Wie man ein Feuchtgebiet wieder verwildert: Konzentrieren Sie sich auf das Grundwasser

Mit einem einzigartigen Ansatz, der Drohnen und Infrarotbilder beinhaltete, untersuchten Forscher der University of Massachusetts Amherst eine Reihe ehemaliger kommerzieller Cranberry-Moore im Osten von Massachusetts, die restauriert werden. Das Team demonstrierte nicht nur, wie man Süßwasser-Feuchtgebiete am besten wiederherstellt, sondern zeigte auch, dass diese Feuchtgebiete als sich selbst erhaltende Ökosysteme funktionieren. Die Arbeit wurde kürzlich in zwei Aufsätzen in einer Sonderausgabe der Zeitschrift veröffentlicht Grenzen in der Geowissenschaft.

Das östliche Massachusetts ist seit Generationen die Wiege der Cranberry-Produktion in den Vereinigten Staaten und hat derzeit eine Anbaufläche von mehr als 14.000 Acres. Cranberries gedeihen in sauren Torfmooren, die das Erbe der letzten Eiszeit sind. Als Euro-Amerikaner Mitte des 19. Jahrhunderts mit dem kommerziellen Anbau von Cranberries begannen, taten sie dies, indem sie die natürlichen Süßwasser-Feuchtgebiete drastisch veränderten, um die Erträge zu verbessern.

„Statt dicker Torfmassen“, sagt Christine Hatch, Erweiterungsprofessorin für Erd-, Geographie- und Klimawissenschaften an der UMass Amherst, Hauptautorin des Artikels über die Rückgewinnung von Grundwasser und Mitglied der Wasserressourcenkommission des Commonwealth, „sind diese vom Menschen veränderten Cranberrys Sümpfe sehen aus wie eine Kit-Kat-Bar, wenn man hineingräbt.“

Denn schokoladenfarbene Torfschichten wechseln sich mit hauchdünnen Sandschichten ab. Während Torf wie ein Schwamm wirkt, der Grundwasser aufsaugt und hält, wirkt der Sand, der in den letzten 15 Jahrzehnten alle paar Jahre von Cranberry-Bauern in zentimeterdicken Schichten abgelagert wurde, wie ein Abfluss und kann helfen, überschüssiges Wasser loszuwerden steigern die Erträge und unterdrücken Unkräuter und Schädlinge.

Solche sandgefüllten Moore, die die Autoren „anthropogene Aquifere“ nennen, verhalten sich ganz anders als natürliche. Da kleine familienbetriebene Moosbeermoore die Produktion einstellen, stellt sich die Frage, was mit ihnen zu tun ist. Eine Antwort: die Moore in ihren natürlichen Zustand zurückversetzen – und genau das tut der Bundesstaat Massachusetts.

„Massachusetts hat erkannt, dass Feuchtgebiete unglaublich wichtige Ressourcen sind“, sagt Hatch. „Sie sind die artenreichsten Ökosysteme, die wir haben. Und sie erbringen alle Arten von Ökosystemleistungen, von der Bewirtschaftung von Hochwasser über die Speicherung von Kohlenstoff bis hin zur Reinigung von Trinkwasser. Sie sind auch fantastische Orte zur Erholung. Der Staat hat großzügige Ressourcen bereitgestellt, um diese wiederherzustellen Feuchtgebiete, was mich stolz macht, in Massachusetts zu leben.“

Wie man ein Feuchtgebiet wiederherstellt

Obwohl Hatch feststellt, dass es einfacher ist, ein ehemaliges Feuchtgebiet wiederherzustellen, als ein neues von Grund auf neu zu schaffen, ist es immer noch eine ziemlich komplizierte Aufgabe, 150 Jahre Landschaftsgestaltung rückgängig zu machen. Das Wasser bewegte sich unglaublich langsam durch die alten, mit Torf gefüllten Moore, es fließt viel schneller durch die vom Menschen geschaffenen anthropogenen Grundwasserleiter, fließt ab und verschwindet schließlich aus dem Ökosystem der Feuchtgebiete. Die Wiederherstellung des Feuchtgebiets bedeutet, das Grundwasser auf seine langsame Fließgeschwindigkeit vor der Landwirtschaft zurückzuführen und dieses Wasser zu halten.

