Date post: | 06-Apr-2015 |
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Max M. Tilzer, Universität Konstanz:
Belastung und Übernutzung der Ozeane
Lehrerfortbildung Markdorf, 12. Dezember 2002
Gliederung des Vortrags1.Einleitung• Die Bedeutung des Ozeans für die globale
Umwelt• Die Bedeutung des Ozeans für den Menschen2.Die Belastung des Ozeans• Bedrohung von Küstenökosystemen• Bedrohung durch Tankerunfälle• Abfallbelastung des Meeresbodens• Einschleppung fremder Arten3.Die Übernutzung des Ozeans• Überfischung• Walfang• Tiefsee-Bergbau4. Internationaler Schutz der Meere
Die Bedeutung des Ozeans für die globale Umwelt
Die Bedeutung des Ozeans für die globale Umwelt
• Größter Naturraum der Erde (71 % der Erdoberfläche, 3.800 m tief)
• Wichtigstes Reservoir des globalen Wasserkreislaufs (94,2 % allen Wassers)
• Große Bedeutung für die Steuerung des globalen und regionalen Klimas
• Wichtigster Speicher von Stoffen für globale biogeochemische Kreisläufe (C, N, S)
• Lebensraum für die meisten Stämme des Pflanzen- und Tierreiches
Die Bedeutung des Ozeans für den Menschen
Die Bedeutung des Ozeans für den Menschen
• Küstenregionen sind Lebensraum für
39 % der Weltbevölkerung, Tendenz steigend• Wichtigster Transportweg (Küsten- und
Hochseeschifffahrt)• Wichtige Rohstoffquelle für die Zukunft (Erdöl,
Gashydrate, Manganknollen, marine Naturstoffe für pharmazeutische Industrie)
• Wichtige Nahrungsquelle
Die Belastung des Ozeans
Primärursachen für die steigende Umweltbelastung des Ozeans
• Wachstum der Weltbevölkerung (1,33 % pro Jahr)
• Zunahme des Pro- Kopf-Ressourcen-verbrauchs (Steigerungsrate des weltweiten Verbrauchs ca. 4 % pro Jahr)
• Zunahme der weltweiten Stoffströme durch Globalisierung des Welthandels
• Globaler Klimawandel
Formen der Beeinträchtigung oder Zerstörung mariner Ökosysteme
• Degradation: Beeinträchtigung von Ökosystemfunktionen durch Schadstoffe (Verschmutzung) oder Überdüngung (Eutrophierung)
• Konversion: Gezielte Beseitigung durch Baumaßnahmen für menschliche Nutzungen (Industrialisierung, Urbanisierung, Aquakultur)
• Übernutzung lebender Ressourcen (nicht nachhaltige Fischerei, Entnahme von sensiblen Organismen für andere Nutzungen)
• Einführung fremder Arten: Verdrängung einheimischer Arten (Hauptursache: Lenzen von Ballastwasser)
Bedrohung von Küstenökosystemen
Natürliche und veränderte Landflächen
im Küstenstreifen von 100 km Breite
Die Gesamtlänge der Meeresküsten beträgt ca. 1,6 Mio. km
Bedrohung von Küstenökosystemen
• Bedrohung durch physikalische Eingriffe
• Chemische Kontamination (Küstenverschmutzung)
• Eutrophierung und Algen-Massen-entwicklungen
• Ökosystem-Zerstörung • Anstieg des Meeresspiegels
Bedrohung von Küstenökosystemen
• Bedrohung durch physikalische Eingriffe
• Chemische Kontamination (Küstenverschmutzung)
• Eutrophierung und Algen-Massen-entwicklungen
• Ökosystem-Zerstörung • Anstieg des Meeresspiegels
Küstenerosion I
Auslöser SturmflutenErhöhtes Erosionsrisiko durchAnstieg des MeeresspiegelsZerstörung von Küsten-Ökosystemen (vor allem in Mangroven)
Küstenerosion II
Auslöser Änderung des Zufluss-Regimes
Nildelta
Erosion von Deltasbei
Ausbleiben der Sedimentfracht
Ablagerung von Schwebstoffen
Ursachen:Umlagerung von SedimentenSedimentfracht von FlüssenBaumaßnahmen
Auswirkungen:Zerstörung von FlachwasserökosystemenZerstörung von Infrastrukturen
(z. B. Hafenbecken)
Verschlammtes Hafenbecken in Monterey, Califoirnien
Ulithi Atoll Micronesien
Küstenerosion und Sedimentablagerung
führen zum Verlust wichtigerLebens- und Wirtschaftsräume
Erhöhtes Schadenspotentialdurch
Verdichtung der Bevölkerungund Intensivierung der Nutzung
(Erhöhung der Vulnerabilität)
Bedrohung von Küstenökosystemen
• Bedrohung durch physikalische Eingriffe
• Chemische Kontamination (Küstenverschmutzung)
• Eutrophierung und Algen-Massen-entwicklungen
• Ökosystem-Zerstörung • Anstieg des Meeresspiegels
KüstenverschmutzungDeponie von Müll
Einleitung schädlicher Chemikalien (Pesticide, Schwermetalle, organische Abfälle)Kontamination durch pathogene Keime
Folgen: Krankheiten, Fisch-Kills
Bedrohung von Küstenökosystemen
• Bedrohung durch physikalische Eingriffe
• Chemische Kontamination (Küstenverschmutzung)
• Eutrophierung und Algen-Massen-entwicklungen
• Ökosystem-Zerstörung• Anstieg des Meeresspiegels
Küsten-Eutrophierung
Die wichtigste Folge derEutrophierung (Überdüngung)von Meeresküsten sind Algen-Massenentwicklungen(Red Tides), die zur Ausscheidungvon toxischen Substanzen führen,und in der Folge Fisch-Sterben und Vergiftung von Menschen durch den Verzehr von Meeresfrüchten (z.B.Muscheln) und Fischen
Bedrohung von Küstenökosystemen
• Bedrohung durch physikalische Eingriffe• Chemische Kontamination
(Küstenverschmutzung) • Eutrophierung und Algen-Massen-
entwicklungen• Ökosystem-Zerstörung (Konversion und
Degradation)• Anstieg des Meeresspiegels
Ökosystem-Konversion I
Baumaßnahmen (Urbanisierung, Industrialisierung)
Weltweit wurden für die Urbanisierung sowie für landwirtschaftliche Nutzungen 19 % der Küstenareale konvertiert
Ökosystem-Konversion IIZerstörung von tropischen Ökosystemen für die Aquakultur
Betroffen: Vor allem Mangroven
Bisher wurden bereits ca. 50% allerMangroven zerstört
Hauptgrund für ihre Zerstörung: Intensive Shrimp-Aquakultur
Mangroven sind artenreiche undhoch produktive tropische Küsten-Ökosysteme. Gesamt-Flächenausdehnung: 181.400 km2
Bedrohung von Korallenriffen
Geographische Verbreitung von Korallenriffen
Korallenriffe sind auf tropische Meere (Temperaturen über 20° C) beschränkt
Korallenriffe gehören zu den artenreichsten Lebensgemeinschaften der Erde
Bedrohungen von Korallenriffen I
Quelle: WBGU, 1999
Weltweite Gefährdung:Stark gefährdet: 27 %, gefährdet: 31 %, wenig gefährdet: 42 %
In Südostasien ist die Gefährdung von Korallenriffen am größten
Bedrohungen von Korallenriffen II Gefährdungspotentiale:
• Ökosystem-Konversion: Baumaßnahmen Übernutzung: Entfernung von Schüsselarten des Riff-
Ökosystems) Illegale Fischereipraktiken: Dynamit- und
Cyanidfischerei Landseitige Einflüsse: Sedimentablagerungen und
Eutrophierung in küstennahen Flachwasserbereichen (Abwasser und Küstenerosion)
Seeseitige Einflüsse: Ölunfälle, Lenzen ölhaltigen Ballastwassers durch Schiffe
Tourismus: Mechanische Beeinträchtigung durch Taucher, Süß- und Abwassereinfluss von Hotelanlagen
Klimawandel: Ausbleichen von Korallenriffen
Cyanidfischerei
In Südostasien werden gefährdete Fischarten mittels Cyanid vergiftet und danach gefangen
Die Lippen des Napoleonfischs werden auf der Speisekarte vornehmer Restaurants von Hong Kong um U.S.$ 300 angeboten
Ausbleichen von Korallenriffen
Hotspots des Korallenausbleichens
Gesundes Riff Ausgeblichene Goniopora sp.
