Im Jahr 2016 bemerkten Beobachter in den Feuchtgebieten des Bird’s Foot Delta in Louisiana absterbende Bestände von Phragmites australis, vor Ort auch als Roseau Cane bekannt. Bis zum Jahr 2021 ist an einigen Stellen, an denen einst das Schilf stand, nur noch Watt vorhanden.
Erste Theorien deuteten auf eine nicht heimische Schildlaus als Übeltäter hin, doch weitere Untersuchungen deuteten auf eine komplexere Mischung von Umweltfaktoren hin. Tracy Quirk, außerordentliche Professorin am Institut für Ozeanographie und Küstenwissenschaften, wollte herausfinden, ob abiotische, also nicht lebende, Faktoren bei dem beunruhigenden Phänomen eine Rolle gespielt haben könnten.
Sie und ihre Forscherkollegen haben veröffentlicht ihre Erkenntnisse in Naturkommunikation.
Quirks Team führte den Rückgang der von Phragmiten dominierten Bestände auf das komplexe Zusammenspiel von chronischen und akuten Stressfaktoren zurück, denen das Sumpfgebiet ausgesetzt war – langfristiger Stress durch den relativen Anstieg des Meeresspiegels, verstärkt durch kurzfristige, wetterbedingte Schocks wie Dürre und Hurrikane.
Der relative Anstieg des Meeresspiegels bedeutet, dass „die Sümpfe des Bird’s Foot Delta stärker überschwemmt werden – und zwar zu einem größeren Prozentsatz der Zeit in größerer Tiefe“, sagte Quirk. Mehr Wasser führt zu geringeren Sauerstoffkonzentrationen im Boden, was zu Stressbedingungen für Sumpfpflanzen führt.
Sie fuhr fort: „Das macht sie von Natur aus anfälliger für akute Störungen, wie zum Beispiel eine Dürre – wodurch Salzwasser näher an die Küste vordringen kann. Im Gegensatz zu den kurzen Impulsen eines Hurrikans kann Salzwasser länger im Landesinneren bleiben.“
Hurrikane können diese Situation noch verschlimmern, indem sie extreme Salzwasserüberschwemmungen mit sich bringen.
Quirk stellte fest, dass die Daten zeigten, dass überschwemmte Phragmites-Sümpfe nicht nur schneller abstarben, sondern sich auch nur schwer von dem anfänglichen Absterben erholten.
Die Studie zog ihre Schlussfolgerungen durch die Untersuchung von Daten von Küstenüberwachungsstationen in Louisiana aus den Jahren 2007 bis 2021. Quirk und ihr Team untersuchten die jährliche Vegetationsbedeckung, die Sumpfhöhe, den Wasserstand, den Salzgehalt und die Höhenänderungen der Oberflächen in den Sümpfen entlang der Küste Louisianas.
In den von der Studie abgedeckten Jahren stellten Quirk und ihr Team fest, dass die Sümpfe, die am meisten unter dem Absterben litten, von 43 % auf 75 % der Fälle überschwemmt waren. Sümpfe in tiefer gelegenen Gebieten waren am stärksten vom Eindringen des Salzgehalts betroffen.
Insgesamt spielt die Höhenlage eine entscheidende Rolle für die Fähigkeit der Pflanzen, vermehrten Überschwemmungen und einem höheren Salzgehalt infolge des relativen Anstiegs des Meeresspiegels standzuhalten.
„Phragmiten vertragen einen hohen Salzgehalt besser, wenn sie nicht so stark überschwemmt werden. Das ist der doppelte Stressfaktor“, sagte Quirk.
Der perfekte Sturm an Bedingungen, der die im Jahr 2016 festgestellten Sterbefälle verursachte, begann tatsächlich im Jahr 2012, heißt es in der Studie. In diesem Jahr brachte eine frühe schwere Dürre Salzwasser weiter in die Sumpfgebiete, die durch die Auswirkungen des Tropensturms Debby und des Hurrikans Isaac zusätzlich erschüttert wurden.
Die Studie legt nahe, dass die Widerstandsfähigkeit dieser Sümpfe durch eine Anhebung der Sumpfböden verbessert werden könnte – durch Nutzung und Umverteilung von Flusssedimenten oder durch die direkte Zugabe von Sediment zu Sümpfen in geringer Höhe.
„Um widerstandsfähiger zu werden, muss man die Belastung durch Überschwemmungen bewältigen, und die einzige Möglichkeit, das zu tun, besteht darin, diesen sich zersetzenden Sümpfen Sedimente hinzuzufügen“, sagte Quirk.
Mehr Informationen:
Tracy Elsey-Quirk et al., Vegetationssterben im Mississippi-Delta, ausgelöst durch akute Dürre und chronischen relativen Meeresspiegelanstieg, Naturkommunikation (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-47828-x