Klimawandel in Salzmarschen - Effekte hydrodynamischer Kräfte und erhöhter Temperaturen auf die Küstenvegetation

• Antragsteller: Professor Dr. Kai Jensen
• Subject Area: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Term: from 2018 to 2022
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 401564364

Salzmarschen und andere Küstenökosysteme erbringen vielfältige Ökosystemleistungen wie etwa ihre Küstenschutzfunktion, da die Vegetation im Überflutungsfall einen Widerstand für hydrodynamische Kräfte darstellt und so Wellendämpfung hervorruft. Während bisherige Studien zumeist die Effekte von Vegetation auf hydrodynamische Kräfte untersucht haben, fehlt umgekehrt bisher wesentliches Wissen über die Effekte der hydrodynamischen Kräfte auf die Vegetation der Salzmarschen. Auch mögliche Veränderungen biophysikalischer Eigenschaften der Vegetation durch globale Erwärmung sind unbekannt. Im vorgeschlagenen Projekt sollen (i) zunächst in Salzmarschen des Wattenmeeres die hydrodynamischen Kräfte (Wellenbelastung) und deren raum-zeitliche Variabilität an der Marschkante mit Hilfe von Wellenmessstationen an drei Standorten, die sich ihrer Exponiertheit unterscheiden, erfasst werden. Parallel werden die Vegetationsstruktur und der eventuelle Biomasseverlust nahe den Stationen wiederholt durch eine nicht-destruktive Methode bestimmt und mit den aufgenommen Wellenenergien und Wellenhöhen korreliert. Weiterhin sollen (ii) unter kontrollierten Bedingungen in einem Wellenkanal hydrodynamische Schwellenwerte ermittelt werden, oberhalb derer Salzmarschpflanzen physikalischen Schaden erleiden. Wir erwarten, dass diese Schwellenwerte artspezifisch sind, da sich Pflanzenarten in Salzmarschen in Hinblick auf ihre biophysikalischen Eigenschaften unterscheiden. Weiterhin werden durch unterschiedliche Entwicklungsstadien hervorgerufene saisonale Unterschiede in der Höhe der Schwellenwerte sowie Unterschiede der Schwellenwerte zwischen Einzelpflanzen und komplexen Artengemeinschaften ermittelt. Abschließend werden wir (iii) Effekte erhöhter Temperaturen auf biophysikalische Eigenschaften der Vegetation der Salzmarschen in einem Ökosystem-Erwärmungsexperiment erfassen. Wir erwarten, dass sowohl die ober- als auch die unterirdische Biomasse durch Erwärmung zunimmt, dass die Vegetationsentwicklung im Frühjahr früher einsetzt und im Herbst erst später das Absterben der Vegetation beginnt. Weiterhin erwarten wir, dass sich der Ligningehalt in den Pflanzen erhöht. Zusammen könnten diese Änderungen zu einer erhöhten Küstenschutzfunktion von Salzmarschen in Zeiten des Klimawandels führen. Mittelfristig sollen die Ergebnisse dieses Projektes in hydrodynamische Modelle, die die Auswirkungen von Wellengang auf Küstenschutzstrukturen darstellen, sowie in Modelle, die die Marschentwicklung unter verschiedenen Klimawandel- und Meeresspiegelanstiegsszenarien vorhersagen, integriert werden. Die Erkenntnisse werden helfen, die Küstenschutzfunktion von Salzmarschen zukünftig verlässlicher abschätzen und mit Extremereignissen besser umgehen zu können.

• DFG Programme: Sachbeihilfen
• International Connection: Großbritannien
• Mitverantwortliche: Iris Möller, Ph.D.; Dr. Stefanie Nolte