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ERGEBNISSE

New Paper

2023

> Bioenergetische Modellierung hilft dabei zu verstehen, wie die Klimaerwärmung das Dorschwachstum beeinflusst

Funk, S., Funk, N., Herrmann, J. P., Hinrichsen, H. H., Krumme, U., Möllmann, C., & Temming, A. (2023). Tracing growth patterns in cod (Gadus morhua L.) using bioenergetic modelling. Ecology and Evolution, 13(11), e10751| > Orginalartikel

 

Der westliche Ostseedorsch ist ein ideales Fallbeispiel für die bioenergetische Modellierung, da in jüngster Zeit in-situ-Kenntnisse über die räumliche Verteilung und das Fressverhalten auf der Grundlage hochaufgelöster Daten über Mägen und die Fischverteilung gewonnen wurden. Darüber hinaus sind physiologische Prozesse wie Magenentleerung, Verbrauch, Nettoumwandlungseffizienz und Stoffwechselraten beim Ostseedorsch in Laborexperimenten gut untersucht worden. Unser Modell reproduziert zuverlässig die in der Praxis beobachteten saisonalen Wachstumsmuster. Besonders wichtig ist, dass unser bioenergetischer Modellierungsansatz, der Tiefennutzungsmuster und Nahrungsaufnahme einbezieht, es uns ermöglichte, die potenziell nachteiligen Auswirkungen sommerlicher Hitzeperioden auf das Wachstum des westlichen Ostseedorsches zu verdeutlichen, die in Zukunft wahrscheinlich zunehmend auftreten werden. Unsere Modellsimulationen haben somit einen potenziellen Mechanismus aufgezeigt, wie sich die Erwärmung aufgrund des Klimawandels auf das Wachstum einer Schlüsselart auswirken kann. Dieser Mechanismus könnte möglicherweise auch für ähnliche Lebensräume in anderen Regionen gelten.

> Nahrungsnetzmodelle unter die Lupe genommen

Keramidas, I., Dimarchopoulou, D., Ofir, E., Scotti, M., Tsikliras, A.C. & Gal, G. (2023). Ecotrophic perspective in fisheries management: a review of Ecopath with Ecosim models in European marine ecosystems. Frontiers in Marine Science 10, 1182921. https://doi.org/10.3389/fmars.2023.1182921 | > Orginalartikel


Das Ziel dieser Arbeit war es, die Nahrungsnetzmodelle vorzustellen, die mit Hilfe des Softwaretools Ecopath with Ecosim (EwE) entwickelt wurden, um die Struktur und Funktionsweise verschiedener mariner Ökosysteme in Europa zu beschreiben (östliches, zentrales und westliches Mittelmeer, Schwarzes Meer, Golf von Biskaya, Keltische See und iberische Küste, Ostsee, Nordsee, Ärmelkanal, Irische See und westliche Schottische See sowie norwegische See und Barentssee). Insgesamt wurden 195 Ecopath-Modelle auf der Grundlage von 168 wissenschaftlichen Veröffentlichungen, die ursprüngliche, aktualisierte und modifizierte Versionen enthalten, überprüft. Siebzig Modelle enthielten zeitliche Ecosim-Simulationen, während 28 Modelle die raum-zeitliche Dynamik von Ecospace implementierten. Die meisten Modelle und Veröffentlichungen bezogen sich auf das westliche Mittelmeer, gefolgt von den Unterregionen Ärmelkanal, Irische See und Westschottische See. Im Mittelmeer gab es die meisten Modelle und Veröffentlichungen für die westliche Region, gefolgt von der zentralen und der östlichen Region; ähnliche Trends wurden auch bei früheren Literaturübersichten beobachtet. Die meisten Modelle befassten sich mit dem Funktionieren von Ökosystemen und fischereibezogenen Hypothesen, während einige Modelle die Auswirkungen des Klimawandels, des Vorkommens nicht heimischer Arten, der Aquakultur, der chemischen Verschmutzung, der Infrastruktur und der Energieerzeugung untersuchten.

2022

> Ökosystembasiertes Management als Hoffnungsträger

Scotti, M., Opitz, S., MacNeil, L., Kreutle, A., Pusch, C., & Froese, R. (2022). Ecosystem-based fisheries management increases catch and carbon sequestration through recovery of exploited stocks: the western Baltic Sea case study. Frontiers in Marine Science 9, 879998. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.879998| > Orginalartikel


In dieser Studie wird das erste massenbilanzierte Ökosystemmodell vorgestellt, das sich auf die westliche Ostsee konzentriert. Das Modell liefert eine zusammenhängende Bewertung der trophischen Gilden in der westlichen Ostsee, wie sie vom europäischen Recht gefordert wird, um zu beurteilen, ob sich die europäischen Meere in einem guten Umweltzustand befinden. Die Ergebnisse zeigen u.a., dass der starke Fischereidruck in der westlichen Ostsee Spitzenprädatoren wie Schweinswale und Dorsche dazu gezwungen hat, ihren Nahrungsbedarf zu decken, indem sie von Futterfischen auf andere Beutetiere ausweichen oder außerhalb des Modellgebiets Nahrung finden. Ein Management wie bisher würde langfristig nicht zur Erholung der Fischbestände führen. Im Gegensatz dazu würde das Ökosystembasierte Management-Szenario die Erholung von Schweinswalen, Futterfischen und Kabeljau ermöglichen, wobei der Fang von Hering und Kabeljau zunehmen würde. Das Ökosystembasierte Management-Szenario fördert die Widerstandsfähigkeit des Ökosystems gegenüber Eutrophierung und Meereserwärmung und erhöht durch die Wiederauffüllung der kommerziellen Bestände die Kohlenstoffbindung im Vergleich zum "Weiter-wie-bisher"-Szenario um mehr als das Dreifache.

