Laut Studie zeigen künstliche Korallenriffe erste Anzeichen dafür, dass sie echte, durch den Klimawandel zerstörte Riffe nachahmen können

Die Durchschnittstemperatur der Erde betrug im September 2023 1,75 °C über seinem vorindustriellen Ausgangswert(wenn auch nur vorübergehender) Verstoß gegen die 1,5°C-Schwelle bei dem sich die Staats- und Regierungschefs der Welt darauf einigten, die langfristige Erwärmung zu begrenzen.

Eine anhaltende Erwärmung auf diesem Niveau wird das Überleben der Korallenriffe des Ozeans erschweren. Das Gleiche gilt für jene Gemeinden, die auf die Riffe als Nahrungsquelle, zum Schutz ihrer Küsten vor Stürmen und für andere Einnahmequellen wie den Tourismus angewiesen sind. Jüngste Einschätzungen des Weltklimarats haben vorausgesagt, dass bis zu zwei Drittel aller Korallenriffe betroffen sein könnten, selbst wenn die globale Erwärmung innerhalb der optimistischsten Szenarien gehalten würde in den nächsten Jahrzehnten verschlechtern.

Es wird nicht möglich sein, alle durch den Klimawandel verlorenen Riffe wiederherzustellen. Aber wir sind Wissenschaftler, die untersuchen, wie diese Lebensräume erhalten werden können, und wir hoffen, dass künstliche Strukturen (aus Beton oder anderen harten Materialien) die komplexen Formen natürlicher Riffe nachbilden und einige der Vorteile, die sie bieten, beibehalten können.

Wir wissen, dass künstliche Riffe Fische anlocken und eine hohe Artenvielfalt beherbergen können –oft ähnlich wie natürliche Riffe. Dies liegt zum Teil daran, dass sie eine harte Oberfläche für das Wachstum von Wirbellosen wie Schwämmen und Korallen bieten. Künstliche Riffe bieten außerdem einen komplexen Lebensraum aus Spalten, Tunneln und anderen Verstecken für Arten, die sich viel bewegen, wie zum Beispiel Fische, Krabben und Kraken.

Bisher waren sich die Wissenschaftler jedoch nicht sicher, ob künstliche Riffe Wildtiere anlockten, die sonst in nahegelegenen Korallenriffen leben würden, oder ob sie dazu beitrugen, völlig neue Gemeinschaften zu unterstützen und bestehende Populationen zu vergrößern. Dies ist wichtig, denn wenn natürliche Riffe sterben, müssen diese künstlichen Strukturen autark sein, um den Arten, einschließlich unserer eigenen, weiterhin zu helfen.

Unsere aktuelle Studie veröffentlicht in Meeresbiologie untersucht erstmals, ob künstliche Riffe in den Tropen genauso funktionieren können wie ihre natürlich entstandenen Gegenstücke. Die Antwort lautet: Noch nicht, aber diese Betonstrukturen beginnen, einige der Schlüsselfunktionen von Korallenriffen nachzuahmen – und sie sollten darin mit der Zeit besser werden.

Befolgen Sie die Nährstoffe

Korallenriffe beherbergen viele verschiedene Arten in großer Zahl, obwohl sie in tropischen Gewässern wachsen, die wenig Nährstoffe enthalten (Chemikalien wie Nitrate und Phosphate, die das Pflanzenwachstum fördern). Dies verwirrte den Naturforscher Charles Darwin und es wurde als Darwins Paradoxon bekannt. Wir wissen jetzt, dass Riffe dies erreichen, indem sie Nährstoffe extrem schnell durch die dort lebenden Wirbellosen, Korallen und Fische zirkulieren lassen.

In einem gesunden Korallenriffsystem werden Nährstoffe aus toten Tieren und Fäkalien schnell von am Riff lebenden Tieren wie kleinen Fischen oder Wirbellosen aufgenommen, und diese kleinen Tiere werden häufig von größeren Tieren gefressen. Dadurch wird sichergestellt, dass sich diese Nährstoffe nicht ansammeln und daher auf einem niedrigen Niveau bleiben, wodurch verhindert wird, dass Algen überwachsen und das Riff ersticken.

