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Description / Table of Contents: Zusammenfassung 1. Um die Wechselbeziehung zwischen Substrat und Bewuchs zu untersuchen, wurden natürlich gewachsene Gesteine im Norden der Insel Sylt neben dem Hafen von List am Anleger der dänischen Autofähre angebracht und in den Jahren 1971 bis 1973 regelmäßig kontrolliert. 2. Abiotische Faktoren (Position, Wassertemperatur) und biotische Faktoren (Planktongehalt, Konkurrenten, Weidegänger und Räuber) beeinflußten die Entwicklung des Bewuchses. 3. Die Wechselbeziehungen zwischen Plankton- und Bewuchsorganismen sowie der Wassertemperaturen spiegelten sich während der Jahre 1971 und 1972 in quantitativen und qualitativen Populationsunterschieden wider. 4. Nach einer Frostperiode im März 1971 war das Plankton individuenärmer als 1972. Die Besiedlung vonBalanus balanoides setzte später und weniger dicht als im folgenden Jahr nach einem milden Winter ein. Nachdem sich im Mai 1971 das Wasser des Wattenmeeres in wenigen Tagen auf 14° C erwärmte, entwickelten sich einige meroplanktische Formen fast explosionsartig. Es folgte auf den Substraten eine intensive Besiedlung vonMytilus edulis, Polydora ciliata undB. improvisus, die 1972 in dieser Höhe nicht mehr erreicht wurde. 5. 1972 herrschten im Gegensatz zum Vorjahr Copepoden und wärmeliebende Formen,Noctiluca miliaris, Oikopleura dioica, im Plankton vor. Unte den Bewuchsorganismen traten die TierartenTubularia larynx, Laomedea flexuosa undLanice conchilega häufiger als 1971 auf. 6. Im extrem warmen Sommer 1975 (mittlere Wassertemperatur im August 20° C) siedelte sichElminius modestus zahlreich zwischenBalanus balanoides im oberen Eulitoral an. Der von Australien eingeschleppte Balanide war bisher im Untersuchungsgebiet nur gelegentlich gefunden worden. 7. Neben dem Planktongehalt konnten als biotische Faktoren der Einfluß von Konkurrenten, Weidegängern und Räubern erfaßt werden. Konkurrenzen zwischen Balaniden einer oder nahe verwandter Arten regulierten die Abundanz. Nacktschnecken und Pantopoden beeinträchtigten als Weidegänger die Entwicklung von Hydrozoenkolonien, und der SeesternAsterias rubens bestimmte durch seine räuberische Tätigkeit die untere Verbreitungsgrenze vonMytilus edulis und den endemischen Balanidenarten. Die Grenze reichte knapp unter die Mitteltiden-Niedrigwasserlinie.

Description / Table of Contents: Zusammenfassung 1. Zur Analyse der Besiedlungsdynamik und der Substratabhängigkeit makroskopischer benthischer Pflanzen wurden 6 verschiedene Substrate unter In-situ-Bedingungen untersucht: Solnhofener Plattenkalk, Muschelkalk, Buntsandstein, Granit, Säulenbasalt und Basaltlava. Ausgewählt nach Farbe, Korngröße und Relief wurden die Substrate in 3 Wasserbereichen (Hochwasser-, Niedrigwasser- und Unterwasserbereich) vertikal an einem Gerüst am Hafen von List/Sylt angebracht und während zweier aufeinander folgender Jahre regelmäßig kontrolliert. 2. Physikalische Substrateigenschaften beeinflußten die Besiedlung stärker als chemische. Erstere wirkten sich in den drei Wasserbereichen — unabhängig von anderen Umweltfaktoren — jeweils verschieden auf den Bewuchs aus. Auf dem Hochwasserniveau (Trockenfall-Perioden von durchschnittlich 8 Std. während eines Gezeitenganges) waren vor allem folgende Faktoren siedlungsbegrenzend: a) Temperatur des Substrates (abhängig von Farbe, Wärmeverlust durch Verdunstung), b) Wassergehalt (abhängig von Gesteinsporosität), c) Stärke des Reliefs (Schutz vor Abrasion der Organismen) und Oberflächenrauhigkeit (Stabilität des Anheftens), d) Widerstandsfähigkeit des Substrats selbst gegen Erosion und Abrasion. Auf dem Niedrigwasserniveau (Trockenfall-Perioden von durchschnittlich 1 Std. während eines Gezeitenganges) wirkten besonders in der Brandungshohlkehle mechanische Kräfte auf die Algenentwicklung ein, während sich der Einfluß von Oberflächentemperatur und Wassergehalt der Gesteine verringerte. Auf dem Unterwasserniveau (keine Trockenfall-Perioden) verloren die physikalischen Eigenschaften der Substrate an Bedeutung, vermutlich infolge der geringen Temperaturschwankungen und der meist abgeschwächten Turbulenz. Biologische Faktoren bestimmten in zunehmendem Maß das Bewuchsmuster. 