Unsere Mission

Auf der Grundlage verschiedener Modellierungsansätze und im Dialog mit verschiedenen Interessengruppen und Entscheidungsträgern werden wir mögliche Anpassungsmöglichkeiten untersuchen und Empfehlungen für die Steuerung ableiten. Diese sollen helfen, das Risiko der Auswirkungen von Kipppunkten auf die regionale Wirtschaft zu verringern und die Resilienz der Küstengemeinden in Peru zu erhöhen.

Arbeite und studiere mit uns

Die interdisziplinäre Ausrichtung des Projekts bietet Studierenden und Doktoranden verschiedener Fachrichtungen die Möglichkeit, ihre Abschlussarbeit in einem der relevanten Fachgebiete zu schreiben. Das PROMOS-Programm des DAAD unterstützt Forschungsaufenthalte im Rahmen der Bachelor- oder Masterarbeit.

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Hier findest Du weitere Veröffentlichungen zu unserer Forschung!

Neuer Kurzfilm über den Stickstoffkreislauf und mögliche Kipppunkte im Humboldtstrom

Neuester Projektclip jetzt auf Youtube verfügbar

Einige Mikroben, so genannte Stickstofffixierer, können auf im Meerwasser gelöstes Stickstoffgas zugreifen und es in eine Form umwandeln, die andere Phytoplanktonarten nutzen können. Dadurch kann ein Teil des verlorenen Stickstoffs in das Humboldt-Auftriebssystem zurückgeführt und der Stickstoffkreislauf möglicherweise im Gleichgewicht gehalten werden.

Wissenschaftler aus Deutschland und Peru arbeiten zusammen um zu verstehen, warum das Stickstoffdefizit nicht durch Stickstofffixierung aufgefüllt wird. Diese Ergebnisse werden genutzt, um die Auswirkungen des Klimawandels auf den Stickstoffkreislauf und seine möglichen Folgen für die Produktivität des Humboldt-Auftriebssystems in der Zukunft vorherzusagen.

Sie finden den Film unter folgendem link auf unserem Youtube-Kanal in einer spanischen, englischen und deutschen Version:

https://www.youtube.com/watch?v=IDL2hTnuZH0

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:

Dr. Frederike Tirre

Center for Ocean and Society

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Neufeldtstraße 10
24118 Kiel
Deutschland

ftirre@uv.uni-kiel.de

Artenverschiebung aufgrund von Kipppunkt im Humboldt-Strom vor Peru

Erstautor Dr. Renato Salvatteci bei der Probennahme auf dem Forschungsschiff Meteor während einer Expedition vor Peru. © Martin Visbeck, GEOMAR

Das Meer vor der Westküste Südamerikas gehört heute zu den vitalsten und ertragreichsten Fischgründen der Erde. Rund acht Prozent der globalen Fangmenge an Meerestieren kommt aus den Gebieten vor den Küsten Perus, wo der oberflächennahe Humboldtstrom für eine hohe Nährstoffzufuhr und damit für ausreichend Nahrung für kommerziell genutzte Fischarten wie die Sardelle sorgt. Allein zehn Prozent der gesamten weltweiten Fangmenge an Sardellen kommt aus der Region. Ein Großteil davon wird zu Fischmehl und -öl verarbeitet und überwiegend in Aquakulturen in China und Norwegen verfüttert. Die Fangmengen für die Sardelle im Humboldt-Auftriebssystem sinken derzeit jedoch erheblich, während kleinere Schwarmfische wie die Grundel zunehmen. Die Ursachen für die Verschiebung der Arten sind bisher noch unklar und Gegenstand der aktuellen Studie.

Forschende des Instituts für Geowissenschaften an der Universität Kiel haben gemeinsam mit Kollegen des GEOMAR Helmholtz Zentrums für Ozeanforschung sowie internationalen Partnern zum ersten Mal die Zusammenhänge zwischen Temperatur, Sauerstoffgehalt, Nährstoffversorgung und dem Vorkommen einzelner Fischarten mit Hilfe von paläo-ozeanographischen Daten aus dem Humboldtstrom-Gebiet untersucht. Dabei konzentrierten sich die Wissenschaftler auf die ältere Warmzeit vor rund 125.000 Jahren (Eem-Interglazial). Während dieser Zeit herrschten ähnliche Bedingungen wie sie Klimaprojektionen (z.B. der IPCC-Report) spätestens für das Ende des 21. Jahrhunderts vorhersagen: D.h. eine vergleichbare Primärproduktion, aber Wassertemperaturen um zwei Grad Celsius höher als heute und verstärkter Sauerstoffmangel in mittleren Wassertiefen.

