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System Nordsee 
Tafel 4-1 : Nährstoff-Glossar 
Die gesamte marine Nahrungskette basiert auf der Biomasseproduktion von im Meertreibenden einzelligen 
Algen - dem Phytoplankton. Anorganische Spurenstoffe wie Phosphat, die Stickstoffverbindungen Nitrat, 
Nitrit und Ammonium sowie Silikat (als Gerüstsubstanz von Kleselalgen) sind für das Phytoplankton le 
bensnotwendig und wachstumsfördernd, weshalb sie als Nährsalze bezeichnet werden. Der Oberbegriff 
Nährstoffe umfasst neben den genannten anorganischen Nährsalzen auch solche organischen Verbindun 
gen (z. B. Aminosäuren, Nukleinsäuren, Harnstoff, Lipide), die vom Phytoplankton als Stickstoff- und Phos 
phorquellen genutzt werden können. 
Kohlenstoff wird in Form von C0 2 , HC0 3 “oder (ausnahmsweise) C0 3 2_ benötigt. Da C0 2 im Oberflächen 
wasser In hoher Konzentration vorllegt, wirkt Kohlenstoff kaum begrenzend. Das Carbonatsystem liefert 
stets die jeweils benötigte Form. 
Stickstoff wird für die Synthese von Aminosäuren und Nukleinsäuren als Nitrat (N0 3 _ ), Nitrit (N0 2 _ ), Ammo 
nium (NH 4 + ) oder In Form organischer Verbindungen aufgenommen. So sind Harnstoff und Aminosäuren 
bevorzugte Stickstoffquellen. Viele Bakterien können molekularen Stickstoff fixieren. Ammonium wird we 
gen seiner reduzierten Form meist bevorzugt aufgenommen, während Nitrat energetisch aufwendig durch 
das Enzym Nitratreduktase reduziert werden muss, bevor der Stickstoff für Biosynthese verfügbar Ist. 
Phosphor wird meistens als Orthophosphat (P0 4 3_ ) aufgenommen. Viele Algen können bei ausreichender 
Stickstoffversorgung auch Polyphosphate oder organische Phosphorverbindungen verwenden, die mit Hil 
fe von Phosphatasen an der Zelloberfläche hydrolysiert werden (Ott 1996). 
Silikat isteine Verbindung von Silizium und Sauerstoff (Si x O y ), einem oder mehreren Metallen und eventuell 
auch Hydroxid-Ionen. Mit Silikat bezeichnet man auch die Salze des Siliziums und der Kieselsäuren. Ein Man 
gel an Silikat im Meerwasser verhindert das Wachstum bestimmter Phytoplanktonarten, nämlich Kieselal 
gen bzw. Diatomeen, die Silikate zur Ausbildung ihrer Schalen benötigen. Wenn Stickstoff oder Phosphor 
knapp werden, stellt Phytoplankton generell das Wachstum ein. Wird Silikat knapp, so setzt sich zwar das 
Wachstum des Phytoplanktons fort, aber andere Arten treten hervor, wie nackte (unbeschalte) oder mit Zel 
luloseplatten beschälte Flagellaten, zu denen auch giftige Arten gehören können. 
Phytoplankton enthält die Elemente C, N und P in einem mittleren Atomverhältnis von 106:16:1. Dies wird 
als Redfield-Verhältnis bezeichnet (Redfield 1934). Abweichungen im N:P Verhältnis können auf Produkti 
onsbegrenzung durch das jeweils in geringster Konzentration vorliegende Element hindeuten (Nährstoffli 
mitierung). Außerdem können veränderte N:P-Verhältnisse zu Verschiebungen in der Phytoplankton 
population und eventuell auch zu erhöhter Toxizität bei einigen Algen führen. 
Phytoplankton wird i. d. R. vom Zooplankton gefressen. Abgestorbenes Phytoplankton kann als Schwebstoff 
ebenfalls vom Zooplankton aufgenommen werden oder dient Bakterien und benthischen Organismen als 
Nahrung. Das organische Material wird dabei unter Sauerstoffverbrauch in Kohlendioxid umgewandelt und 
die Nährsalze werden wieder freigesetzt. Diese Prozesse werden als Remineralisierung bezeichnet. 
Im Wasser gelöster Sauerstoff ist die Voraussetzung für alles höhere Leben im Meer. 1 Liter Wasser enthält 
dabei nur ca. 1/20 der Sauerstoffmenge, die im gleichen Volumen Luft enthalten ist. Das Oberflächenwasser 
steht in direktem Kontakt zur Atmosphäre und ist L d. R. gut mit Sauerstoff versorgt. Während des Algen 
wachstums (Photosynthese) kann hier sogar Sauerstoffübersättigung eintreten. Remineralisierungsprozes- 
se zehren hingegen den Sauerstoffvorrat im Bodenwasser auf. Sauerstoffmangel ist hier insbesondere im 
Sommer möglich, wenn vertikale Austauschprozesse durch Schichtung des Meerwassers unterbunden sind. 
Eutrophierung bedeutet eine Anreicherung des Gewässers mit Nährstoffen, die zu einem erhöhten Pflan 
zenwachstum führt, welches wiederum eine unerwünschte Störung des Gleichgewichtes zwischen den Or 
ganismen und eine Beeinträchtigung der Wasserqualität zur Folge hat. Eutrophierung bezieht sich daher auf 
unerwünschte Effekte, die auf eine anthropogene Anreicherung mit Nährstoffen zurückzuführen sind. (Ab 
gestimmte Definition der OSPAR Commission, vgl. www.ospar.org/eng/html/strategies/strategy-02.htm.)