1 Prozesse im Nahbereich der Piles Nordsee (AWI)
2.4 Besiedlung des künstlichen Hartsubstrats
2.4.2 Analyse der Epifaunagemeinschaft anhand von Kratzproben
In 182 analysierten Kratzproben wurden insgesamt 83 Taxa identifiziert. Davon konnten 58 bis auf das Artniveau bestimmt werden. Alle erfassten Taxa können der Tabelle 9.A des Anhangs entnommen werden.
Hinsichtlich der Feuchtbiomasse (in der Folge als Biomasse bezeichnet) waren die Muscheln (Bivalvia) die bedeutendste Gruppe der Aufwuchsgemeinschaft auf der Unterwasserkonstruktion von FINO 1 (Abb. 2.4.6).
Diese Gruppe repräsentierte allein rund ¾ der gesamten Biomasse. Die Muscheln waren fast ausschließlich durch die Miesmuschel Mytilus edulis vertreten. Die Muscheln wurden gefolgt von den Amphipoden, die
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Hydrozoa (~ 90 % Ectopleura spp.). Zusammen nahmen diese Taxa bereits rund 98 % der gesamten Biomasse der Aufwuchsgemeinschaft auf der Unterwasserkonstruktion von FINO 1 ein.
Sonstige 2,1
Echinodermata 1,2 Hydrozoa 1,2 Amphipoda 4,8 Bauten 11,4 Anthozoa 4,6
Bivalvia 74,7
Abb. 2.4.6: Zusammensetzung der Gesamtbiomasse der Aufwuchsgemeinschaft auf der Unterwasserkonstruktion von FINO 1 ermittelt aus allen während des Untersuchungszeitraumes analysierten Kratzproben (N = 182). Die Zahlen geben den prozentualen Anteil des jeweiligen Taxons an.
Die Gesamtbiomasse der Epifaunagemeinschaft auf der Unterwasserkonstruktion von FINO 1 variierte im Jahresgang und mit der Wassertiefe (Abb. 2.4.7). Die 1m-Tiefenstufe war während des gesamten Untersuchungszeitraumes durch eine hohe Biomasse von 23,3 bis 45,4 kg m-2 gekennzeichnet. Die Schwankungen der Gesamtbiomasse in der 1m-Tiefenstufe waren vergleichsweise regelmäßig mit einer deutlichen saisonalen Rhythmik. Die durchschnittliche Biomasse war im Sommer jeweils am höchsten und im Frühjahr am niedrigsten. Diese regelmäßige Rhythmik war in den anderen Tiefenstufen nicht erkennbar. Dort betrug die Biomasse 0,5 bis 3,9 kg m-2.Die hohe Biomasse im 1-Meter-Bereich ist vor allem auf die Besiedelung durch die Miesmuschel (Mytilus edulis) zurückzuführen. Mytilus edulis hatte dort im Mittel einen Anteil von 92,3 ± 2,4 % an der gesamten Biomasse. In den übrigen Tiefenstufen betrug der mittlere Anteil von M. edulis an der gesamten Biomasse nur 11,7 ± 14,8 %. Die 2-faktorielle Varianzanalyse bestätigte die statistisch signifikanten Unterschiede in der Biomasse zwischen den Tiefenstufen (P < 0,0001) jedoch nicht zwischen den Jahreszeiten (P = 0,42). Die Interaktion zwischen den beiden Faktoren war statistisch nicht signifikant (P = 0,22). Die Biomasse der 1m-Tiefenstufe zu jeder Jahreszeit höher als die der darunter liegenden Tiefenstufen (Newman-Keuls Posthoc-Test, P immer < 0,05).
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Abb. 2.4.7: Mittlere (± Stabw.) Aufwuchsbiomasse (Feuchtgewicht) ermittelt anhand von Kratzproben in verschiedenen Tiefenstufen auf der Unterwasserkonstruktion von FINO 1. Bei fehlender Standardabweichung wurde nur eine Probe analysiert. Im Frühjahr 2005 wurden in 28 m Wassertiefe sowie im Sommer 2005 in 20 m Wassertiefe keine Proben genommen.
Mit Kenntnis der Oberfläche der Unterwasserkonstruktion von FINO 1 lässt sich die Gesamtbiomasse der Aufwuchsfauna auf FINO 1 berechnen (Abb. 2.4.8). Diese war in den Jahren 2005 und 2006 jeweils im Sommer am höchsten. Nach dem Sommer nahm die Biomasse deutlich ab. Die saisonalen Schwankungen der Biomasse nahmen von 2005 bis 2007 deutlich ab. Im Jahr 2007 schwankte die Biomasse saisonal nur geringfügig von Frühjahr bis Herbst. Im Mittel betrug die Gesamtbiomasse auf der Unterwasserkonstruktion von FINO 1 im Jahr 2007 rund 5000 kg. Rund 50 % dieser Biomasse befinden sich in der 1 m-Tiefenstufe. Hierbei muss jedoch berücksichtigt werden, dass die Biomasse der 1 m-Tiefenstufe im Herbst 2007 nur anhand einer einzigen Probe abgeschätzt werden konnte.
