Untersuchungen über die Häufigkeit der Bakterien in der obersten Sedimentschicht der Deutschen Bucht in Beziehung zu den Substrateigenschaften

Abstract

In the German Bight (Southern North Sea) studies were conducted on the abundance of bacteria in relation to grain size distribution, organic material and water content, mainly of the topmost few millimeters of the sediment, from July, 1966, to April, 1967. Using the pour plate method, 0.005 to 120×10⁶ bacteria per ml of wet sediment were found in the different types of sediment. In summer and autumn, the average numbers ranged from 2 to 35×10⁶ bacteria per ml in sand with silt and clay, 1×10⁶ in sand (springtime) and 60 to 100×10⁶ in mud. Bacterial numbers appear to be 1,000 to 100,000 times higher on the sediment surface than in the water above it. In April 1967 a layer of 3 to 10 cm of “new” sand was found lying on the old sediment surface of the shoal regions of the German Bight — presumably a result of the heavy storms during the winter of 1966/67; this newly-added sand layer exerted pronounced effects on the abundance of both bacteria and macrofauna. The decrease of bacterial numbers in the Elbe estuary in the direction of the open sea is not continuous, because of bottom depressions with depth of more than 40 m where greater amounts of organic material are sedimenting. Hence, with increasing depth, bacterial numbers and amount of organic material usually increase.

Zusammenfassung

1. Von Juli 1966 bis April 1967 wurden in der Deutschen Bucht Sedimentkerne mit dem Kastengreifer in allen vorkommenden Sedimentarten genommen, um besonders an der Sedimentoberfläche als der Grenzfläche Boden-Wasser die Häufigkeit der Bakterien in Beziehung zu Korngrößenverteilung, organischer Substanz (Glühverlust) und Wassergehalt zu untersuchen.

2. Bakterienzahlen zwischen 0,005 bis 120×10⁶ pro ml Sediment wurden mit der Gußplattenmethode gefunden. Im Sommer und Herbst war die normale Größenordnung 2 bis 35×10⁶ für Schlicksand, im Frühjahr 1×10⁶ für Sand, 60 bis 100 mal 10⁶ für Mudd (Tab. 3). Berechnet auf 1 m² Sedimentoberfläche von 2 mm Dicke ergeben sich 0,01 bis 240×10⁹ Bakterien in den Extremen und 4 bis 70×10⁹ Bakterien im Normalfall.

3. An der Sedimentoberfläche lassen sich demnach 1000- bis 100 000mal höhere Bakterienzahlen pro ml feststellen als im Wasser darüber, bei horizontalen Unterschieden von 1:100.

4. Im April 1967 wurde fast überall nördlich, nordwestlich und südwestlich Helgolands eine neu aufgelagerte Sandschicht von 3 bis 10 cm Dicke festgestellt, was auf die Wirkung der Orkane im Spätwinter 1966/67 zurückgehen und große Bedeutung für die Biologie des Sediments haben dürfte. Jahreszeitliche Unterschiede an identischen Sedimentflächen konnten daher nicht eindeutig erkannt werden. Färbung und Redoxpotentialmessungen ließen an den meisten Sedimentkernen eine starke Schichtung im Oxydationsgrad erkennen.

5. Eine Abnahme der Bakterienzahlen im Sediment von der Elbmündung nach See hin läßt sich nicht als Regel beobachten, wohl aber deren Ansteigen mit der Wassertiefe und allgemein der Abnahme der Wasserbewegungen am Boden und damit der Zunahme des Anteils der feinsten sedimentierten Partikel (Silt und Ton). So steigen auf einem Ost-West-Schnitt senkrecht zur nordfriesischen Küste Bakterienzahlen und organische Substanz mit der Wassertiefe an, wobei die Korngröße des Sediments abnimmt.

6. In der Sedimentoberfläche der Deutschen Bucht errechnet sich die Biomasse der Bakterien mit 0,002 bis 48 mg pro 1 m² einer 2 mm dicken Oberflächenschicht für die Extremwerte und mit 0,8 bis 14 mg pro m² für die normalerweise vorkommenden Bakterienzahlen.