4.1 Nährstoffe 
Nordseezustand 2004 
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Tafel 4-1: Nährstoff-Glossar 
Nährsalze wie Phosphat und anorganische Stickstoffverbindungen (Nitrat, Nitrit, Ammonium) sowie Sili 
kat sind lebensnotwendige Substanzen für den Aufbau des Phytoplanktons (der im Meer treibenden mikro 
skopisch kleinen einzelligen Algen), auf dessen 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 för 
dern, werden sie als Nährstoffe bezeichnet. 
Kohlenstoff wird in Form von C0 2 , FIC0 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 werden Flarnstoff und Ami 
nosäuren als bevorzugte Stickstoffquelle genutzt. 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. 
Phosphor wird meistens als Orthophosphat (P0 4 3_ ) aufgenommen. Viele Algen können bei ausreichender 
Stickstoffversorgung auch Polyphosphate oder organische Phosphorverbindungen verwenden, die mit hül 
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 Flydroxid-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. 
Im Wasser gelöster Sauerstoff ist die Voraussetzung für alles höhere Leben im Meer. 1 Liter Wasser enthält 
dabei nur ca. 1/20 der Sauerstoffmenge, die im gleichen Volumen Luft enthalten ist. Das Oberflächenwasser 
steht in direktem Kontakt zur Atmosphäre und ist L d. R. gut mit Sauerstoff versorgt. Während des Algen 
wachstums (Photosynthese) kann hier sogar Sauerstoffübersättigung eintreten. Remineralisierungsprozes- 
se zehren hingegen den Sauerstoffvorrat im Bodenwasser auf. Sauerstoffmangel ist hier insbesondere im 
Sommer möglich, wenn vertikale Austauschprozesse durch Schichtung des Meerwassers unterbunden sind. 
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)).