Development of selected indicators and assessment approaches regarding the marine environment in the context of the implementation of the Marine Strategy Framework Directive

Abstract

Die vorliegende Studie evaluiert die Anwendbarkeit des von HELCOM im Rahmen der Meeresstra-tegie-Rahmenrichtlinie (MSRL) verwendeten Kern-Indikators 'Zooplankton mean size and total stock (MSTS)' zur Beschreibung des guten ökologischen Zustands (GES) des Nahrungsnetzes in der westlichen Ostsee. Anhand einer monatlichen Datenerhebung in der Kieler Bucht, der Mecklenburger Bucht, der Arkona See und im Bornholmbecken in den Jahren 2015 - 2016 wurde untersucht inwieweit indikatorrelevante Zooplankton-Taxa im Hinblick auf ihr saisonales Vorkommen, die interannuelle Variabilität im zeitlichen Auftreten oder die Variabilität der Probenahme ausreichend durch die derzeitig bestehende Probenahme-Strategie im Monitoring erfasst werden. Die Ergebnisse zeigen eine große zeitliche und interannuelle Variabilität im Untersuchungsgebiet insbesondere bei denjenigen Gruppen, die durch parthenogenetische Fortpflanzung schnell auf sich ändernde Umweltbedingungen reagieren können, wie z.B. die Rotatorien und die Cladoceren. Zur quantitativen Erfassung dieser Gruppen und des Zooplanktons im Allgemeinen ist daher eine höhere Frequenz in der Probenahme notwendig, da sich ihr zeitliches Auftreten über eine lange produktive Phase von März bis September erstreckt, die nur unzulänglich mit dem bestehenden Monitoring beprobt wird. Bedeutende Bestände eines kleinen cyclopoiden Copepoden in der Kieler und Mecklenburger Bucht schränken die Anwendbarkeit des Indikators im Hinblick auf seine Aussagekraft bezüglich eutrophierungsbedingter Verschiebungen in der Größenstruktur des Zooplanktons ein. Hier ist bisher nicht ausreichend geklärt, ob das Auftreten dieser Gruppe durch die Erhöhung von Nähr-stoffeinträgen gefördert wird. Auf Basis der Langzeitdaten der mittleren Größe und Gesamtbiomasse wurden Referenzperioden für einen guten Umweltzustand bezüglich Eutrophierung und Ernährungszustand des Fischbestandes für die Arkonasee und das Bornholmbecken definiert. Dies erfolgte auf Basis von Langzeitdaten für Chlorophyll und altersspezifisches Gewicht der Sprotten. Die jeweils für die Sommerperiode und das Jahresmittel berechneten Schwellenwerte zeigten für das Zooplankton in der Arkonasee einen guten Zustand, da die mittlere Größe und die Gesamtbiomasse über den Zeitraum von 1983 bis 2018 zuge-nommen haben. In der Bornholmsee zeigt sich hingegen für die mittlere Größe seit den frühen 90er Jahren ein schlechter Zustand, während die Biomasse kritische Schwellenwerte nicht unterschritten hat. Quelle: Forschungsbericht

The present study assessed the applicability of the HELCOM Core indicator 'Zooplankton mean size and total stock (MSTS)' to describe the good environmental status of the zooplankton in the western Baltic Sea in the framework of the Marine Strategy Framework Directive. Based on monthly data from the Kiel Bight, the Bay of Mecklenburg, the Arkona Sea and the Bornholm Basin in 2015 - 2016, the present monitoring scheme was evaluated with regard to the quantitative record of the seasonal variation of major zooplankton taxa, the interannual variation in their temporal occurrence and their stock sizes. The results showed a large interannual variability in the seasonal timing and along a salinity gradient, particularly in the cladocera and rotifers that are characterised by parthenogenetic reproduction en-abling them to react fast to environmental changes. The quantitative record of these groups, but also of the zooplankton in general, therefore, requires a higher sampling frequency to capture sufficiently the seasonal maxima over the period from March to September. The present frequency does not fulfil this demand. High stocks of a small cyclopoid copepod in the Kiel Bight and the Bay of Mecklenburg restrict the power of the indicator to reflect eutrophication-induced changes in the size structure of the zoo-plankton until the stimulation in abundance of the group by nutrient input has unequivocally been demonstrated. Reference periods for the good environmental status with regard to eutrophication and fish condition were defined for the Arkona Sea and the Bornholm Basin based on the long-term variation of chlorophyll a and wet-at-age of sprat. Based on these, the threshold values for the GES of mean size and total stock of the zooplankton for the summer period or as annual mean were established. In the Arkona Sea, the threshold was not passed in long-term data reflecting increasing mean size and zooplankton stocks since the reference period in the early 1980s. In the Bornholm Sea, however, the lower threshold for mean size was exceeded since the 1990s indicating sub-optimal conditions. The stock size, in contrast, displayed a constant increase similar to the Arkona Sea. Quelle: Forschungsbericht

The study operationalized the HELCOM core indicator “Zooplankton mean size and total stock” (MSTS) in the Western Baltic Sea. The indicator is also used under the Marine Strategy Framework Directive to assess food webs and pelagic habitats. On the basis of a monthly data collection 2015-2016 in Kiel Bay, Bay of Mecklenburg, Arkona and Bornholm Basin it was investigated whether, on the basis of the seasonal occurrence, interannual or sampling variability of indicator-relevant zooplankton taxa the current monitoring strategy is sufficient to assess the indicator. On the basis of a long-term data series reference periods were derived with respect to eutrophication and fish nutrition and an assessment of the indicator was carried out.