EIDG. TECHNISCHE HOCHSCHULEN . Eidg. Anstalt für ...

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3.2 KLEINE KREISLAUFE IM EPILIMNION VON SEEN

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Die heutige Praxis des Seenschutzes und der Seenrestaurierung basiert

auf der Erkenntnis, dass erhöhte Zufuhr von Pflanzennährstoffen

das Algenwachstum bzw. die Synthese von organischen Stoffen

in einem solchen Ausmass fördert, dass sie zur bekannten sekundären

Selbstverunreinigung ("Eutrophie") führt. Zwischen

der Nährstoffbelastung eines Sees durch äussere Quellen und der

Produktion besteht nun aber kein linearer Zusammenhang. Das gemessene

Algenwachstum ist weitaus grösser, als die Nährstoff-, insbesondere

die Phosphorzufuhr rechnerisch erwarten lässt, wenn man

voraussetzt, dass dieser Phosphor nur ein einziges Mal zur Biomasse-

Synthese verwendet wird. Besonders in Seen, in welchen das Wachstum

durch Aufbrauch der Nährstoffe zeitweise limitiert ist, ergibt sich

eine grosse Abweichung zwischen der gemessenen Produktion und der

theoretisch möglichen. Dies kann nur damit erklärt werden, dass die

essentiellen Nährstoffe (hier wiederum Phosphor an erster Stelle)

mehr als einmal, auf dem Wege über interne, rasch ablaufende sogenannte

"kleine Kreisläufe" zur Biomasseproduktion ausgenützt werden.

Der von den Algen aufgenommene Phosphor wird durch Exkretion, Autolyse

(Selbstauflösung nach dem Zelltod) oder Frass und Verdauung

durch Zooplankton teilweise wieder freigesetzt, bevor die Organismen

in die Seetiefe absinken.

Die Zusammensetzung des Seewassers entspricht nicht einem idealen

Kulturmedium: alle wesentlichen Stoffe ausser Phosphor sind im Uebermass

vorhanden. Falls der Phosphor im kleinen Kreislauf rascher

umgesetzt wird als die andern Nährstoffe, so wirkt der kleine Kreislauf

als zusätzliche Phosphorquelle mit dem Effekt einer zusätzlichen

Produktion. Die Kenntnis der Umsatzgeschwindigkeiten von Phosphor

und Kohlenstoff (als Vergleichsparameter) im kleinen Kreislauf

steht • daher im Eutrophie-Problem an zentraler Stelle.

Der kleine Kreislauf kann verschiedene Wege beschreiten:

Ein direkter Austausch zwischen Algen und Nährstoffpool funktioniert

auf dem Weg über Primärproduktion und Respiration (s. Abb.

3.5, Kreislauf A). Häufiger führt der Weg jedoch über organische

Stoffe. Diese werden bei der Autolyse freigesetzt und von Bakterien

abgebaut oder enzymatisch gespalten (Kreislauf B). Während der

Hauptvegetationsperiode dominiert zeitweise die Weiterverwertung

der Algen durch die Nahrungskette (Kreislauf C). Die Fähigkeit vieler

Algen, auch gelöste organische Stoffe und selbst kleine Partikel

direkt aufzunehmen (heterotrophe Produktion), ergibt einen weiteren

Kreislauf zwischen Algen und toter organischer Substanz

(Kreislauf D). Ferner können auch die planktischen Tiere partiell

vom Detritus leben (Kreislauf E).

Wie im Schema weiter dargestellt ist, hängt das C:P-Verhältnis der

abgesunkenen Partikel (Sediment) vom Nachschub aus den beiden Quellen

Algen und Detritus ab. Lebende Algen können auf dem Weg in die

tieferen Wasserschichten aus dem Wasser weiteren Phosphor aufnehmen,

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