Es reicht nicht aus, einfach alle Abflussrohre herauszuziehen und die Gräben zu verfüllen, die die Bauern über Generationen gelegt und ausgehoben haben. „Du musst mit all dem Sand fertig werden“, sagt Hatch. „Im perfekten Szenario würden wir alles ausgraben, bis hin zu den unberührten Ablagerungen von festem Torf“, fährt sie fort, „aber das ist unerschwinglich und riskiert, die jahrzehntelangen Pestizide zu stören, die die Erzeuger über ihre Moore gesprüht haben.“

Hatch und ihre Kollegen führten ihre Forschung an zwei Standorten in der Nähe von Plymouth durch, wo sie den Boden entkernten, Wasserproben sammelten, die Position des Grundwassers und die Geschwindigkeit, mit der es sich bewegte, überwachten und Wassertemperaturen und -pegel maßen. Bewaffnet mit diesen Daten entdeckten sie, dass es nicht notwendig ist, den Sand aus dem Moor zu entfernen, damit es in seinen vorlandwirtschaftlichen Zustand zurückkehrt. Es ist nur notwendig, es zu bewegen und es in die Torfschichten zu mischen, genug. Aber wie viel ist genug?

Mapping-Erfolg

Die Antwort auf diese Frage hängt davon ab, wie viel und wie langsam sich Grundwasser durch das Moor bewegt. Um die Bewegung des Grundwassers zu verfolgen und zu messen, flogen Hatch und ihre Doktorandin Lyn Watts, Hauptautorin des Artikels über die Kartierung des Grundwassers, sowie Co-Autor Ryan Wicks von UMass Amhersts UMassAir während der in den Jahren 2020 und 2021 vor der Morgendämmerung im tiefsten Winter.

Watts, ein erstklassiger Drohnenpilot, flog ein UAV, das mit einer Infrarotkamera ausgestattet war, die Wärme sehen konnte. Da das Grundwasser das ganze Jahr über eine nahezu konstante Temperatur hat, konnte sie „sehen“, wie sich das Grundwasser, das wärmer war als das gefrorene Oberflächenwasser, durch die ehemaligen Preiselbeermoore bewegte, und seine Strömung im gesamten Feuchtgebietssystem kartieren an den Studienorten.

Was Watts entdeckte, war, dass das Grundwasser mehr Zeit damit verbrachte, sich durch das restaurierte Moor zu bewegen, genau wie in seinem vorlandwirtschaftlichen Zustand, und dass diese längere Verweilzeit es dem Moor ermöglichte, sich mit genügend Wasser zu „füllen“, um sich darin zu sammeln die Oberfläche.

„Wir zeigen, dass bei diesen renaturierten Mooren das Grundwasser in dem Gebiet verbleibt und nicht davon wegströmt“, sagt Watts. „Das bedeutet, dass die Wiederherstellung erfolgreich ist und die Moore schnell wieder zu selbsterhaltenden Ökosystemen werden.“

Über Massachusetts hinaus schauen

Da die Geologie von Ost-Massachusetts der in weiten Teilen des Nordostens der USA ähnlich ist, ist die Arbeit von Hatch und Watts breit anwendbar. „Unsere Forschung kann Restaurierungsdesignern und -ingenieuren helfen, ihre Bemühungen bewusster zu planen“, sagt Watts.

„Die Wiederherstellung verschütteter Feuchtgebiete zu ihrem früheren ökologischen Glanz hat eine sehr hohe Erfolgsquote“, sagt Hatch. „Dieser Erfolg hängt davon ab, dass das Grundwasser im System bleibt. Wir haben gezeigt, wie das geht, und unsere Forschung kann uns dabei helfen, eines unserer wertvollsten Ökosysteme zu erhalten.“