> Transdisziplinarität definiert

Grünhagen, C., Schwermer, H., Wagner-Ahlfs, C., Voss, R., Gross, F., & Riekhof, M.-C. (2023). The multifaceted picture of transdisciplinarity in marine research. In S., Gomez Mestres & V., Köpsel, Transdisciplinary Marine Research – Bridging Science and Society (Volume 1). Abingdon: Routledge. | > Orginalartikel


Die transdisziplinäre Forschung wird oftmals mit disziplinärer, multi- und interdisziplinärer Forschung verglichen. Während die disziplinäre Forschung nur eine Disziplin umfasst, schließen multi- und interdisziplinäre Forschung mehrere Disziplinen ein. Der Unterschied zur interdisziplinären Forschung besteht dabei in der Zusammenarbeit aller Disziplinen, um die im Rahmen eines bestimmten Projekts festgelegten Ziele zu erreichen. Die transdisziplinäre Forschung bezieht zusätzlich Interessengruppen mit unterschiedlichem Hintergrund ein.

> Komplexe Prozesse regulieren die Rekrutierung von Herring in der westlichen Ostsee 

Moyano, M., Illing, B., Akimova, A., Alter, K., Bartolino, V., Börner, G., Clemmesen, C., Finke, A., Gröhsler, T., Kotterba, P., Livdane, L., Mittermayer, F., Moll, D., von Nordheim, L., Peck, M.A., Schaber, M., & Polte, P. (2022). Caught in the middle: bottom-up and top-down processes impacting recruitment in a small pelagic fish. Reviews in Fish Biology and Fisheries 33, p. 55–84. https://doi.org/10.1007/s11160-022-09739-2 | > Orginalartikel


Am Beispiel des Frühjahrslaichenden Herings (Clupea harengus) in der westlichen Ostsee wird ein ganzheitlicher Ansatz getestet um die hohe Komplexität der Rekrutierungsfaktoren (und ihrer Wechselwirkungen) zu veranschaulichen. Seit Anfang der 2000er Jahre hat die geringe Rekrutierung zu einer intensiven Erforschung dieses Bestands geführt. Unsere Literatursynthese deutet darauf hin, dass die wichtigsten Triebkräfte die Komprimierung des Lebensraums der Laichbänke (vor allem aufgrund von Eutrophierung und Küstenveränderungen) und die Erwärmung sind, die indirekt zu Veränderungen der Laichphänologie, des Beuteaufkommens und des Prädationsdrucks führen. Weitere Faktoren sind die zunehmende Intensität extremer Klimaereignisse und neue Räuber im System. Es werden spezifische Forschungsthemen zur Schließung von noch vorhandenen Wissenslücken in diesen Bereichen vorgeschlagen sowie Prioritäten zur Unterstützung einer nachhaltigen Bewirtschaftung des Bestands. Da die Ostsee durch Erwärmung, Eutrophierung und veränderte Niederschläge stark beeinträchtigt wird, könnte der Hering ein Vorbote möglicher Auswirkungen veränderter Umweltfaktoren auf die Rekrutierung von kleinen pelagischen Fischen in anderen Küstengebieten der Welt sein.

> Common Conceptual Mapping - neue Methoden für partizipative Ansätze

Afonso, F., Belgrano, A., Clay, P., DePiper, G., Garcia de Vinusea, A., Kellner, J., Kenny, A., Jørgensen, L. L., Lucey, S., Marcone, O., Melkert, R., Mikkelsen, N., Olsen, E., Raminez Monsalve, P., Schwermer, H., Seixas, S., Silva, A., Tam, J., Tyrell, A., Valman, M. (2022). Joint ICES/EUROMARINE Workshop on Common Conceptual Mapping. Methodologies (WKCCMM; Outputs from 2021 meeting). ICES Scientific Reports. 4:19. 41 pp. http://doi.org/10.17895/ices.pub.10095 | > Orginalartikel


Der ICES/EUROMARINE Workshop on Common Conceptual Mapping Workshop konzentrierte sich auf die Entwicklung eines gemeinsamen Verständnisses konzeptioneller Kartierungsmethoden, ihrer wichtigsten Verwendungszwecke und Grenzen sowie von Verfahren für eine wirksame konzeptionelle Modellierung mit Interessengruppen für eine Vielzahl von Anwendungen (z. B. Entwicklung von Nahrungsnetzen, sozioökologische Modellierung, Scoping-Übungen, rasche/erste Managementmaßnahmen und/oder Folgenabschätzungen). Die Diskussion umfasste die Vorstellung und Erörterung einer Reihe von konzeptionellen Modellierungsansätzen und -kontexten durch die Untersuchung von Fallstudien. Diese Fallstudien führten zu einer Reihe von Empfehlungen, darunter die Entwicklung eines Arbeitsablaufs für die IEA sowie allgemeinere Leitlinien und Best-Practice-Ratschläge für den Einsatz konzeptioneller Modellierungsansätze mit Interessengruppen. 