Ursachen für das Ausbleichen von Korallen:•Klimawandel (Erwärmung, erhöhte UV-B – Belastung)
•Eutrophierung: Bedeckung mit Algen•Pathogene Keime und Protozoen•Xenobiotica (Fremdstoffe, z.B. Cu)•Sediment-Belastung•Süßwassereinstrom
Bedrohung von Küstenökosystemen
• Bedrohung durch physikalische Eingriffe
• Chemische Kontamination (Küstenverschmutzung)
• Eutrophierung und Algen-Massen-entwicklungen
• Ökosystem-Zerstörung• Anstieg des Meeresspiegels
Anstieg des
Meeres-Spiegels
Seit 1920 ist der Meeresspiegel um 3 cm pro Dekade angestiegen
Quelle: IPCC
Quelle: IPCC
Zukunftsprognosen für das Jahr 2100 schwanken zwischen 20 und 95 cm
Ausmaß des bisherigen und des erwarteten Anstiegs des Meeresspiegels
Ursachen für den Anstieg des Meeresspiegels
Abschmelzen der Poleiskappen(maximal 86 m bei völligem Verschwinden)
Wärmeausdehnung des Meerwassers(2 m pro °C globaler Erwärmung)
Auswirkungen des Meeresspiegelanstiegs
• Verlust von Landflächen durch Überflutung
• Erhöhtes Risiko von Sturmfluten
• Erhöhte Küstenerosion
• Versalzung von küstennahem Grundwasser
• Zerstörung von Küsten-Ökosystemen
Überflutung küstennaherniedrig gelegener Landflächen
Quelle: FAO, http://www.fao.org/sd/EIdirect/EIre0045.htm
Betroffen von Anstieg um 95 cm wären im Jahre 2100:
China (72 Mio) Bangladesh (71 Mio).Zwischen 0,3% (Venezuela) and 100% (Kiribati und Marshall islands)
(Zahlenangaben basierend auf Bevölkerungszahlen von 1996)
Erhöhtes Risiko von Sturmfluten
Bedrohung durch Tankerunfälle
Tankerunfälle in den vergangenen 30 Jahren
Statistik großer Ölunfälle 1970-2000
Quelle: International Tanker Owners Pollution Federation (ITOPF), http://www.itopf.com/stats.html
Tankerunfälle haben in den letzten 30 Jahren deutlich abgenommen
„Prestige“, Galicia, 19. November 2002
Die Prestige sank mit 70.000 Tonnen Öl an Bord. Der Gesamt-Schaden könnte jenen durch Exxon Valdez übersteigen
Ursachen für Tankerunfälle
Auftreten von Tankerunfällen mit Ölaustritten von über 700 Tonnen, 1974-2000
Quelle: International Tanker Owners Pollution Federation (ITOPF),http://www.itopf.com/stats.html
Folgen von Tankerunfällen
EXXON-Valdes, März 1989: Getötet: 3.500-5.500 Seeottern, zw. 300.000 und 675 SeevögelQuelle: Greenpeace USA
Doppelhüllenschiffezur Verhütung von Tankerunfällen
Nicht alle Tankerunfälle können durch Doppelhüllenschiffe verhütet werden
Maßnahmen zur Beseitigung der Schäden durch Tankerunfälle I
Einsaugen von ausgetretenem Öl („Skimmer“)
Containment (Verhindern weitererAusbreitung des Öls)
Maßnahmen zur Beseitigung der Schäden durch Tankerunfälle II
Säubern betroffener Küstenbereiche
Abfallbelastung des Meeresbodens
Fallbeispiel I: Radioaktive Belastung des Arktischen Ozeans
Quellen radioaktiver Belastung des Ozeans:
Unfälle von Atom-Unterseebooten (Kursk, August 2000)Zufuhr radioaktiven Materials aus den Zubringern
Fallbeispiel II: Radioaktive Belastung aus Sellafield
Die Ausbreitung radioaktiver Kontamination im Meer ist weiträumig und langfristig
Einschleppung fremder Arten
Einschleppung fremder Arten
Bisher wurden bereits 3.000 nichtheimische Arten
in aquatische Lebensräume eingeschleppt. Die Hälfte davon ist dauerhaft
in ihren neuen Lebensräumen etabliert.
