Mangroven schützen die Küsten vor extremen Wetterbedingungen. Während sie Küstenlinien vor Wirbelstürmen schützen können, wie wirkt sich ein Hurrikan auf die Mangroven aus? Die Literatur wurde von Ken Krauss und Michael Osland in einem neuen Artikel gesichtet Tropische Wirbelstürme und die Organisation von Mangrovenwäldern: eine Überprüfung.

„Landmanager des National Park Service und Programmkoordinatoren der USGS haben uns gefragt, ob es eine solche Überprüfung gibt, nachdem die Hurrikane Irma und/oder Maria die US-amerikanischen Jungferninseln, Puerto Rico und Florida verwüstet haben“, sagte Ken Krauss. „Wir stellten fest, dass es eine solche Überprüfung nicht gab, aber die Angst vor der Verwaltung von Mangroven, die von wiederkehrenden Zyklonen heimgesucht werden, hat die Leute dazu veranlasst, sich zu fragen, was nach solchen Stürmen in ihren Mangroven zu erwarten ist. Was ist normal? Das haben wir versucht zu beantworten.“

Ken Krauss hat für die Überprüfung auf über 25 Jahre Erfahrung zurückgegriffen. „Eines meiner ersten Mangrovenprojekte als Praktikant war für mich die Betrachtung von Luftbildern der Schäden des Hurrikans Andrew (1992) an den Mangrovenwäldern des Everglades-Nationalparks. Ich arbeitete in Louisiana und sah mir Videos im VHS-Stil von Hubschraubervermessungen an. Zu dieser Zeit war ich noch nie in einem Mangrovenwald gewesen und war erstaunt über das Ausmaß der Schäden, die der Hurrikan verursacht hatte, und die räumlichen Muster dieser Schäden, basierend auf der Baumhöhe, der Nähe zum offenen Wasser sowie der Entfernung und dem Azimut vom Sturm Weg."

„Von etwa 2001 bis 2004 (während meiner Dissertation) besuchte ich schließlich viele dieser Wälder im Everglades-Nationalpark entlang der Flüsse Shark, Lostmans, Harney, Broad und Chatham, die ich während dieser ursprünglichen Bildanalysen im VHS-Stil betrachtete. In manchen Fällen war es sogar schwierig zu sagen, dass vor über zehn Jahren ein Sturm vorbeigezogen war. Ich fand das Erholungspotenzial von Mangroven beeindruckend.“

Mangrovenverjüngung ist eine große Herausforderung für die Pflanze. Zunächst müssen die Setzlinge einen Wirbelsturm überstehen, der ältere Bäume niederreißt. „Sog und Flut können dazu dienen, Setzlinge und Setzlinge während tropischer Wirbelstürme abzupuffern und vor Windeinwirkungen zu schützen“, schreiben Krauss und Osland in ihrer Rezension. „Als der Zyklon Tracy 1974 die Mangrovenwälder um Darwin, Australien, heimsuchte, erlebten die Wälder eine steigende Flut, sodass die meisten Setzlinge und kleinen Bäume mit Wasser bedeckt und vom Wind unbeeinflusst blieben (Stocker, 1976). Ferwerdaet al. (2007) schlug vor, dass die Überflutung des Regenerationsbeckens wesentlich zu einer nahezu vollständigen Erholung des Mangrovenwaldes innerhalb von zehn Jahren nach dem Zyklon Tracy beigetragen hat.“

Sobald der Zyklon vorbei ist, werden die Sämlinge freigelegt. Diese Änderung erhöht die Lichtverhältnisse für das Wachstum von Setzlingen dramatisch. Sie befinden sich jedoch immer noch in einer salzhaltigen Umgebung, was bedeutet, dass die Verwendung von Wasser für die Photosynthese keine einfache Angelegenheit ist. Mangroven beherbergen nicht nur Setzlinge am betroffenen Ort, sondern können auch Fortpflanzungspflanzen freisetzen, Pflanzen, die bereit sind zu wachsen, wenn ein Zyklon zuschlägt. Diese Fortpflanzungsorgane sind verstreut und können monatelang überleben. Kommen sie an einem geeigneten Ort an, können sie sich ansiedeln und einen neuen Mangrovenwald regenerieren. Der Zeitpunkt der Propagulaproduktion fällt mit einem Teil der Hurrikansaison im Golf von Mexiko zusammen. Es ist verlockend zu fragen, ob Mangroven Wirbelstürme als Fortpflanzungsmöglichkeit nutzen, aber Krauss ist skeptisch.

