short-term depocenter formation. The location and formation history of these depocenters were primarily controlled by the interplay of sea level with current strength and local morphology. The high sediment supply was of secondary importance to the stratigraphic construction, though locally resulting in high sedimentation rates. Thus, the shelf system off the La Plata Estuary can be considered as a hydrodynamic-controlled end-member.