Biological assessment of the Baltic Sea 2023 (Version 1.0)

Dutz, Jörg; Zettler, Michael L.; Kremp, Anke; Paul, Carolin; Kube, Sandra

Abstract. Im Jahr 2023 beeinflussten eine Reihe von Einstromereignissen die Umweltbedingungen in den verschiedenen Becken der westlichen Ostsee. Spuren des kalten, salzreichen Einstromes vom Dezember 2022 waren noch im Februar 2023 im Bodenwasser des Arkonabeckens sichtbar. Im Frühsommer führte ein barokliner Einstrom in der Beltsee zu einer salzreichen Boden-wasserschicht und ersetzte das kalte Bodenwasser im Arkonabecken durch warmes, aber nicht außergewöhnlich salzhaltiges Wasser. Im Dezember 2023 wurde eine verstärkte Einstrom-aktivität registriert, die als mittelgroßer Major Baltic Inflow (MBI) eingestuft wurde. 2023 wies das Oberflächenwasser in der westlichen Ostsee (Darsser Schwelle und Arkona-Boje) Temperaturen auf, die über dem langjährigen Durchschnitt lagen. Im Winter und Herbst lagen die Oberflächenwassertemperaturen etwa 1,5 K über dem langjährigen Durchschnitt. Die Sommer-temperaturen glichen dem langjährigen Durchschnitt, mit gelegentlichen Abweichungen aufgrund von Kälteanomalien im Juni und August, die wahrscheinlich durch episodische Auftriebsereignisse verursacht wurden. Die teilweise kühle und stürmische Witterung im Sommer 2023 sowie der Einstrom im Dezember 2022 führten zu einer gleichbleibend guten Sauerstoffversorgung von der Beltsee bis zur Arkonasee (Bodenwasser > 2 ml l-1). Die Konzentrationen der anorganischen Nährstoffe im Oberflächenwasser lagen im Februar 2023 im Bereich der vorherigen Dekade. Das N/P-Verhältnis des Oberflächenwassers zeigte einen abnehmenden West-Ost-Trend von der Beltsee zur Bornholmsee. Dieses Muster ähnelte dem des Vorjahres und bestätigte erneut, dass Stickstoff ein begrenzender Faktor in der zentralen Ostsee ist, der diazotrophen Cyanobakterien einen Vorteil gegenüber Primärproduzenten verschafft, die auf Nitrat angewiesen sind. 2023 wurden auf 5 Monitoringausfahrten insgesamt 29 Phytoplanktonproben an 6 Stationen in der Belt See (Kieler Bucht und Mecklenburger Bucht) und im Arkona Becken genommen. 2023 betrug die mittlere jährliche Biomasse im Untersuchungsgebiet 593,23 µg l-1. Sie war damit erheblich geringer als im Vorjahr und blieb unter dem 20-Jahresmittelwert. Die entsprechende mittlere Chlorophyll a (Chl a) Konzentration von 2,81 µg l-1 bewegte sich hingegen in der Größenordnung der vergangenen Jahre. Die jahreszeitliche Chl a Dynamik war an allen Stationen der beiden Seegebiete ähnlich. Die höchsten Chl a Konzentrationen wurden jeweils im März und November gemessen, wobei Spitzenkonzentrationen von 13 µg l-1 im März an Station N3 in der Kieler Bucht auftraten. Die Phytoplanktonbiomasse wies dort mit 4636 µg l 1 ebenfalls die höchste Konzentration des Jahres auf. Trotz der generell sehr ähnlichen jahreszeitlichen Chl a Sukzessionsmuster in beiden untersuchten Seegebieten unterschied sich die Biomassedynamik des Phytopanktons erheblich. Sie spiegelte den zunehmenden Einfluss der niedrigsalinen Ostsee wider. Die Frühjahrsblüte der Diatomeen in der Belt See begann in der Kieler Bucht bereits im Februar, als eine Chl a Konzentration von 3 µg l-1 und eine Biomasse von 362 µg l-1 gemessen wurden. Die Phytoplanktongemeinschaft bestand zu diesem Zeitpunkt zum großen Teil aus Diatomeen, insbesondere Rhizosolenia spp., die hier mehr als 70 % der Biomasse ausmachte. Wenige Wochen später im März hatte sich die Phytoplanktonbiomasse in der Kieler Bucht verzehnfacht. Dem gegenüber war das Phytoplanktonwachstum in der Mecklenburger Bucht leicht verzögert und die Biomassekonzentrationen generell wesentlich niedriger. Diatomeen waren hier zu diesem Zeitpunkt weiterhin die dominierende Phytoplanktongruppe, jedoch