Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Marine debris in the North- and Baltic Seas : spatio-temporal distribution patterns and its occurrence in marine mammals

Unger, Bianca

Meeresmüll ist eines der brisantesten und aktuellsten Themen, da die anthropogen verursachte Vermüllung der Meere eines der größten Faktoren der gesamten Meeresverschmutzung ist und ein globales Problem darstellt. Besonders die Konsequenzen auf die Meeresumwelt, insbesondere die Auswirkungen auf Meeresorganismen sind besorgniserregend (Kühn et al., 2015). Informationen sowohl über die Verteilung von Meeresmüll in der Meeresumwelt als auch die damit verbundenen Auswirkungen sind dringend erforderlich, um das tatsächliche Ausmaß der Meeresmüllbelastung beurteilen zu können. Die vorliegende Studie umfasst drei Untersuchungen die dazu beitragen, mehr über die Auswirkungen von Meeresmüll auf Meeressäugetiere, sowie die Verteilung von treibendem Meeresmüll zu erfahren. Dies beinhaltet sowohl die Auswertung von Obduktionsprotokollen von Meeressäugetieren aus deutschen Gewässern, als auch Untersuchungen von Pottwalen (Physeter macrocephalus), die Anfang 2016 an verschiedenen Orten der Nordsee gestrandet waren. Des Weiteren wurden Informationen über treibenden Meeresmüll, die im Zuge von Flugzählungen gesammelt wurden, ausgewertet. Diese umfassende Auswertung wurde erstmals im Rahmen dieses Projektes durchgeführt und leistet einen wertvollen Beitrag zum Kenntnisgewinn über die Meeresmüllbelastung in der Nord- und Ostsee. Obduktionsprotokolle von allen drei Arten (Schweinswale [Phocoena phocoena]; Seehunde [Phoca vitulina] und Kegelrobben [Halichoerus grypus]) geben Aufschluss über die Form und Anzahl von Meeresmüllteilen und der Häufigkeit von Interaktionen zwischen Meeressäugetieren und Meeresmüll. Auf Grund der langen Datenaufnahme von 25 Jahren, ist eine Einschätzung der Auswirkungen von Meeresmüll auf Top-Prädatoren möglich. Über den genannten Zeitraum wurden 6.587 Tiere registriert, wovon 1.622 auf Grund ihres Erhaltungszustandes am Magen-Darm-Trakt (MDT) untersucht werden konnten. 31 Tiere wiesen entweder externe (z.B. Verstrickungen in Müllobjekten; n=14) oder interne (z.B. verschluckte Objekte; n=17) Meeresmüllfunde auf. Dabei war der Anteil von fischereibezogenem Müll deutlich höher (64,9 %) als der Haushalts- oder Industriemüllanteil (35,1 %). Ferner wurden Veränderungen, die höchstwahrscheinlich durch Meeresmüll hervorgerufen wurden, untersucht (eitrige, ulzerative Dermatitis, Perforation des Magen-Darm-Traktes, Abszesse, eitrige Peritonitis und Septikämien). Diese Auswertung verdeutlicht, dass die Interaktion mit Meeresmüll für Meeressäugetiere verheerende Konsequenzen haben kann. Zusätzlich wurden die Müllfunde, die in den Anfang 2016 gestrandeten Pottwalen entdeckt wurden, ausgewertet. Von den 30 an verschiedenen Stränden der Nordsee (Deutschland, die Niederlande, Frankreich, Großbritannien und Dänemark) gestrandeten Pottwale wurde 22 am Magen-Darm-Trakt untersucht. In neun Individuen wurden