Der Klimawandel kann vielfältige Auswirkungen auf flache Sedimentküsten haben. Forscher der Wattenmeerstation auf Sylt haben jetzt einen multidisziplinären Überblick über die weitreichenden klimabedingten Veränderungen im zum Weltnaturerbe erklärten Wattenmeer veröffentlicht.
Der Übersichtsartikel zur Feier des hundertjährigen Bestehens des Senders wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Marine Biodiversität. Es umfasst die Küstenmorphologie, einschließlich der Sedimentdynamik, sowie die Biologie, von genetischen Effekten über Interaktionen zwischen Arten bis hin zur Ökosystemebene.
„Der Klimawandel wirkt sich auf allen Ebenen auf das Wattenmeer aus: Steigende Temperaturen und Meeresspiegel verändern die Küstenmorphologie und Sedimentdynamik, die das Wattenmeer seit mehr als 8.000 Jahren prägen“, erklärt Dr. Christian Buschbaum, Meeresökologe an der Wattenmeerstation Sylt des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI).
Im Vergleich zum globalen Ozean hat sich die Nordsee in den letzten 60 Jahren im Durchschnitt fast doppelt so schnell erwärmt. Dabei wirken sich milde Winter und extrem hohe Sommertemperaturen besonders negativ auf das Ökosystem aus. Vor allem Hitzewellen mit Temperaturen von drei bis fünf Grad über dem Durchschnitt werden häufiger und dauern länger.
Diese physikalischen Veränderungen haben Auswirkungen auf die räumliche Ausdehnung einzelner ökologisch wichtiger Lebensräume wie Seegraswiesen oder Muschelbänke sowie auf die Verbreitung einzelner Arten im Wasser und auf dem Meeresboden. Bestimmte Arten wie der Kabeljau sind davon besonders betroffen, da sie unter steigenden Temperaturen und Überfischung gleichermaßen leiden.
„Wir beobachten zudem eine deutliche Zunahme invasiver, wärmeliebender Arten. Diese stellen zwar (noch) keine Bedrohung für heimische Arten dar, verändern den Lebensraum jedoch völlig. Riesige Riffe aus Pazifischen Austern und hektargroße Unterwasserwälder aus fernöstlichen Algen sind für jeden Besucher der Region leicht zu erkennen“, sagt Buschbaum, einer der Erstautoren der Studie.
Für zahlreiche Fisch- und Vogelarten wie Hering, Austernfischer und Knutt ist das Wattenmeer von großer ökologischer Bedeutung. Sie nutzen es zumindest für eine Phase ihres Lebenszyklus: Es dient ihnen als Kinderstube und Futterplatz, bietet den Jungfischen aber auch Schutz vor Raubtieren.
Die Klimaerwärmung beeinflusst auch die Migrationsmuster. Immer mehr Fische ziehen weiter polwärts, während sich benthische Arten in tiefere, kältere Gewässer zurückziehen. Die Arten, die ihr Verbreitungsgebiet nicht verlagern können, sind gezwungen, sich an die rasch wärmer werdenden Bedingungen im Wattenmeer anzupassen.
„Zu diesen Anpassungsreaktionen gehören genetische Veränderungen, aber auch phänotypische Plastizität“, sagt Dr. Lisa Shama, die andere Erstautorin. Organismen mit sehr kurzer Generationenfolge können genetische Veränderungen rasch umsetzen; Beispiele hierfür sind die pathogenen Vibrio-Bakterien, die in der invasiven Pazifischen Auster leben.
„Plastizität bezeichnet die Fähigkeit einzelner Organismen, ihre Eigenschaften und ihr Erscheinungsbild als Reaktion auf direkte Umweltreize anzupassen, ohne dass dabei genetische Veränderungen stattfinden. Plastizität stellt somit einen schnelleren Reaktionsmechanismus zur Bewältigung sich ändernder klimatischer Bedingungen dar.
„Dies kann dazu führen, dass Arten innerhalb einer Generation zu veränderten Zeitpunkten auftreten, wie etwa Phytoplanktonblüten im Frühjahr oder temperaturabhängige Änderungen der Wachstumsraten“, erklärt Shama, Evolutionsbiologe am AWI.
Organismen können außerdem ihre Fortpflanzungsstrategien anpassen, um beispielsweise durch eine gesteigerte Fortpflanzungsleistung – etwa die Produktion von mehr Eiern – den potenziellen Verlust von Nachkommen infolge von Hitzestress auszugleichen.
Neben diesen wissenschaftlichen Highlights zeigt die Synthese aus 100 Jahren Forschung an der Wattenmeerstation Sylt vor allem, wie vielfältig und tiefgreifend die Auswirkungen des Klimawandels auf flache Sedimentküsten wie das Wattenmeer sind.
„Unser Ziel war es, einen fachübergreifenden Überblick zu geben. Dafür haben sich über 30 Experten aus verschiedenen Abteilungen der AWI-Sektion Küstenökologie zusammengetan und ihre Erkenntnisse zu den Auswirkungen des Klimawandels vorgestellt“, so die Autoren.
„Dank des multidisziplinären Ansatzes der Studie wird deutlich, dass der Klimawandel das Wattenmeer auf allen Ebenen beeinflusst und einen Lebensraum in beispielloser Geschwindigkeit grundlegend verändert.
„Dies wird zwangsläufig auch Konsequenzen für die Menschen an der Küste haben, da beispielsweise Küstenschutzmaßnahmen und Tourismuskonzepte nachhaltig verändert werden müssen.“
„Folglich ist für die zukünftige Klimaforschung im Wattenmeer ein interdisziplinärer Ansatz aus Natur- und Sozialwissenschaften unabdingbar, um Strategien für eine sich rasch verändernde Küste zu entwickeln.“
Weitere Informationen:
Christian Buschbaum et al., Auswirkungen des Klimawandels auf eine Sedimentküste – eine regionale Synthese von Genen zu Ökosystemen, Marine Biodiversität (2024). DOI: 10.1007/s12526-024-01453-5