An welchen Orten der Welt Mangroven gut gedeihen, hängt besonders vom Wellengang ab. Das haben Forschende aus Australien, den USA und von der Universität Oldenburg anhand von Modellrechnungen ermittelt. Die Ergebnisse liefern auch Hinweise darauf, wann und wo junge Mangroven weltweit am ehesten Wurzeln schlagen und könnten helfen, die wertvollen Küstenökosysteme künftig gezielter zu schützen. Die Studie ist im Fachmagazin Nature erschienen.
Die an subtropischen und tropischen Küsten verbreiteten Mangrovenwälder spielen eine wichtige Rolle beim Küstenschutz, denn sie dämpfen die Kraft von Wellen und Sturmfluten. Sie speichern zudem auf natürliche Weise Kohlenstoff im Boden und beherbergen eine große Vielfalt an Lebewesen. Um Mangrovenwälder zu schützen und wiederherzustellen, werden weltweit große Summen investiert. Doch die Projekte scheitern oft, da begleitende Studien zu den optimalen Umweltbedingungen in der Regel nur Durchschnittswerte berücksichtigen, erklärt Prof. Dr. Will Glamore vom Wasserforschungslabor der Universität Neusüdwales (UNSW) in Sydney, Australien.
Viel entscheidender für das Anwachsen der Bäume sei aber, dass bestimmte Schwellenwerte, etwa beim Wellengang, nicht überschritten werden. Die Ergebnisse der Studie zeigen entsprechend, „wie kurze Zeiträume mit idealen Bedingungen eine entscheidende Rolle dabei spielen können, dass sich Mangroven ansiedeln und entwickeln können“, sagt der Umweltingenieur.
Geringe Wellenenergie ist entscheidend
In früheren Untersuchungen hatte Prof. Dr. Thorsten Balke, Vegetationsökologe an der Universität Oldenburg, gemeinsam mit Forschenden aus Europa und Südostasien Hinweise auf die Bedingungen gefunden, unter denen ein Mangrovenkeimling in flachen, von Gezeiten und Wellen beeinflussten Küstengebieten überhaupt anfangen kann zu wachsen. „Wir haben damals ein ‚günstiges Zeitfenster‘ definiert“, erklärt Balke: Nur in einem bestimmten Zeitraum sind die Bedingungen so, dass der Keimling wurzeln und sich anschließend fest verankern kann. Andernfalls könnten während des nächsten Tidehochwassers Wellen, Strömungen und Umlagerungen von Sediment die junge Pflanze herausreißen.
Dieses Wissen hat sich das internationale Team in der aktuellen Studie zunutze gemacht. Sie analysierten Wellendaten aus 20 Jahren an rund 400 Standorten weltweit, die Hälfte davon mit Mangroven und die andere Hälfte ohne Mangroven. Aus dieser globalen Datenanalyse entwickelten sie ein Modell zur Wellenbelastung und kombinierten dieses mit dem von Balke anhand von Experimenten entwickelten Konzept der sogenannten Gelegenheitsfenster oder „Windows of Opportunity“.
Das Team konnte so das Vorhandensein oder Fehlen von Mangroven an über 75 Prozent der untersuchten Standorte korrekt vorhersagen. Die Ergebnisse belegen, dass an Standorten mit Mangroven häufiger längere Phasen mit geringer Wellenenergie auftreten als an Küsten ohne Mangroven.
Gelegenheitsfenster
Frühere Forschung hatte bereits gezeigt, dass junge Mangroven mit zunehmendem Alter toleranter für stärkere Wellen und Sedimentverlagerungen werden. Der steilste Anstieg erfolgt in den ersten drei Monaten. Ein eintägiger Sämling vertrage beispielsweise kaum Wellen, während ein einwöchiger Sämling bereits gewisse Wellen aushalte, sagt Sarah Wells, Doktorandin an der UNSW und Erstautorin der Studie. Indem die Forschenden in ihrem Modell dieses Wissen mit der Wellenbelastung vor Ort kombinierten, können sie die Zeitfenster ausmachen, die für das Anwachsen besonders günstig sind.
Denn Mangroven werden häufig aufgeforstet, weil sie die Küste vor starken Wellen schützen. Dies führt zu einer Art Paradox: Die Orte, an denen Mangroven den größten Schutz vor Wellen bieten könnten, gehören möglicherweise auch zu den Orten, an denen es für junge Mangroven am schwierigsten ist, Fuß zu fassen. Die Ergebnisse könnten helfen, Wiederaufforstungen besser zu planen, etwa einen günstigen Zeitpunkt und geeignete Standorte zu identifizieren.
Auswirkungen des Klimawandels
Die Ergebnisse liefern zudem Hinweise darauf, wie sich der Klimawandel auf Mangrovenwälder auswirken könnte. Die globalen Umweltveränderungen lassen zwar nicht überall die Wellen stärker werden. Doch in vielen subtropischen und tropischen Regionen könnte sich ihre Richtung ändern. Dies haben die Forschenden in ihrem Modell berücksichtigt. Ihre Ergebnisse zeigen, dass bereits geringfügig veränderte Wellenbedingungen darüber entscheiden, ob an einem Standort ein geeignetes Ansiedlungsfenster vorliegt. Der Einfallswinkel spielt dabei eine besondere Rolle. „Im Zuge des Klimawandels könnten sich also die Bedingungen für die Ansiedlung von Mangroven ändern, auch wenn sich die Wellenhöhe nicht ändert“, betont Balke.
Die Folge: Einige heutige Mangrovenstandorte könnten künftig für neue Sämlinge ungeeignet werden, während derzeit ungeeignete Standorte günstiger werden. Allerdings seien Wellen nur ein Faktor, der beeinflusst, wie sich Mangroven künftig verbreiten, betonen die Forschenden. Auch der Anstieg des Meeresspiegels, Gezeiten, Salzgehalt, Temperatur und Sedimentation spielten eine Rolle.
Die veröffentlichte Studie ist Teil des Vorhabens „Halo“, eines gemeinsamen Forschungsprojekts von Australien und der Republik Fidschi. Ziel ist es, degradierte und urbanisierte Küsten mit innovativen, naturbasierten Lösungen wiederherzustellen. Das durch Spenden finanzierte Projekt umfasst soziale, wirtschaftliche, ökologische und ingenieurwissenschaftliche Forschung, um Maßnahmen vor Ort zu unterstützen.
