Im Längsschnitt in der Tideelbe am 13. Mai. 1993 nahm von Bunthaus (km (A) 608) bis Teufelsbrück (km (A) 630) die Chlorophyll-Konzentration von 24,2 auf 0,8 µg l-1 ab (Abb. 2.5.3.1, siehe auch Tab.A 2.5.3.1 im Anhang). Bis nach Wedel (km (A) 645) verringerte sich die Konzentration weiter auf nur noch 0,1 µg l-1. Ein derart niedriger Wert wurde im weiterem Untersuchungs-zeitraum nicht mehr gefunden. Von hier aus bis zum Bereich um Brokdorf / Brunsbüttel (km (A) 685-695) blieben die Chlorophyll-Konzentrationen niedrig, mit einem weiteren Minimum bei km (A) 680, von dort aus nahmen sie in seewärtiger Richtung bei Cuxhaven (km (A) 725) auf 15 µg l-1 zu.
Gleichzeitig fielen von Bunthaus bis Teufelsbrück die Konzentrationen der Chlorophyllabbau-Pigmente von 54 µg l-1 (Maximum) auf unter 5 µg l-1 ab. Im weiteren Elbeverlauf blieben die Konzentrationen niedrig, wobei zwei weitere, wenn auch kleine, Peaks in der Nähe der Störmündung (km (A) 680) und in Höhe der Brammer Bank (km (A) 690) auftraten.
Auffällig ist, daß bei Bunthaus trotz der höchsten Chlorophyll-Konzentration von 25 µg l-1 auch die höchste Konzentration der Chlorophyllabbau-Pigmente mit 54 µg l-1 festgestellt wurde. Zwischen Bunthaus und Teufelsbrück nahmen dann beide Meßgrößen drastisch ab (Kap. 3). Die erhöhte Konzentration der Chlorophyllabbau-Pigmente bei km (A) 680 fiel einerseits mit einer in diesem Bereich minimalen Chlorophyll-Konzentration und andererseits mit dem Trübungsmaximum zusammen (über 80 % Trübung und 1,1 Salz, Kap. 2.4.3). Während von Hamburg bis Brunsbüttel die Konzentration der Chlorophyllabbau-Pigmente über den Chlorophyll-Konzentrationen lagen, wurde die Differenz seewärts immer geringer. Im Mai ergaben sich hier sogar Chlorophyll-Konzentrationen oberhalb der Konzentration der Chlorophyllabbau-Pigmente.
Abb. 2.5.3.1: Konzentrationen von Chlorophyll-a [µg l-1] und Chlorophyllabbau-Pigmenten [µg l-1] im Elbe-Längsprofil am 13. 5. 1993 (oben= 1 m Wassertiefe; unten= 1 m über Grund, km (A) 608 nur 1 Probe in ca. 2 m Tiefe; ca. 2 h vor Kenterpunkt Flut), Kilometerangaben (A)
Parallel zur Zunahme der Chlorophyll-Konzentration kam es seewärts zu einer deutlichen Trübungsabnahme und damit zu einer erhöhten Transmission, d.h. Lichtdurchlässigkeit in der Wassersäule, was den Zusammenhang zwischen Licht und Primärproduktion verdeutlicht (Kap. 3.1).
Im Längsschnitt am 28. Juli lagen grundsätzlich ähnliche Verhältnisse wie im Mai vor: Höchste Chlorophyll-Konzentration bei Bunthaus, eine starke Abnahme bis Teufelsbrück, niedrige Werte zwischen Teufelsbrück und Oste (km (A) 705) und von hier aus ein langsamer seewärtiger Anstieg (Abb. 2.5.3.2). Auch die Konzentrationen der Chlorophyllabbau-Pigmente wiesen einen ähnlichen Kurvenverlauf auf wie im Mai: eine starke Abnahme unterhalb von Bunthaus, gefolgt von einem sehr flachen und niedrigen Verlauf. Unterhalb der Oste erfolgte seewärts ein geringer Anstieg.
Abb. 2.5.3.2: Konzentrationen von Chlorophyll-a [µg l-1] und Chlorophyllabbau-Pigmenten [µg l-1] im Elbe-Längsprofil am 28.7.1993 (oben= 1 m Wassertiefe; unten= 1 m über Grund, km (A) 608 nur 1 Probe in ca. 2 m Tiefe; ca. 2 h vor Kenterpunkt Flut), Kilometerangaben (A)
Am 13. Oktober wurden bei Bunthaus wiederum die höchsten Konzentrationen an Chlorophyll und Chlorophyllabbau-Pigmenten gefunden (Abb. 2.5.3.3), jedoch war nur weniger als die Hälfte gegenüber den Vormonaten nachzuweisen. Typisch war wieder der Pigmentrückgang von Bunthaus und Teufelsbrück, wobei dieser für die Konzentration der Chlorophyllabbau-Pigmente bis in den Bereich von Glückstadt (km (A) 670) reichte.
