Belastung und Übernutzung der Ozeane Max M. Tilzer, Universität Konstanz: Belastung und Übernutzung der Ozeane Lehrerfortbildung Markdorf, 12. Dezember 2002

Gliederung des Vortrags Einleitung Die Bedeutung des Ozeans für die globale Umwelt Die Bedeutung des Ozeans für den Menschen Die Belastung des Ozeans Bedrohung von Küstenökosystemen Bedrohung durch Tankerunfälle Abfallbelastung des Meeresbodens Einschleppung fremder Arten Die Übernutzung des Ozeans Überfischung Walfang Tiefsee-Bergbau 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

Die Gesamtlänge der Meeresküsten beträgt ca. 1,6 Mio. km 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 Sturmfluten Erhöhtes Erosionsrisiko durch Anstieg des Meeresspiegels Zerstörung von Küsten-Ökosystemen (vor allem in Mangroven)

Ausbleiben der Sedimentfracht Küstenerosion II Auslöser Änderung des Zufluss-Regimes Erosion von Deltas bei Ausbleiben der Sedimentfracht Nildelta

Ablagerung von Schwebstoffen Ursachen: Umlagerung von Sedimenten Sedimentfracht von Flüssen Baumaßnahmen Auswirkungen: Zerstörung von Flachwasserökosystemen Zerstörung von Infrastrukturen (z. B. Hafenbecken) Ulithi Atoll Micronesien Verschlammtes Hafenbecken in Monterey, Califoirnien

Küstenerosion und Sedimentablagerung führen zum Verlust wichtiger Lebens- und Wirtschaftsräume Erhöhtes Schadenspotential durch Verdichtung der Bevölkerung und 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

Küstenverschmutzung Deponie 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 der Eutrophierung (Überdüngung) von Meeresküsten sind Algen-Massenentwicklungen (Red Tides), die zur Ausscheidung von 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 Weltweit wurden für die Urbanisierung sowie für landwirtschaftliche Nutzungen 19 % der Küstenareale konvertiert Baumaßnahmen (Urbanisierung, Industrialisierung)

Ökosystem-Konversion II Zerstörung von tropischen Ökosystemen für die Aquakultur Betroffen: Vor allem Mangroven Bisher wurden bereits ca. 50% aller Mangroven zerstört Mangroven sind artenreiche und hoch produktive tropische Küsten- Ökosysteme. Gesamt-Flächenausdehnung: 181.400 km2 Hauptgrund für ihre Zerstörung: Intensive Shrimp-Aquakultur

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 Weltweite Gefährdung: Stark gefährdet: 27 %, gefährdet: 31 %, wenig gefährdet: 42 % Quelle: WBGU, 1999 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

In Südostasien werden gefährdete Fischarten mittels Cyanid vergiftet 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 Ausgeblichene Goniopora sp. Gesundes Riff 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 Hotspots des Korallenausbleichens

Bedrohung von Küstenökosystemen Bedrohung durch physikalische Eingriffe Chemische Kontamination (Küstenverschmutzung) Eutrophierung und Algen-Massen-entwicklungen Ökosystem-Zerstörung Anstieg des Meeresspiegels

Anstieg des Meeres- Spiegels

Ausmaß des bisherigen und des erwarteten Anstiegs des Meeresspiegels Seit 1920 ist der Meeresspiegel um 3 cm pro Dekade angestiegen Quelle: IPCC Zukunftsprognosen für das Jahr 2100 schwanken zwischen 20 und 95 cm Quelle: IPCC

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 küstennaher niedrig gelegener Landflächen 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) Quelle: FAO, http://www.fao.org/sd/EIdirect/EIre0045.htm

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 Seevögel Quelle: Greenpeace USA

Doppelhüllenschiffe zur 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 weiterer Ausbreitung 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 Wollhandkrabbe

in aquatische Lebensräume eingeschleppt. 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 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

Hochsee-Fischerei Seit 1987 gehen die Hochsee-Fischerträge zurück Nur etwa 12 % unserer Nahrung werden aus dem Wasser gewonnen Etwa 20 % unseres Proteinbedarfs werden aus dem Wasser gedeckt 50 % der Nutzfischbestände sind voll ausgeschöpft 15 % der Fischbestände sind überfischt Seit 1987 gehen die Hochsee-Fischerträge zurück

Etwa 30 % der Gesamt-Anlandungen entfallen auf den nicht nutzbaren Beifang

Vom Beifang sind auch vom Aussterben bedrohte Arten betroffen

Walfang

Bartenwale Zahnwale Quelle: Lalli & Parsons, 1997

Abnahme der Walpopulationsgrößen Vor allem die Bartenwale waren vom Walfang betroffen Quelle: Lalli & Parsons, 1997

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 Ergebnis des Austretens von Methan aus dem Erdinnern (Cold Seeps). Relative Anteile der globalen Organischen Kohlenstoffpools Die geschätzten Gesamtvorkommen an Gashydraten sind mit 10.000 Gt C doppelt so hoch wie jene sämtlicher fossiler Kohlen- wasserstoffe (5.000 Gt C)

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 Organisation Biodiversitätskonvention

Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit!