4.1 Nährstoffe
Nordseezustand 2004
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Infolge des im Jahr 2004 weiterhin verstärkten Einstroms von Atlantikwasser (vgl.
Abschnitt 3.5.2, S. 108) traten nördlich 58° N höchste Nitratgehalte von 7-10 pmol/L auf
(Abb. 4-1). In der südlichen Nordsee war Nitrat hingegen infolge andauernder Denitrifi
zierungsprozesse teilweise bis unter 4 pmol/L abgebaut worden. Hohe Nitritgehalte
belegen den Umsatz von Stickstoffverbindungen. Als Zwischenprodukt der Nitrifizie
rung und Denitrifizierung wird Nitrit wegen des im Winter verlangsamten bakteriologi
schen Stoffwechsels insbesondere im Küstenwasser angereichert, wo die höchsten
Stickstoffeinträge anfallen.
4.1.2.2 Deutsche Bucht
Die Nährstoffkonzentrationen im Meerwasser unterliegen einem ausgeprägten Jah
resgang. Maximale Konzentrationen treten im Winter auf, wenn die biologische Aktivi
tät am geringsten und die Remineralisierung weit fortgeschritten ist. Im Küstenwasser
erreichen die Phosphatgehalte allerdings bereits im Herbst Höchstwerte, da zu dieser
Zeit große Mengen dieses Nährstoffes aus dem Watt freigesetzt werden. Dieser Effekt
zeigte sich in den 1950er Jahren zuerst vor der niederländischen Küste und dann auch
im ost- und nordfriesischen Wattenmeer. Die Konzentrationen des gebundenen Stick
stoffs steigen über den gesamten Winter u. a. durch Remineralisierungsprozesse an
und fallen mit Beginn der ersten Phytoplanktonblüte im Frühjahr steil ab.
Die jährliche Nährstoffüberwachung in der Deutschen Bucht wurde vom BSH mit FS
Gauß (Reise #412) vom 27. Januar bis zum 4. Februar durchgeführt. Eine weitere Rei
se wurde vom 29. Februar bis zum 10. März unternommen (FS Gauß #414), um die
saisonalen Höchstkonzentrationen der anorganischen Stickstoffverbindungen zu be
stimmen. Der Jahreszeit entsprechend war das Seewasser gut durchmischt; Schich
tung trat nur im Mündungsbereich von Elbe und Weser auf.
Die räumlichen Verteilungsmuster der in der zweiten Messkampagne beobachteten
Konzentrationen sind in Abb. 4-3 für Phosphat, Silikat und Nitrit + Nitrat wiedergege
ben. Im Küstenbereich lagen die Nährstoffkonzentrationen auch im Winter 2004 deut
lich höher als weiter außerhalb. Ursache hierfür sind erhebliche Nährstofffrachten vor
allem der Elbe und Weser, die sich bei auflandigen Winden über weite Strecken direkt
im Wattenmeer und im küstennahen Wasser ausbreiten.
Die beobachteten Verteilungsmuster (Abb. 4-3) ergeben sich aus dem Zusammenspiel
von Eintragsstärke der Flüsse, Richtung des Nettotransports und fortschreitender Ver
dünnung. Diese hochvariablen Einflussgrößen integrieren sich auch in der Salzge
haltsverteilung, wie ähnliche räumliche Strukturen belegen (Abb. 4-4). Die beobachte
ten Nährstoffkonzentrationen (wie der Salzgehalt selbst auch) stellen sich in hohem
Maße durch Vermischung von Fluss- und Meerwasser ein (s. Fußnote, 5. 146). Dieser
Prozess äußert sich in starken inversen linearen Korrelationen zwischen Salz- und
Nährstoffgehalten (um - 0.95), welche sich für zwischenjährige Vergleiche und Trend
schätzungen nutzen lassen (Körner und Weichart 1991).
Dazu werden die auf den Überwachungsfahrten bestimmten Nährstoffkonzentrationen
auf den Salzgehalt regressiert. Für durch den Salzgehalt S w charakterisierte Wasser
massen lassen sich dann typische Nährstoffkonzentrationen aus den jeweiligen Re
gressionsgeraden als Ordinatenwerte zu S w abschätzen. Diese Schätzwerte werden
hier gemeinsam mit Vertrauensbereichen angegeben, welche so konstruiert sind,
dass sie Nährstoffkonzentrationen, die sich bei (praktisch nicht durchführbaren) Mes
sungen in Proben mit Salzgehalt S w ergeben würden, mit einer Wahrscheinlichkeit von