title: Der biologische Zustand der Ostsee im Jahre 1998 auf der Basis von Phytoplankton-, Zooplankton- und Zoobenthosuntersuchungen
Creators: name: Wasmund, Norbert
name: Alheit, Jürgen
name: Pollehne, Falk
name: Siegel, Herbert
name: Zettler, Michael L.
Publisher: name: Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde
Year: 1999

description: Meereswissenschaftliche Berichte No 37 1999 - Marine Science Reports No 37 1999
description: The results of the biological environmental monitoring of 1998 carried out by the Baltic Sea Research Institute (IOW) within the HELCOM programme are presented and discussed.

In 1998, the spring bloom of phytoplankton started in Mecklenburg Bight in the mid of March and was produced mainly by diatoms (Chaetoceros sp.). At later stages, the contribution of dinoflagellates (Gymnodinium spp.) increased continuously. In the Arkona Sea, the spring bloom started approximately on 20 March (Chaetoceros sp.), again followed by Gymnodinium spp. Also in the Bornholm Sea, the spring bloom started at the end of March, but was dominated by Gymnodinium spp. from the beginning.

In summer, cyanobacteria and several flagellates were the dominant groups in the Baltic Proper. The diatom Dactyliosolen fragilissimus formed a bloom in Mecklenburg Bight in June/July 1998. A sample from 15 September 1998 from the Arkona Sea showed an emormous bloom of Prorocentrum micans. In late autumn, the diatom Coscinodiscus granii dominated in the Baltic Proper but the dinoflagellate Ceratium tripos in Mecklenburg Bight.

The statements on phytoplankton development are supported by chlorophyll data (gathered both by fluorometric analysis and remote sensing). The chlorophyll data are especially useful for long-term trend analyses. Different hypotheses for explaining the relatively late spring blooms in the eastern parts of the Baltic Sea and the long-term replacement of diatoms by dinoflagellates in the spring blooms are discussed.

The analysis of sedimenting particles for the year 1997 revealed the prevailance of the spring season for the vertical flux of particulate matter, in contrast to 1996, when high sedimentation occurred also in late summer/autumn. The qualitative analysis of sedimenting phytoplankton species showed, however, similar patterns in 1996 and 1997. The seasonal cycle of pelagic algae was well reflected in the sediment traps.

The abundance of rotatoria (Synchaeta sp.) increased strongly in comparison with the previous year (maximum in May, frequently a second maximum in October), but the abundance of copepods decreased. A seasonal shift in the copepod maxima was conspicuous: in 1997, the peak was reached only in August, but in 1998 already in May (exception: deep water in the Bornholm Sea and Eastern Gotland Sea). The abundance of cladocerans in 1998 was clearly lower than in 1997, especially in August. It has to be admitted that the real abundance peaks of the different zooplankton groups may have been missed due to a rather low sampling frequency. Methodological problems are discussed in detail.

The number of species of macrozoobenthos increased when compared with data from previous years. It amounted to 83 in 1998 and ranged from 3 in the Bornholm Sea to 49 in the Fehmarn Belt. The well-flushed, sandy or gravelly areas of Fehmarn Belt, Darss Sill and southern Arkona Sea were especially rich in species. At silty stations in Mecklenburg Bight, the stock of Euchone papillosa (Polychaeta) recovered. As in the previous year, the glacial relicts Pontoporeia femorata and Saduria entomon occurred at several stations. Also the mussels Astarte borealis and A. elliptica were noticed. Some species, absent for years or decades in Mecklenburg Bight, Arkona Sea and Pomeranian Bay, are still missing: Monoporeia affinis, Buccinum undatum, Nassarius reticulatus, Astarte montagui, Scrobicularia plana and Macoma calcarea. The density of individuals of macrozoobenthos ranged from 13 ind. m-2 (in Bornholm Sea) to 7.235 ind. m-2 (southern Arkona Sea) in 1998. The biomass (as ash-free dry weight) was between 0,01 g m-2 (Bornholm Sea) and 48,4 g m-2 (east of Darss Sill).

For a better assessing of the macrozoobenthos, a dredge and video technique were applied besides the traditional van-Veen grab. Seven additional taxa could be found by these new methods. Moreover, the video images made an analysis of habitat structures, the substrate and the patchiness possible.
description: Während die Phytoplankton-Entwicklung im Jahre 1997 ungewöhnlich früh begann, kann das Jahr 1998 in dieser Hinsicht als ein “normales” Jahr angesehen werden. Die Frühjahrsblüte begann in der Mecklenburger Bucht Mitte März mit einer Kieselalgenentwicklung (Chaetoceros spp.), die im April in eine Phase mit Dinophyceen-Dominanz (Gymnodinium spp.) überging. In der Arkonasee begann die Frühjahrsblüte um den 20. März 1998 mit einer Kieselalgenentwicklung (Chaetoceros spp.), an die sich Anfang April eine Dinoflagellatenblüte (Gymnodinium spp.) anschloß. Auch in der Bornholmsee begann die Blüte schon Ende März, wurde hier aber von Anfang an von Gymnodinium spp. dominiert.

