Mehrere Ökosysteme in heißem Wasser nach einer Meereshitzewelle im Pazifik

Steigende Meerestemperaturen überschwemmen die Meere, brechen Rekorde und schaffen problematische Bedingungen für das Leben im Meer. Im Gegensatz zu Hitzewellen an Land können sich Perioden abrupter Meereserwärmung über Monate oder Jahre hinziehen. Auf der ganzen Welt haben diese „Meereshitzewellen“ zu Massensterben und Vertreibungen von Arten, wirtschaftlichem Niedergang und Lebensraumverlust geführt. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass selbst Gebiete des Ozeans, die vor der Fischerei geschützt sind, immer noch anfällig für diese durch den Klimawandel ausgelösten Extremereignisse sind.

Eine heute veröffentlichte Studie in Biologie des globalen Wandels, unter der Leitung von Forschern der UC Santa Barbara fanden heraus, dass das kalifornische Netzwerk von Meeresschutzgebieten (MPAs) bieten viele soziale und ökologische VorteileSie sind den Auswirkungen der Meereserwärmung nicht gewachsen. MPAs sind Orte im Ozean, an denen menschliche Aktivitäten wie die Fischerei eingeschränkt sind, um Meeresökosysteme, Lebensräume, Arten und kulturelle Ressourcen zu erhalten und zu schützen. Die Studie, Teil einer 10-Jahres-Überprüfung des kalifornischen MPA-Netzwerks, die am National Center for Ecological Analysis & Synthesis (NCEAS) der UCSB durchgeführt wurde, ergab, dass Meereshitzewellen Auswirkungen auf ökologische Gemeinschaften haben, unabhängig davon, ob sie innerhalb von MPAs geschützt sind.

„MPAs in Kalifornien und auf der ganzen Welt haben viele Vorteile, wie zum Beispiel einen größeren Fischreichtum, mehr Biomasse und eine größere Vielfalt“, sagte Joshua Smith, der die Studie leitete, während er als Postdoktorand am NCEAS tätig war. „Aber sie waren nie dazu gedacht, die Auswirkungen des Klimawandels oder von Hitzewellen im Meer abzufedern.“

Smith und Co-Autoren aus der ganzen Welt waren Teil einer NCEAS-Arbeitsgruppe, die gegründet wurde, um jahrzehntelange langfristige ökologische Überwachungsdaten aus den verschiedenen Meereslebensräumen Kaliforniens zusammenzufassen. Die Gruppe unter der gemeinsamen Leitung von Jenn Caselle, einer Forscherin am Marine Science Institute der UCSB, und Kerry Nickols, Professorin an der Cal State University Northridge, die jetzt mit der gemeinnützigen Organisation Ocean Visions zusammenarbeitet, hatte das Ziel, den politischen Entscheidungsträgern Kaliforniens umsetzbare wissenschaftliche Ergebnisse zu liefern und Naturressourcenmanager im Rahmen eines landesweiten Programms Dekadische Bewertung des MPA-Netzwerks. Ihre Analysen erstreckten sich über die größte jemals aufgezeichnete Meereshitzewelle, die von 2014 bis 2016 durch den Pazifischen Ozean in Richtung Kalifornien rollte. Die monströse Hitzewelle im Meer entstand aus einem Doppelschlag der Umwelt: einer ungewöhnlichen Erwärmung des Ozeans mit dem Spitznamen „The Blob“, gefolgt von einem großen El-Niño-Ereignis, das die drückend heißen Meerestemperaturen verlängerte. Die Meereshitzewelle erfasste die Westküste von Alaska bis Baja und hinterließ unter anderem eine Spur veränderter Nahrungsnetze, zusammengebrochener Fischereien und veränderter Populationen von Meereslebewesen.

Da MPA-Manager auf der ganzen Welt zunehmenden Klimaschocks ausgesetzt sind, ist die Frage, inwieweit MPAs die schlimmsten dieser Ereignisse abfedern können, zu einer wichtigen Frage geworden. Die Wissenschaftler der Arbeitsgruppe fragten, wie es den ökologischen Gemeinschaften in den Schutzgebieten Kaliforniens nach einer so schweren und anhaltenden Hitzewelle ergangen sei: Würden sich die Gemeinschaften verändern und wenn ja, wie? Würden sie sich „erholen“, wenn die Hitzewelle im Meer nachlässt? Könnten die Meeresschutzgebiete empfindliche Bevölkerungsgruppen schützen oder die Erholung erleichtern?

Um Antworten auf ihre Fragen zu finden, fassten sie über ein Jahrzehnt an Daten zusammen, die aus 13 Meeresschutzgebieten mit Sperrverbot gesammelt wurden, die sich in verschiedenen Ökosystemen entlang der Zentralküste befinden: felsige Gezeitenzonen, Kelpwälder, flache und tiefe Felsriffe. Das Team untersuchte die Fisch-, Wirbellosen- und Algenpopulationen innerhalb und außerhalb dieser Gebiete und nutzte dabei Daten aus der Zeit vor, während und nach der Hitzewelle.

