https://doi.io-warnemuende.de/10.12754/msr-2024-0124
doi:10.12754/msr-2024-0124
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Biological assessment of the Baltic Sea 2021
Abstract. In 2021 a total of 165 phytoplankton species were recorded on 5 annual monitoring cruises. Meanannual biomass of phytoplankton in the study area was, at 928 μg l-1, higher than the 20-yearmean. The phytoplankton spring bloom started in early February and advanced quickly in thetypical manner from south to north. In spring 2021, chlorophyll-a (Chla)-concentrations rangingfrom ~1 to ~10 μg l-1 reflected phytoplankton biomass poorly, due to high representation of nondiatomand mixotroph taxa such as Mesodinium rubrum or diverse flagellates. These includedthe ichthyotoxic invasive Raphidophyte Heterosigma akashiwo, blooming in Kiel Bight inFebruary. Diatoms were abundant only locally in March, in the Arkona and Bornholm Basins. ByMay, Chla and biomass had declined in the south, but were still increasing towards the north(~150 μg l-1 in the south to ~1500 μg l-1 wet weight in the north), reflecting the typical latitudinaldelay of the spring bloom in the Baltic Sea. The summer phytoplankton composition andproduction was largely shaped by diatoms in the southern Baltic, which is unusual in the opensea areas. Dactyosolen fragilissimus constituted 80 to > 90 % of the biomass in the Bay ofMecklenburg in July. Total phytoplankton biomass of 3000 to nearly 8000 μg l-1 was measured inthe western Baltic during the July cruise. This was contrasted by cyanobacteria dominatedcommunities in the central Baltic, which, however, only amounted to 5 % of the biomassproduced by the diatoms in the south. In November, diatoms - mostly Coscinodiscus spp. andCerataulina pelagica - dominating the phytoplankton community throughout the study area (80to 90 % of total biomass). In 2021 harmful Nodularia spumigena and Aphanizomenon made 10% - 50 % of the biomass in the Arkona, Bornholm and Gotland Basins, as typical for the summerseason. The 2021 diatom to dinoflagellate ratio and cyanobacteria biomass were in the samerange of interannual variation as in previous years. The 2021 annual phytoplankton biomasslevel was slightly higher than the 20-year mean, as was the diatom to dinoflagellate ratio,reflecting the diatom dominance of summer and autumn communities.In 2021, maximum zooplankton abundance achieved 8.0 x 104 ind. m-3. This represents onaverage 33 % of the long-term mean of the stocks since 2000 and only a minor recovery from thelong-term low of the zooplankton stocks observed in 2021. Although cladocerans showed a slightincrease, their abundance together with that of rotifers, Copelata, cyclopoid and calanoidcopepods, and polychaete larvae was considerably below their long-term means. Only bivalveand gastropod larvae achieved their long-term average concentrations. Cladocerans alsodominated the species composition, mainly due to a small recovery of the summer peaks in thegenus Bosmina in the Arkona Basin. Copepods were still abundant, but the contribution of thecyclopid copepod Oithona spp. was unusually low, so that calanoid copepods, escpeciallyAcartia spp., dominated. In addition, rotifers remained considerably below their historicalconcentrations. The seasonal development was early, and the zooplankton stocks achieved theirmaximum already in May in the Belt Sea. Except the calanoid copepod Acartia tonsa, no nonindigenousspecies were observed.The 124 species found in the macrozoobenthos in 2021 mark a medium diversity. The speciesnumber found at the eight monitoring stations ranged between 20 and 67. In all