Neue Forschungsergebnisse zu Wattflächen sind ein „Weckruf“ für US-Küstengemeinden

Etwa 29 Prozent der Bevölkerung der Vereinigten Staaten leben in Küstenbezirken – mehr als 41 Millionen in Atlantikbezirken. Diese hohe Bevölkerungsdichte stellt eine entscheidende Herausforderung für nachhaltige Entwicklungen in Küstengebieten dar.

Wattflächen, die Küstenfeuchtgebiete bilden, stehen aufgrund der zunehmenden menschlichen Aktivitäten vor beispiellosen Herausforderungen. Sie sind weithin als Wächter des Küstenumweltwandels anerkannt. Wichtig ist, dass sie die Wächter für Strandgemeinden sind, da sie die zerstörerischen Kräfte des Ozeans weitgehend abschwächen können. Ohne sie sind Küstengemeinden anfälliger.

Derzeit gibt es keine effektive Möglichkeit, die Wechselwirkungen zwischen städtischen Gebieten und Wattflächen zu identifizieren und zu quantifizieren, was für die Erhaltung der Küstengemeinden des Landes unerlässlich ist. Darüber hinaus ist die bestehende Forschung auf einzelne Städte beschränkt, was kein Gesamtbild liefert.

Um dieser Umweltkrise zu begegnen, haben Forscher der Florida Atlantic University einen neuartigen Ansatz entwickelt, der Veränderungsmuster von Wattflächen aus einer raumzeitlichen Perspektive unter Verwendung von im Laufe der Zeit gesammelten Daten quantifiziert. Ihre Studie ist eine der ersten, die Korrelationen zwischen Wattflächen und städtischen Gebieten mit dieser Technik untersucht.

Für die Studie wählten und analysierten die Forscher die jährliche Dynamik von drei stark urbanisierten Küstenbezirken im Südosten der USA, die einzigartige Umwelteinstellungen darstellen: ein Wattenmeersystem von mehr als 3.168 Quadratkilometern, das durch zahlreiche Geräusche gekennzeichnet ist, Mündungen sowie die zwei -tägliche Ebbe und Flut der Gezeiten.

Sie bewerteten separat die raumzeitliche Dynamik von Wattflächen und städtischen Gebieten in den Grafschaften von Charleston, South Carolina; Chatham, Georgia; und Duval, Florida zwischen 1985 und 2015. Anschließend identifizierten und quantifizierten sie die Wattverluste in diesen drei Landkreisen, die direkt oder indirekt mit der Stadterweiterung verbunden sind, aus einer geografischen Linse, die sich auf Ort und Raum konzentrierte.

Ergebnisse der Studie, veröffentlicht in der internationalen Zeitschrift, Erde, überprüfen und markieren Sie die Konflikte zwischen intensivierten menschlichen Aktivitäten und Küstenumgebungen. Wichtig ist, dass dieser neue Ansatz überarbeitet und auf die gesamten USA angewendet werden kann

Die Ergebnisse zeigten, dass Wattflächen sowohl von der Ost- als auch von der Westseite unter dem Druck der Stadterweiterung stehen. Insbesondere die Westseite wurde in den drei Jahrzehnten schnell urbanisiert, wodurch Duval County die größten neuen städtischen Gebiete innerhalb von 2 Kilometern von der Küste entfernt hat. Duval County hat mehr Erosion und städtisches Wachstum erlebt als die beiden anderen Grafschaften und hat auch viel kleinere Wattflächen als die anderen beiden Grafschaften. Es hat das größte neu urbanisierte Gebiet in Richtung der Küste. Im Vergleich zu den beiden anderen Grafschaften weist Duval County auch ein weniger stabiles Wattenmeer auf, was ein höheres Maß an öffentlichem Bewusstsein und Besorgnis erfordert.

In der Zwischenzeit wurden auch einige Vororte in den beiden anderen Grafschaften schnell urbanisiert, darunter die östlichen und westlichen Flügel der Stadt Charleston und die südwestliche Seite der Stadt Savannah. Diese Urbanisierungen würden auch die umliegenden Wattflächen erheblich beeinträchtigen, und die näher gelegenen Orte würden höheren Umweltbelastungen ausgesetzt.

Bei der Beobachtung der räumlichen Überschneidungen zwischen neuen Stadtgebieten und Watterosionen stellten die Forscher fest, dass die ständige Schrumpfung der Wattflächen hysterisch (mit Verzögerungseffekt) für den beschleunigten Urbanisierungsprozess im Küstengebiet ist. Dieser Hystereseeffekt existiert auch bei der Wiederherstellung und Bewirtschaftung von Ökosystemen, und schwere Schäden könnten zu irreversiblen Veränderungen führen.

„Es braucht Zeit, um die ökologischen Nachwirkungen der Stadterweiterung in den letzten Jahren zu beobachten. Basierend auf unseren Forschungsergebnissen benötigen die Wattflächen in diesen drei Landkreisen dringend einen nachhaltigen Bewirtschaftungsplan als Reaktion auf die schnelle Expansion der städtischen Gebiete“, sagte er Weibo Liu, Ph.D., leitender Autor und außerordentlicher Professor am Fachbereich Geowissenschaften am Charles E. Schmidt College of Science der FAU. „Der Konflikt zwischen Menschen und der Küstenumwelt erfordert sofort öffentliches Bewusstsein sowie eine effektive Zusammenarbeit zwischen Gesetzgebern, Wissenschaftlern und lokalen Behörden.“

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass Charleston County die größten Wattflächen hat (544,87 Quadratkilometer im Jahresdurchschnitt), gefolgt von Chatham County (343,46 Quadratkilometer im Jahresdurchschnitt) und Duval County (89,49 Quadratkilometer im Jahresdurchschnitt).

Interessanterweise liegen in jedem einzelnen Landkreis die Flächenanteile von Stadtwachstum und Erosion recht nahe beieinander. Dies bedeutet, dass die Verstädterung und Erosion in den Anfangsjahren durch Erosion und Verstädterung in den Folgejahren stark kompensiert würden und somit die Gesamtfläche des Wattenmeeres über einen langen Zeitraum nicht wesentlich beeinträchtigen würden.

„Städtische Expansion wird als eine der größten anthropogenen Bedrohungen für die Umwelt von Wattflächen angesehen“, sagte Chao Xu, Erstautor und Ph.D. Kandidat, Fachbereich Geowissenschaften der FAU. „Während es schwierig ist, den durch den Anstieg des Meeresspiegels verursachten Überschwemmungsprozess zu stoppen, wäre eine praktischere Lösung, die Urbanisierung in Küstennähe zu begrenzen. Auf diese Weise wären Wattflächen flexibler, um ins Landesinnere zu wandern.“

Für die Studie verwendeten die Forscher von 1985 bis 2015 eine jährliche Kartensammlung mit räumlicher Auflösung von 30 Metern von städtischen Ausdehnungen in den angrenzenden (gemeinsamen) USA; eine jährliche Kartensammlung mit räumlicher Auflösung von 30 Metern von Wattflächengebieten in den USA von 1984 bis 2020; und ein Küstenlinien-Shapefile (die detailliertesten Küstendaten), das von der NOAA bereitgestellt wird. Dadurch entstand entlang der Küste ein zweiseitiger Distanzpuffer von 2 Kilometern, der es erleichterte, die Wechselwirkungsdynamik zwischen Stadtgebieten und Wattenmeer zu identifizieren, zu quantifizieren und zu analysieren.