3. Die Korngröße war — unabhängig vom Härtegrad des Materials — entscheidend für Ausdehnung und Bewuchsdichte einiger Algen.Enteromorpha sp. entwickelte sich optimal auf fein- bis mittelkörnigen Substraten (Solnhofener Plattenkalk und Buntsandstein), weniger dicht auf dem vorwiegend feinkörnig auskristallisierten Gesteinsfluß des Säulenbasalts und den feinkörnigen Bestandteilen des Muschelkalks. DasCodiolum-Stadium einerUrospora-Art überzog ausschließlich die glatte und feinkörnige Fläche von Säulenbasalt, Solnhofener Plattenkalk und entsprechend feinkörnige Stellen im Muschelkalk.Porphyra sp., meistPorphyra purpurea, bevorzugte die grob strukturierten Substrate Granit, Muschelkalk und die durch Poren zerrissene Oberfläche der Basaltlava. Säulenbasalt wurde an den Stellen besiedelt, wo größere Einsprenglinge den gleichartigen, feinkörnigen Gesteinsfluß durchsetzten.Ceramium rubrum reagierte in gleicher Weise wiePorphyra sp. Mit Hilfe von Parallelbeobachtungen an aus Quarzsand 5 abgestufter Korngrößen hergestellten Substraten wurde eine Korngrößenabhängigkeit der Algenbesiedlung ermittelt. Die ausgewählten Fraktionsbereiche (〈 0,25; 0,25–0,5; 0,5–1,0; 1,0 bis 2,0; 2,0–4,0 mm) konnten in etwa denen der Natursteine gegenübergestellt werden. Unterhalb von 0,5 mm Korndurchmesser entwickelten sich ausschließlichEnteromorpha-Arten, oberhalb davonPorphyra-Arten undCeramium rubrum. Die Zahl der siedelnden Rotalgen erhöhte sich mit zunehmender Korngröße. Die Versuchsergebnisse der Sandsubstrate entsprachen denen der gegenübergestellten Natursteine ähnlicher Fraktionsbereiche und wiederholten sich in den 3 Horizonten. 4. Dichte und Porosität der Substrate bestimmten im Hochwasserbereich nicht nur das Bewuchsmuster, sondern auch die obere Grenze der Algenvegetation. Die obere Grenze befand sich bei Muschelkalk (Zurückhalten des Wassers in der zerklüfteten Oberfläche) und Basaltlava (Wasserspeicherung im Porenraum) über der Mitteltiden-Hochwasserlinie. Bei dem dichten Gestein Säulenbasalt wurde die Mitteltiden-Hochwasserlinie vom Bewuchs nicht mehr erreicht. Im Frühling und Herbst dagegen entwickelte er sich auf Säulenbasalt bei günstigen Lufttemperaturen und Wasserständen bis fast zur gleichen Höhe wie auf Basaltlava. Die obere Grenze derEnteromorpha-Besiedlung befand sich auf dem wasserspeichernden Buntsandstein höher als auf Solnhofener Plattenkalk mit seiner geringen Porosität. Auf Granit erreichte der Algenbewuchs die niedrigste vertikale Ausdehnung. 5. Abhängig von der Farbe bestimmte der Erwärmungsgrad eines Substrates die vertikale Ausdehnung der Vegetation. Im Bereich der Mitteltiden-Hochwasserlinie verschwanden die Algen von dunklen Substraten (Säulenbasalt, Granit), so wie die Wärmestrahlung im Juli/August zunahm und entwickelten sich von neuem im Herbst bei günstigeren Umweltbedingungen. 6. Das Zusammenwirken von Erosion und Abrasion wurde — ohne Frostsprengung — am Solnhofener Plattenkalk deutlich. Dünne Substratschichten hoben sich plattig zusammen mit Bewuchs von der Oberfläche ab. Im Hochwasser- und Niedrigwasserbereich machte sich eine Abtragung durch Wellenbewegung stärker als auf dem Unterwasserniveau bemerkbar.

Description / Table of Contents: Summary 1. The UWL “Helgoland” system has been built with the rough sea conditions in the Southern North Sea in mind: wave periods up to 8 sec, wave heights up to 8 m, tidal currents up to 1 m/sec. 2. The main body can be towed at a velocity of up to 5 knots, and be lowered without the assistance of a floating crane. The system has a high degree of flexibility. 3. In order to withstand the oscillating forces caused by sea movements, a horizontal cylinder was chosen as main body. The main body is ballasted to a negative buoyancy of 16 t (more than for other comparable UWL systems). Four swords stabilize the UWL against horizontal forces. The main body acts as a self-righting body. 4. Emergency supply of food and energy allows complete surface independence for 10 days. 5. Rough surface conditions and poor underwater visibilities do not allow aquanaut activities on the sea bottom to be observed from the surface. A wireless system is used for diver communication on the sea bottom. Three communication systems connect the UWL main body to the supervising station on land: one TV and two radio systems. One radio system is used to transmit alarms to the land base, the other will be used in 1973 as transmission system for oceanological data. 6. Aquanauts cannot be transported from the habitat to the deck decompression chamber (DDC) during rough weather. Hence one room in the UWL main body serves as decompression chamber. 7. The surface energy station, a floating buoy, is a world first. The station operates automatically; it is controlled by aquanauts in the UWL. Electricity, compressed respiratory gases and fresh water are transported from the buoy to the UWL via an umbilical line. Due to tide and wave motion, the umbilical line is shaped in goose-neck fashion. Other suplies such as food and mail are brought to the UWL by supply containers without assistance from surface divers. Supplementary respiratory gas for the semi-closed diving apparatus is stored on the sea bottom; the same applies for nitrogen. 8. The first manned test period in August, 1969, and the subsequent 9-month unmanned period proved that the system is able to withstand rough sea conditions. 9. As a research base, UWL “Helgoland” has met the expectations. It is possible to work and to conduct research in the sea, even under the adverse conditions prevailing in the North Sea. In 1973, UWL “Helgoland” will operate again on the sea bottom near Helgoland.