Die Erklärung für den Fischreichtum sind sogenannte Auftriebswässer. In den Auftriebswässern entwickeln sich Plankton und im Verlauf der Nahrungskette dann reiche Fischschwärme.
Auftriebswässer sind Wassermassen, die aus 50 bis maximal 300 m Tiefe an die Oberfläche gelangen, weil dort durch bestimmte - wind- und reliefbedingte - Strömungsverhältnisse Wasser horizontal verfrachtet wird und das entstehende Defizit aus Kontinuitätsgründen durch den Zustrom ausgeglichen werden muss.
Gebiete mit diesem - im Englischen "upwelling" genannten - Vorgang finden sich einerseits an den Grenzen der großen Ozeane zu den N-S-verlaufenden Kontinenten, andererseits teilweise entlang des Äquators, wo Wassermassen divergieren (auseinander strömen). Zur ersten Gruppe gehören die Gebiete vor Kalifornien, Peru, NW-Afrika und SW-Afrika. Äquatoriales Upwelling ist besonders in der östlichen Pazifikhälfte ausgeprägt.
Quelle: Eugene D. Gallagher (2000): ECOS 630, Biological Oceanographic Processes (übersetzt)
aufgenommen mit dem Costal Zone Color Scanner des Nimbus-7-Satelliten
Quelle: Eugene D. Gallagher (2000): ECOS 630, Biological Oceanographic Processes (übersetzt)Damit sich küstennahes Upwelling einstellt, muss der Wind an den östlichen Ozeangrenzen generell äquatorwärts wehen, an den westlichen Ozeangrenzen polwärts, wobei diese zweite Situation deutlich seltener auftritt.
Entsprechend erklärt sich der vertikale und nicht horizontale Zustrom im ersten Typ von Auftriebsgebieten daraus, dass von der Landseite kein Wasser nachströmen kann, beim zweiten daraus, dass beim Divergenzvorgang Wasser einer äquatornahen O-W-Strömung horizontal nach N und S verfrachtet wird und deshalb die Flanken der Zone mit Massendefizit kein Wasser liefern können.
Auftriebsgebiete liefern ca. 90 % der weltweiten Fischanlandungen, bzw. 50 % des aus dem Meer stammenden Eiweisses, stellen aber nur ca. 1-3 % der Meeresoberfläche dar. Hierfür gibt es zwei Gründe. Der erste liegt in der Tatsache, dass Auftriebsgebiete Zonen mit hoher Primärproduktion sind. Die Produktion soll bis zu 10 g C m-2d-1 betragen. Für das peruanische Upwelling-System gelten etwa 0,6 g C m-2d-1 als typisch, wobei vor Kalifornien und NW-Afrika höhere Produktionsraten bestehen. Wegen seiner größeren Fläche ist aber das peruanische System das weltweit bedeutendste Fischereigebiet. Als zweiter Grund für den Fischreichtum in Auftriebsgebieten gilt deren Turbulenz und aufströmende Wasserbewegung. Diese Energie reicht aus, um großzellige, normalerweise rasch absinkende Diatomeen (>10 µm ø) und Dinoflagellaten schwebend in der euphotischen Zone zu halten. Und solch großzelliges Phytoplankton macht einen großen Anteil der Primärproduktion aus. Möglicherweise können die großen Phytoplanktonarten auch besser das große Nahrungsangebot verwerten, als ihre Konkurrenten.
Das Dominieren großer Planktonarten wiederum erlaubt es Fischen (z.B. Anchovis und Sardinen), sich direkt vom Phytoplankton zu ernähren unter Umgehung des sonst zwischengeschalteten Gliedes der Nahrungskette, des Zooplanktons. Die Verkürzung der Nahrungskette bedeutet letzlich eine bessere energetische Ausnutzung des an ihrem Anfang zur Verfügung stehenden Nährstoffangebotes.
Vor der südamerikanischen Westküste entstehen die Auftriebswässer durch die süd-/südöstlichen und damit küstenparallelen bis ablandigen Passatwinde, die das oberflächennahe Wasser über komplizierte physikalische Vorgänge (Ekman-Spirale) meerwärts treiben. Das stärkste Aufquellen findet nicht bei Südost-, sondern bei Süd-Winden statt. Der notwendige Wassernachschub erfolgt in Form des vertikalen Auftriebs ganzjährig aus Tiefen von bis zu 300 m (ø 130 m) mit einer Geschwindigkeit von 0,25 bis 0,75 m pro Tag, dauert also mindestens etwa viereinhalb Monate pro 100 m.