machten auch Mesodinium rubrum (Ciliophora) und sein Beuteorganismus Teleaulax (Cryptophyta) einen recht hohen Biomasseanteil aus. Auch die Phytoplankton Sommergemeinschaft der Mecklenburger Bucht war sehr stark von Diatomeen geprägt, was einen marinen Einfluss zu diesem Zeitpunkt nahelegt. Jedoch machten im August auch Dinoflagellaten, insbesondere der Gattung Tripos, und Cyanobakterien größere Biomasseanteile aus. Der Spätherbst, repräsentiert durch die Novemberfahrt, war 2023 die Zeit der höchsten Phytoplanktonproduktion in der Mecklenburger Bucht mit Chl a Konzentrationen von 4,3 bis 8 µg l-1 und Biomassen von bis zu 1390 µg l-1. Im Arkona Becken war die räumliche Ausbreitung der Frühjahrsblüte in Richtung Nordosten gut in den Phytoplanktondaten repräsentiert. Die höchsten Chl a Konzentrationen des Jahres (6,3 µg l 1 an Station K5 und 3,6 µg l 1 an K4) und entsprechende Biomassekonzentrationen (1168 µg l-1 an K5 und 228,5 µg l-1 an K4) wurden im November im westlichen und zentralen Arkonabecken gemessen. Winter- und Frühjahrs- Chl a -Konzentrationen folgten dem typischen räumlichen Muster der Abnahme in Richtung Nordosten. Die Arkona-Phytoplanktongemeinschaft war 2023 generell stark von Mesodinium rubrum geprägt, insbesondere im Frühling. Dinoflagellaten und Cyanobakterien waren mit Biomasseanteilen von 45 % und 20 % recht stark in der Sommergemeinschaft vertreten. Im November war die Arkonagemeinschaft marin geprägt und wurde von Diatomeen wie Cerataulina bergonii und Rhizosolenia fragilissima dominiert. Im Jahr 2023 wurden insgesamt 141 Phytoplankton-Taxa auf den Monitoringstationen der Belt- und Arkona See erfasst. Die Anzahl der Taxa war mit 81 im November am höchsten. Wie auch in den Vorjahren, waren 2023 Diatomeen die prominentesten Phytoplanker in der südlichen Ostsee. Insbesondere Rhizosolenia spp., Proboscia alata und Cerataulina bergonii waren die wichtigsten Biomasseproduzenten des Jahres 2023 in der Belt See (50 - 90 %), häufig begleitet von Dinoflagellaten (Tripos muelleri und Polykrikos schwartzii). Im Arkona Becken war Mesodinium rubrum die häufigste Art auf allen Monitoringfahrten. Auf den 5 Monitoringausfahrten des Jahres 2023 wurde, im Vergleich zum Vorjahr, mit 15 Arten eine höhere Anzahl von potentiell toxischen oder anderweitig schädlichen Phytoplankton-Taxa als 2022 (8 Arten) erfasst. Auf der Liste befanden sich nun auch einige Warmwasserarten wie Karenia mikimotoi, Akashiwo sanguinea und Karlodinium veneficum. Die Cyanobakterienbiomasse (Cyabi), die zur Zustandseinschätzung der Ostsee herangezogen wird, wurde erstmals im Langzeitkontext für die Belt- und Arkonastationen in einem Zeitraum von 20 Jahren betrachtet. Während 2023 in der Belt See die Cyanobakterienbiomassen an den Stationen im Bereich des 20-Jahresmittelwertes oder darunter lagen, waren sie im östlichen Arkonabecken höher als der 20-Jahresmittelwert. Im Jahr 2023 wurde das Zooplankton an 38 Stationen in der Kieler Bucht, der Mecklenburger Bucht und dem Arkonabecken beprobt. Im Gegensatz zu den Vorjahren wurde die hydrographische Situation durch eine Reihe von Einstromereignissen beeinflusst, die den Salzgehalt in der Wassersäule der Beltsee und des Bodenwassers im Arkonabecken erhöhten, aber auch zu sehr warmen Wassertemperaturen im gesamten Gebiet im Sommer führten. Die Einstromereignisse hatten jedoch nur einen geringen Einfluss auf das Arteninventar, da die Anzahl der Taxa in der Größenordnung der Vorjahre ohne größere Einstromereignisse lag (52 Taxa). Zwar wurde der Transport einiger stenohaliner mariner Taxa wie Penilia avirostris in das Arkonabecken beobachtet, ihre Anzahl war jedoch gering. Darüber hinaus fehlten im Jahr 2023 mehrere marine und Brackwasserarten, die in