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Transform: Square root
Resemblance: S17 Bray Curtis similarity
Tiefe 1 5 10 20 25 28
2D Stress: 0,18 Transform: Square root
Resemblance: S17 Bray Curtis similarity
Tiefe 1 5 10 20 25 28
2D Stress: 0,18
Abb. 2.4.9: nMDS-Plot basierend auf Bray-Curtis-Ähnlichkeit nach vorheriger √-Transformation der Biomassewerte [g 400 cm-²] zur Veranschaulichung der Tiefenstrukturierung der Epifaunagemeinschaft an der Unterwasserkonstruktion von FINO 1. Sämtliche Proben des Untersuchungszeitraumes wurden einzeln berücksichtigt.
Die entsprechende ANOSIM-Analyse (basierend auf Bray-Curtis-Ähnlichkeit nach √-Transformation der Biomassewerte) bestätigte diese Trennung (Tab. 2.4.6). Die Aufwuchsgemeinschaft der 1 m-Tiefenstufe unterschied sich statistisch signifikant von den Gemeinschaften aller anderen Tiefenstufen. Die Gemeinschaften der 5 bis 28 m-Tiefenstufen waren nicht deutlich voneinander getrennt, obwohl die Unterschiede zum Teil statistisch signifikant waren. Eine Tendenz zur Abgrenzung des 5 m-Bereichs gegenüber den größeren Wasser-tiefen wurde durch leicht erhöhte R-Werte der ANOSIM-Analyse erkennbar. Zudem nahm die Ähnlichkeit zwischen den Proben mit steigendem vertikalen Abstand zueinander ab, was anhand des steigenden Trennungsgrads (R-Wert) erkennbar wurde.
Tab. 2.4.6: R-Werte der ANOSIM-Analyse zum Vergleich der Epifaunagemeinschaften verschiedener Tiefenstufen an der Unterwasserkonstruktion von FINO 1 basierend auf Bray-Curtis-Ähnlichkeit nach vorheriger √-Transformation der Biomassewerte [g 400 cm-²]. Signifikanzniveau: 5 %. Legende siehe Tab. 2.3.1.
5 Meter 0,884*
10 Meter 0,886* 0,066*
20 Meter 0,982* 0,225* 0,002
25 Meter 0,954* 0,283* 0,046* 0,001
28 Meter 0,916* 0,328* 0,085* 0,107* 0,017
1 Meter 5 Meter 10 Meter 20 Meter 25 Meter
Die SIMPER-Analyse zeigte auf, dass die Abtrennung der 1 Tiefenstufe zu der 5 und den 10 bis 28 m-Tiefenstufen jeweils zu rund 71 % durch die hohe Biomasse von Mytilus edulis in der 1 m-Tiefenstufe hervorgerufen wurde. Die Unterschiede zwischen der 5m-Tiefenstufe und den restlichen Tiefenstufen waren vor allem auf die relativ hohe Biomasse der Miesmuscheln in der 5 m-Tiefenstufe sowie durch relative hohe Biomasse der Anthozoen in der 10-28 m-Tiefenstufe zurückzuführen. Die 2way-ANOSIM-Analyse zeigte weder zwischen den Jahren des Untersuchungszeitraumes noch zwischen den Jahreszeiten der drei Untersuchungsjahre statistisch signifikante Veränderungen (Tab. 2.4.7 und Tab. 2.4.8) der Gemeinschaften auf.
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Tab. 2.4.7: R-Werte der 2way-ANOSIM-Analyse zum Vergleich der Epifaunagemeinschaften aller beprobten Tiefen (r.) in verschiedenen Jahren (l.) des Untersuchungszeitraumes an der Unterwasserkonstruktion von FINO 1 basierend auf Bray-Curtis-Ähnlichkeit nach vorheriger √-Transformation der Biomassewerte [g 400 cm-²] . Signifikanzniveau: 5 %. Legende siehe Tab. 2.3.1.