Das Auftriebswasser ist einerseits sauerstoffarm, andererseits nitrat-, phosphat- und silikathaltig, mithin nährstoffreich. Es vermischt sich mit dem originären Wasser (Humboldtstrom), das aus der von Stürmen aufgewühlten Westwinddrift im Süden stammt und deshalb mit Sauerstoff geradezu aufgeladen ist. So verbinden sich Sauerstoff- und Nährstoffreichtum zu besten Voraussetzungen für eine ungewöhnlich reichhaltige Belebung im Bereich des Humboldtstromes. Der Küstenabschnitt von Nordchile über Peru bis nach Ecuador gilt als beispielhaft für ein Auftriebsgebiet. Beides – die Strömungsrichtung von Süden nach Norden und das Auftriebwasser – bedingen, daß der Humboldtstrom ein ausgesprochener kalter Wasserkörper ist.
"Kalt" bedeutet, dass die Wassertemperatur bei den Galapagos-Inseln (90° westl.L.) um 8°C tiefer liegt als bei der Insel Canton (170° westl.L.) auf etwa gleicher geographischer Breite: hier 28°C, dort nur 20°C.
Ein natürliches Indiz für den relativ kalten Meeresstrom ist die Abwesenheit von wärmeliebenden Korallen trotz tropischer Lage: Im Westen des Südpazifiks befindet sich die Korallensee mit dem Großen Barriereriff vor der australischen Ostküste, der geographischen Breite des Bereichs zwischen Nordchile und dem mittleren Peru im Osten des Ozeans. Korallen aber brauchen - neben bestimmten morphologischen Voraussetzungen - Wassertemperaturen von ständig mindestens 20°C. An der Westküste Südamerikas im Bereich des Humboldtstromes wird diese Temperatur meistens unterschritten - deswegen gibt es hier trotz tropischer Lage keinerlei Korallenvorkommen.
Quelle: Unterricht Biologie 180/92
Der erwähnte Nährstoffreichtum entstammt den bakteriellen Abbauprozessen der abgestorbenen und absinkenden Organismen. Die wichtigste "Vorratskammer" für diese Nährstoffe, abgesehen von den Flussmündungen mit
starkem Oberflächenabfluss ist die Thermokline. Kleinorganismen, die nahe der Oberfläche abgestorben sind, zerfallen und werden remineralisiert. Gleiches geschieht mit
den Fäkalien größerer Organismen. Auf diese Weise entsteht in der Thermokline ein Vorrat an Nährstoffen und remineralisiertem Kohlenstoff, der beim Auftrieb in die euphotische
Zone dem Phytoplankton zur Verfügung steht. Auch horizontale Strömungen innerhalb der Thermokline vermögen Nährsalze und Kohlenstoff aus großen Entfernungen heranzutransportieren, bevor sie nach oben verfrachtet werden
und in eng begrenzen Gebieten entlang des Äquators und von Küsten Primärproduktion erlauben.
Die dabei verfügbar werdenden Nährsalze gelangen wie in einem Lift mit dem Auftriebswasser an die Oberfläche, wo unter Mithilfe der reichlichen Sonneneinstrahlung massenhaft Plankton (70 % pflanzliches, 30 % tierisches Plankton)
entsteht. Aus diesen Gründen ist es wichtig, dass der Auftrieb tiefer als die Thermokline reicht.
Grafik: Daniela Hiller und Sandra Karch
Die Auftriebswässer treten nicht gleichmäßig innerhalb des Humboldtstromes auf, sondern sie erscheinen zumeist in Form von Wolken oder Wirbeln an der Oberfläche, das heißt in Schüben.
Entsprechend ist auch das Plankton nicht gleichmäßig verteilt, sondern tritt in Ballungswolken verschiedener Größen auf, von einigen Metern bis zu einigen Kilometern Durchmesser. Dementsprechend variiert die Verteilung der Fischschwärme der Anchovis.
Grundlage für die Ernährung aller Meerestiere ist letztendlich das pflanzliche Plankton (Phytoplankton). Vom Phytoplankton ernährt sich als zweite Stufe der Nahrungskette üblicherweise das tierische Plankton (Zooplankton), zu dem kleine Krebse, Flügelschnecken und Larven der Bodentiere sowie Fischlarven gehören. Als dritte Stufe folgen Fische, die vom Zooplankton leben, in Auftriebsgebieten sich häufig auch direkt vom Phytoplankton ernähren.