den vorangegangenen Jahren vorkamen, so dass die Anzahl der Taxa auf einem niedrigeren Niveau blieb. Abgesehen von Acartia tonsa wurden keine weiteren Arten beobachtet, die als nicht-einheimische Arten (NIS) eingestuft wurden. Die Artenzusammensetzung im Jahresdurchschnitt wurde in allen Gebieten von Copepoda dominiert. Dies ist in der Beltsee üblich, aber ungewöhnlich im Arkonabecken, wo Rotifera und Cladocera im Frühjahr bzw. Sommer große Bestände aufweisen können, die 2023 fehlten. Dieser Rückgang setzt eine Reihe ähnlicher Beobachtungen seit 2019 fort und kann daher nicht auf die ungewöhnliche hydrographische Situation im Jahr 2023 zurückgeführt werden. Die Abundanz des Meroplanktons war in allen Gebieten eher gering, insbesondere während des Sommers, in dem Muschel- und Schneckenlarven gewöhnlich sehr häufig sind. In der Beltsee wurden sie durch Polychaeta Larven als häufigste Gruppe ersetzt. Die jahreszeitliche Dynamik und die Zusammensetzung des Zooplanktonbestandes in der Kieler Bucht und in der Mecklenburger Bucht waren aufgrund ihrer Verbindung über den Fehmarnbelt sehr ähnlich. In Übereinstimmung mit den Winter-Frühjahrstemperaturen, die 2-3 °C über dem langjährigen Mittel lagen, zeigte der Zooplanktonbestand einen frühen Anstieg mit einer Verdoppelung der Bestandsgröße im März bzw. Mai. Copepoda, insbesondere die Gattungen Pseudocalanus und Oithona, dominierten das Zooplankton, gefolgt von Polychaeta-Larven und der Appendicularia Oikopleura. Im Sommer wurde ein starker Einbruch des Zooplanktonbestandes auf 15-25 % des langjährigen Mittelwertes beobachtet. Da der Salzgehalt und die thermischen Bedingungen für diese Gebiete jedoch nicht außergewöhnlich waren, könnte der Rückgang auf einen kombinierten Stress von hohen Wassertemperaturen in Verbindung mit einem Nahrungsmangel während der Sommerperiode zurückzuführen sein. Dies wird durch die Zusammensetzung der Gemeinschaft bestätigt, in der Oithona und thermophile Arten dominierten. Der Zooplanktonbestand erholte sich mit der Abkühlung im Herbst, allerdings mit nur geringen Auswirkungen auf die Zusammensetzung der Gemeinschaft. Trotz der unterschiedlichen Hydrographie mit einem niedrigeren Salzgehalt in der gesamten Wassersäule ähnelten die jahreszeitliche Dynamik und die Bestandszusammensetzung des Zooplanktons im Arkonabecken denen, die auch in der Beltsee beobachtet wurden. Die Frühjahrsentwicklung war früh und wurde durch eine hohe Abundanz der Appendicularia Fritillaria im März verursacht. Wie üblich folgte die Zunahme der Copepoda von März bis Mai. Sie dominierten das Zooplankton im Frühjahr, da Rotifera ungewöhnlich selten waren und 2023 kein Massenvorkommen dieser Gruppe auftrat. Unter den Copepoda dominierte Pseudocalanus, aber auch andere Gruppen waren häufig. Auch im Arkonabecken wurde ein ungewöhnlicher Zusammenbruch des Zooplanktonbestandes im Sommer beobachtet, der mit einer geringen Abundanz von Copepoda und Cladocera einherging und wahrscheinlich durch die hohen Temperaturen in der gesamten Wassersäule verursacht wurde. Der sommerliche Zusammenbruch des Zooplanktonbestandes in allen Gebieten hatte nur geringe Auswirkungen auf die langfristigen Schwankungen der Copepoda in der westlichen Ostsee. In der Beltsee und im Arkonabecken lag ihre jährliche mittlere Abundanz nahe dem langfristigen Mittelwert, was auf die frühe Bestandsentwicklung und die hohe Abundanz im Frühjahr zurückzuführen ist, die den Rückgang im Sommer teilweise kompensierten. Im Gegensatz zu den Copepoda wiesen die Cladocera und insbesondere die Rotifera im Jahresmittel eine eher geringe Abundanz auf. In ihrem Hauptvorkommensgebiet (Arkonabecken) sank ihr Beitrag zum Bestand auf nur 12-17 % ihres langjährigen Mittelwerts. Im Herbst 2023 