Stoffflüsse in offenen Aquakulturanlagen

 

Projektgegenstand

           Forschungsfeld, übergeordneter Zusammenhang

Die Aquakultur gehört weltweit zu den am stärksten wachsenden Wirtschaftszweigen, bedingt durch den stetig steigenden Eiweißbedarf der anwachsenden Weltbevölkerung. Die Versorgung von Eiweißmangelgebieten ist eine globale Aufgabenstellung der Weltgemeinschaft im Sinne der Agenda 21 und des Johannesburg-Gipfels. Bei Verwendung moderner Futtermittel kann die Aquakultur einen wichtigen Beitrag zur Entlastung der stark genutzten Wildfischbestände leisten; sie besitzt im Gegensatz zur Befischung natürlicher Ressourcen ein großes Wachstumspotential. Die tierische Eiweißproduktion mit Hilfe der Marikultur ist um ein Vielfaches effektiver (günstigerer Futterquotient, hohe Produktivität) und deutlich umweltschonender als die terrestrischen Mastformen z. B. bei Geflügel und Säugetieren, und das Fischeiweiß insbesondere marin gezogener Fische ist physiologisch wertvoller als z. B. bei Geflügel. Die Staaten der europäischen Gemeinschaft und insbesondere auch Deutschland nehmen an diesem Aufschwung der Aquakultur bislang nicht teil; die Gründe dafür sind vielfältig. Die EU hat dies seit längerem erkannt und Strategien zur Entwicklung der Aquakultur entwickelt (2002) sowie fortgeschrieben (2009) (Mitteilung der Kommission an den Rat und an das Europäische Parlament vom 19. September 2002). Auch Schleswig-Holstein kann durch seine Lage zwischen zwei Meeren multitrophe Marikulturanalgen betreiben.

           Mit dem Projekt verfolgtes Anliegen:

·         Förderung der Technologieentwicklung in einem Wachstumssektor; Schaffung von Voraussetzungen für nationalen und internationalen Technologietransfer

·         die Minimierung bzw. Kompensation stofflicher Einträge durch geeignete Maßnahmen (z. B. multitrophische Gestaltung durch Kombination mit Algen- und Muschelzucht) - bilanzierte nährstoffneutrale Produktion als Endziel, damit einher geht zugleich eine ökologische Bereicherung des küstennahen marinen Ökosystems

·         die Entwicklung technischer Anforderungs- und Verfahrensstandards; Weiterentwicklung zu einem neuen Verfahrensstandard für vergleichbare Vorhaben über den Einzelfall  hinaus,  Kriterien  für  die Suche und planerische  Festlegung von Aquakultureignungsräumen sollen gefunden werden

 

Ziel(e) des Projektes

           Darstellung des öffentlichen Interesses an einer Projektrealisierung

Offene Aquakulturanlagen haben in der Öffentlichkeit ein negatives Images, welches aus überholten Produktionsmethoden stammt. Moderne Formen der Fischproduktion haben jedoch nicht mehr die negativen Umweltauswirkungen, wie sie noch bei herkömmlichen Anlagen, z. B. in Süd-Ost Asien auftreten. Diese neuartigen Möglichkeiten der nachhaltigen Fischproduktion sind in der Öffentlichkeit noch nicht präsent, bzw. werden noch nicht akzeptiert. Durch den hier vorgeschlagenen Modellansatz kann nicht nur das öffentliche Interesse an offenen Aquakulturanlagen gestärkt werden sondern auch potentielle wirtschaftlich Interessierte (Zulieferer, Vermarkter etc.) können auf den Plan gerufen werden.

           Leitziele und operationale Ziele des Projektes, Indikatoren

In offenen Aquakulturanlagen werden zwangsläufig Nährstoffe in die marine Umwelt abgegeben, auch wenn es unterschiedliche Maßnahmen gibt, dies zu reduzieren. Durch Manipulation des Futters für die Zielorganismen kann der Kot (Faeces) schwerer oder leichter als das Wasser gemacht werden und anschließend abgefischt oder abgesaugt und damit ein Teil der Nährstoffe entfernt werden. Je nach Strömungsgeschwindigkeit wird der Kot verfrachtet werden, so dass die Auffangbehältnisse hieran angepasst werden müssen. Das in diesem Projekt eingesetzte hydrodynamische Modell MIKE21gibt hierüber Auskunft.

Gelöste Nährstoffe lassen sich so aber nicht entfernen. Es besteht aber die Möglichkeit durch Kultivierung weiterer Organismenarten, wie z. B. Algen oder Muscheln diese Nähstoffe dem System zu entnehmen. Bisher wurden entsprechende mathematische Rechnungen für eine Nullemission statisch vorgenommen, d. h. es wurden nur Massenbilanzen erstellt. Hierüber erlangt man eine Mengenabschätzung der zu kultivierenden Organismen. Über ein echtes hydronumerisches Modell lassen sich Senken und Quellen der Nährstoffe jedoch dynamisch berechnen, d.h. die Nährstofffrachten können im Modell verfolgt werden. Hierüber lassen sich bessere Massenbilanzen und vor allem Standorte für Ausgleichsmaßnahmen ermitteln. Das Modell MIKE21/EcoLab berücksichtigt neben Quellen und Senken auch weitere Parameter wie Wassertemperatur, Trübung, Lichtverhältnisse zusätzliche Nährstoffquellen etc. Durch den Einsatz solch eines Modelles kann eine multitrophe Nullemissionsanlage optimiert und besser wirtschaftlich betrieben werden.

           Strategien zur Zielerreichung

Für die Erreichung des Zieles der besseren Beurteilung der Auswirkungen von Aquakulturanlagen auf die Umwelt und die Optimierung von Standortfindung und Ausgleichsmaßnahmen ist ein stringenter hierarchischer Aufbau der Modellkomponenten vorgesehen.

           Geplante konkrete Maßnahme

Anhand von konkreten Örtlichkeiten zwischen der Kieler Förde und der Flensburger Förde wird ein hydrodynamisches Modell entworfen. Mit diesem Modell, welches modular aufgebaut ist, werden die Faeces- und die Stoffflussmodellierung durchgeführt. Das Institut für Natur- und Ressourcenschutz führt im Rahmen des Weiterbildungskurses „Environmental Management“ die Stoffumsatzmodellierung durch.

 

Dieses Projekt wird kofinanziert durch Mittel des Landes Schleswig-Holstein durch das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit, Verkehr und Technologie.

 

 

Die Projektbeteiligten:

1.      CRM
http://www.crm-online.de

 

2.    Universität Kiel, Institut für Natur- und Ressourcenschutz          

http://www.uni-kiel.de

 

Den Abschlussbericht finden Sie hier