Der Schutz von Seevögeln und die Wiederherstellung der natürlichen Vegetation könnten tropischen Atollinseln helfen, sich an den steigenden Meeresspiegel anzupassen. Das zeigt die neue Studie eines internationalen Forschungsteams unter Leitung der Lancaster University und mit Beteiligung des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT) in Bremen. Die im Fachmagazin Science Advances veröffentlichte Studie untersucht, wie von Seevögeln eingetragene Nährstoffe tropische Atollinseln und ihre umliegenden Korallenriffe beeinflussen und welche Bedeutung dies für ihre Anpassung an den Meeresspiegelanstieg hat.
Mit der aktuell globalen Erwärmung steigt auch der Meeresspiegel. Für flache Riffinseln im Indischen und Pazifischen Ozean wächst damit die Gefahr von Überschwemmungen. Rattenbekämpfung zum Schutz von Seevögeln und die Wiederherstellung der dort heimischen Vegetation könnten dazu beitragen, das natürliche Wachstum dieser Inseln zu fördern.
„Der Ersatz alter Kokospalmen-Plantagen durch natürliche Vegetation und die Wiederherstellung der Seevogelpopulationen durch die Ausrottung invasiver Ratten könnten entscheidend für das Überleben dieser kleinen, flachen Inseln sein“, erklärt Erstautor Professor Nick Graham von der Universität Lancaster. „Schon von Natur aus sind Atollinseln keine statischen Gebilde, sondern dynamische Systeme, die sich verändern und an ihre Umweltbedingungen anpassen können, wenn man ihnen dies ermöglicht.“
Die Untersuchungen zeigten, wie gesunde, vor invasiven Arten wie Ratten geschützte Seevogelpopulationen in Verbindung mit intakten natürlichen Wäldern dazu beitragen könnten, dass Atolle mit dem bei einer globalen Erwärmung um 2 °C bis zum Ende des Jahrhunderts prognostizierten Meeresspiegelanstieg Schritt halten könnten, so Graham weiter.
Drei natürliche Schutzmechanismen für Atollinseln
Die Forscher kombinierten ökologische Datensätze für 28 Atollinseln im Indischen Ozean und im Pazifik, darunter die Seychellen und der Chagos-Archipel im Indischen Ozean sowie das Tetiaroa-Atoll in Französisch-Polynesien im Pazifik.
Anhand von Seevogel-Bestandszählungen errechneten sie die Menge an Nährstoffen, die Seevögel bei ihrer Nahrungssuche im offenen Ozean aufnehmen und über ihren Kot auf die Inseln bringen. Zudem untersuchten sie, wie sich diese Nährstoffeinträge auf die Inseln und die umliegenden marinen Ökosysteme auswirken.
Sie stellten fest, dass das Vorkommen von Seevögeln und heimischer Vegetation einen positiven Einfluss auf drei zentrale Prozesse hat, die Riffinseln widerstandsfähiger gegenüber dem Meeresspiegelanstieg machen können:
• das Wachstum von Korallenriffen
• die Sedimentbildung
• die Bodenstabilisierung
ZMT erforschte den Beitrag von Korallen und anderen Rifforganismen zum Erhalt tropischer Atollinseln
An der Studie war auch Dr. Marleen Stuhr vom Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT) beteiligt. Gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität Exeter untersuchte sie im Chagos-Archipel im zentralen Indischen Ozean, wie Korallen und andere Rifforganismen zur Kalk- und Sedimentproduktion beitragen.
Dazu erfasste das Team die Kalkbildung von Korallen und die Sedimentproduktion durch Papageifische, Seeigel und andere Organismen. Ergänzend untersuchten die Forscher den Stoffwechsel lebender Korallen und konnten so zeigen, wie der Nährstoffeintrag durch Seevögel mit der Produktivität und Kalkbildung der Korallenriffe zusammenhängt.
Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass Seevögel eine entscheidende Rolle beim Nährstofftransport vom offenen Ozean zu den Inseln spielen. Sie nehmen die Nährstoffe bei der Nahrungssuche im Meer auf und bringen sie zu den Inseln, auf denen sie rasten und brüten.