erfolgte die Beprobung des Makrozoobenthos an allen 8 Stationen entlang der deutschen Ostseeküste, beginnend in der Kieler Bucht über die Mecklenburger Bucht, die Darßer Schwelle, das Arkona Becken bis hin zur Pommernbucht. Für die meisten Stationen steht ein umfangreicher Datensatz von Herbstbeprobungen seit 1980 für die Langzeitanalyse zur Verfügung. Die insgesamt 138 Arten, die 2023 im Makrozoobenthos gefunden wurden, stellen eine relativ hohe Vielfalt dar. Die Anzahl der Arten, die jeweils an den acht Messstationen gefunden wurden, schwankte zwischen 16 und 86. Im Vergleich zum langjährigen Mittel konnte somit an allen Stationen eine durchschnittliche Artenzahl gefunden werden. Einzig in der Kieler Bucht wurde mit 86 Taxa eine überdurchschnittlich hohe Diversität festgestellt. An einigen Stationen wurden jedoch neue Arten (die in den letzten 20 Jahren an diesen Stationen nie beobachtet wurden) gefunden, z. B. Philine punctata. In allen Regionen ohne Ausnahme war das Sauerstoffangebot im Bodenwasser im laufenden Jahr höher als 2 ml l 1. Je nach Region reichten die Abundanzen von 331 bis 6775 Ind. m-2 und die Biomasse (aschefreies Trockengewicht) von 1,8 g m-2 bis 25,2 g m-2. Am Beispiel der Station K4 (Arkona Becken) führten wir eine Langzeitanalyse der letzten 4 Jahrzehnte durch. Dargestellt wird die langfristige Entwicklung von Artenzahl, Abundanz und Biomasse. Zur Einordnung der Ergebnisse wurden auch die Sauerstoff- und Salzgehaltswerte am Boden über diesen Zeitraum ausgewertet und teilweise dargestellt. Anhand ausgewählter Arten (Diastylis rathkei und Macoma balthica) wird exemplarisch gezeigt, welche Veränderungen stattgefunden haben und welchen Einfluss sie auf das Ökosystem haben können. Zum zweiten Mal (nach 2021) wurden die Langzeitdaten zur Berechnung des Benthic Quality Index (BQI) und damit auch des ökologischen Zustands herangezogen. Die Hälfte der Stationen befand sich im Laufe der Jahre in einem „guten“ Zustand. Drei sind im Laufe der Jahre immer als „schlecht“ bewertet worden, eine weitere zwischen "schlechtem" und „gutem“ Zustand. An den acht Messstationen wurden insgesamt 19 Arten der Roten Liste Deutschlands (Kategorien 1, 2, 3 und G) beobachtet. Hervorzuheben wären hierbei neben regelmäßig anzutreffenden Arten wie beispielsweise Arctica islandica und Arten der Gattung Astarte, auch etwas seltener zu beobachtende Taxa wie Musculus discors, Aporrhais pespelecani, Tritia reticulata und Scalibregma inflatum. Mit 10 war die Zahl der invasiven benthischen Arten 2023 relativ hoch. Die meisten waren bereits aus den Vorjahren bekannt. Mya arenaria und Amphibalanus improvisus sind seit mehr als hundert Jahren in der südlichen Ostsee häufig. Seit 2016 ist der Amphipode Grandidierella japonica aus der südlichen Ostsee bekannt und wurde auch während der vorliegenden Studie in der Kieler Bucht beobachtet. Die beiden Polychaeten Alitta succinea und Marenzelleria neglecta wurden in den letzten Jahren regelmäßig bei Probenahmen gefunden. Die Muschel Ensis leei, eine nordamerikanische Art, wurde 2023 zum ersten Mal auf der Darßer Schwelle (K8) nachgewiesen. Im westlichen Teil der Ostsee wird sie dagegen regelmäßiger, aber stets in geringen Dichten angetroffen. Der japanische Ranzenkrebs Nippoleucon hinumensis ist seit 2019 für die Ostsee beschrieben. Neben mehreren Nachweisen, die wir in anderen Kampagnen in der deutschen Ostsee (vor allem in Ästuaren) gemacht haben, fanden wir ihn in diesem Jahr zum ersten Mal bei Monitoring-Probenahmen in der Kieler Bucht (N3). In den letzten zehn Jahren haben wir an unseren acht Messstationen insgesamt 16 nicht-einheimische Arten (NIS) gefunden. Der langfristige Trend der letzten 10 Jahre bei den Ankünften lag bei 0,8 NIS pro Jahr.