regions, theoxygen supply in bottom waters in the current year was always higher than 2 ml l-1. While overthe last years, occasional population collapses caused by a lack of oxygen could be observed (especially in the Fehmarnbelt and in the Mecklenburg Bay), as far as we can see from our datathe consistently good oxygen conditions in 2021 led to a recovery of the stocks. Except for thesouthern Mecklenburg Bay with its decline, the diversity at all stations was similar or slightlyincreased compared to the recent years. Depending on the region, the abundances ranged from254 to 7687 ind. m-2, and the biomass (ash free dry weight) from 0.8 g m-2 to 32 g m-2. Altogetherfifteen species of the German Red List (Categories 1, 2, 3 and G) were observed at the eightmonitoring stations. For the first time, the long-term data were used to calculate the BenthicQuality Index (BQI) and thus also the ecological status stationwise. Half of the stations were in“good” condition over the years 2006 - 2021. Two have become predominantly “poor” over theyears, and two others are often in “good” condition, although according to the threshold rulesthey still fall under “poor” if you sum up all relevant assessment years. Especially for thesouthern Mecklenburg Bay (OM18) we see a negative trend comparing the three differentevaluation periods. No trend was observed for the other stations or sea areas. With six, thenumber of invasive species in 2021 was low, as expected. They were all already known fromprevious years. Rhithropanopeus harrisii, originally from North America, could be observed inlow densities on the Oderbank since 2006. Only the spionid polychaetes Marenzelleria viridisand M. neglecta reached noteworthy abundances in the Pomeranian Bay. Mya arenaria andAmphibalanus improvisus have been common faunal elements in the southern Baltic Sea formore than a hundred years. Finally, the ascidian Molgula manhattensis was observed as a crypticneozoa species in the Bay of Kiel.
Abstract. Im Jahr 2021 wurden auf 5 Monitoringausfahrten insgesamt 165 Phytoplanktonarten erfasst. Die durchschnittliche jährliche Phytoplanktonbiomasse lag mit 928 μg l-1 etwas höher als der 20-Jahres-Mittelwert. Die Frühjahrsblüte 2021 begann Anfang Februar in der südlichen und westlichen Ostsee und entwickelte sich mit etwa 1 - 2 Wochen Verzögerung Richtung Norden. Chlorophyll-a-(Chla)-Konzentrationen der Frühjahrsfahrten 2021 repräsentierten die ermittelte Phytoplanktonbiomasse nur bedingt, was auf einen großen Anteil von Nicht-Diatomeen oder mixotrophen Taxa, wie z.B. den fischgiftigen Raphidophyten Heterosigma akashiwo und den mixotrophen Ciliaten Mesodinium rubrum in der Kieler Bucht im Februar zurückzuführen ist. Zum Zeitpunkt der Ausfahrt im Mai war die Frühjahrsblüte in der südlichen Ostsee beendet, während Richtung Norden Chla- und Biomassewerte weiterhin zunahmen. Während der Sommerfahrt 2021 war das Phytoplankton zum größten Teil von Diatomeen dominiert, die in der südlichen Ostsee bis zu 90 % der Phytoplanktonbiomasse ausmachten. Diese erreichten hier Werte von bis zu 8000 μg l-1. In der zentralen Ostsee machten die zu dieser Zeit typischen fädigen und potentiell toxischen Cyanobakterien etwa die Hälfte der Gesamtphytoplanktonbiomasse aus – die hier jedoch nur etwa 5 % der im Südwesten ermittelten Werte erreichte. Auf der November-Ausfahrt 2021 war die Phytoplanktongemeinschaft im gesamten Untersuchungsgebiet von Diatomeen geprägt (80 - 90 % der Biomasse).Maximale Zooplanktonabundanzen erreichten 2021 8.0 x 104 ind. m-3. Dies entspricht etwa 33 % des Langzeitmittels der Bestände seit 2000 und zeigt eine nur geringfügige