So erklärt sich aus dem hohen Nährstoffangebot über die große Planktonmasse, die verkürzte Nahrungskette und das turbulente Auftriebswasser letztlich der Fischreichtum vor den Küsten Perus und Chiles.
Es sind über 225 Fischarten im Humboldtstrom beschrieben, davon werden 74 fischereiwirtschaftlich genutzt; aber nur 10 Arten sind wirtschaftlich wichtig, darunter besonders Anchovis, Bonito, Makrele. Auch Wale, Haie, Thunfische, Aale, Flundern, Tintenfisch und Krabben werden genutzt.
Grafik: Nicolas Marschall
Die Fische sind wiederum die Nahrungsgrundlage für eine große Vogelwelt, die auf dem Land für bedeutende Guanolager oder auf küstennahen Inseln für bedeutende Ablagerungen von Guano sorgen.
Fischmehl statt Guano
"Until the early 1950s, no commercial Peruvian anchoveta fishery developed because the Guano Administration and Peruvian farmers blocked all attempts to develop such an industry. Their political power diminished, however, in the face of changing factors in Peru and North America. The Peruvian government was overthrown in the late 1940s and the new President favored a policy of economic development based on the export of Peru's natural resources. Also at that time, the California Pacific sardine fishery collapsed and entrepreneurs identified Peru as a place to unload idle fishing fleets and processing plants.
In the post-war period, there was an increasing demand for meat products in North America, increasing the demand for anchoveta fishmeal, a feed supplement for poultry, hogs, and cattle. In addition, such technological innovations as the nylon net spurred a meteoric rise in fish landings by the Peruvian anchoveta fishery; landings doubled each year until 1960."Aus: Glantz, Michael H. (1984): Floods, Fires, and Famine: Is El Niño to Blame. In: Oceanus, Vol. 27, No. 2
Bitte beachten Sie auch die Abbildungen zu Formen des Planktons im Anhang.
Ungefähr 90% der Fangerträge Perus (laut FAO) werden zu Fischmehl und Fischöl verarbeitet. Gemäß FAO wird Peru als weltweit größter Fischexporteur und Fischmehlerzeuger betrachtet. 4.000 Menschen sind am Verarbeitungsprozess beteiligt.
Die Angaben sind auch in tabellarischer Form verfügbar.
Grafik von Nicolas Marschall auf Basis von Daten der IFOMAAufgrund von El Niño sank die gesamte Fischmehlproduktion in den Haupterzeugerländern von 4,74 Mio t im Jahr 1996 auf 4,3 Mio t im Jahr 1997 und 1998 auf lediglich 3,0 Mio t.
Über das Wirkungsgefüge der Fischmehl-Produktion gibt es im Anhang eine erläuternde Grafik.
Die Fischarten, die in der Dosenfisch-Industrie hauptsächlich verwendet werden, sind Bonitos.
Durch viele Arten von Fischen und Meeresfrüchten ergibt sich eine große Vielfalt bei der Produktion von Dosenfisch – im Gegensatz zu den Tiefkühlprodukten, wo es nur wenige Arten (die für sehr niedrige Temperaturen geeignet sind) gibt.
Die wichtigsten Arten, die man in der Produktion von Tiefkühlwaren verwendet, sind folgende: Seehecht, Sardine, Riesentintenfisch, Aal, Thunfisch, Makrele, Delphin, Shrimps und Kattunmuscheln.
| 1990 | 1991 | 1992 | 1993 | 1994 | 1995 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| in 1.000t | in Mio. Dollar | in 1.000t | in Mio. Dollar | in 1.000t | in Mio. Dollar | in 1.000t | in Mio. Dollar | in 1.000t | in Mio. Dollar | in 1.000t | in Mio. Dollar | |
| Gesamt | 1193,67 | 406,75 | 1235,45 | 501,75 | 1134,57 | 517,72 | 1844,13 | 621,44 | 2556,69 | 901,54 | 2125,8 | 936,67 |
| traditionelle Produkte | 1150,47 | 352,59 | 1200,81 | 446,94 | 1112,51 | 472,48 | 1815,33 | 558,44 | 2504,69 | 790,08 | 2071,3 | 835,00 |
| Fischmehl | 1113,85 | 346,74 | 49,38 | 435,77 | 1088,30 | 465,61 | 1689,27 | 526,13 | 2273,83 | 736,29 | 1860,2 | 766,54 |
| Fischöl | 36,62 | 5,85 | 34,64 | 11,17 | 24,21 | 6,87 | 126,06 | 32,31 | 230,86 | 43,79 | 211,1 | 68,46 |
| Nichttraditionelle Produkte | 43,20 | 54,16 | 12,32 | 54,81 | 22,06 | 45,24 | 28,80 | 63,0 | 52,00 | 111,43 | 54,5 | 101,67 |
| Dosenfisch | 20,24 | 20,64 | 22,32 | 14,16 | 9,28 | 14,69 | 8,40 | 13,73 | 13,90 | 21,86 | 22,8 | 28,76 |
| Tiefkühlware | 22,34 | 33,15 | 0 | 40,65 | 12,65 | 30,35 | 20,40 | 49,27 | 38,10 | 89,57 | 31,7 | 72,91 |
| Trocken-Gesalzen | 0,62 | 0,37 | - | 0 | 0,13 | 0,2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Beachten Sie auch bitte die Abbildungen zu Fischereimethoden im Anhang.