Wenn künstliche Riffe eine ähnliche Funktion erfüllen wie natürliche Riffe, dann würden wir erwarten, dass sie die in das System gelangenden Nährstoffe schnell verarbeiten und auch den Gesamtnährstoffgehalt niedrig halten. Dies würde darauf hindeuten, dass es sich auch um hochproduktive Ökosysteme handelt, die ebenfalls in der Lage sind, eine vielfältige und reiche Tierwelt zu unterstützen, selbst wenn viele natürliche Riffe sterben.

Wir haben versucht, einen genauen Vergleich zwischen natürlichen und künstlichen Riffen anzustellen, indem wir den Nährstoffgehalt und die Art und Weise, wie sie gespeichert werden, zwischen den beiden vergleichen.

Von Beton bis Korallen

Unsere Studie wurde im Norden Balis, Indonesien, durchgeführt. Eine lokale gemeinnützige Organisation, Schutz des Nordbali-Riffsdas Zach mitbegründet hat, baut seit sechs Jahren künstliche Riffe mit Hilfe internationaler Freiwilliger und lokaler Fischer, die sie mit ihren Booten vor der Küste absetzen.

Obwohl bisher über 15.000 Riffe angelegt wurden, bedecken sie nur etwa 2 Hektar – ungefähr die Größe von zwei Fußballfeldern.

Aber diese Strukturen beginnen, Anzeichen dafür zu zeigen, dass sie wie Korallenriffgemeinschaften funktionieren. Im Wasser, das wir direkt unter dem Sand in der Nähe der künstlichen Riffe entnommen haben, fanden wir hohe Phosphatwerte – ein Beweis dafür, dass eine große Anzahl von Fischen ausgeschieden wurde. Und in Wasserproben oberhalb des Sediments waren die Werte aller von uns gemessenen Nährstoffe niedrig und ähnelten denen, die in natürlichen Riffen gemessen wurden, was darauf hindeutet, dass das künstliche Riff diese Nährstoffe schnell recycelte.

Allerdings schien das Sediment rund um die von uns getesteten Betonstrukturen weniger Kohlenstoff zu speichern als das Sediment rund um die natürlichen Riffe. Wir glauben, dass der Unterschied mit der relativen Häufigkeit wirbelloser Arten wie Hydroiden (pflanzenähnliche Verwandte von Korallen, die sich durch das Sieben von Detritus aus dem Meerwasser ernähren) zusammenhängt. Diese kamen in den von uns untersuchten natürlichen Riffen häufig vor, wurden aber in den künstlichen Riffen nur in geringer, aber zunehmender Zahl gefunden. Wir gehen davon aus, dass die Riffe noch mehr wie ihre natürlichen Vorbilder funktionieren werden, je mehr dieser Arten im Laufe der Zeit den Beton besiedeln.

Die Studie lässt darauf hoffen, dass künstliche Riffe im Laufe der Zeit mehr Prozesse nachahmen können, die in natürlichen Riffen stattfinden. Unsere Ergebnisse sind ein erster Hinweis darauf, dass künstliche Riffe möglicherweise lokale Gemeinschaften unterstützen können, die von den durch den Klimawandel verlorenen Riffen betroffen sind.

Die Klimabedrohung für Korallenriffe wird durch künstliche Riffe nicht gelöst. Nur eine rasche Beseitigung der Treibhausgasemissionen kann die Zukunft dieser Ökosysteme sichern. Unsere Forschung zeigt jedoch, dass es dort, wo Riffe bereits verloren gegangen sind, durch Umweltverschmutzung, zerstörerische Fischerei oder Küstenentwicklung, möglich sein könnte, einige der verlorenen Vorteile durch künstliche Strukturen wiederherzustellen.

Unsere Studie legt nahe, dass es bis zu fünf Jahre dauern kann, bis künstliche Riffe wie Korallenriffe funktionieren. Daher müssen diese Wiederherstellungsprogramme sofort beginnen.

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