4.1 Nährstoffe
Nordseezustand 2003
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Im Küstenbereich lagen die Nährstoffkonzentrationen auch im Winter 2003 deutlich
höher als in der zentralen Nordsee. Besonders Weser und Elbe brachten erhebliche
Schweb- und Nährstofffrachten in das Wattenmeer und das vorgelagerte flache Kü
stenwasser. Bei auflandigen Winden breiteten sich die nährstoffreichen Flussfahnen
über weite Strecken direkt ins Wattenmeer aus.
Die Nährstoffverteilungen von Phosphat, Silikat und Stickstoff (Abb.4-2) ergeben sich
aus dem Zusammenspiel der Eintragsstärke der Flüsse, der Richtung des Nettotrans
ports und der fortschreitenden Verdünnung. Diese hochvariablen Einflussgrößen inte
grieren sich in der Salzgehaltsverteilung (Abb. 3-28, S. 88), welche deshalb in mittelba
rem engen Zusammenhang zu den Nährstoffverteilungen steht. Der Zusammenhang
kommt in einer starken inversen linearen Korrelation zum Ausdruck und lässt sich für
zwischenjährige Vergleiche und Trendschätzungen nutzen (Körner und Weichart
1991).
Dazu werden die auf den winterlichen Überwachungsfahrten bestimmten Nährstoff
konzentrationen auf den Salzgehalt regressiert. Für durch den Salzgehalt S charakte
risierte Wassermassen lassen sich dann typische Nährstoffkonzentrationen aus den
jeweiligen Regressionsgeraden als Ordinatenwerte zu S abschätzen. Gleichzeitig
wird als Maß für die Streuung der jeweiligen Nährstoffkonzentrationen (Phosphat, Si
likat etc.) um die Ausgleichsgerade ein Standardschätzfehler (SSF) angegeben, der
analoge Eigenschaften wie die Standardabweichung besitzt. Demzufolge bedeutet
die im Folgenden verwendete Fehlerangabe von ± 2 SSF, dass 95 % der gemesse
nen Konzentrationen (unabhängig von S) in das durch die beiden (zur Regressions
geraden parallelen) Geraden aS + b ± 2 SSF definierte Gebiet fallen.
Mit Hilfe der beschriebenen Methode wurden die im Winter 2003 gemessenen Nähr
stoffkonzentrationen für Salzgehalte von 30 und 33 geschätzt, welche charakteristisch
für das bis eben vor die friesischen Inseln sich ausbreitende Küstenwasser (S =30)
und die Wassermasse der eigentlichen Deutschen Bucht sind (vgl. Abb. 4-3). Für das
Küstenwasser (S = 30) ergab sich eine Phosphatkonzentration von 0.94 |a,mol/L mit
einem Schätzfehler (95 %) von ± 0.10 |a,mol/L. Die entsprechende Silikatkonzentrati
on betrug 26.9 ± 4.0 |a,mol/L, während die Summenkonzentration der löslichen Stick
stoffverbindungen (Nitrat, Nitrit und Ammonium) 47.3 ± 4.9 |a,mol/L erreichte. Für den
Salzgehalt 33, der im überwiegenden Teil der Deutschen Bucht vorherrscht, wurde der
Phosphatgehalt auf 0.68 ±0.10 |a,mol/L, die Silikatkonzentration auf 10.8 ±4.0 |a,mol/
L, die Summenkonzentrationen der Stickstoffverbindungen mit 19.1 ± 4.9 |a,mol/L ab
geschätzt.
Eine Bewertung der langzeitlichen Entwicklung der Nährstoffkonzentrationen im Kü
stenwasser der Deutschen Bucht ist anhand von Abb. 4-4 möglich, die für den Salzge
halt 30 geschätzte winterliche Konzentrationen von Phosphat, Silikat sowie Nitrat und
Nitrit im Zeitraum 1978 - 2003 zeigt. Für Phosphat und Silikat sind darüber hinaus Re
ferenzkonzentrationen aus dem Jahr 1936 angegeben, als die Landwirtschaft noch
extensiv - d.h. ohne größeren Einsatz von Mineraldünger und ohne intensive Viehhal
tung - betrieben wurde.
Die Phosphatkonzentrationen zeigen trotz zeitweilig starker zwischenjährlicher
Schwankungen eine Abnahme seit Beginn der 1990er Jahre, die sich jedoch in der
jüngster Zeit nicht fortzusetzen scheint. Im Winter 1978 lag die Konzentration mit
2.40 ± 0.52 |a,mol/L noch viermal so hoch wie 1936 (0.56 ±0.14 |a,mol/L). Im Winter
2003 hingegen wurde die Referenzkonzentration nur noch um ca. 70 % überschritten.