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
Den
Abschlussbericht finden Sie hier