Sie konzentrierten sich auch auf zwei dieser Lebensräume, felsige Gezeiten- und Kelpwälder, in 28 MPAs im gesamten landesweiten Netzwerk, um zu beurteilen, ob diese Standorte eine bestimmte Form der Klimaresistenz förderten – die Aufrechterhaltung sowohl der Bevölkerungs- als auch der Gemeinschaftsstruktur.

„Wir haben MPAs ohne Aufnahme als eine Art Vergleich herangezogen, um zu sehen, ob die geschützten ökologischen Gemeinschaften der Meereshitzewelle besser standhalten als Orte, an denen gefischt wurde“, sagte Smith, jetzt Ocean Conservation Research Fellow am Monterey Bay Aquarium.

Die Ergebnisse sind etwas ernüchternd, wenn auch nicht ganz unerwartet.

„Die MPAs haben weder die Resistenz noch die Erholung in allen Lebensräumen oder Gemeinschaften gefördert“, sagte Caselle. „Angesichts dieser beispiellosen Hitzewelle im Meer haben sich die Gemeinschaften in den meisten Lebensräumen dramatisch verändert. Mit einer Ausnahme vollzogen sich die Veränderungen jedoch sowohl innerhalb als auch außerhalb der MPAs. Das Neue an dieser Studie war, dass wir in vielen verschiedenen Lebensräumen ähnliche Ergebnisse sahen.“ und taxonomische Gruppen, von Tiefwasser bis zu flachen Riffen und von Fischen bis zu Algen.

Die Schlussfolgerung aus diesen Erkenntnissen ist laut Smith, dass jeder Teil des Ozeans durch den Klimawandel bedroht ist. „MPAs sind in vielerlei Hinsicht wirksam, aber unsere Ergebnisse legen nahe, dass MPAs allein nicht ausreichen, um die Auswirkungen des Klimawandels abzufedern.“

Die entscheidende Frage ist nun: Was wird in Zukunft passieren? Zum Zeitpunkt dieser Studie, die Daten bis zum Jahr 2020 verwendet, waren die ökologischen Gemeinschaften noch nicht in ihren früheren Zustand vor der Hitzewelle zurückgekehrt. Dem Papier zufolge kam es bei diesen ökologischen Gemeinschaften zu einem „deutlichen Rückgang des relativen Anteils der Kaltwasserarten und einer Zunahme der Warmwasserarten“. Beispielsweise nimmt die Häufigkeit des Señorita-Fisches zu (Oxyjulis californica), eine subtropische Art mit Warmwasseraffinität und zuvor in Zentralkalifornien selten, hatte einen übergroßen Einfluss auf die Verschiebung der Gemeinschaften. Ob diese Arten an ihren neuen Standorten bestehen bleiben, bleibt abzuwarten.

„Diese Studie macht deutlich, warum die langfristige Überwachung der kalifornischen MPAs so wichtig ist“, sagte Caselle. „Einige dieser Zeitreihen sind zu diesem Zeitpunkt länger als 25 Jahre und die Daten sind entscheidend für das Verständnis und die Vorbereitung menschlicher Gemeinschaften auf die Veränderungen, die in unseren Meeresgemeinschaften auftreten.“ Weitere Studien werden zeigen, ob zukünftige Verschiebungen in Meeresgemeinschaften in MPAs im Vergleich zu befischten Gebieten unterschiedlich schnell oder in unterschiedliche Basiszustände erfolgen.

Obwohl MPAs nur begrenzt in der Lage sind, der Hitzewelle im Meer zu widerstehen, bieten sie dennoch Vorteile, nicht zuletzt die Möglichkeit, die komplexen Auswirkungen des Klimawandels in Gebieten zu untersuchen, die nicht von der Fischerei betroffen sind. Als Gebiete mit minimalen menschlichen Eingriffen, die regelmäßig überwacht werden, bieten sie Möglichkeiten, die Reaktion von Meeresökosystemen auf sich ändernde Bedingungen zu untersuchen und möglicherweise Managementtechniken entsprechend anzupassen. Darüber hinaus, so Smith, „werden die ökologischen Gemeinschaften in Meeresschutzgebieten immer noch geschützt, auch wenn sie sich aufgrund der Hitzewelle verändert haben. Angesichts der Tatsache, dass Meereshitzewellen in Zukunft voraussichtlich an Häufigkeit und Ausmaß zunehmen werden, sind rasche Klimaschutzmaßnahmen und Naturschutzmaßnahmen erforderlich.“ Es sind basierte Lösungen als zusätzliche Wege erforderlich, um die Gesundheit unserer Ozeane zu verbessern.“

Kerry Nickols fügt hinzu: „Angesichts der verheerenden Auswirkungen des Klimawandels, die bereits sichtbar sind, ist es sehr wichtig, dass wir bei Klimalösungen offen sind – solange wir fossile Brennstoffe verbrennen und den Globus erwärmen, sind die Meeresökosysteme gefährdet, selbst wenn dies der Fall ist.“ vor Fischerei geschützt.

Dieses Papier ist das erste einer Reihe, die von der NCEAS-Arbeitsgruppe geleitet wird. In kommenden Artikeln werden das menschliche Engagement im gesamten kalifornischen MPA-Netzwerk, die Auswirkungen von MPAs auf Fischpopulationen und Fischereien sowie eine Synthese von Meeresschutzgebieten untersucht, die für Mensch und Natur von Nutzen sind.