Es wird erwartet, dass Klimaveränderungen die Wahrscheinlichkeit von extremen Sturmereignissen erhöhen. Pflanzen an der Küste können eine große Rolle bei der Milderung der Schäden durch Stürme spielen, aber die gleichen Veränderungen, die die Stürme antreiben, setzen die Pflanzen auch mehr Stress aus. Mick Hanley, Tjeerd Bouma und Hannah Mossman haben untersucht wie diese Belastungen und die erhöhten Sturmschäden an Ökosystemen zusammenspielen.

Dr. Mick Hanley, Associate Professor (Reader) an der School of Biological and Marine Sciences an der University of Plymouth, leitete die Forschung. Er sagte: „Es wurde vermutet, dass es bis 2050 weit über 50 Milliarden Dollar kosten könnte, die größten Städte der Welt vor Küstenüberschwemmungen zu schützen. Im Gegensatz dazu kann die Küstenvegetation einen natürlichen Schutz vor Erosion und Überschwemmungen zu einem Bruchteil der Kosten bieten, die mit dem Bau sogenannter fester Verteidigungsanlagen wie Betonmauern verbunden sind. Die Gesellschaft fängt gerade erst an, dies zu erkennen, aber Mündungs- und Küstenökosysteme können in eine dynamische, kostengünstige Hochwasserschutzstrategie integriert werden, um den ständig wachsenden Herausforderungen durch steigende Meeresspiegel und Stürme zu begegnen.“

Die Rezension im Annals of Botany hebt eine Kombination aus steigendem Meeresspiegel, erhöhten Meeresoberflächentemperaturen und verstärktem Wellenantrieb als Kombination von Belastungen hervor, die mit Flussmündungs- und Küstenökosystemen interagieren. Hinzu kommt die Wucht eines schweren Sturms, und der Schaden kann plötzlich und dramatisch sein. Es ist jedoch schwierig, die Daten zu erhalten, da der Schaden auch lokal ist. Daher muss ein Sturm irgendwo zuschlagen, wo bereits gute Vermessungsdaten vorliegen.

Hanley und Kollegen schreiben: „[W]hier ausreichend ‚Vorereignis'-Daten verfügbar sind, zeigen Studien große Veränderungen in der Küstengeomorphologie und -vegetation für viele Jahre danach. Fuhrmann et al. (2018), verwendete beispielsweise eine Zeitreihe von Fernerkundungsbildern, um in den ersten 10 Monaten nach der Landung des Hurrikans Katrina größere Verletzungen, eine Verringerung der Landfläche und einen Vegetationsverlust auf den Barriereinseln zwischen Mississippi und Alabama zu zeigen. Diese Veränderungen waren jedoch standortspezifisch, abhängig von Sedimententfernung oder -anlagerung, was das allgemeinere Problem unterstreicht, dass es schwierig ist, genau vorherzusagen, wie und wann Stürme bestimmte Küsten betreffen.“

Die Autoren stellen fest, dass Sturmfluten schwer vorherzusagen sind, was zu einem relativen Mangel an Wissen führt, aber einige Faktoren sind auffällig. Eine Sturmflut kann selten überschwemmtes Land mit Meerwasser überfluten, was zu einer Kombination aus Überschwemmungen, Anoxie (Sauerstoffmangel) und Salzstress führt. Aber Hanley und Kollegen schreiben, dass die beiden Probleme sehr unterschiedliche Auswirkungen haben. „Tatsächlich scheint der mit Küstenüberschwemmungen verbundene ‚Salzstress' für die Reaktion und Erholung der Pflanzen viel wichtiger zu sein als Sauerstoffmangel. In Experimenten, in denen supralitorale Pflanzen gleichzeitig dem Eintauchen in Süß- und Meerwasser ausgesetzt wurden, hat ersteres im Vergleich zu unbehandelten (kein Eintauchen) Kontrollen nie zu einer merklichen Auswirkung auf die Ökophysiologie der Pflanzen geführt.“

„Am wichtigsten ist vielleicht, dass die Fähigkeit von Pflanzen, Meerwasserüberschwemmungen zu tolerieren und sich davon zu erholen, artspezifisch zu sein scheint. Langzeitbeobachtung der arktischen Tundra nach einer großen Sturmflut im Mackenzie-Delta, Kanada, zeigt, dass die Zwergstrauch-Tundra im Vergleich zu Graminoiden oder aufrechten Sträuchern eine stark reduzierte Regenerationsfähigkeit hatte.“

Für Pflanzen in der Gezeitenregion ist Überschwemmung ein regelmäßiges Ereignis, aber selbst hier finden Hanley und Kollegen Hinweise darauf, dass eine zunehmende Überschwemmung die Pflanzenproduktivität verringert. Wenn Stürme auf die Küste treffen, werden sie die Küsten umgestalten, was zu einem Verlust der Pflanzendecke an den Orten führt, auf die sie einwirken. Sogar unter den Wellen können Gezeitenpflanzen wie Seetang durch Wellenenergie beschädigt werden und die Strömungsgeschwindigkeiten streifen an den Wedeln ab.

Der Schaden ist wichtig, sagen die Autoren, weil die Pflanzen oft dazu beitragen, eine physische Barriere zwischen brandenden Wellen und der Besiedlung im Landesinneren zu stabilisieren. Sie stellen fest, dass Mangroven nachweislich die Wellenhöhe reduzieren und den Wasserstand bei Sturmfluten senken. Es ist auch möglich, dass Seetang die Energie in Sturmwellen reduzieren kann, bevor sie überhaupt die Küste erreichen.

Der Review schließt mit Vorschlägen für künftige Forschungsrichtungen mit vier Prioritäten:

1. Auswirkungen von Sturmschäden und Überschwemmungen auf die Fortpflanzungsleistung und Rekrutierung von Pflanzen
2. Reaktionen von Küstenpflanzen auf mehrere Stressoren im Zusammenhang mit dem Anstieg des Meeresspiegels und Sturmschäden
3. Wechselwirkungen zwischen Pflanzengemeinschaften und Erholung nach Störungen
4. Bessere Vorhersagen darüber, wo und wie sich Sturmereignisse und der Anstieg des Meeresspiegels auf Mündungs- und Küstenökosysteme und die Bereitstellung wesentlicher Ökosystemleistungen auswirken

Dr. Hanley, der auch Mitherausgeber war Annals of Botany Sonderausgabe, die sich auf die Anfälligkeit und das Management von Pflanzengemeinschaften angesichts eines erhöhten Hochwasserrisikos konzentriert, fügte hinzu: „Die Erkenntnis, dass Küsten weltweit jetzt zunehmenden Bedrohungen ausgesetzt sind, gibt den Anstoß, zu verstehen, wie Hurrikane, Taifune, Wirbelstürme und andere extreme Wetterbedingungen auftreten Ereignisse können die Küstenvegetation beeinträchtigen. Das ist entscheidend, um sicherzustellen, dass wir Risiken in den kommenden Jahrzehnten effektiv managen können, aber es ist noch viel Arbeit erforderlich, um sicherzustellen, dass die potenzielle Kraft von Pflanzen zur Verteidigung unserer Küsten nicht verloren geht, bevor sie vollständig verstanden wird.“

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