Abstract. In 2023, a series of inflow events affected the environmental conditions in the different basins of the western Baltic Sea. Traces of a cold, saline inflow in December 2022 were still visible in the bottom water of the Arkona Basin during February. In early summer, a baroclinic inflow build a thick bottom layer of saline water in the Belt Sea and replaced the cold bottom water in the Arkona Basin by very warm, but not exceptionally saline water. During December 2023 intensified inflow activity was recorded, which was classified as midsized Major Baltic Inflow (MBI). In 2023, the surface waters in the western Baltic Sea (Darss Sill and Arkona Buoy) exhibited temperatures significantly higher than the long-term average. The winter and autumn water temperatures were about 1,5 K above the long-term average. Summer temperatures, however, remained close to the long-term average, with occasional deviations due to cold anomalies in June and August, likely caused by episodic upwelling events. The partly cool and stormy weather in summer 2023 as well as the minor barotropic inflow event of December 2022 resulted in a consistently good oxygen supply from the Belt Sea to the Arkona Sea (bottom water > 2 ml l-1). The concentration of inorganic nutrients in the surface water was within the range of the previous decade in February 2023. The N/P ratio of the surface water showed a decreasing west-east trend from the Belt Sea to the Bornholm Sea. This pattern was similar to the previous year and confirmed again that nitrogen was a limiting factor in the Baltic Proper, giving diazotrophic cyanobacteria an advantage compared to primary producers that depend on nitrate. In 2023, 29 phytoplankton samples were collected on 5 monitoring cruises from 6 stations located in the Belt Sea (Kiel Bight and Bay of Mecklenburg) and the Arkona Basin. In 2023, mean annual biomass in the study area was 593,2 µg l-1. This is significantly lower than in 2022, and below the 20 year mean. Corresponding mean chlorophyll a (Chl a) concentrations of 2,8 µg l-1 were, however, in the range of previous years. Generally, seasonal Chl a dynamics was uniform and very similar in Belt Sea and Arkona Basin throughout the year, with highest concentrations measured in March and November and lowest in May. The prominent 2023 Chl a peak was detected in March in Kiel Bight and amounted to 13 µg l-1, capturing a fully developed spring bloom. Accordingly, the highest annual phytoplankton biomass (4636 µg l-1) for 2023 was detected. Despite quite uniform Chl a succession patterns in both sea areas, seasonal dynamics of phytoplankton biomass composition clearly displayed spatial differences along the monitoring transect, reflecting the marine influence in the Belt Sea and the increasingly brackish character of the Arkona Basin. The diatom spring bloom in the Belt Sea started in the westernmost Kiel Bight in February, when Chl a concentrations of nearly 3 µg l-1 corresponding to biomass of 362 µg l-1, were measured, mostly consisting of diatoms, with Rhizosolenia spp. constituting > 70 %. A few weeks later, biomass of diatoms had increased more than 10-fold in the Kiel Bight. In contrast, phytoplankton production was slightly delayed in the Bay of Mecklenburg and generally had significantly lower biomass values. The community here was still dominated by diatoms but with significant contribution of Mesodinium rubrum and its cryptophyte prey Teleaulax. Also, the summer community in the Bay of Mecklenburg was highly dominated by diatoms, though portions of dinoflagellates, Tripos, and cyanobacteria had increased then. Late autumn (November) was the most productive period of the annual phytoplankton cycle in the Bay of Mecklenburg in 2023, as indicated by Chl a concentrations of 4,3 µg l-1 to 8 µg l-1 and diatom dominated (> 80 %) biomass concentrations of up to 1390 µg l 1. In Arkona Basin, the north-east succession of the spring bloom was well reflected by spatial biomass dynamics. Highest annual Chl a (6,3 µg l-1 at K5 and 3,6 µg l-1 at K4) and biomass concentrations (1168 µg l-1 at K5 and 228,5 µg l-1 at K4) were measured in the western and central parts of the Arkona Basin in November. Winter and spring Chl a concentrations decreased prominently towards the east as did biomasses. In spring, the Arkona community was generally dominated by Mesodinium rubrum. Dinoflagellates and cyanobacteria had high biomass shares (45% and 20 %) in August. The phytoplankton of the Arkona Basinhad a marine character in November, being dominated by the diatoms Cerataulina bergonii and Rhizosolenia fragilissima. In 2023, alltogether 