Erholung der Zooplanktonbestände vom langjährigen Tiefpunkt an. Die seit 2010 bestehenden negativen Anomalien in der Langzeitserie verdeutlichen den abnehmenden Trend in der Abundanz innerhalb der letzen Dekade. Obwohl bei den Cladocera 2021 eine geringfügige Zunahme zu verzeichnen war, blieb deren Abundanz, wie auch die der Rotatorien, Copelata, cyclopoiden und calanoiden Copepoden und Polychaetenlarven erheblich unter dem Langzeitmittel. Ausschließlich Bivalven- und Gastropodenlarven erreichten Langzeitdurchschnittskonzentrationen. Cladocera dominierten die Artenzusammensetzung der Zooplanktongemeinschaften, was hauptsächlich auf eine (geringfügige) Erholung der Sommerbestände von Bosmina im Arkonabecken zurückzuführen war. Copepoden waren weiterhin abundant vertreten, jedoch war der Anteil des cyclopiden Copepoden Oithona spp. ungewöhnlich niedrig, was zur Dominanz calanoider Copepoden, insbesondere Acartia spp. führte. Rotatorien-Konzentrationen lagen 2021 insgesamt erheblich unter dem Langzeitdurchschnitt. Die saisonale Entwicklung begann 2021 relativ früh, so dass die Zooplanktonbestände ihr Maximum in der Beltsee bereits im Mai erreicht hatten.Mit 124 Arten hatte das Makrozoobenthos 2021 eine mittlere Diversität im Vergleich zu den Vorjahren. Die Artenzahlen, die auf den 8 Monitoringstationen ermittelt wurden, lagen zwischen 20 und 67 Arten. In allen Regionen des Untersuchungsgebietes waren die Sauerstoffkonzentrationen 2021 höher als 2 ml l-1, so dass die durchgängig guten Sauerstoffbedingungen am Meeresboden im Untersuchungsgebiet zu einer Erholung der Makrozoobenthosbestände führten. Außer in der Mecklenburger Bucht, wo die Artenzahl 2021 abnahm, entsprach die Diversität den Werten der Vorjahre. Je nach Region reichten die ermittelten Abundanzen von 254 bis 7687 ind. m-2 und die entsprechenden Biomassen (aschefreie Trockenmasse) von 0,8 g m-2 bis 32 g m-2. Auf den 8 Benthos-Monitoringstationen wurden 15 Arten der Roten Liste (Deutschland, Kategorien 1,2,3 und G) beobachtet. Erstmals wurden die Langzeitdaten genutzt, um den Benthic Quality Index (BQI) und damit auch den ökologischen Zustand stationsweise zu berechnen. Die Hälfte der Stationen befand sich in den Jahren 2006 - 2021 in einem "guten" Zustand. Zwei Stationen sind im Laufe der Jahre überwiegend "schlecht" geworden, zwei weitere sind häufig in "gutem" Zustand, obwohl sie entsprechend der Schwellenwerte in der Summe aller relevanten Bewertungsjahre noch unter "schlecht" fallen. Insbesondere für die südliche Mecklenburger Bucht (OM18) ist ein negativer Trend im Vergleich der drei verschiedenen Bewertungszeiträume zu erkennen. Für die anderen Stationen und Seegebiete wurde kein Trend beobachtet. Unabhängig von den Bewertungszeiträumen, die für die alle 6 Jahre stattfindende MFSD-Bewertung herangezogen wurden, blieb die Bewertung relativ unverändert. Mit 6 beobachteten Arten war die Zahl der invasiven Benthosarten 2021, wie erwartet, niedrig. Hierbei handelte es sich um bekannte Arten der Vorjahre. Rhithropanopeus harrisii, ursprünglich aus Nordamerika, wird seit 2006 in geringen Dichten im Gebiet der Oderbank angetroffen. In der Pommerschen Bucht erreichten die spioniden Polychaeten Marenzelleria viridis und M. neglecta nennenswerte Abundanzen. Mya arenaria und Amphibalanus improvisus sind seit über 100 Jahren in der Fauna der Ostsee etabliert. Die Ascidie Molgula manhattensis, ein kryptischer Neozoa, wurde 2021 in der Kieler Bucht beobachtet.
Citation
Anke Kremp, Jörg Dutz, Michael L. Zettler: Biological assessment of the Baltic Sea 2021. Meereswiss. Ber., Warnemünde, 124 (2024), doi:10.12754/msr-2024-0124