Trace metal investigations in the fjords of Kiel Bight, Western Baltic Sea - data report of 1977/78

This data report includes the analytical results of about 220 water wamples collected at 33 stations in the Fjords of Kiel ,...

Pore water chemistry of samples near the sediment-water interface

Rhizon samplers were originally designed as micro-tensiometers for soil science to sample seepage water in the unsaturated zone. This study shows applications of Rhizons for porewater sampling from sediments in aquatic systems and presents a newly developed Rhizon in situ sampler (RISS). With the inexpensive Rhizon sampling technique, porewater profiles can be sampled with minimum disturbance of both the sediment structure and possible flow fields. Field experiments, tracer studies, and numerical modeling were combined to assess the suitability of Rhizons for porewater sampling. It is shown that the low effort and simple application makes Rhizons a powerful tool for porewater sampling and an alternative to classical methods. Our investigations show that Rhizons are well suited for sampling porewater on board a ship, in a laboratory, and also for in situ sampling. The results revealed that horizontally aligned Rhizons can sample porewater with a vertical resolution of 1 cm. Combined with an in situ benthic chamber system, the RISS allows studies of benthic fluxes and porewater profiles at the same location on the seafloor with negligible effect on the incubated sediment water interface. Results derived by porewater sampling of sediment cores from the Southern Ocean (Atlantic sector) and by in situ sampling of tidal flat sediments of the Wadden Sea (Sahlenburg/Cuxhaven, Germany) are presented.

Zweikampf im Wattenmeer : Wird die heimische Miesmuschel verdrängt?

Since a couple of years, the introduced Pacific oyster (Crassostrea gigas) is spreading out in the Wadden Sea off the German North Sea coast where it competes with the native blue mussel (Mytilus edulis). First catches of the new species have now been observed in fishing surveys.

Maifische an der deutschen Nordseeküste - zum Auftreten von Finte (Alosa fallax) und Alse (Alosa alosa)

Quantitative data on twaite shad are collected annually in spring and autumn since 1974 by the Demersal Young Fish Survey. Results for occurrence of these anadromous species show that twaite shad has been caught in the entire Wadden Sea area despite of the poorly suited 3-m shrimp beam trawl applied in the survey. Regional differences occur: Only sporadic catches are observed in the northern part of the German Wadden Sea, while more frequent ones occurred southwards and in the East Frisian Islands region. The obvious recent increase of abundance of Alosa fallax in spring allows for a lower ranking in the Red List of Endangered Species, while Allis shad (Alosa alosa) requires the same classification, as it was the never caught during the thirty years of surveys.

Control of reproduction rhythmicity by environmental and endogenous signals in Ulva pseudocurvata (Chlorophyta)

A field population of Ulva pseudocurvata Koeman et C. Hoek (hereafter termed Ulva) at Sylt Island (North Sea, Germany) exhibited biweekly peaks of gametophytic reproduction during the colder seasons and approximately weekly peaks during summer. The reproductive events lasted 1-5 d and were separated from each other by purely vegetative phases. Under constant conditions in the laboratory, a free-running rhythm was observed with reproductive peaks occurring approximately every 7 d. When artificial moonlight was provided every 4 weeks, fewer reproductive events occurred, and the reproductive rhythm became synchronized to the environmental artificial moonlight rhythm. In the laboratory, apical disks were entirely converted into reproductive tissue after 8 d cultivation, while almost all basal disks stayed vegetative, which prevented the entire loss of the vegetative thallus during reproductive events. Seasonal size reduction of the thallus occurred from late autumn onward and was determined to be controlled by a genuine photoperiodic response, since size reduction could be induced from May onward by experimental short-day (SD) treatment but was prevented in a long-day (LD) or night-break regime (NB). A daily fine-tuning occurred with gamete release early in the morning at the first sign of daylight, following an obligatory dark ("night") period of at least 1 h duration. No release took place if the overnight dark phase was replaced by continuous light. Blue, green, or red light all triggered gamete release after a dark phase at an irradiance of 0.1 mu mol photons . m(-2) .s(-1), while 0.001 mu mol photons . m(-2) . s(-1) was equivalent to a dark control.

Entwicklung und Anwendung eines Verfahrens zur Bestimmung von halogenierten Kohlenwasserstoffen in Luft mittels anreichernder Probenahme,Thermodesorption und GC,MS mit negativer chemischer Ionisation