141 phytoplankton taxa were recorded in the Belt Sea and the Arkona Basin at the five monitoring cruises with highest number of taxa (89) recorded in November. As in previous years, diatoms of Rhizosolenia spp., Proboscia alata and Cerataulina bergonii were the most important biomass producers in Belt Sea in March, August, and November (50 - 90 %) often accompanied by the dinoflagellates Tripos muelleri and Polykrikos schwartzii. In Arkona Basin the Mesodinium rubrum ranked number 1 (3 for all samples, Appendix) at all three cruises in spring, contributing up to 81 % in February. In summer and autumn, diatoms were unexpectedly prominent. Thus, while the spring community was a typical brackish Baltic one, the summer and autumn aspects had a clearly marine character. In 2023, the number of potentially toxic or harmful algal taxa recorded in the study area had increased to 15 (compared to xy taxa in 2022). The list now contains several warm-water species such as Karenia mikimotoi, Akashiwo sanguinea and Karlodinium veneficum. Cyanobacteria biomass (Cyabi) of 2023 was, for the first time, considered in a long-term analysisfor the Belt Sea and the Arkona Basin: Whereas in the Belt Sea Cyabi was at the 20 year mean, it was above the 20 year mean at the central and Eastern Arkona stations. In 2023, zooplankton samples were taken on 38 stations in the Kiel Bight, the Bay of Mecklenburg and the Arkona Basin. In contrast to previous years, the hydrographical situation was influenced by a series of inflow events that elevated the salinity in the water column in the Belt Sea and the bottom water in the Arkona Basin, but caused also very warm water temperatures throughout the area during summer. The inflows had, however, only little influence on the species inventory since the number of taxa were in the range of previous years without large inflow events (52 taxa). While a transport of some stenohaline marine taxa such as Penilia avirostris into the Arkona Basin was observed, their number was low. In addition, several of the marine and brackish species that were present in preceding, non-inflow years were lacking in 2023 and, thus, the taxa number remained on a lower level. Apart from Acartia tonsa, no other species classified as non-indigenous species (NIS) were observed. The annual average species composition was dominated by copepods in all areas. This is common in the Belt Sea, but unusual in the Arkona Basin where rotifers and cladocerans can show large stocks in spring and summer, respectively. These were lacking in 2023. The decline in their contribution continues a series of similar observations since 2019 and, thus, cannot be attributed to unusual hydrographical situation in 2023. The meroplankton abundance was also rather low in all areas, particularly during summer when bivalve and gastropod larvae are common. In the Belt Sea, they were replaced by polychaete larvae as the most common group. The seasonal dynamics and the composition of the zooplankton stock in the Kiel Bight and the Bay of Mecklenburg was very similar likely owed to their connection via the Fehmarn Belt. In agreement with winter-spring temperatures that were 2-3 °C above the long-term mean, the zooplankton stock showed an early increase with a doubling of the stock size in March and May, respectively. Copepods, especially the genera Pseudocalanus and Oithona, dominated the zooplankton followed by polychaete larvae and the appendicularian Oikopleura. In summer, the zooplankton stock collapsed to only 15-25 % of the long-term mean. Since the saline and thermal conditions were not exceptional for the area, the decline might be related to a combined stress of very warm temperaturates together with the usual food shortage during the summer period. This is reinforced by the composition of the community that was dominated by Oithona and other, thermophilic species. The stock recovered with the cooling in autumn, but with only little effects on the community composition. Despite the different hydrography with a lower salinity throughout the water column, the seasonal dynamics and stock composition of the zooplankton in the Arkona Basin resembled those observed in the Belt Sea. The spring development was early and was caused by a high abundance of the appendicularian Fritillaria in March. As usual, the increase in the copepods followed from March to May. They dominated the zooplankton in spring because rotifers were rather rare and lacked the sometimes typical mass concentrations in 2023. Pseudocalanus dominated among the copepods, but other groups were common as well. Again, an unusual collapse of the zooplankton