„Einige haben vorgeschlagen, dass die Fortpflanzung einiger Arten, einschließlich Rhizophora-Mangel, haben sich entwickelt, um während der tropischen Wirbelsturmsaison in den Neotropen ihren Höhepunkt zu erreichen. Die Idee ist, dass die Ausbreitung über größere Entfernungen durch diese Sturmwinde, Wellen (insbesondere Ausbreitung in innere Sumpfgebiete) und Strömungsanomalien unterstützt wird. Es ist schwierig, sich die durch eine solche Interaktion erzielten Fitnessvorteile vorzustellen, und wenn sie vorhanden sind, müssen sie noch sortiert werden. All dies wird durch die Temperatur verwechselt. Maximale Durchschnittstemperaturen in den Tropen (und Subtropen), die die Fortpflanzung erleichtern würden, fallen zufällig auch mit den besten Bedingungen für die Intensivierung tropischer Wirbelstürme zusammen. Aus der Lektüre von Artikeln während der Entwicklung dieser Rezension haben mehrere Autoren einige potenzielle kreative Vorteile der Koevolution vorgeschlagen, aber ich glaube, dass weitere Tests erforderlich sind, um solche Verbindungen herzustellen.“

Es sind nicht nur die Lichtverhältnisse, die sich nach einem Zyklon ändern können. Auch der Boden, in dem sich ein Baum befindet, kann sich dramatisch verändern. Feher und Kollegen fanden unmittelbar nach dem Hurrikan Wilma einen sofortigen Anstieg der Bodenoberflächenerhebung durch sturmabgelagerte Sedimente entlang der Flüsse Shark und Lostmans, aber dieser Gewinn wurde im Laufe der Zeit teilweise zunichte gemacht, da sich diese Sedimente in den Jahren nach dem Sedimentpuls verdichteten. Hurrikan Irma fügte später weitere Sedimente hinzu und hob die Erhebung weiter an.

Nicht nur das Land kann sich erheben, sondern auch das Meer. Um den Anstieg der Meere zu überleben, müssen Mangrovenwälder oft Material fangen oder ablagern, um sich selbst zu erheben. „Der Anstieg des Meeresspiegels ist ein besonderes Anliegen für Landbewirtschafter an Küsten, insbesondere da viele Mangrovenökosysteme aufgrund künstlicher Barrieren wie Deiche und Deiche nicht in der Lage sind, ins Landesinnere zu wandern“, Krauss und Kollegen schrieben.

Das Studium der Reaktion der Mangroven auf Wirbelstürme ist auf ein wenig Glück und viel Vermessungsarbeit angewiesen. Es ist schwierig, im Voraus genau zu wissen, wo ein Zyklon landen wird, selbst nur wenige Tage im Voraus. Ökologen, die sich mit Küstenschäden befassen, müssen also nachträglich eingreifen.

„Für die Bewertung von Waldverletzungen verlassen sich Ökologen normalerweise auf drei Ansätze“, sagte Krauss.

1. Neuvermessung von Waldstücken, die zuvor vermessen wurden und zufällig von einem Zyklon betroffen waren,
2. Vermessen von Beständen nach dem Aufprall und Wiederherstellen früherer und aktueller Waldstrukturen aus beschädigten und stehenden Bäumen, und
3. Vermessungsstände, die von Stürmen betroffen sind, im Vergleich zu solchen, die durch Entfernung (oder Berge) getrennt und nicht vom Sturm betroffen sind.