Aus dem Vergleich der drei Längsschnitte 1993 ergaben sich grundsätzlich übereinstimmende Kurvenverläufe der Chlorophyll-Konzentrationen und der Konzentration der Chlorophyllabbau-Pigmente: Maximum bei Bunthaus, ein starker Abfall bis Teufelsbrück (vgl. auch Chlorophyll und Phaeophytin: ARGE ELBE, 1977-1994), ein sehr flacher Verlauf bis etwa zur Ostemündung und von dort aus seewärts ein leichter Anstieg (Kap. 3). Dabei lagen die Konzentrationen der Chlorophyllabbau-Pigmente in der limnischen und oberen brackigen Zone über den Chlorophyll-Konzentrationen, während in der polyhalinen Zone die Konzentrationen beider Meßgrößen etwa gleich waren, bzw. dort die Chlorophyll-Konzentrationen sogar über den Konzentration der Chlorophyllabbau-Pigmente überstieg. Allerdings gab es im saisonalen Vergleich auch drei wesentliche Unterschiede.
Erstens: Während im Mai der Abfall der Chlorophyll-Konzentrationen und der Konzentration der Chlorophyllabbau-Pigmente bereits bei Teufelsbrück endete, erweiterte sich dieser Bereich im Juli und Oktober bis etwa nach Glückstadt.
Zweitens: Chlorophyll-Konzentrationen und die Konzentration der Chlorophyllabbau-Pigmente stiegen im Juli und Oktober seewärts schwächer an als im Mai, wobei die Chlorophyll-Konzentrationen im Oktober in den beiden äußeren Bereichen der Kurven niedriger als in den Vormonaten waren.
Drittens: Während die maximalen Chlorophyll-Konzentrationen in der limnischen und polyhalinen Zone im Mai am höchsten waren, erreichten die maximalen Konzentration der Chlorophyllabbau-Pigmente bei Bunthaus ihren höchsten Wert im Juli.
Abb. 2.5.3.3: Konzentrationen von Chlorophyll-a [µg l-1] und Chlorophyllabbau-Pigmenten [µg l-1] im Elbe-Längsprofil am 13.10.1993 (oben= 1 m Wassertiefe; unten= 1 m über Grund, km (A) 608 nur 1 Probe in ca. 2 m Tiefe; ca. 2 h vor Kenterpunkt Flut), Kilometerangaben (A)
Die Zuordnung der durchschnittlichen Chlorophyll-Konzentrationen sowie der Konzentration der Chlorophyllabbau-Pigmente zu den unterschiedlichen Halinitätszonen der Elbe zeigte die niedrigen Werte in der oligo- bis mesohalinen Zone (Tab. 2.5.3.1; Kap. 3). Die Bedeutung der hohen Chlorophyll-Konzentrationen im oberen limnischen Abschnitt der Tideelbe wird bei dieser Darstellung nicht deutlich.
Vertikal: In den drei einzelnen Längsprofilen wiesen die Chlorophyll-Konzentrationen in 1 m unterhalb der Oberfläche und 1 m über Grund keine signifikanten Unterschiede auf. (WOLFSTEIN & KIES, 1995, fanden im Bereich des ansteigenden Trübstoffmaximums der Elbe unten mehr Chlorophyll in den Schwebstoffen als oben: Kap. 2.5.4). Gleiches gilt auch für die Chlorophyllabbau-Pigment-Konzentrationen, auch wenn zwischen Teufelsbrück und Schwarztonnensand die Abbaukonzentrationen über Grund tendenziell höheren waren als an der Oberfläche. Aus dem gesamten Datenkollektiv lassen sich keine signifikanten Unterschiede zwischen Oberfläche und Tiefe ableiten (Abb. 2.5.3.4). Dabei wurden die Bunthaus-Daten für den Vergleich ausgeschlossen, da hier parallele Datensätze fehlten13.