insgesamt 322 Müllteile entdeckt, wie z.B. Schokoladenpapier, Kaffeekapsel, Teile einer Plastiktüte, Seile, Netzreste, ein Angelhaken, sowie Teile einer Motorabdeckung eines Autos. Fischereibezogener Müll bildete mit 78 % den größten Anteil. Alle Objekte wurden im Magen gefunden und die Menge des Mülls variierte zwischen den Individuen. In einem Tier wurde 24.84 kg Müll gefunden, in einem anderen ein 13,5 m langes Fischernetz. Es konnten keine Verletzungen den Müllteilen zugeordnet werden und das Verschlucken der Objekte war nicht die Todesursache. Nichtsdestotrotz ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass über kurz oder lang eine Konsequenz daraus resultiert wäre, entweder in Form einer Perforation auf Grund spitzer Gegenstände (z.B. Autoteil, Angelhaken) oder einer Blockierung des Magen-Darm-Traktes (z.B. Autoteil, Fischereinetz). Der Grund der Aufnahme bleibt spekulativ, die Gegenstände wurden entweder zusammen mit der Nahrung verschluckt, mit ihrer eigentlichen Nahrung verwechselt oder für geeignete Nahrung in einer für sie fremden Umgebung gehalten. Die Tatsache, dass keines der Müllteile im Darm gefunden wurde und das geborgene Netzmaterial höchstwahrscheinlich der Krabbenfischerei der Nordsee zugeordnet werden kann, spricht eher für eine zur Strandung zeitnahen Aufnahme der Objekte. Im Rahmen der seit 2002 regelmäßig durchgeführten Flugzählungen zur Erfassung on Schweinswalen werden ebenfalls Information zu treibenden Müllteilen notiert. Diese Informationen wurden genutzt, um die Verteilung des treibenden Mülls in der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) und den Küstengewässern zu ermitteln. Innerhalb von 15 Jahre (2002-2016) wurde eine Distanz von 191.167 km zurückgelegt, auf der insgesamt 26.512 Müllteile entdeckt wurden. Unter Berücksichtigung aller erhobenen Daten wurde eine durchschnittliche Sichtungsrate (Müllteile/km) von 0,1387 Müllteile/km ermittelt (Nordsee: 0,1585 Müllteile/km; Ostsee: 0,0797 Müllteile/km). Die größte durchschnittliche Sichtungsrate wurde in den Frühlingsmonaten (März – Mai) und ganzjährig in den küstenfernen Regionen ermittelt. Der Anteil von Gegenständen, die klar der Fischerei zugeordnet werden konnten unterscheidet sich in Nord- und Ostsee (Nordsee: 10,08 %; Ostsee:1,59 %), in einigen Jahren liegt der Anteil des fischereibezogenen Mülls sogar bei 25 %. Die erhöhte durchschnittliche Sichtungsrate in Schutzgebieten (SACs) gibt Anlass zur Besorgnis, da hier ein erhöhtes Risiko der Interaktion zwischen Meeressäugetieren und Meeresmüll besteht. Die vorliegende Auswertung dient der Beurteilung des Ausmaßes der Vermüllung in Deutschen Gewässern und erfasst die Folgen der anthropogen verursachten Verschmutzung auf Meeressäugetiere. Damit leistet sie einen wichtigen Beitrag zur Umsetzung von Richtlinien, wie zum Beispiel der Europäischen Meeresstrategie Rahmenrichtlinie (MSRL). Die Ergebnisse sind essentiell zur Ausarbeitung von Schutzmaßnahmen zur Reduktion des Eintrages und zur Verringerung bereits existierender Müllmengen.