2006 0,043
2007 0,371* 0,253*
2005 2006
5 Meter 0,945*
10 Meter 0,903* 0,090*
20 Meter 0,996* 0,313* 0,081*
25 Meter 0,970* 0,316* 0,071* 0,012
28 Meter 0,945* 0,389* 0,113* 0,201* 0,004
1 Meter 5 Meter 10 Meter 20 Meter 25 Meter
Tab. 2.4.8: R-Werte der 2way-ANOSIM-Analyse zum Vergleich der Epifaunagemeinschaften aller beprobten Tiefen (r.) in verschiedenen Jahreszeiten (l.) des Untersuchungszeitraumes an der Unterwasserkonstruktion von FINO 1 basierend auf Bray-Curtis-Ähnlichkeit nach vorheriger √-Transformation der Biomassewerte [g 400 cm-²] . Signifikanzniveau: 5 %. Legende siehe Tab. 2.3.1.
Sommer 0,172*
Herbst 0,312* 0,098*
Frühjahr Sommer
5 Meter 0,885*
10 Meter 0,907* 0,029
20 Meter 0,985* 0,238* -0,016
25 Meter 0,986* 0,350* 0,077* 0,003
28 Meter 0,900* 0,373* 0,112* 0,145* 0,017
1 Meter 5 Meter 10 Meter 20 Meter 25 Meter
Aufgrund der tendenziellen Abgrenzung der Epifaunagemeinschaft der 5 m-Tiefenstufe von den Gemeinschaften größerer Tiefen (unterstützt durch die Ergebnisse der Analyse der Epifaunagemeinschaft anhand digitaler Unterwasserfotografie, siehe Abschnitt 2.4.1) wird die Unterwasserkonstruktion von FINO 1 bei der weiteren Beschreibung der Epifaunagemeinschaft in die folgenden drei Tiefenstufen eingeteilt: 1 m, 5 m und 10 - 28 m.
Aus Tab. 2.4.9 ist die durchschnittliche Biomasse der Taxa zu entnehmen, die am stärksten (> 3 %) zu den Unterschieden der Gemeinschaften der drei Tiefenstufen beitrugen.
Tab. 2.4.9: Die durchschnittliche Biomasse [g m-²] ± Standardabweichung der Taxa, die mehr als 3 % zu den Unterschieden zwischen den Gemeinschaften (SIMPER-Analyse) der unterschiedlichen Tiefenstufen beitragen.
Bivalvia indet. 21372,1 ±18056,3 547,3 ±842,6 51,6 ±221,9
Jassa spp. 437,7 ±442,4 369,6 ±296,3 203,9 ±262,1
Anthozoa indet. 183,7 ±415,1 198,7 ±22,6 365,1 ±558,2
Asterias rubens 162,5 ±330,1 85,2 ±158,2 33,5 ±92,8
Bryozoa indet. 95,9 ±101,9 89,8 ±104,0 63,6 ±260,4
Porifera indet. 20,7 ±27,6 10,6 ±17,0 6,7 ±33,2
Tubularia indet. 17,0 ±30,5 28,0 ±47,0 89,5 ±171,8
Tiefenstufen
1 Meter 5 Meter 10-28 Meter
Die durchschnittliche Anzahl der Taxa pro Probe war in den drei Tiefenstufen ähnlich und schwankte nur geringfügig über den Untersuchungszeitraum (Abb. 2.4.10). Die mittleren Artenzahlen variierten zwischen 7 und
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entwickelten sich synchron. Zwischen Phasen erhöhter Artenzahlen im Sommer und Herbst sank die Zahl der Taxa zum Frühjahr hin leicht ab.
0 Durchschnittliche Artenanzahlen [n Probe-1 ] 1 Meter 5 Meter 10-28 Meter
2005 2006 2007 Durchschnittliche Artenanzahlen [n Probe-1 ] 1 Meter 5 Meter 10-28 Meter
2005 2006 2007
2005 2006 2007
Abb. 2.4.10: Zeitliche Dynamik der durchschnittlichen (± Stabw.) Anzahl der Taxa in den drei Tiefenstufen (1 m, 5 m und 10-28 m) der Unterwasserkonstruktion von FINO 1 ermittelt anhand von Kratzproben.
Die Äquität lag während des gesamten Untersuchungszeitraums in der 1 m-Tiefenstufe unter 0,2 und war deutlich niedriger als in den beiden anderen Tiefenstufen (Abb. 2.4.11). In den anderen Tiefenstufen schwankte die durchschnittliche Äquität jahreszeitlich um den Wert 0,5. Eine deutliche jahreszeitliche Rhythmik war dabei nicht zu erkennen.
1 Meter 5 Meter 10-28 Meter
2005 2006 2007
1 Meter 5 Meter 10-28 Meter
2005 2006 2007
2005 2006 2007
Abb. 2.4.11: Zeitliche Dynamik der durchschnittlichen (± Stabw.) Äquität der Taxa (basierend auf der Feuchtbiomasse) in den drei Tiefenstufen (1 m, 5 m und 10-28 m) der Unterwasserkonstruktion von FINO 1 ermittelt anhand von Kratzproben.
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