Flüchtige organische Halogenverbindungen übernehmen in der Chemie der Troposphäre eine Schlüsselrolle. Photolytisch gebildete Halogenatome reagieren mit troposphärischem Ozon und können durch Oxidation, vor allem von Iod, zur Neubildung von Partikeln beitragen. Auf diese Weise beeinflussen Halogenalkane den Strahlungshaushalt der Atmosphäre. Aus analytischem Blickwinkel ist es wichtig die Konzentration der einzelnen Spezies zu untersuchen um Rückschlüsse auf deren biotische oder abiotische Quellen ziehen und die Emissionswege besser verstehen zu können. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde daher eine sensitive Methode zur Untersuchung von halogenierten Kohlenwasserstoffen entwickelt, basierend auf anreichernder Probenahme mit anschließender Thermodesorption und der Analyse mittels Massenspektrometrie mit negativer chemischer Ionisation. Die Kennwerte der Methode sind: Nachweisgrenzen zwischen 0.11 pg und 5.86 pg bzw. zwischen 1.0 ppqV und 44.7 ppqV, Linearität zwischen R2=0.993 und R2=1.000, Reproduzierbarkeit (Triplikate) RSD < 15 % und ein sicheres Probenahmevolumen von 10 L. Die Methode wurde im Anschluss im Rahmen von zwei Feldmessungen, in Mace Head, Irland und auf einer Schiffskampagne im antarktischen Amundsen-Meer, angewendet. Durch die Ergebnisse aus Irland kann gezeigt werden, dass die Mischungsverhältnisse der Iodalkane mit denen früherer Studien vergleichbar sind, und dass die verschiedenen untersuchten Algenarten deutlich unterschiedliche Emissionsraten zeigen. Die Ergebnisse der Kampagne im Amundsen-Meer zeigen einen großen Einfluss der Windrichtung auf die Halogenalkan-Konzentrationen. So sind die Mischungsverhältnisse der Halogenalkane deutlich höher, wenn der Wind zuvor über die antarktischen Eisflächen strömt. Für die biotischen Quellen wurden die Emissionsraten ausgewählter Makroalgen unter dem Einfluss von Ozon untersucht. Die Emissionsrate der Iodalkane zeigt einen exponentiellen Zusammenhang, sowohl zur I2-Emission als auch zum Gesamtiodgehalt der Algen. Unter oxidativen Bedingungen zeigt L. Digitata eine linear steigende Iodalkanemission. Mit diesem Verhalten wird die These der Bildung von Iodalkanen als Nebenprodukt beim Abbau reaktiver Sauerstoffspezies unterstützt. Neben den Makroalgen wurden auch Mikroalgen als biotische Quellen untersucht. Hierbei können zwei unterschiedliche Emissionsmuster der Halogenalkane für Diatomeen und Phaeocystis sp. gezeigt werden. Im Gegensatz zur Iodalkan-Emission hängt die I2 Emission der Mikroalgenproben von der Ozonkonzentration der Luft ab. Durch die lineare Korrelation der I2-Emission mit der Iodid-Konzentration der wässrigen Phase einerseits, und dem Ozonverbrauch andererseits, kann die Bildung von I2 durch Oxidation von Iodid durch Ozon bestätigt werden. Für das Emissionsverhalten der Mikroalgenprobe aus dem Sylter Wattenmeer, welche keine Korrelation mit dem verbrauchten Ozon zeigt, gibt es zwei Erklärungen: Zum einen kann I2 durch den hohen Gehalt an organischen Verbindungen an diesen adsorbiert bzw. chemisch gebunden werden und wird dann nicht mehr in die Gasphase emittiert. Zum anderen können aktive organische Verbindungen das Gleichgewicht zwischen HOI und I2 in Richtung HOI verlagern. Im Versuch zur abiotischen Bildung von Iodalkanen aus Partikeln, bestehend aus I2O5 und verschiedenen Alkoholen, kann gezeigt werden, dass die Bildung von Iodmethan und Diiodmethan abläuft, dass jedoch die Emission bis zu zwei Größenordnungen kleiner ist als die von I2. Somit trägt die Bildung von Iodalkanen nur in einem sehr eingeschränkten Rahmen zum Recycling des Iods in der Atmosphäre bei. Der vorgestellte abiotische Bildungsweg hängt sowohl vom pH-Wert als auch vom Mischungsverhältnis im Partikel ab.

Estimating Annual CO2 Flux for Lutjewad Station Using Three Different Gap-Filling Techniques

Long-term measurements of CO2 flux can be obtained using the eddy covariance technique, but these datasets are affected by gaps which hinder the estimation of robust long-term means and annual ecosystem exchanges. We compare results obtained using three gap-fill techniques: multiple regression (MR), multiple imputation (MI), and artificial neural networks (ANNs), applied to a one-year dataset of hourly CO2 flux measurements collected in Lutjewad, over a flat agriculture area near the Wadden Sea dike in the north of the Netherlands. The dataset was separated in two subsets: a learning and a validation set. The performances of gap-filling techniques were analysed by calculating statistical criteria: coefficient of determination (R2), root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE), maximum absolute error (MaxAE), and mean square bias (MSB). The gap-fill accuracy is seasonally dependent, with better results in cold seasons. The highest accuracy is obtained using ANN technique which is also less sensitive to environmental/seasonal conditions. We argue that filling gaps directly on measured CO2 fluxes is more advantageous than the common method of filling gaps on calculated net ecosystem change, because ANN is an empirical method and smaller scatter is expected when gap filling is applied directly to measurements.