Seit Krauss seine Karriere begann, hat das Verständnis der Mangrovenregeneration deutlich an Bedeutung gewonnen. „Ich spüre eine viel größere Dringlichkeit, Mangroven weltweit zu schützen und wiederherzustellen, und damit einhergehend verstehen die Menschen auch besser, wie die Mangrovenwiederherstellung erfolgen sollte. Weltweit wurden Millionen von Dollar für Mangrovenpflanzungen im Namen der „Wiederherstellung“ verschwendet, obwohl die Standortwahl schlecht durchdacht war und grundlegende hydrodynamische Anforderungen an Mangroven außer Acht gelassen wurden. Das ist bedauerlich, aber es ändert sich. Die Mangrovenwiederherstellung trägt weltweit zu einer deutlichen Reduzierung der jährlichen Gesamtverluste an Mangrovenfläche bei, obwohl einige Länder weiterhin Hotspots des Mangrovenverlusts darstellen (z. B. Indonesien, Malaysia, Myanmar).“

„Mangrovenmanager und Wissenschaftler beginnen allmählich zu erkennen, dass Mangroven sich oft nicht von Stürmen erholen, weil etwas vor dem Sturm problematisch war. Mangroven können jahrzehntelang unter verschiedenen Formen von Stress überleben, ohne dem zufälligen Beobachter offensichtliche Anzeichen dieses Stresses zu zeigen. Unter Stress – wie z. B. Änderungen in der Hydrologie – kann die Wiederherstellung von Zyklonen behindert werden, und der Sturm wird oft für die Zerstörung und fehlende Wiederherstellung verantwortlich gemacht, obwohl es tatsächlich die Straße, der Damm oder das Schott ist, die vor 30 Jahren gebaut wurden, die die Ursache waren die Sterblichkeit. Ein hervorragender Mangroven-Wiederherstellungsökologe, Robin Lewis, hat diese Orte als „Mangroven-Herzinfarkte“ bezeichnet (es lohnt sich, darüber weiter unten zu lesen Marine Pollution Bulletin, V. 109, S. 764-771, 2016). "

„Das ist aber nicht immer der Fall. Wirbelstürme können Mangrovenverluste verursachen, selbst wenn Mangroven relativ unbeeinflusst bleiben. Es gibt Beispiele dafür, dass Mangroven in den Everglades im Laufe des Holozäns „zurückgetreten“ oder zusammengebrochen sind, und sicherlich können weltweit zusätzliche Beweise dafür gefunden werden.“

Mit Blick auf die Zukunft würde Krauss gerne Arbeiten darüber sehen, wie die Stärke eines Zyklons zu den Auswirkungen beiträgt. „Eine der wichtigsten Aufgaben besteht darin, die in Mangrovenwäldern realisierte Windenergie mit den durch den Sturm verursachten Schäden in Beziehung zu setzen, aber das ist keine einfache Aufgabe. Davon sind wir Jahrzehnte entfernt, denke ich.“

„Ich denke, dass Waldsimulations-Sturmerholungsmodelle für Mangrovenökosysteme, die schließlich global angewendet werden könnten, ein nützliches Thema wären. Dies ist vernünftig, wenn man bedenkt, dass es weltweit nur 70 Mangrovenarten gibt und es einige verfügbare Arbeiten aus den Neotropen gibt, auf denen aufgebaut werden kann. Solche Sturmerholungsmodelle könnten den Anstieg des Meeresspiegels und die Kohlenstoffbindung umfassen, um frühere Forschungen zur Störungsökologie in Mangroven, einschließlich vieler guter Artikel und Beobachtungen, mit unserer wachsenden Erkenntnis zu überbrücken, dass Mangroven unglaubliche Orte sind, um Kohlenstoff aus CO zu binden₂ und sind Ökosysteme, die Küsten auf verschiedene Weise schützen.“

Die Rezension ist faszinierend und manchmal ernüchternd zu lesen. Während Zyklone in Zukunft gefährlicher werden könnten, warnen Krauss und Osland davor, dass dies ein Faktor eines zusammenhängenden Netzes anthropogener Aktivitäten ist. Abschließend schreiben sie: „Wenn die Gesellschaft während und nach tropischen Wirbelstürmen zunehmend von den Ökosystemleistungen und der Erholung von Mangrovenökosystemen abhängig werden soll, müssen mehr Anstrengungen unternommen werden, um Mangrovenstress auf großen räumlichen Skalen weit im Voraus zu identifizieren Auswirkungen tropischer Wirbelstürme, damit sie rehabilitiert werden können und widerstandsfähig gegen die Auswirkungen von Stürmen bleiben … Stress tritt in vielen Formen auf, beabsichtigt und unbeabsichtigt, aber jeder chronische Stress wirkt sich auf die Erholung nach akuten Ereignissen in Mangroven aus.“