Rekonstruktion des naturnahen Stickstoffkreislaufs in der Deutschen Bucht/SE Nordsee mittels stabiler Isotope des Stickstoffs

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Die Anrainerstaaten der Nordsee sind durch die EU Wasserrahmenrichtlinie verpflichtet, die Belastung dieses Randmeers mit Nährstoffen auf naturnahe Bedingungen zurückzuführen. Ein wesentliches Problem ist dabei die Definition dieser naturnahen Bedingungen, da historische Messwerte zu kritischen Größen wie Nährstofffrachten der Flüsse und Eintrag durch die Atmosphäre fehlen. Wir schlagen hier ein Projekt vor, in dem eine Bestandsaufnahme der heutigen Verteilung von 15N/14N-Verhältnissen (¿15N) in Oberflächensedimenten der Deutschen Bucht und der angrenzenden Wattengebiete als Basis für eine kombinierte Analyse der Massen- und Isotopenbilanzen im heutigen N-Kreislauf und eine Rekonstruktion dieses Kreislaufs unter naturnahen Bedingungen dient. Dazu werden wir die heutigen 15N/14N-Verhältnisse in N-Quellen (gelöste und partikulären Flussfrachten von Rhein, Ems, Jade, Weser, Elbe und Eider, der offenen Nordsee sowie in der atmosphärischen Deposition) in saisonaler Auflösung untersuchen. In einem Ökosystemmodell der Deutschen Bucht werden wir die heutige N-Massenbilanz und -Isotopenbilanz kombinieren und mit den Befunden der Oberflächenkartierung abgleichen. Gestützt auf Befunde zu ¿15N in datierten sedimentären Archiven aus der Elbe sowie dem Akkumulationsgebiet vor Helgoland werden wir dann in einem zweiten Schritt Modellexperimente der N-Massen- und -Isotopenbilanzen der Deutschen Bucht für die postulierte Eintragssituation vor dem Beginn signifikanter anthropogener Nährstoffeinträge und dem Einsetzen der Eutrophierung durchführen. Ausgehend von derzeit geltenden Abschätzungen der N-Frachten unter naturnahen Bedingungen sowie den Befunden zu Isotopensignaturen und ihrer räumlichen Muster vor Einsetzen der Eutrophierung (aus den datierten Kernen) werden im Modell die N-Frachten verändert, bis sie mit den Isotopenbilanzen übereinstimmen.