Für ihre paläo-ozeanographischen Untersuchungen analysierten die Wissenschaftler an der Uni Kiel vor allem kleine Fischwirbel, die sie aus den Sedimentkernen isolieren konnten. Demnach dominierten in der älteren Warmzeit vor allem kleinere, grundelartige Fische in den Küstengewässern, während die Sardelle nur einen geringen Anteil ausmachte. Fische mit geringerer Körpergröße können sich besser an wärmere Temperaturen anpassen. Sie behalten ihre hohe Aktivität selbst in sauerstoffärmeren Gewässern dank ihrer größeren Kiemenoberfläche im Verhältnis zu ihrem Körpervolumen.

„Die Bedingungen dieser vergangenen Warmzeit, die wir aus unseren Proben rekonstruieren konnten, lassen sich durchaus mit der aktuellen Entwicklung vergleichen und in Zusammenhang mit den Zukunftsszenarien setzen,“ sagt Erstautor der Studie, Dr. Renato Salvatteci, der zurzeit im Center for Ocean and Society des Forschungsschwerpunktes Kiel Marine Science (KMS) an der Universität Kiel im BMBF geförderten Projekt Humboldt-Tipping forscht. „Es gibt demnach einen eindeutigen Regime-Shift hin zu kleineren Fischen, die sich in den warmen, sauerstoffärmeren Bedingungen wohlfühlen. Wir schließen aus unseren Ergebnissen, dass die Folgen des menschengemachten Klimawandels stärkeren Einfluss auf die Entwicklung der Bestände in der Region haben können als bisher angenommen,“ so Salvatteci weiter. Kleinere Fische sind schwieriger zu fangen und weniger schmackhaft. Die Auswirkungen auf die Region Peru, das Einkommen der lokalen Fischerei und den weltweiten Handel an Sardellen könnten demnach weitreichende Folgen haben – möglicherweise auch für die globale Ernährungssicherheit.

„Unsere Untersuchungen anhand der Sedimentkerne können uns ziemlich genau Auskunft geben über die Veränderungen und deren Dynamik in hochproduktiven Küstengewässern weltweit, die sich im Zuge unterschiedlicher Klimazustände und über verschiedene Zeitskalen hinweg vollzogen haben,“ erklärt Professor Ralph Schneider, Paläoklimaforscher am Institut für Geowissenschaften an der Universität Kiel und Co-Autor der Studie.

Aufgrund der zunehmenden Erwärmung im Humboldtstrom-Auftriebsgebiet steuert das Ökosystem nach Einschätzung der Forschenden auf einen Kipppunkt zu, ab dem sich die Sardelle zurückzieht und nicht weiter in den küstennahen Fanggründen dominiert. „Trotz einer flexiblen, nachhaltigen und anpassungsfähigen Management-Strategie, haben Biomasse und Anlandungen der Sardelle abgenommen, was darauf schließen lässt, dass wir dem ökologischen Kipppunkt näher sind als vermutet,“ resümiert der Erstautor Renato Salvatteci. Die Ergebnisse tragen dazu bei, besser einzuschätzen, inwiefern ein sich erwärmender Ozean ausreichend Nahrung für die Weltbevölkerung bereithalten kann und mit welchen Veränderungen die Menschheit für die Entwicklung von wichtigen Fischarten wie der Sardelle rechnen muss.

Die Studie wurde durch den Sonderforschungsbereich (SFB) 754 „Klima-Biogeochemische Wechselwirkungen im tropischen Ozean“, ein Kooperationsprojekt der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel gefördert. Weitere Unterstützung kam aus dem BMBF-Projekt Humboldt-Tipping, das im Center for Ocean and Society koordiniert wird sowie durch die Förderung der Emmy-Noether Nachwuchsforschergruppe ICONOX am GEOMAR. Erstautor Renato Salvatteci wurde darüber hinaus mit einem Stipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung unterstützt.

Originalpublikation

Renato Salvatteci, Ralph R. Schneider, Eric Galbraith, David Field, Thomas Blanz, Thorsten Bauersachs, Xavier Crosta, Philippe Martinez, Vincent Echevin, Florian Scholz, Arnaud Bertrand, “Smaller fish species in a warm and oxygen-poor Humboldt Current System”.

https://doi.org/10.1126/science.abj0270

 

Links

https://humboldt-tipping.org/en

https://www.sfb754.de/home

https://www.geomar.de/forschen/fb2/fb2-mg/iconox

https://oceanandsociety.org/de/teammitglieder/dr-renato-salvatteci

Vortrag von Dr. Renato Salvatteci auf der Konferenz zur Nachhaltigkeit der Meere - SNP

Zukünftige Fischereiproduktivität im Humboldtstrom: Eine paläo-ozeanographische Perspektive

Neue Veröffentlichung online: Auswirkungen der Zooplankton-Mortalität auf die Plankton-Gemeinschaft des nördlichen Humboldt-Stromsystems

Interaktionen der Planktongemeinschaft im nördlichen Humboldtauftriebsgebiet.

