Marines und Polares Leben

Topic 6 trägt dazu bei, eine wissenschaftliche Grundlage für eine nachhaltige Bewirtschaftung der Ozeane zu schaffen, indem die Funktionen und die Dynamik der Meeresökosysteme bestimmt und Möglichkeiten zur Behebung und Abschwächung der menschlichen Einflüsse bewertet werden.

Etwa 70 Prozent der Erde sind von Ozeanen bedeckt. Aber nur 13 Prozent dieser riesigen Fläche können als unberührt angesehen werden. Die meisten marinen und polaren Lebensräume leiden unter der Schifffahrt, der kommerziellen Fischerei, der Verschmutzung, der globalen Erwärmung und dem steigenden CO₂-Gehalt. All dies hat schwerwiegende Auswirkungen auf die biologische Vielfalt und die Ökosysteme, einschließlich der von ihnen erbrachten Leistungen. Normalerweise nehmen die Ozeane große Mengen des durch menschliche Aktivitäten erzeugten Kohlendioxids auf und verringern so die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre.

Wir wollen untersuchen, wie die biologische Vielfalt der Meere auf diesen Druck reagiert, indem sie sich anpasst, ihren Lebensraum verlagert oder die Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften verändert. Wir analysieren, wie sich diese Veränderungen auf Nahrungsnetze, die Aufnahme und Freisetzung von Kohlenstoff und andere grundlegende Kreisläufe auswirken. Wir untersuchen beispielsweise, inwieweit marine Ökosysteme in der Lage sind, weiterhin ausreichende Mengen an CO₂ in den Ozeanen zu speichern, insbesondere unter dem Einfluss des Klimawandels, und welche langfristigen Auswirkungen der Tiefseebergbau auf die Ökosystemfunktionen und mikrobiellen Gemeinschaften am Meeresboden hat.

Unsere Forschung zur marinen und polaren Biodiversität stützt sich auf eine Reihe von Quellen, wie z.B. auf Daten, die auf dem Forschungseisbrecher Polarstern während der internationalen MOSAiC-Expedition in der Arktis gesammelt wurden. Das Helmholtz-Institut für Funktionelle Marine Biodiversität an der Universität Oldenburg (HIFMB) erarbeitet wissenschaftliche Grundlagen für marine Schutz- und Managementmaßnahmen, indem es die Rolle und Funktionen der Biodiversität in den Ökosystemen der Ozeane analysiert. Das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel bündeln zudem ihre Expertise in Biologie und Biogeochemie, um erstmals zu beschreiben, wie der gesamte Atlantische Ozean auf die Veränderungen des globalen Klimas reagiert und diese bewältigt. Diese Erkenntnisse bringen wir in internationalen Expertengremien ein, wie dem Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) und der Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES).

Ein Überblick von Topicsprecherin Anja Engel

Struktur

Zukünftige Ökosystemfunktionalität

Die Forschung in diesem Subtopic ermittelt allgemeine Grundsätze für die Beziehungen zwischen funktioneller biologischer Vielfalt und wichtigen Ökosystemprozessen und bestimmt den mechanistischen Hintergrund der Reaktion der biologischen Vielfalt und der Wechselwirkungen zwischen den Arten auf die natürliche Variabilität und den globalen Wandel. Es werden nachhaltige Erhaltungs- und Bewirtschaftungsstrategien entwickelt, um die Folgen des globalen Wandels abzumildern, z. B. durch die Bewertung von Strategien zur Einrichtung und Verwaltung von Meeresschutzgebieten.

Sprecher:innen: Murat Eren (Meren, HIFMB) und Katja Metfies (AWI)

Anpassung von Meereslebewesen: von Genen zu Ökosystemen

Die Forschung in diesem Subtopic konzentriert sich auf die dynamischen Reaktionen mariner Arten auf anhaltende anthropogene Störungen. Das Hauptziel ist ein integratives Verständnis der Reaktionen auf molekularer, zellulärer, organischer, organismischer und holobiontischer Ebene. Die Ergebnisse der Anpassungsprozesse sind wiederum entscheidend für das Funktionieren des Ökosystems, Informationen, die in das Subtopic 6.1 einfließen.

Sprecher: Thorsten Reusch (GEOMAR) und Uwe John (AWI)

Zukünftige biologische Kohlenstoffpumpe

Dieses Subtopic untersucht, wie marine Ökosysteme CO₂ im Ozean binden. Unter Verwendung der in den Subtopics 6.1 und 6.2 gewonnenen Erkenntnisse wird im Subtopic 6.3 untersucht, wie CO₂-Aufnahme und -Umsatz durch marine Ökosysteme auf aktuelle und künftige Klimaänderungen reagieren, und es wird mit Topic 2 über Kohlenstoffflüsse im Ozean und Klima in der Vergangenheit zusammengearbeitet. Das Subtopic 6.3 untersucht die Flüsse von CO₂ und anderen klimaaktiven Gasen über die Grenze zwischen Atmosphäre und Ozean, einer der wichtigsten Schnittstellen des Erdsystems.

Sprecher:innen: Scarlett Trimborn (AWI) und Wolfgang Koeve (GEOMAR)

Nutzung und Missbrauch des Ozeans: Folgen für marine Ökosysteme

In diesem Subtopic wird untersucht, wie sich Plastikmüll, anthropogener Lärm und Schadstoffe, die beim Tiefseebergbau und der Kampfmittelbeseitigung freigesetzt werden, im Ozean ausbreiten und den Lebensraum von Meeresorganismen beeinträchtigen. Aufbauend auf den Ansätzen und Ergebnissen der Subtopics 6.1 und 6.2 wird im Subtopic 6.4 untersucht, wie marine Ökosysteme auf diese direkten Eingriffe des Menschen reagieren und wie negative Auswirkungen durch ein verbessertes Meeresmanagement minimiert werden können.

Sprecher: Eric Achterberg (GEOMAR) und Gunnar Gerdts (AWI)