Am 8. August 1997 fängt der 58-jährige peruanische Fischer Narciso Gomez im Meer unweit vor Lima zwei sehr große Hammerhaie. Der Fang läßt Bauern, Fischer und Meteorologen um die Zukunft fürchten. Denn normalerweise verirren sich diese Räuber nicht in den kalten Humboldtstrom.
Quelle: unbekannt
Ende Juni wurde diese bösen Anzeichen auch von der Forschung bestätigt. Um mehr als fünf Grad habe sich am Äquator der Ostpazifik erwärmt, warnte die alarmierte US-Wetterbehörde NOAA.
Diese Erwärmung nennen die Peruaner – entsprechend der Jahreszeit, in der sie auftritt – recht liebreizend "El Niño" – der "Knabe", gemeint ist das Christkind. Denn das plötzlich wärmere Wasser hat zunächst die durchaus positive Auswirkung, daß die "dicken Fische" auf den weihnachtlichen Festtisch kommen, zu denen der Hammerhai, aber auch z. B. Thunfische gehören. Dieser lokale El Niño ist weitgehend folgenlos für Umwelt und Mensch.
Jedoch behaupten Biologen, dass die El Niño-Wetterbedingungen die Knappheit an Nahrung verursacht.
In unregelmäßigen Abständen – heute spricht man von fünf bis neun Jahren mit der Tendenz zu immer schnellerem Aufeinanderfolgenden – kann es zu einer Verschärfung des El Niño-Phänomens kommen, das zu gravierenden Störungen des dargestellten ökologischen Zusammenspiels von Nährstoff- und Sauerstoffreichtum im Kaltwasserstrom und der Nahrungskette Plankton – Fisch – Meeresvögel sowie den darauf aufbauenden wirtschaftlichen Aktivitäten Fischerei und Guanoabbau führt. Beispielsweise starben während des El Niños von 1982/83 ca. 85% der peruanischen Seevogelpopulation. Diese Folgen konnten erst nach Jahren wieder kompensiert werden.
Durch El Niño wird in solchen Extremjahren dem Plankton und damit allen weiteren Gliedern der Nahrungskette die Nahrungsgrundlage entzogen.
Was geschieht? Während eines El Niño drücken dynamische Vorgänge im Ozean die Thermokline im östlichen und zentralen äquatorialen Pazifik und entlang der Küste von Nord- und Südamerika nach unten. Die Passate als Motor des Kaltwasseraufstiegs werden schwächer oder bleiben aus. Die tiefer liegende Thermokline mit ihrer hohen Nährstoffdichte wird von den ohnehin abgeschwächten oder ausbleibenden Auftriebsvorgängen nicht mehr erfasst. An die Oberfläche gelangt nur noch warmes, nährstoffarmes Wasser, somit bricht der Nährstoffnachschub für die euphotische Zone ab. Die Primärproduktion wird geringer mit Folgen für die gesamte Nahrungskette, beginnend mit dem Zooplankton. Fische, Seevögel und Meeressäuger sterben oder wandern in die nährstoffreicheren Gebiete ab. Bei unterernährten Seevögeln und Meeressäugern kann es zu Fortpflanzungsstörungen kommen oder sie verlassen bei Nahrungsmittelknappheit ihren Nachwuchs.
Wegen dem ausbleibenden Nährstofflift suchen die Fischschwärme ihre Nahrung in größeren Tiefen oder wandern in kühlere Regionen ab, z.B. in chilenische Gewässer. Gleichzeitig müssen dann die Meeresvögel zu Millionen verhungern.