Sensitivität eines regionalen biogeochemischen Modells

Wir verwendeten eine Computersimulation oder ein "Modell" des östlichen tropischen Südpazifiks, um solche Effekte zu verstehen. In unseren Modellen veränderten wir die Sterblichkeit von Zooplankton, mikroskopisch kleinen Organismen im Wasser, um die Fischprädation vor der Küste Perus zu imitieren. Das ist möglich, weil sich kleine pelagische Fische, wie Anchovis und Sardinen, von diesem Plankton ernähren. Wenn es viele Fische gibt, kann man erwarten, dass die Abundanz ihrer Beute, zum Beispiel großes Zooplankton, gering ist und umgekehrt. Dies kann einen Top-Down-Effekt auf ihre Nahrungsnetze haben, also auf kleineres Zooplankton und Phytoplankton.

Der Top-Räuber in unserem Modell war großes Zooplankton, das die Hauptbeute der Sardellen ist. Wenn wir in unseren Modellen eine niedrige Fischprädation simulierten (niedrige Sterblichkeit von Zooplankton und daher eine hohe Abundanz von großem Zooplankton), hatte dies einen großen Effekt auf das Nahrungsnetz. Das bedeutet, dass, wenn es weniger Fische gibt, großes Zooplankton gedeihen kann. Da es mehr größeres Zooplankton gibt, nimmt ihre Beute, das kleine Zooplankton und Phytoplankton, ab, da mehr von ihnen gefressen wird. Als das gegenteilige Szenario simuliert wurde, also mehr Fische vorhanden und daher weniger großes Zooplankton, war die Reaktion umgekehrt, aber schwächer. Während mehr großes Zooplankton gefressen wurde, nahm das kleinere Plankton zu.

Unsere Studie gibt einen ersten Einblick, wie Fluktuationen von kleinen pelagischen Fischen die Planktongemeinschaft des NHCS beeinflussen könnten. Unser Ansatz, die Zooplankton-Mortalität zu verändern, ermöglicht es uns, die Reaktion des Systems zu verstehen, ohne ein Fischmodell einbeziehen zu müssen. Dies reduziert die Komplexität und die Unsicherheiten im Modell.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte:

Mariana Hill- Cruz

GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
Düsternbrooker Weg 20
24105 Kiel
Deutschland

mhill-cruz@geomar.de
Tel. +49 431 600-4270

Originalveröffentlichung:

Auswirkungen der Zooplankton-Mortalität auf die Plankton-Gemeinschaft des nördlichen Humboldt-Stromsystems: Sensitivität eines regionalen biogeochemischen Modells

Mariana Hill Cruz1, Iris Kriest1, Yonss Saranga José1, Rainer Kiko2, Helena Hauss1,3, und Andreas Oschlies1,3

https://bg.copernicus.org/articles/18/2891/2021/

Virtuelle Konferenz - ein gelungenes Experiment

Mehr als die Hälfte der Konferenzteilnehmer aus Peru und Deutschland lächeln für das virtuelle Gruppenbild

Obwohl die Vorbereitung auf ein virtuelles Format mit "echtem Konferenz-Feeling" eine Herausforderung für sich war, lief nach einigen Anlaufschwierigkeiten am ersten Tag, sich in der virtuellen Konferenzwelt zurechtzufinden, alles gut organisiert und reibungslos ab.

Das virtuelle Treffen mit täglich rund 50 Teilnehmern in der Woche vom 15. bis 19. Februar 2021 war ein Erfolg für das Projekt und wurde von der Mehrheit der deutschen und peruanischen Partner geschätzt. Gather wird daher für kommende Treffen und Workshops genutzt werden, um ein weiterhin produktives und kollaboratives drittes Jahr des Projekts zu gewährleisten.

Vielen Dank an alle Vortragenden, Zuhörenden, Fragenstellenden und Organisierenden, die diese Konferenz zu einer zielführenden und angenehmen Veranstaltung gemacht haben.

Hasta pronto!

Neuer Kurzfilm über Peruanische Fischerei und ihr wirtschaftliches Netzwerk

Neuester Projektclip jetzt auf Youtube verfügbar

Wissenschaftler untersuchen die Auswirkungen dieser ökonomischen Veränderungen, um das zukünftige Fischereimanagement und die globale Ernährungssicherheit zu verbessern.

Sie finden den Film unter folgendem link auf unserem Youtube-Kanal in einer spanischen, englischen und deutschen Version:

https://www.youtube.com/channel/UCNKpvVpJs3yjoQFVTyipwwg/videos

 

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:

Dr. Frederike Tirre

Center for Ocean and Society

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Neufeldtstraße 10
24118 Kiel
Deutschland

ftirre@uv.uni-kiel.de