In den letzten zwei Jahrzehnten sind Korallenriffe in beispiellosem Ausmaß zurückgegangen. Dies ist zum Teil auf extreme Wetterereignisse zurückzuführen, die zu einer großflächigen Korallenbleiche führen. Dabei handelt es sich um einen Prozess, bei dem Korallen aufgrund von Stressfaktoren wie Änderungen der Wassertemperatur, des Lichts oder der Nährstoffverfügbarkeit ihre Farbe verlieren. Eines der schlimmsten Massenbleichereignisse ereignete sich 2016 und 2017 am Great Barrier Reef und führte zur Bleiche von 91 % der Riffe des Systems.
Da die Häufigkeit und Schwere von Massenbleichen in Zukunft voraussichtlich zunehmen wird, suchen Forscher nach Möglichkeiten, Korallen vor übermäßiger Strahlung und Temperaturen zu schützen. Im Rahmen des Unterprogramms „Kühlung und Beschattung“ des Reef Restoration and Adaptation Program (RRAP), das Lösungen entwickelt, um Korallenriffen dabei zu helfen, den steigenden Meerestemperaturen zu widerstehen, sich an sie anzupassen und sich davon zu erholen, haben Forscher in Australien die Wirksamkeit der Beschattung an zwei Stellen untersucht Korallenarten.
„Wir zeigen, dass intermittierendes Schattieren unter kontrollierten Bedingungen Lichtstress mildern und das Bleichen verlangsamen kann“, sagte Dr. Peter Butcherine, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Southern Cross University und Hauptautor der in veröffentlichten Studie Grenzen in der Meereswissenschaft. „Eine Reduzierung des Sonnenlichts um 30 % für vier Stunden um die Mittagszeit herum kann den Beginn der Bleichreaktion bei einigen thermisch belasteten Flachkorallen verlangsamen.“
Nur vier Stunden Schatten verlangsamen das Ausbleichen
Die Forscher sammelten zwei Arten von Steinkorallen: Turbinaria reniformis, allgemein bekannt als Gelbe Korallenkoralle, und Duncanopsammia axifuga, auch Bartkoralle genannt. Nach dem Transport und der Akklimatisierung in ein Labor wurden die Becken mit Korallenfragmenten entweder vier Stunden lang um die Mittagszeit oder 24 Stunden lang mit 30 % Schattentuch abgedeckt. Wenn man die Korallen vier Stunden lang mitten am Tag beschattet, verringert sich die Lichteinstrahlung ähnlich wie an einem bewölkten Tag.
Die Ergebnisse zeigten, dass beschattete Korallen deutlich weniger ausbleichten als unbeschattete und Korallen, die 24 Stunden lang beschattet wurden, weniger ausbleichten als solche, die vier Stunden lang beschattet wurden. Auch höhere Wassertemperaturen begünstigten die Bleiche.
Die Beschattung verzögerte die Bleichreaktion der Korallen um bis zu drei Grad Heizwochen (DHW). Korallen beginnen mit der Warmwasserbereitung, sobald die Wassertemperatur die maximale monatliche mittlere Wassertemperatur um mehr als 1 °C überschreitet. Sobald dieser Schwellenwert überschritten wird, beginnen sie zu bleichen. Wenn der Hitzestress vier Warmwasser erreicht, kann eine erhebliche Korallenbleiche beobachtet werden.
Unterschiedliche Reaktionen auf die Schattierung
Korallen reagierten jedoch nicht in gleicher Weise auf die Beschattung. Bei T. reniformis wurde festgestellt, dass eine Beschattung von 30 % über vier Stunden am Tag ausreichte, um das Bleichen zu verzögern. Die Abschattungsreaktion von D. axifuga war jedoch begrenzter: Während die Koralle bis drei Warmwasserstunden auf 24-stündige Beschattung reagierte, reagierte sie danach nicht mehr.
„Aufgrund der komplexen Natur der Interaktionen von Korallen mit ihrer Umgebung gibt es wahrscheinlich unterschiedliche Reaktionen auf die Beschattung. Wir haben gezeigt, dass Korallenarten unterschiedlich reagieren können, wenn sie beschattet werden, aber diese Unterschiede waren nicht unbedingt schädlich, sondern unterschieden sich nur voneinander“, so Butcherine erklärt.
Doch unabhängig davon, wie gut Korallen auf Beschattung reagieren, kann der thermische Stress bei intensiven, langanhaltenden Hitzewellen im Meer den Vorteil der Beschattung immer noch zunichte machen, betonten die Forscher.
Wie man ein Riff beschattet
„Diese Arbeit fließt direkt in die Entwicklung von Kühl- und Beschattungseingriffen ein, um das Great Barrier Reef bei künftigen Bleichereignissen zu schützen“, sagte Dr. Daniel Harrison, Forscher an der Southern Cross University und Programmleiter von RRAP Cooling and Shading. „Korallenriffe sind ein äußerst wichtiges Ökosystem, daher ist es wichtig, alle Möglichkeiten zu untersuchen, wie wir ihnen helfen können, den Klimawandel zu überleben.“
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Riffe zu beschatten, einschließlich der Verwendung künstlicher Abdeckungen und Meerwasservernebelungssystemen. Letzteres ist eine der Interventionen, an denen Forscher im RRAP Cooling and Shading-Programm arbeiten. „Der Schwerpunkt der von uns entwickelten Nebeltechnologien liegt auf dem Einsatz an einem einzelnen Riffstandort mit einer Größe von einigen Dutzend Hektar“, fuhr Harrison fort. Derzeit konzentrieren sich die Bemühungen des Teams auf die lokale Kühlung und Beschattung kleiner, hochwertiger Riffumgebungen.
„Unsere Versuche zeigen einige vielversprechende Ergebnisse, aber es bedarf noch weiterer Forschung und Entwicklung, bevor die aktuellen Technologien für den groß angelegten Einsatz im Feld bereit sind“, schloss Harrison.
Mehr Informationen:
Zeitweilige Beschattung kann die Korallenbleiche an flachen Riffen mildern. Grenzen in der Meereswissenschaft (2023). DOI: 10.3389/fmars.2023.1162896