Marleen Stuhr dazu: „Seevögel verbinden den offenen Ozean mit den Inseln und ihren Korallenriffen. Sie transportieren Nährstoffe aus dem Meer an Land, die von dort wieder in die umliegenden Riffe gelangen und deren Produktivität fördern. Unsere Untersuchungen zeigen, wie diese Nährstoffeinträge die Kalkproduktion und das Wachstum der Korallenriffe beeinflussen können. Gleichzeitig entstehen in den Riffen Sedimente, die zum Erhalt der Inseln beitragen. Die neue Studie verdeutlicht, wie eng diese Prozesse miteinander verknüpft sind und welche Bedeutung der Schutz und die Wiederherstellung natürlicher Seevogelpopulationen für die Widerstandsfähigkeit tropischer Atolle gegenüber dem Meeresspiegelanstieg haben können.“
Seevogelpopulationen und natürliche Vegetation unter Druck
Viele tropische Inseln haben jedoch inzwischen ihre Seevogelpopulationen verloren – bedingt durch eine Kombination aus dem Verlust von Brut- und Rastplätzen und der Bedrohung durch invasive Ratten, die in vergangenen Jahrhunderten als blinde Passagiere auf Schiffen ankamen und die Vogelpopulationen dezimierten.
Auf vielen Atollen wurde zudem die heimische Vegetation abgeholzt und das Land für Bebauung oder den Anbau von Nutzpflanzen umgewandelt; Schätzungen zufolge nehmen Kokospalmen-Plantagen mittlerweile rund 60 % der Wälder auf pazifischen Atollen ein.
Korallenriffe wachsen schneller rund um seevogelreiche Inseln
Die Forscher fanden heraus, dass Korallen auf Riffen rund um Inseln mit gesunden Seevogelpopulationen deutlich schneller wachsen als auf Inseln ohne Seevögel. Korallen lagerten zudem schneller Kalk ein und trugen so stärker zum Aufbau des harten Riffgerüsts bei. Das Riffwachstum ist entscheidend für die Verringerung der wellenbedingten Erosion der Inselküsten.
Für die Inseln berechneten die Wissenschaftler anhand dieser Daten das Potenzial der Korallenriffe, durch Kalkablagerungen an Höhe zu gewinnen (Riffakkretion)“. So zeigten sie auf, wie Naturschutzmaßnahmen etwa zur Bekämpfung von Ratten das gesamte Netto-Wachstum der Riffe beeinflussen könnten.
Die Forscher stellten fest, dass die Raten des Riffaufbaus in Lagunen und an der offenen See rund um rattenfreie Inseln mit großen Seevogelpopulationen 1,8- bzw. 2,5-mal höher waren als bei Riffen rund um von Ratten befallene Inseln.
Die Aufbauraten der Lagunenriffe könnten damit ausreichen, um bei einer globalen Erwärmung um 2 °C mit dem bis zum Ende des Jahrhunderts prognostizierten Meeresspiegelanstieg weitgehend Schritt zu halten.
Ein solches Riffwachstum würde zugleich helfen, die Wellenenergie und damit die Erosion der Inselküsten zu verringern. Ohne Seevogelpopulationen wäre das Riffwachstum dagegen voraussichtlich zu gering, um mit dem Meeresspiegelanstieg mitzuhalten.
Mehr Sediment für den Erhalt der Inseln
Neben dem Riffwachstum profitiert auch die Sedimentproduktion von den Nährstoffeinträgen der Seevögel. Das entstehende Material kann zum Aufbau und Erhalt der Inseln beitragen. Bei Inseln mit Seevögeln war das Potenzial zur Sedimentproduktion aufgrund einer größeren Biomasse an Papageifischen und anderen sedimentproduzierenden Organismen deutlich höher.
Die Sedimentproduktionsraten lagen an Lagunenriffen und zum offenen Meer hin gelegenen Riffen rund um diese Inseln schätzungsweise 2,3- bis 2,8-mal höher. Für eine etwa 14 Hektar große Insel entspricht dies jährlich rund 170 Kubikmetern zusätzlichen Sediments, das zum Erhalt und Wachstum der Insel beitragen kann.
Heimische Vegetation schützt vor Erosion
Auch die heimische Vegetation auf den Riffinseln trägt zur Widerstandsfähigkeit bei. Ihre dichten Wurzelsysteme stabilisieren Böden und Sedimente und schützen sie vor Erosion – deutlich effektiver als die auf vielen Atollen angepflanzten Kokospalmen.
In Gebieten mit hohem Anteil einheimischer Pflanzen war die ermittelte Feinwurzellänge 4,6-mal höher als in Gebieten mit wenig heimischer Vegetation. Das Vorkommen von Seevögeln fördert zusätzlich das Wurzelwachstum.
„Unsere Ergebnisse liefern neue Belege dafür, dass die Renaturierung von Inseln nicht nur der Artenvielfalt zugutekommt, sondern auch ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Meeresspiegelanstieg stärken kann“, erklärt Mitautorin Dr. Jennifer Appoo von der Universität der Seychellen. Dies sei insbesondere dort von Bedeutung, wo kostspielige technische Schutzmaßnahmen nicht durchführbar oder ungeeignet sind, etwa auf unbewohnten oder dünn besiedelten Atollen.
Andrea Daschner ZMT
Dr. Marleen Stuhr ZMT
