Der Stickstoffkreislauf im Korallenriff
Montag, 23 Oktober 2023
Oh nein, nicht auch noch hier eine „Stickstoffkrise“! Manche Korallenriffe leiden unter starker Verschmutzung, beispielsweise wenn Abwässer in der Nähe des Riffs ins Meer eingeleitet werden. Die Folge ist ein Stickstoffüberschuss im Wasser und damit „glückliche“ Algen, die üppig wachsen und schließlich die Korallen überwuchern und ersticken. Im Ökodisplay Burgers’ Ocean befindet sich eines der größten Korallenriff-Aquarien der Welt. Auch in diesem Aquarium werden die Stickstoffwerte überwacht. Die Fische werden gefüttert und scheiden organische Abfallprodukte aus, bei denen es sich vielfach um Stickstoffverbindungen handelt. Für das Ocean-Team ist es wichtig zu wissen, was mit diesem Stickstoff geschieht und ob er in der richtigen Konzentration vorhanden ist. Mehrere Studierende der Universität Wageningen haben sich mit dieser Frage befasst. Das Ergebnis ist ein Computermodell, das den gesamten Stickstoffkreislauf berechnet. Das Zusammensetzen dieses Modells war ein regelrechtes Puzzle, von dem jeder Studierende einen Teil gelöst hat. Sophie Cooijmans war die letzte Studierende, die an diesem Projekt mitgearbeitet hat.
Hinein und hinaus
Im Grunde kann man das Korallenriff-Aquarium als eine „Blackbox“ bezeichnen. Man schüttet etwas hinein, man filtert etwas heraus und unterdessen laufen im Aquarium alle möglichen Prozesse ab. Zu den Dingen, die man hineingibt, gehört beispielsweise das Futter für die Fische: etwa fünf Kilogramm pro Woche. Die Analyse sämtlicher Futterarten ergibt, dass eine wöchentliche Ration 95 Gramm Stickstoff enthält. Verschiedene Filter entfernen Stickstoffverbindungen aus dem Wasser. Aber ein Großteil des Stickstoffs wird im Riff selbst umgewandelt, verbraucht und wiederverwertet. Die winzigen Algen, die mit den Korallen in einer Symbiose leben, und die Algen auf den Felsen nehmen einen Teil davon auf. Daneben verarbeiten auch Bakterien Stickstoff. Einige Bakterienarten wandeln die Stickstoffverbindung Ammonium in Nitrat um. Andere Bakterien wandeln wiederum Nitrat in Stickstoffgas um.
Eine Gasglocke
Mit speziellen Geräten von der Universität Wageningen hat Sophie Gase über dem Aquarium aufgefangen und analysiert. Da jedes Tier Kohlendioxyd (CO2) ausatmet, misst man direkt über dem Aquarium beispielsweise ein „Zuviel“ an CO2. Auch das von Bakterien erzeugte Stickstoffgas entweicht an die Oberfläche. Durch das Auffangen dieses Gases lässt sich berechnen, wie viel Stickstoff das Aquarium auf diesem Weg verlässt. Ein weiterer Teil des Puzzles ist gelöst! Das Computermodell kommt den Prozessen, die im Aquarium ablaufen, ziemlich nahe. Und das hilft dem Team zu verstehen, was vor sich geht, und zu verhindern, dass das Korallenriff in Burgers’ Ocean in eine Stickstoffkrise gerät.