in summer was observed that was associated a with low abundance of copepods and cladocerans. This was likely caused by the high temperatures throughout the water column. The summer collapse of the zooplankton in all areas had only little impact on the long-term variation of the copepods in the western Baltic Sea. In the Belt Sea and the Arkona Basin, their annual mean abundance was close the long-term mean, which can be attributed to the early stock development and high abundance in spring that partly compensated for the decline in summer. In contrast to the copepods, the cladocerans and, in particular, the rotifers displayed rather low annual mean abundance. In their main area of occurrence (Arkona Basin), their contribution to the stock decreased to only 12-17 % of their long term mean. In autumn 2023, macrozoobenthos sampling was carried out at all eight stations along the German Baltic Sea coast, starting in the Kiel Bayand extending to the Bay of Mecklenburg, the Darss Sill, the Arkona Basin and the Pomeranian Bay. For most stations, a comprehensive dataset of autumn sampling since 1980 is available for long-term analysis. The 138 species found in the macrozoobenthos in 2023 represent a relatively high diversity. The number of species found at the eight monitoring stations varied between 16 and 86. In general, neither a significant increase nor decrease in macrozoobenthos species number was observed in 2023. However, at some stations new observed species (never observed during the last 20 years at these stations) were found, e.g. Philine punctata. At all regions without exception, the oxygen supply in the bottom water in the current year was higher than 2 ml l-1. Compared to the long-term mean, an average number of species was found at all stations. Only in the Bay of Kiel was an above-average diversity of 86 taxa found. Depending on the region, the abundances ranged from 331 ind. m-2 to 6775 ind. m-2 and the biomass (ash-free dry weight) from 1,8 g m-2 to 25,2 g m-2. Using the example of station K4 (Arkona Basin), we carried out a long-term analysis of the last 4 decades. The long-term development of species numbers, abundance and biomass is shown. To categorise the results, the oxygen and salinity values at the bottom over this period were also analysed and partially presented. Selected species (Diastylis rathkei and Macoma balthica) are used as examples to show what changes have taken place and what influence they may have on the ecosystem. For the second time (after 2021), the long-term data was used to calculate the Benthic Quality Index (BQI) and thus also the ecological status. Half of the stations were in ‘good’ status over the years. Three have always been assessed as ‘poor’ over the years, another one between ‘poor’ and ‘good’ status. A total of 19 species on the German Red List (categories 1, 2, 3 and G) were observed at the eight monitoring stations. In addition to regularly encountered species such as Arctica islandica and species of the genus Astarte, somewhat less frequently observed taxa such as Musculus discors, Aporrhais pespelecani, Tritia reticulata and Scalibregma inflatum should also be emphasised here. At 10, the number of invasive benthic species was relatively high in 2023. Most of them were already known from previous years. Mya arenaria and Amphibalanus improvisus have been common in the southern Baltic Sea for more than a hundred years. The amphipod Grandidierella japonica has been known from the southern Baltic Sea since 2016 and was also observed in the Bay of Kiel during the present study. The two polychaetes Alitta succinea and Marenzelleria neglecta have been regularly found during sampling in recent years. The bivalve Ensis leei, a North american species, was recorded for the first time on the Darss Sill (K8). It is normally (albeit sparsely) more common in the western part of the Baltic Sea. The Japanese cumacean Nippoleucon hinumensis has been widespread in the Baltic Sea since 2019. In addition to several detections that we have made in other campaigns in the German Baltic Sea (mainly in estuaries), we found it for the first time this year during monitoring sampling in the Kiel Bay (N3). Over the past ten years, we have found a total of 16 non-indigenous species (NIS) at our eight monitoring stations. The long-term trend over the last 10 years in arrivals was 0,8 NIS per year.

Citation

Jörg Dutz, Michael L. Zettler, Anke Kremp, Carolin Paul, Sandra Kube: Biological assessment of the Baltic Sea 2023. Meereswiss. Ber., Warnemünde, 129 (2025), doi:10.12754/msr-2025-0129

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