Im Sommer herrschten in der eigentlichen Ostsee Cyanobakterien und diverse Flagellaten vor. Die Kieselalge Dactyliosolen fragilissimus bildete im Juni/Juli 1998 in der Mecklenburger Bucht eine Blüte. Eine Probe vom 15.9.98 aus der Arkonasee zeigte eine gewaltige Blüte von Prorocentrum micans. Im Herbst dominierte in der eigentlichen Ostsee die Kieselalge Coscinodiscus granii und in der Mecklenburger Bucht der Dinoflagellat Ceratium tripos.

Die Aussagen zur Phytoplanktonentwicklung werden auch von Chlorophyll-Daten (sowohl analytisch als auch aus Satellitenbildern ermittelt) gestützt. Die Chlorophyll-Daten sind insbesondere für die Analyse von Langzeit-Trends der Phytoplankton-Biomasse nützlich. Verschiedene Hypothesen zur Erklärung des späteren Beginns der Frühjahrsblüte in den östlicheren Teilen der Ostsee und zur Verdrängung der Kieselalgen werden diskutiert.

Die Analyse der Sinkstoffe zeigte für das Jahr 1997 die Frühjahrsphase als quantitativ wichtigsten Zeitraum für den Partikelfluß. Dies steht im Gegensatz zum Vorjahr, in dem die Mengen der Frühjahrs- und Spätsommer/Herbstsedimentation ausgeglichener waren. Bei der qualitativen Analyse der absinkenden Phytoplanktonarten und -gruppen zeigte sich allerdings ein ähnliches Bild wie im Vorjahr. Die saisonale Sukzession der pelagischen Algengruppen in der Deckschicht wird im Fallenmaterial gut abgebildet.

Im Zooplankton hat die Abundanz der Rotatorien (Synchaeta spec.) im Vergleich zum Vorjahr stark zugenommen (Maximum im Mai, oft noch ein zweites im Oktober), die der Copepoden dagegen im allgemeinen abgenommen. Auffällig ist die jahreszeitliche Verschiebung der Maxima der Copepodenabundanz: 1997 wurden die Maxima erst im August erreicht, 1998 schon im Mai (Ausnahme: die Tiefenschichten im Bornholm- und Gotlandbecken). Die Abundanz der Cladoceren war 1998 deutlich geringer als 1997, insbes. im August. Es kann allerdings nicht ausgeschlossen werden, daß die realen Abundanzmaxima der verschiedenen Gruppen wegen der geringen Probennahmefrequenz durch das zeitliche Beprobungsraster gefallen sind. Auf generelle methodische Probleme wird ausführlich eingegangen.

Die Artenzahl des Makrozoobenthos nahm im Vergleich zu den Vorjahren zu und erreichte insgesamt 83. Sie lag 1998 zwischen 3 (Bornholmbecken) und 49 (Fehmarnbelt). Als besonders artenreich erwiesen sich die gut durchströmten und damit sandig-kiesigen Bereiche Fehmarnbelt, Darßer Schwelle und südliche Arkonasee. Auf den schlickigen Stationen in der Mecklenburger Bucht wäre z.B. Euchone papillosa (Polychaeta) hervorzuheben, dessen Bestände sich seit einiger Zeit wieder zu erholen scheinen. Wie im Vorjahr konnten auch 1998 an mehreren Stationen die Glazialrelikte Pontoporeia femorata und Saduria entomon beobachtet werden. Auch die Muscheln Astarte borealis und A. elliptica wurden an einigen Stationen festgestellt. Dahingegen fehlten einige Arten, die seit Jahren bzw. Jahrzehnten in der südlichen und westlichen Ostsee (Mecklenburger Bucht, Arkonabecken, Pommernbucht) nicht mehr gefunden werden. Dazu zählen Monoporeia affinis, Buccinum undatum, Nassarius reticulatus, Astarte montagui, Scrobicularia plana und Macoma calcarea. Die Individuendichten des Makrozoobenthos lagen 1998 zwischen 13 Ind. m-2 (Bornholmbecken) und 7.235 Ind. m-2 (südliche Arkonasee). Die Biomasse (als aschefreies Trockengewicht) schwankte zwischen 0,01 g m-2 (Bornholmbecken) und 48,4 g m-2 (östlich der Darßer Schwelle). Zur besseren Beurteilung des Makrozoobenthos wurden neben den herkömmlichen van-Veen-Greifern auch eine Dredge und Videotechnik eingestezt. 7 Taxa konnten damit zusätzlich nachgewiesen werden. Außerdem erlaubte die Auswertung des Bildmaterials eine Analyse der Strukturen, des Substrates und der Verteilung (Patchiness) an den Stationen