4.1 Nährstoffe 
Nordseezustand 2003 
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Tafel 4-1: Nährstoff-Glossar 
Nährsalze wie Phosphat und anorganische Stickstoffverbindungen (Nitrat, Nitrit, Ammonium) sowie Sili 
kat sind für das Leben im Meer von grundlegender Bedeutung. Sie sind lebensnotwendige Substanzen für 
den Aufbau des Phytoplanktons (der im Meer treibenden mikroskopisch kleinen einzelligen Algen), auf des 
sen Biomasseproduktion die gesamte marine Nahrungskette basiert. Eiweißstoffe enthalten gebundenen 
Stickstoff, Nukleinsäuren enthalten zusätzlich gebundenen Phosphor und Kieselalgen benötigen Silikat als 
Gerüstsubstanz. Da diese Spurenstoffe das Wachstum fördern, werden sie als Nährstoffe bezeichnet. 
Kohlenstoff wird in Form von C0 2 , HC0 3 “oder (ausnahmsweise) C0 3 2_ benötigt. Da C0 2 im Oberflächen 
wasser in hoher Konzentration vorliegt, wirkt Kohlenstoff kaum begrenzend. Das Carbonatsystem liefert 
stets die jeweils benötigte Form. 
Stickstoff wird für die Synthese von Aminosäuren und Nukleinsäuren in der Form von Nitrat (N0 3 ~), Nitrit 
(N0 2 _ ), Ammonium (NFH 4 + ) oder organischer Verbindungen aufgenommen. So lassen sich Flarnstoff und 
Aminosäuren als bevorzugte Stickstoffquelle nutzen. Viele Bakterien können molekularen Stickstoff fixieren. 
Ammonium wird wegen seiner reduzierten Form zumeist bevorzugt aufgenommen, während Nitrat energe 
tisch aufwendig durch das Enzym Nitratreduktase reduziert werden muss. Stickstoff wird gegenüber dem 
Kohlenstoff bei der Bildung organischer Substanzen durchschnittlich im Verhältnis 1:6.6 (Kohlenstoff) aufge 
nommen. In den Ozeanen ist Stickstoff das wichtigste die Produktion begrenzende Element. Nur in Küsten 
nähe und abgeschlossenen Meeresteilen kann es zeitweilig zu einer Limitierung voll funktionsfähiger 
Biomasse durch Phosphor kommen, der gegenüber dem Kohlenstoff im Verhältnis 1:106 (Kohlenstoff) für 
die Biosynthese benötigt wird. Bei Stickstoff- oder Phosphormangel endet die Primärproduktion für einige 
Zeit in der Synthese von (überwiegend) Kohlenhydraten und wird schließlich stark eingeschränkt (Ott 1996). 
Phosphor wird meistens als Orthophosphat (P0 4 3_ ) aufgenommen. Viele Algen können bei ausreichender 
Stickstoffversorgung auch Polyphosphate oder organische Phosphorverbindungen verwenden, die mit Hil 
fe von Phosphatasen an der Zelloberfläche hydrolysiert werden (Отт 1996). 
Silikat ist eine Verbindung von Silizium und Sauerstoff (Si x O y ), einem oder mehreren Metallen und eventuell 
auch Hydroxid-Ionen. Mit Silikat bezeichnet man auch die Salze des Siliziums und der Kieselsäuren. Ein Man 
gel an Silikat im Meerwasser verhindert das Wachstum bestimmter Phytoplanktonarten, nämlich Kieselal 
gen bzw. Diatomeen, die Silikate zur Ausbildung ihrer Schalen benötigen. Wenn Stickstoff oder Phosphor 
knapp werden, stellt Phytoplankton generell das Wachstum ein. Wird Silikat knapp, so setzt sich das Wachs 
tum des Phytoplanktons fort, aber andere Arten treten hervor, wie nackte oder mit Zelluloseplatten beschäl 
te Flagellaten, zu denen auch giftige Arten gehören können. 
Phytoplankton enthält die Elemente C, N und P in einem mittleren Atomverhältnis von 106:16:1. Dies wird 
als Redfield-Verhältnis bezeichnet (Redfield 1934). Abweichungen im N:P Verhältnis deuten auf Produkti 
onsbegrenzung durch das jeweils im Minimum befindliche Element hin (Nährstofflimitierung). Andererseits 
können veränderte N:P-Verhältnisse zu Verschiebungen in der Phytoplanktonpopulation und eventuell auch 
zu erhöhter Toxizität bei einigen Algen führen. 
Das Phytoplankton wird i. d. R. vom Zooplankton gefressen. Stirbt das Phytoplankton ab, kann es als 
Schwebstoff auch noch vom Zooplankton aufgenommen werden oder wird von Bakterien und benthischen 
Organismen verwertet. Auf diese Weise wird das organische Material unter Sauerstoffverbrauch wieder in 
Kohlendioxid umgewandelt und die Nährstoffe werden wieder freigesetzt. Diese Prozesse werden als Remi- 
neralisierung bezeichnet. 
Eutrophierung bedeutet eine Anreicherung des Gewässers mit Nährstoffen, die zu einem erhöhten Pflan 
zenwachstum führt, welches wiederum eine unerwünschte Störung des Gleichgewichtes zwischen den Or 
ganismen und eine Beeinträchtigung der Wasserqualität zur Folge hat. Eutrophierung bezieht sich daher auf 
unerwünschte Effekte, die auf eine anthropogene Anreicherung mit Nährstoffen zurückzuführen sind (Eutro 
phierungsdefinition, im Rahmen von OSPAR abgestimmt (www.ospar.org)).