2021

> Eine Frage der Perspektive

Schwermer, H., Aminpour, P., Reza, C., Funk, S., Möllmann, C. & Gray, S. (2021). Modeling and understanding social–ecological knowledge diversity. Conservation Science and Practice 3, e396. https://doi.org/10.1111/csp2.396 | > Orginalartikel


In dieser Arbeit führten wir 33 Interviews mit Stakeholdern wie VertreterInnen der Fischerei sowie des Natur- und Umweltschutzes durch. Analysiert und modelliert wurde das Stakeholder-Wissen am Beispiel der westlichen Ostseefischerei. Dieses Wissen trägt zentral zur nachhaltigen Bewirtschaftung von Fischbeständen und ihren Fischereien bei. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wahrnehmungen von Nutzer- und Interessengruppen, zum Beispiel Fischern, zum Teil stark variieren. Die Aufdeckung genau dieser Unterschiede aber auch Ähnlichkeiten, könnten dazu beitragen Konflikte aufzudecken und diese so geziehlt durch partizipative Ansätze zu reduzieren.

> Dorsch ist nicht gleich Dorsch

Schwermer, H., Blöcker, A., Möllmann, C. & Döring, M. (2021): The ‘Cod-Multiple’: Modes of Existence of Fish, Science and People. Sustainability 13, 12229. https://doi.org/10.3390/su132112229 | > Orginalartikel


Unsere qualitative Analyse von Interviews mit Experten u.a. aus der kommerziellen Fischerei, dem Natur- und Umweltschutz und der Fischereiverwaltung legt eine umfassende Diversität an Wissenstypen rund um den Dorsch der westlichen Ostsee, dessen Fischerei und Management offen. Die Studie weist auf die Notwendigkeit hin, das Fischereimanagement auf eine sozialere und partizipativere Weise zu verändern. Um eine nachhaltige Bewirtschaftung natürlicher Ressourcen zu fördern ist es wichtig nicht nur "mehr" Wissen zu integrieren (Wissensaustausch), sondern vielmehr müssen Möglichkeiten geschaffen werden, in denen beispielsweise Fischer in Entscheidungsprozesse auf lokaler Ebene involviert werden (Machtteilung). Grund ist nicht zuletzt die Schaffung von Vertrauen zwischen und innerhalb der Interessengruppen, sondern auch die Erhöhung der Akzeptanz von Managemententscheidungen.

> Kipppunkt beim Dorsch der Westlichen Ostsee überschritten

Möllmann, C., Cormon, X., Funk, S., Otto, S. A., Schmidt, J. O., Schwermer, H., Sguotti, C., Voss, R. & Quaas, M. (2021). Tipping point realized in cod fishery. Scientific Reports 11, 14259. https://doi.org/10.1038/s41598-021-93843-z  | > Orginalartikel


Unsere Analyse der zeitlichen Dynamik des Dorsches der Westlichen Ostsee zeigt, dass der Bestand und die Fischerei einen "Tipping point" überschritten haben, der durch eine nicht nachhaltige Fischerei verursacht wurde und nun durch die vom Klimawandel erzeugte Erwärmung der Ostsee stabilisiert wird. Eine Schlussfolgerung aus der Analyse ist, dass eine schnelle Erholung des Bestandes unwahrscheinlich ist. Nur durch einen niedrigen Fischereidruck kann über eine längere Zeit der Elternbestand wieder aufgebaut werden, damit die Wahrscheinlichkeit für erfolgreiche Nachwuchsjahrgänge wieder erhöht wird.

> Auswirkungen milder Winter auf den Heringsnachwuchs der westlichen Ostsee

Polte, P., Gröhsler, T., Kotterba, P., von Nordheim, L., Moll, D., Santos, J., Rodriguez-Tress, P., Zablotski, J. & Zimmermann, C. (2021). Reduced reproductive success of Western Baltic herring (Clupea harengus) as a response to warming winters. Frontiers in Marine Science, 8, 10. https://doi.org/10.3389/fmars.2021.589242 | > Originalartikel

Anhand einer Feldstudie zur Feststellung Laichzeit bestimmender Faktoren des Herings wurde ein Temperaturschwellenwert von 4°C identifiziert, der den Beginn der jährlichen Laichperiode definiert. Unsere Zeitreihenanalyse des Reproduktionserfolgs des Herings der westlichen Ostsee zeigt, dass sich relativ zu dem Temperaturschwellenwert, späte, milde Winter und der resultierende saisonal frühere Schlupfzeitpunkt der Heringslarvenlarven negativ auf den Reproduktionserfolg auswirken.

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