Tab. 2.5.3.1: Vergleich der durchschnittlichen Konzentrationen von Chlorophyll-a [µg l-1] und Chlorophyllabbau-Pigmenten [µg l-1] im Mai, Juli, Oktober in unterschiedlichen Halinitätszonen (Kap. 4.3) in der Tideelbe (ca. 2 h vor Kenterpunkt Flut)
|
Monat |
Mai |
Juli |
Oktober | |||||||||
|
Parameter |
Chl. [µg l-1] |
Abb. [µg l-1] |
Chl. [µg l-1] |
Abb. [µg l-1] |
Chl. [µg l-1] |
Abb. [µg l-1] | ||||||
|
Tiefenzone |
oben |
unten |
oben |
unten |
oben |
unten |
oben |
unten |
oben |
unten |
oben |
unten |
| km (A) 60814 (limnisch) |
24,2 |
54,3 |
20,6 |
106,9 |
10,4 |
35,3 | ||||||
| km (A) 630 - 645 (limnisch) |
0,7 |
1,4 |
2,1 |
5,1 |
3,0 |
3,0 |
17,8 |
15,7 |
2,6 |
1,8 |
15,2 |
16,7 |
| km (A) 654 - 706 (oligo-/mesoh.) |
2,9 |
3,4 |
3,2 |
3,6 |
1,1 |
1,1 |
3,1 |
3,0 |
1,7 |
1,4 |
1,6 |
3,2 |
| km (A) 712 - 725 (polyhalin) |
13,0 |
15,1 |
5,8 |
4,7 |
5,5 |
6,1 |
3,2 |
3,5 |
2,5 |
2,3 |
2,2 |
2,4 |
Abb. 2.5.3.4: Vergleich (Notch-Box) der oberflächen- und bodennahen Konzentrationen von Chlorophyll-a [µg l-1] und Chlorophyllabbau-Pigmenten [µg l-1] aus drei Elbe-Längsprofilen 1993 zwischen Teufelsbrück und Cuxhaven (oben= 1 m Wassertiefe; unten= 1 m über Grund; ca. 2 h vor Kenterpunkt Flut).
Auf den Querschnitten bei Lühesand wurden bei mittleren Chlorophyll-Konzentrationen von ca. 2 µg l-1 Extremwerte zwischen 0,5 in der südlichen Stromelbe (September 1993) und 6,3 µg l-1 am Südufer der Lühesander Nebenelbe (Mai) gemessen (Abb. 2.5.3.5, siehe auch Tab. A 2.5.3.2 im Anhang). Im saisonalen Verlauf ergaben sich die höchsten Werte im Mai und im Herbst, während im Sommer deutlich geringere Konzentrationen vorlagen.
Die Konzentrationen der Chlorophyllabbau-Pigmente reichte bei Mittelwerten zwischen ca. 2 und 4 µg l-1 von einem Minimum mit 0,4 im nördlichen Teil der Lühesander Nebenelbe (Juni) bis zu einem Maximum von 10 µg l-1 in der südlichen Stromelbe (Dezember). Während in der Nebenelbe sowohl an der Oberfläche wie über Grund und in der Stromelbe an der Wasseroberfläche die höchsten Konzentrationen der Chlorophyllabbau-Pigmente im Sommer bis einschließlich Oktober zu verzeichnen waren, wurden in der Stromelbe über Grund die höchsten Werte im Herbst erreicht. Die Konzentrationen der Chlorophyllabbau-Pigmente lagen im Mai und Dezember weitgehend unter den Chlorophyll-Konzentrationen, dagegen war das Verhältnis in den Sommermonaten umgekehrt.
Abb. 2.5.3.5: Konzentrationen von Chlorophyll-a [µg l-1] und Chlorophyllabbau-Pigmenten [µg l-1] in den Elbe-Querprofilen bei Lühesand 1993 (oben= 1 m Wassertiefe; unten= 1 m über Grund; ca. 2 h vor Kenterpunkt Flut)
Beim Vergleich des gesamten Datenkollektivs der Meßstellen im Querprofil über die Strom- und Nebenelbe unterschieden sich weder die Konzentrationen von Chlorophyll noch die der Chlorophyllabbau-Pigmente signifikant (Abb. 2.5.3.6). Ebenfalls war aus den Daten aus 1 m unter der Wasseroberfläche und 1 m über Grund vertikal kein Unterschied abzuleiten, auch wenn sich tendenziell in der Stromelbe in 1 m über Grund höhere Chlorophyllabbau-Pigment-Konzentrationen abzeichneten.