Deswegen erleidet die Fischerei hohe Ertragseinbußen, die Fischmehlindustrie entbehrt des Grundstoffs. Die Volkswirtschaft Perus verliert ein bedeutendes Exportgut mit negativen Folgen für die Handelsbilanz, die Küstenbewohner verlieren ihre Lebensgrundlage und finden sich zwischen zwei Wüsten wieder, der Küstenwüste an Land und der plötzlichen Meereswüste im vorübergehend gewandelten Humboldtstrom.
An dieser Stelle ist der Hinweis wichtig, dass die Auswirkungen auf die Fischwelt und die Fischwirtschaft deutlich differenzierter sind, als hier dargestellt. Beispielsweise spielt die Überfischung bei Zusammenbrüchen von Fischpopulationen eine wesentliche Rolle. Für eine ausführliche Darstellung wird u.a. auf Arntz/Fahrbach (1991) verwiesen.
Weitere Folgen:
Zahlen für Chile 1997/98:
Zahlen für Ecuador 1997/98:
Das Beispiel Peru
Bislang geht Peru von einem volkswirtschaftlichen Schaden von 1,2 Mrd. $ infolge der 1997 dramatisch zurückgegangenen Fischfangerträge im Bereich des Humboldtstromes aus. Die Fischmehlproduktion sank gegenüber dem Vorjahr um ca. 0,3 Mio Tonnen auf 1,66 Mio Tonnen. Trotz der niedrigeren Produktion stiegen die Fischmehlexporte um 0,3 Mio Tonnen auf 1,96 Millionen Tonnen. Dieser Rekordexport verbrauchte die gesamten Fischmehlvorräte Perus. Gleichzeitig wurde der Inlandsverbrauch halbiert.
Mindererlöse konnten nicht durch höhere Preise kompensiert werden, da sich in Europa die Preise für Fischmehl wegen der seit Jahren zurückgegangenen Fangmengen in Chile und Peru und der unverändert starken Nachfrage inzwischen auf einem hohen Niveau eingependelt haben. Zudem nahm zur gleichen Zeit die Fischmehlproduktion in Europa zu.
Die peruanische Fischölproduktion sank drastisch von 415.000 Tonnen (1996) auf 280.000 Tonnen (1997). Dennoch waren auch hierbei die Exportzahlen höher als im Vorjahr.
Besondere Leidtragende waren die traditionellen Fischer, die 80 % der in Peru konsumierten Meerestiere bereitstellen. Ihre ohnehin dürftigen Einkünfte (unter 200 $/Monat) wurden weiter reduziert. 40 % ihrer Boote wurden durch El Niño-Stürme beschädigt. Nahezu 200 Landungsstege, lebenswichtige Infrastrukturen, wurden zerstört. Gleichzeitig haben besonders die traditionellen Fischer stark unter der Überfischung der peruanischen Gewässer zu leiden, die vor allem durch industrielle Fischerei verursacht wird. Hierzu trägt eine beträchtliche Zahl ausländischer Fischtrawler, insbesondere aus Korea bei, die praktisch keinen Kontrollen bezüglich des Schutzes der Fischbestände unterliegen.
Nach dem El Niño von 1997/98 wird es nach Einschätzung der FAO Jahre dauern, bis sich die Fischbestände wieder erholt haben.
Positive Folgen
Das erwärmte Wasser lockt "dicke" Fische, wie z.B. Hammerhai, Albacore, Dorado, Gitarrenfisch, Thunfisch, Butterfisch, Höckerfisch, und Kugelfisch in die Gewässer Perus, die dort normalerweise nicht zu finden sind. Daneben lässt sich eine ungewöhnliche Südwärtsausbreitung von Mollusken und Krustentieren beobachten. Die begehrten Pilgermuscheln, die normalerweise nur in geschützten Buchten zu finden sind, vermehren sich in El Niño-Jahren explosionsartig und übersäen die Strände Perus.
In früheren Jahren wurde gar der Begriff "años de abundancia" (Jahre des Überflusses) geprägt, da die niederschlagsbedingte Zunahme des Pflanzenwachstums in ariden Regionen die Landwirtschaft begünstigte oder da vorübergehend Binnenseen entstanden, die zeitweise eine bescheidene Fischwirtschaft ermöglichten. Während des Niño von 1997/98 entstand beispielsweise in der nordperuanischen Wüste ein See mit 185 Meilen Länge, 25 Meilen Breite und einer Tiefe von 10 m.
Über die Situation in Mexiko finden sich ausführliche Informationen im Anhang in der WMO Retrospektive auf Seite 46/47.