Die Einschleppung erfolgt entweder gezielt (Nutzorganismen)
oder ungewollt (z.B. im Ballastwasser)
Folgen der Einschleppung fremder Arten
• Weltweite Homogenisierung von Ökosystemen
• Ausbreitung pathogener Organismen• Veränderung der Nahrungsnetzstruktur
(Räuber- Beutebeziehungen)• Verdrängung heimischer Arten durch
Konkurrenz• Unvorhersehbare Wechselwirkungen
zwischen eingeschleppten Arten
Gezielte Einschleppung nichtheimischer Arten für die Aquakultur
Gezielte Einführung von Nutztierarten für die Aquakultur
• 38 % aller nichtheimischen aquatischen Arten werden durch die Aquakultur eingeschleppt
• Wichtige eingeführte Organismen: Lachs, Garnelen. Austern und andere Muscheln
Gemeinsam mit Austern wurden auch Austernparasiten eingeführt.
Ungewollte Einschleppung fremder Arten über das Ballastwasser von Hochseeschiffen
• Lenzwassermengen: Jährlich werden weltweit ca. 10 Mrd. t Ballastwasser gelenzt, dadurch Verschleppung von 3.000 – 4.000 Arten
• Eingeschleppte Organismen: Krankheitserreger, Parasiten, Toxische Algen), Aufwuchsalgen, Phyto- und Zooplankton
• Maßnahmen zur Verhinderung der Einschleppung: - Regulierung des Lenzvorgangs zur Verringerung des Überlebens
von Ballastwasserorganismen gemäß Empfehlung der International Maritime Organization (IMO): Minimierung des Lenzvorganges und Lenzen auf hoher See.
- Biocide: Oxidierende Agentien (z.B. Chlor, Ozon), Glutaraldehyd,
Pestizide
- Erhitzung des Ballastwassers
- Filtration des Ballastwassers
Seegras Caulerpa taxifolia
Einschleppung: Wahrscheinlich aus marinen Aquarien (Ozeanographisches Museum Monaco?)Folgen: -Rapide Ausbreitung (Verdrängung anderer Wasserpflanzen)-Ausscheidung toxischer Substanzen
Die Übernutzung des Weltozeans
Überfischung des Welt-Ozeans
Seit 1987 gehen die Hochsee-Fischerträge zurück
50 % der Nutzfischbestände sind voll ausgeschöpft15 % der Fischbestände sind überfischt
Nur etwa 12 % unserer Nahrung werden aus dem Wasser gewonnenEtwa 20 % unseres Proteinbedarfs werden aus dem Wasser gedeckt
Hochsee-Fischerei
Etwa 30 % der Gesamt-Anlandungen
entfallen auf den nicht nutzbaren Beifang
Vom Beifang sind auch vom Aussterben bedrohte Arten betroffen
Walfang
Quelle: Lalli & Parsons, 1997
Bartenwale
Zahnwale
Abnahme der Walpopulationsgrößen
Quelle: Lalli & Parsons, 1997
Vor allem die Bartenwale waren vom Walfang betroffen
Tiefsee-Bergbau
Erze aus der Tiefsee•Metallhaltige Oxide:
-Manganknollen: 24 % Mn, 14 % Fe, 1 % Cu, 1 % Ni, 0.25 % Co -Cobaltrusten: 2.5 % Co
•Polymetallische Sulfidlager: (100 Lagerstätten im Pazifik, 2 Atlantik, 1 im Mittelmeer, Rotes Meer) Enthalten 29 % Fe, 1.5 % Zn, 0.8 % Cu, 0.1 % Pb, sowie Ag, Au
Derzeit werden marine Erzlagerstätten noch nicht abgebaut.