Abb. 2.5.3.6: Vergleich der oberflächen- und bodennahen Konzentrationen von Chlorophyll-a [µg l-1] und Chlorophyllabbau-Pigmenten [µg l-1] in den Elbe-Querprofilen Lühesand 1993 (oben= 1 m Wassertiefe; unten= 1 m über Grund; L1: südliche Lühesander Nebenelbe, L2 nördliche Lühesander Nebenelbe, L3 südliche Stromelbe, L4 nördliche Stromelbe; ca. 2 h vor Kenterpunkt Flut)
Auf den Querschnitten bei Pagensand wurden bei mittleren Chlorophyll-Konzentrationen zwischen ca. 1 und. 2 µg l-1 Extremwerte zwischen 0,2 µg l-1 in der südlichen Stromelbe (August) und 5,7 µg l-1 in der Pagensander Nebenelbe (Oktober) gemessen (Abb. 2.5.3.7, siehe auch Tab. A 2.5.3.3 im Anhang). Auch hier ergaben sich im saisonalen Verlauf die höchsten Werte im Mai und Herbst, während im Sommer deutlich geringere Konzentrationen vorlagen. Die Konzentrationen der Chlorophyllabbau-Pigmente reichte bei Mittelwerten zwischen ca. 2 und 4 µg l-1 von einem Minimum mit 0,6 µg l-1 in der Pagensander Nebenelbe (Juni) bis zu einem Maximum von 8 µg l-1 in der nördlichen Stromelbe (November). Tendenziell waren in den beiden Nebenelben und in der Stromelbe die höchsten Chlorophyllabbau-Pigment-Konzentrationen im Spätsommer bis in den Herbst zu verzeichnen. Während in der Schwarztonnensander Nebenelbe im Frühsommer noch die Chlorophyllabbau-Pigment-Konzentrationen unter den Chlorophyll-Konzentrationen lagen, lag an den anderen Meßstellen bereits die Konzentrationen der Chlorophyllabbau-Pigmente deutlich oberhalb der Chlorophyll-Konzentrationen. Dieses Verhältnis blieb an allen Meßpunkten bis in den Dezember bestehen.
Abb. 2.5.3.7: Konzentrationen von Chlorophyll-a [µg l-1] und Chlorophyllabbau-Pigmenten [µg l-1] in den Elbe-Querprofilen bei Pagensand 1993 (oben= 1 m Wassertiefe; unten= 1 m über Grund; ca. 2 h vor Kenterpunkt Flut)
Beim Vergleich des gesamten Datenkollektivs der Meßstellen im Querprofil über die Strom- und Nebenelbe unterscheiden sich die Chlorophyll-Konzentrationen nicht signifikant. Allerdings gibt es über Grund deutliche Unterschiede der Chlorophyllabbau-Pigment-Konzentrationen zwischen Schwarztonnensand und der südlichen Stromelbe (Abb. 2.5.3.8). Ebenfalls ist aus den Daten aus 1 m unter der Wasseroberfläche und 1 m über Grund vertikal kein Unterschied abzuleiten, auch wenn sich tendenziell in der Stromelbe und der Pagensander Nebenelbe in 1 m über Grund höhere Chlorophyllabbau-Pigment-Konzentrationen abzeichneten.
Abb. 2.5.3.8: Vergleich der oberflächen- und bodennahen Konzentrationen von Chlorophyll-a [µg l-1] und Chlorophyllabbau-Pigmenten [µg l-1] in den Elbe-Querprofilen bei Pagensand 1993 (oben= 1 m Wassertiefe; unten= 1 m über Grund; ca. 2 h vor Kenterpunkt Flut)
Beim Vergleich der Strom- und Nebenelben bei Lühesand und Pagensand ergaben sich weder horizontal noch vertikal signifikante Unterschiede der Chlorophyll-Konzentrationen. So wiesen die Chlorophyll-Konzentrationen in der Stromelbe mit durchschnittlichen Werten von 2,0 an der Oberfläche und 1,6 µg l-1 am Grund tendenziell größere Differenzen zwischen Oberfläche und Grund auf als in den Nebenelben mit Werten von 2,0 und 1,8 µg l-1. Im Gegensatz dazu zeichneten sich am Grund der Stromelbe (und der Pagensander Nebenelbe) höhere Chlorophyllabbau-Pigment-Konzentrationen als in den der Schwarztonnensander und Lühesander Nebenelbe ab. Das kann auf das ungünstigere Verhältnis von durchlichteter zu undurchlichteter Wasserschicht in der Strobelbe (und der Pagensander Nebenelbe) im Vergleich zu den beiden anderen Nebenelben sowie auf die Resuspension von Phytoplankton-Abbauprodukten aus dem Sediment zurückzuführen sein.
Fußnoten:
13.) Nur eine Probe aus der Mitte bei 1,5-2,0 m gezogen.
14.) Wegen der geringen Tiefe und guten Durchmischung wurde nur eine Probe aus der Mitte bei 1,5-2,0 m gezogen.