Marine debris is one of the major contributors to marine pollution and poses a global problem. The impacts on the marine environment, particularly on marine animals in specific, are of special concern (Kühn et al., 2015). Information on the distribution of marine debris in the marine environment and its impacts need to be gathered to assess the actual extent of the marine debris burden. This study comprises three investigations to gain information on the impact of marine debris on marine mammals as well as the occurrence and distribution of floating marine debris. This included the analysis of necropsied marine mammals from German waters and sperm whales (Physeter macrocephalus) stranded on different locations of the North Sea early in 2016 as well as the evaluation of floating marine debris observations during aerial surveys. Analysing this data was conducted for the very first time and the results are an invaluable contribution to the knowledge on marine debris pollution in the North- and Baltic Seas and thus complements our understanding on marine debris pollution and its consequences. Firstly, necropsy data of marine mammals inhabiting German waters (harbour porpoises [Phocoena phocoena], harbour seals [Phoca vitulina] and grey seals [Halichoerus grypus]) were analysed for entries on marine debris findings. Spanning 25 years, this long-term dataset enabled to assess the impact of marine debris on top predator species inhabiting German waters. 1,622 out of 6,587 carcasses were dissected on the gastro-intestinal tract (GIT) of which 31 individuals were noted being affected by marine debris due to either being entangled (n=14) in debris material or having ingested debris objects (n=17). The share of fishing related items was higher (64.9 %) than the number of marine debris classified as general debris (35.1 %). Furthermore, lesion most likely associated to the marine debris objects found, were assessed (suppurative ulcerative dermatitis, perforation of the digestive tract, abscessation, suppurative peritonitis and septicaemia). This analysis clearly demonstrates the risk for marine mammals being impacted by marine debris. Secondly, the occurrence of marine debris in sperm whales was investigated during the 2016 stranding event in the North Sea (Germany, The Netherlands, France, Great Britain, Denmark). Out of all 30 stranded individuals, the gastro-intestinal tract of 22 individual was investigated, revealing a total of 322 debris items ingested by nine of these animals. Findings included e.g. chocolate wrapping, a coffee capsule, parts of plastic bags, ropes, netting, a fish hook, a bucket and a plastic part of a car engine cover. Fishing related items dominated with a share of 78 %. All items were found in the stomach. The amount of items found varied between the individuals. One animal showed a total weight of 24.84 kg of ingested debris, another ingested a 13.5 m long fishing net. No associated lesions were detected and none of the animals died due to the ingested items. Nevertheless, it is highly likely that impacts would have occurred sooner or later, such as blockage of the gastro-intestinal system (e.g. fishing net, car part) or perforation due to sharp objects, such as fish hooks or the car part. The reason for the uptake stays speculative. Items were either swallowed coincidentally together with natural prey, or by mistaking it for suitable food or due to the lack of food in a foreign environment. The fact that no items were found in the intestine and the netting material was most likely used for shrimp fishing in the North Sea area, suggest a recent uptake prior to the stranding event on the coast of the North Sea. Thirdly, data on marine debris obtained during aerial surveys for harbour porpoises since 2002 in German waters were evaluated to investigate the distribution of floating marine debris in the German coastal and offshore waters. Within a time span of 15 years (2002-2016) a distance of 191,167 km were observed and a total of 26,512 marine debris items detected. During this time an Average Encounter Rate AER (items/km) of 0.1387 items/km was calculated (North Sea: 0.1585 items/km; Baltic Sea: 0.0797 item/km) with the highest AERs in spring months (March-May) and in offshore waters during the whole year. The AER of fishing related debris differed between the North- and Baltic Seas (North Sea: 10.08 %; Baltic Sea: 1.59 %), showing a high share of up to 25 % in certain years. An increased AER in Special Areas of Conservation (SAC) is alarming since especially in these sensitive areas the conflict potential between marine mammals and marine debris is enhanced. This evaluation serves to assess the extent of the marine debris pollution in German waters and reveals the effects on marine mammals. Thus, it contributes to the implementation of the European Marine Strategy Framework Directive (MSFD). Information on marine debris are urgently needed to understand the distribution and impacts as baseline for developing productive measures to reduce the input of marine debris and to attenuate already existing marine debris amounts.

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Unger, Bianca: Marine debris in the North- and Baltic Seas. spatio-temporal distribution patterns and its occurrence in marine mammals. Hannover 2019. Tierärztliche Hochschule Hannover.

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