Bewertung der wirtschaftlichen Bedeutung für die Zukunft
Haupthindernisse für Tiefseebergbau sind rechtliche und politische Aspekte (Internationales Seerecht, Ausschließliche Wirtschaftszonen)
Methanhydrate: Lösung der Energiekrise ?
Gashydrate sind Einschlussverbindungen(Clathrate) in Wasser. Sie besitzen eine eisartige Struktur
1 m3 Hydrate entsprechen 170 m3 Methan unter Standardbedingungen
Entstehung von Gashydraten bei hohen hydrostatischen Drucken und tiefen Temperaturen
Vorkommen am Tiefseeboden als Ergebnisdes Austretens von Methan aus dem Erdinnern(Cold Seeps).
Die geschätzten Gesamtvorkommen anGashydraten sind mit 10.000 Gt C doppeltso hoch wie jene sämtlicher fossiler Kohlen-wasserstoffe (5.000 Gt C)
Relative Anteile der globalen
Organischen Kohlenstoffpools
Länderübergreifender Schutz der Meere
Problematik des internationalen Meeresumweltschutzes
• Teilung der Verantwortlichkeit in Hoheitsgewässer (nationale Souveränität) und internationale Gewässer (Hochsee) erschwert Koordination des Meeres-umweltschutzes
• Gefährdung von Küstengewässern (nationale Hoheitszonen) fällt in nationale Souveränitäten, kann sich auf internationale Gewässer auswirken
• Schutz und Nutzung internationaler Gewässer kann nur durch internationale Abkommen geregelt werden
• Kosten für den Schutz der Hochsee können nur international getragen werden
• Wegen des Potentials der küstenseitigen Gefährdung internationaler Gewässer muss auch der Schutz von Küstengewässern international geregelt werden
Problem 1:Die Umweltbelastung der Meere
• 80 % der Meeresverschmutzung erfolgt durch landseitige Einleitungen mit regionalen und globalen Folgen
• Bedrohung der Ozeane erfolgt grenzüberschreitend (Hochsee-schifffahrt, Luftverschmutzung, Klimawandel)
Politische Lösungswege
• MARPOL: Internationale Umweltvorschriften für die Hochseeschifffahrt (1973)
• Abkommen zur Abfallentsorgung in die Tiefsee (1972)
• Abkommen zum Tiefsee-Bergbau (noch nicht erfolgt)
• Internationale Abkommen zum Schutz der Küstenregionen unbedingt erforderlich
International Maritime Organisation
Problem 2:Die Übernutzung der Meere
• Eine weitere Steigerung der Fischereierträge ist nicht mehr möglich
• Hauptgrund der Übernutzung der Fischbestände ist die Überkapazität der Fischfangflotten
• Durch Aquakultur kann nur eine geringfügige Steigerung der Lebensmittelproduktion aus dem Wasser erzielt werden. Dabei entstehen zwei Probleme:
- Extensive Aquakultur führt wegen ihres großen Flächenbedarfs zu großräumiger Zerstörung von Küstenökosystemen
- Intensive Aquakultur führt wegen der Düngung und des Einsatzes von Hormonen und Pestiziden zu einer erheblichen Belastung der Umwelt im küstennahen Bereich
Politische Lösungswege
• Verbindliche internationale Festlegung nachhaltiger Fischfangquoten (ICES)
• Abbau nationaler und EU-weiter Subventionen für Fischfangflotten
• Moratorium des Walfangs • Implementierung wirkungsvoller Strategien zur
Vermeidung der Einschleppung exotischer Arten (vor allem durch Ballastwasser)
International Maritime OrganisationBiodiversitätskonvention
Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit!