Vom Schwund der Seegraswiesen

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Von Korallenriffen bis zum Zirkumpolarstrom
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Am Strand von Calla Llombards, Mallorca, November 2018: “Was ist das denn alles für Zeug, das hier angeschwemmt wird? Das sind aber komische Blätter…”.

Diese komischen Blätter sind die des nur im Mittelmeer lebenden Neptunsgrases (Posidonia oceanica), die der gerade vorübergezogenen Sturm losgerissen hat. Die dicken, oft festen Schichten dieser Blätter kenne ich von Mallorca ebenso wie von Gozo und etlichen anderen Mittelmeerstränden. Sie sind wichtig, da sie die Strände effektiv vor Erosion schützen, vor allem während der Herbst- und Winterstürme.

Ablagerungen aus Neptunsgras (Gozo, Malta)

Uralt und langsam

Neptunsgras lebt lang – sehr lang. Eine Pflanze besteht aus einem ausgedehnten Sproßachsensystem oder Rhizom im Boden, das horizontal wächst und Wurzeln nach unten sowie Triebe mit Blättern nach oben bildet. Die einzelnen Triebe mit Blätterbüscheln werden über 50 Jahre alt, was an sich schon beachtlich ist. Allerdings ist es nichts im Vergleich zur Lebensdauer des gesamten Individuums, das sich über die Rhizome verbreitet: dieses wird locker mehrere Tausend Jahre alt.

Die Rhizome wachsen dabei horizontal jedes Jahr nur rund einen Zentimeter weiter. Damit ist es eine der am langsamsten wachsenden Pflanzen der Erde. Trotzdem bedeckt es insgesamt rund 50.000 km2 Mittelmeerboden. Das ist rund ein Sechstel bis ein Zwölftel der gesamten mit Seegras bedeckten Fläche des weltweiten Meeresbodens. Insgesamt sind etwa 0,1 bis 0,2 Prozent des Meeresbodens mit Seegras bewachsen – also halb so viel bis gleich viel wie mit Korallenriffen. Anders als Korallenriffe kommen Seegraswiesen aber von den Tropen bis zum Polarkreis relativ gleichmäßig verbreitet vor, während sich ein Großteil der Korallenriffe auf tropische Gewässer beschränkt.

Kinderstube und Kohlenstoffsenke

Seegraswiesen, egal welcher Art, dienen u.a. vielen kommerziell wichtige Speisefischarten als Kinderstube, für andere sind sie Nahrungsquelle. Seegras recycelt Nährstoffe und fängt Schwebstoffe, befestigt mit den Rhizomen und Wurzeln sandigen Meeresboden und schützt ihn vor Erosion. Mit diesen Funktionen tragen die Wiesen zur Gesundheit komplexer, küstennaher Ökosysteme wie Korallenriffe, Salzmarschen, Mangrovenwälder und Austernbänke bei. Sie gehören aufgrund ihrer Bedeutung für andere Organismen und Ökosysteme zu den wichtigsten Organismengemeinschaften – Biomen – der Erde.

Ganz davon abgesehen bilden diese Blütenpflanzen der Ordnung Froschlöffelartiger (Alismatales), die vor Jahrmillionen vom Land ins Wasser gegangen sind, wichtige Kohlenstoffsenken. Eine Seegraswiese nimmt mehr Kohlendioxid dauerhaft auf als ein gleich großer Regenwald. Im Fall von Regenwäldern und allen anderen landbasierten Wäldern wird ein guter Teil des durch Photosynthese gebundenen Kohlendioxids durch abfallende und verrottende Blätter und andere Pflanzenteile wieder freigesetzt. Ein anderer, beachtlicher Teil wird bei Waldbränden in die Atmosphäre entlassen. Nur relativ wenig Kohlenstoff gelangt so tief in den Boden, dass er langfristig vergraben und gebunden bleibt.

Flötenfisch (Fistularia commersonii) über Thalassia-Seegras (Mangrove Bay, Ägypten)

Das ist anders, wenn das CO2 nicht von Landpflanzen, sondern von im Wasser stehenden Pflanzen gebunden wird. Bei Seegras wird ein Großteil des Kohlendioxids, das via Wasser der Atmosphäre entnommen wurde, als organische Kohlenstoffverbindung in den Rhizomen gebunden. Wenn diese absterben, bleiben sie im sauerstoffarmen Meeresboden und verrotten nicht. Somit bleibt der Kohlenstoff vergraben, wird mit mehr und mehr Sediment überlagert und jahrtausendelang oder länger nicht mehr in die Atmosphäre gelangen.

Genauso verhält es sich mit einem Großteil der Blätter, die abfallen, vor Ort mit Sediment überlagert oder mit Strömungen in große Meerestiefe getragen werden. Dort dienen sie gegebenenfalls als Futter, oder sie werden am Boden ab- und von Sediment überlagert. Auch in diesem Fall wird der in ihnen gebundene Kohlenstoff so schnell nicht mehr als CO2 in die Atmosphäre gelangen. Lediglich der Teil der Pflanzen, die an Strände gespült werden und dort verrotten, entlassen ihren Kohlenstoff wieder als CO2 in die Luft.

Seegraswiesen filtern außerdem Schwebteilchen aus dem Wasser, darunter auch viele organische. Dieser organische Kohlenstoff wird durch die Sedimentierung und Befestigung durch Wurzeln und Rhizome ebenfalls im Meeresboden gebunden. Dadurch erhöht sich die Menge an von Seegraswiesen sequestriertem organischem Kohlenstoff noch weiter.

Blue Carbon

Seegraswiesen sind zusammen mit Salzmarschen und Mangrovenwäldern, die Kohlenstoff auf genau die gleiche Weise im sauerstoffarmen Meeresboden vergraben, die effektivsten Kohlenstoffsenken der Erde. Leider gehören alle drei zu den am schnellsten verschwindenden Ökosystemen des Planeten. Die Funktion dieser Küstenökosysteme zu nutzen, um den Klimawandel abzumildern, wird in den Blue Carbon Strategien genutzt – aber weltweit noch viel zu selten (Mazarrasa 2018). Denn obwohl Seegrasbiome in vielen Regionen der Welt unter legalem Schutz stehen, werden sie doch überall durch menschliches Wirken zerstört. Jedes Jahr verschwinden etwa sieben Prozent der weltweiten Seegrasflächen.

Im Falle des Neptunsgrases hängt das Verschwinden mit dem langsamen Wachstum zusammen. Durch dieses führt schon eine kleine Zunahme der Sterblichkeitsrate zu einem schnellen Rückgang der bedeckten Fläche. Grund für die erhöhte Sterblichkeit sind, wie bei allen Seegräsern, Überdüngung und andere Verschmutzung vom Land sowie mechanische Zerstörung der Wiesen.

Wärme bedroht Neptunsgras

Darüber hinaus ist Neptunsgras sehr empfindlich gegenüber steigenden Wassertemperaturen. Eine Erwärmung um drei Grad Celsius verdreifacht die Sterblichkeitsrate des Grases. Das sind keine guten Aussichten, da das Mittelmeer sich derzeit deutlich schneller erwärmt als es global der Durchschnitt ist.

Im Bereich der Balearen und damit auch Mallorcas lagen die durchschnittlichen Wassertemperaturen von 2002 bis 2010 rund ein Grad Celsius höher als im Vergleichszeitraum von 1980 bis 2000. Voraussichtlich werden die Temperaturen kontinuierlich weiter steigen und Neptunsgras bis Mitte dieses Jahrhunderts quasi ausgerottet sein (G. Jorda 2012). Kleine Bestände könnten eventuell noch überleben. Das reicht allerdings nicht aus, um die dringend benötigten ökologischen Funktionen auszuüben oder um eine Wiederbesiedelung zu ermöglichen.

Fischschwarm über Neptunsgras (Gozo, Malta)

Indem wir lokale Bedrohungen und Zerstörung verringern – weniger Verschmutzung, Verbote von Schiffen und Ankern im Bereich von Seegraswiesen, etc – kann diese Entwicklung nur um wenige Jahre hinausgezögert werde. Denn die Temperaturen sind der Hauptgrund für das Sterben. Somit können nur Maßnahmen, die den Klimawandel und damit die Erwärmung abmildern, zum Erhalt der Neptunsgraswiesen führen.  Genau da beißt sich die (Meer)Katze in den Schwanz: Gerade Seegraswiesen sind für diese Abmilderung des Klimawandels wichtig wie kaum ein anderes Ökosystem.

Zerstörung der Kohlenstoffsenken

Andere Seegrasarten sind nicht ganz so wärmeempfindlich wie Neptunsgras, bzw. gleich stark durch die Erwärmung vom Aussterben bedroht. Die Ausbreitung des ebenfalls im Mittelmeer häufigen Tanggrases (Cymodocea nodosa) beispielsweise wird bis Ende des Jahrhunderts voraussichtlich nur um knapp die Hälfte gesunken sein. Nicht, weil es im Mittelmeer besser überleben wird, sondern weil es auch im Nordost-Atlantik vorkommt. Hier kann es sich mit steigenden Temperaturen polwärts ausbreiten (Chefaoui 2018).

Mit dem Schwund der Seegraswiesen wird die Überlebenschance vieler – auch kommerziell genutzter – Meerestiere verringert, organisches und anorganisches Sediment verbleibt in der Wassersäule und Wellen treffen mit voller Energie auf den Strand. Vor allem aber verschwinden Kohlenstoffsenken, die der Luft auch in der Zukunft CO2 entziehen würden. Zudem erodieren die ehemals mit Seegras bedeckten Flächen und organischer Kohlenstoff, der in vergangen Jahrzehnten oder gar Jahrhunderten gebunden wurde, wird frei. Statt die CO2-Konzentration zu senken, lassen zerstörte Seegraswiesen sie direkt und indirekt steigen.

Schlechte Aussichten

Die stärksten Rückgänge von Seegrasbestand können in China, Korea und Japan beobachtet werden, in Regionen mit sehr starker Bebauung der Küste. Durch Landgewinnung, Häuserbau und Küstenbefestigungen werden Seegraswiesen mit Sediment und Schadstoffen belastet und mechanisch zerstört. Aber auch Schleppnetzfischerei und Aquakulturen beschädigen Seegraswiesen in großem Maße. Mechanische Schäden durch Boote, Häfen und Anker sind in einigen Regionen problematisch, ebenso wie eingeführte oder eingewanderte Arten, die mit den Seegräsern um Platz und Nährstoffe konkurrieren. Krankheiten setzen den Wiesen zu und haben zu großräumigem Absterben von Seegräsern geführt, genauso wie Überdüngung und die daraus resultierenden Algenblüten. Dass das wärmere Wasser auch einigen Seegras-Pathogenen, wie dem Erreger der „Schwundkrankheit“ (Wasting Disease) zusetzen, ist dabei ein kleiner Trost (Olsen 2014).

Seegras der Gattung Thalassia vor Mangroven (Mangrove Bay, Ägypten)

Derzeit sind 15 der 72 Seegrasarten auf der Roten Liste der Weltnaturschutzorganisation (IUCN) als stark gefährdet, gefährdet oder potentiell gefährdet gelistet. Ebenso 115 Arten an Fischen, Wirbellosen, Schildkröten und Meeressäugern, die von Seegraswiesen abhängen. Ihre Überlebenschancen werden durch den globalen Trend des Rückgangs von Seegraswiesen nicht unbedingt besser. Und die Aussichten, den Klimawandel noch abzumildern, auch nicht.

 

Referenzen:

Gabriele Kerber

Ich bin promovierte Biologin, Taucherin und generelle Meeresenthusiastin. Geboren an der Nordsee studierte ich Biologie im Binnenland, ursprünglich um Wissenschaftsjournalistin zu werden. Nach einem über 20jährigen Umweg - der unter anderem eine Promotion in Neurobiologie, einen Postdoc im Bereich Krebsforschung zwischen Mittel-, Rotem und Totem Meer, ein Jahr als wissenschaftliche Reiseleiterin auf den Galapagos-Inseln, zwölf Jahren als Trainerin und Consultant in der Telekommunikationstechnik, Reisen nach Kiribati, Fidschi und in über 40 andere Ländern enthielt - schließt sich der Kreis: Artikel in verschiedenen Zeitschriften und Zeitungen sowie ein erstes Buch (Klimawandel hautnah, Springer 2018) bringen mich langsam zurück zu den Wurzeln, zum Wissenschaftsjournalismus.

7 Kommentare

  1. Prozesse und Organismen im Ozean, die erst seit einigen Jahrzehnten Forschern im Systemzusammenhang bekannt sind und die ein durchschnittlicher Zeitungsleser kaum kennt, haben also welweiten Einfluss beispielsweise auf die Treibhausgase in der Atmosphäre oder den Fischreichtum und die Artenvielfalt. Der Mensch greift nun immer stärker direkt oder indirekt (über die globale Erwärmung) in diese Prozesse ein und meistens nicht zum Guten. Ja letzlich nicht einmal zum Vorteil der Menschheit selbst – mindestens wenn man langerfristig denkt. Wie könnte man das ändern, was sollten wir bei unserem Einwirken auf die Umwelt und hier konkret beim Einwirken auf den Ozean, anders machen. Ich sehe zwei mögliche nachhaltige Herangehensweisen:
    1) ein gärtnerischer Ansatz in dem der Mensch bewusst in die Naturzusammenhänge (hier das System Ozean) eingreift, um das System, den Ozean zu pflegen und zu hegen.
    2) ein konservierender Ansatz, der den Einfluss des Menschens zurückfährt und der etwa nur noch Fischfarmen in klar ausgegliederten Meereszonen zulässt, den Wildfang und andere Einflüsse (inklusive der Verschmutzung und Düngung) aber tendenziell,auf Null reduziert.

    Beide Ansätze sind realisierbar. Der Ansatz 2) etwa könnte umgesetzt werden indem sich der Mensch in urbane Gebiete zurückzieht und Nahrung inklusive Fisch in Intensivkulturen hochzieht. Als Beispiel könnte hier Bangladesh dienen: würden alle Menschen so dicht zusammenleben wie in Bangladesh, hätten alle 7.8 Milliarden Erdbewohner auf dem Gebiet von China Platz. Der Rest des Planeten könnte dann als Naturreservat dienen – auch der grösste Teil des Oueans. Leider stösst dieser Ansatz selbst bei Grünen und Narurverbundenen auf wenig Gegenliebe. Ja die meisten Menschen bevorzugen eine Erde, die nach ihren Wünschen in einen Garten Eden umgestaltet wurde. Leider überschätzt sich hier der Mensch wohl: Er kann nicht alles unter seine Kontrolle bringen.

    • Sehr passend zusammengefasst, Herr Holzherr: Eine Gruppe an Pflanzen, die kaum jemand kennt, sind entscheidende Spieler im Kampf gegen den Klimawandel und das marine Artensterben. Ich stimme Ihnen zu, dass wir als Menschheit unser Verhalten massiv ändern müssen, was ja in Anfängen auch passiert, nur nicht schnell und massiv genug.
      Generell halte ich den von Ihnen zitierten „gärtnerischen Ansatz“ für den realisierbaren – denn die Menschheit zu verpflanzen und auf dichtem Raum zusammenleben zu lassen würde nur zu jeder Menge neuer Probleme führen, allen voran gewaltsame Auseinandersetzungen. Aber die Biome, in denen wir leben und von denen wir profitieren, zu hegen und zu pflegen war ja ursprünglich einmal der Ansatz der Menschen. Bis wir, als Art, uns über den Rest gestellt haben und meinten, alles andere ausbeuten zu dürfen.
      Wir müssen und können zurückfinden zum Hegen und Pflegen – und viele Ansätze des modernen Umweltschutzes gehen auch nicht mehr vom Erhalt dessen aus, was noch da ist (oder gar Wiederaufbau von Ökosystemen, die lang zerstört wurden), sondern vom Erhalt der Ökosystemfunktionen – also vom Erhalt der Schlüsselarten in einem Ökosystem, die dem System erlauben die wichtigsten Aufgaben im Kontext des Bioms auszuüben.
      Die alte Form des Umweltschutzes entspricht eher Ihrem „konservierenden Ansatz“, für den es vielerorts meiner Meinung nach zu spät ist.

  2. Wenn man durch Züchung oder Genveränderung auch widerstandsfähigeres Seegras züchten könnte, warum tut man das dann nicht. Für jeden Fußballplatz hat man spezielle Grassorten gezüchtet.

    • Das ist ein interessanter Vorschlag, nur leider nicht so leicht umzusetzen. Denn viele Seegräser vermehren sich eher langsam und erobern Flächen nicht innerhalb weniger Jahre sondern eher im Zeitraum von Jahrzehnten bis Jahrhunderten – so wie das Neptunsgras. Daher würde es für resistentere Varianten ggf. sehr lang dauern, bis sie nennenswerte Flächen bedecken würde. Zu lang, um akut zu helfen.
      Ein anderes Problem in dem Kontext ist, dass sich Seegras an vielen Standorten selbst die notwendigen Bedingungen zum Leben schafft. Ist eine Seegraswiese zerstört, kann sich in den meisten Fällen an dieser Stelle kein Seegras mehr ansiedeln. Denn sobald die Strömungsgeschwindigkeit nicht mehr durch Seegras gedämpft wird, steigt sie und ist vielerorts zu hoch für junge Seegrastriebe. Andererseits ist das Wasser oft zu trübe, wenn die Schwebteilchen nicht mehr vom Seegras eingefangen werden – dadurch bekommen die jungen Trieb nicht genug Licht für die Photosynthese. Beides widerspricht einer Aufforstung ehemaliger Seegrashabitate mit resistenteren Seegräsern.
      Meines Wissens nach arbeitet auch niemand an der beschleunigten Evolution von Seegras. Ich könnte mir vorstellen, dass das u.a. ein Finanzierungsproblem ist, denn im Gegensatz zu Korallen (an deren beschleunigter Evolution das Labor der kürzlich verstorbenen Ruth Gates nach wie vor arbeitet) ist Seegras nicht „sexy“, weshalb es schwieriger ist Gelder für die Forschung zu bekommen. Ein ewiges Problem wissenschaftlichen Arbeitens.
      Trotzdem wäre es ein interessanter Ansatz und könnte zumindest regional einige Seegrasbestände retten.

  3. In diesem Beitrag werden wichtige Fragen wie etwa die Wechselwirkungen Ozean und Klima angeschnitten. Seegraswiesen sollen effektive CO2-Senken sein, sind aber durch menschliche Einflüsse und den Klimawandel im Ozean (wärmeres Wasser, Versauerung?) gefährdet. Man liest dazu: Eine Seegraswiese nimmt mehr Kohlendioxid dauerhaft auf als ein gleich großer Regenwald. Allerdings wachsen Seegraswiesen nur bis in eine Tiefe von 40 Metern, womit die weltweite Fläche an Seegraswiesen wohl deutlich kleiner ist als die weltweite Regenwaldfläche. Das bedeutet dann auch einen entsprechend kleineren globalen Effekt als Kohlenstoffsenke wenn man alle Seegraswiesen mit allen (Regen-)Wäldern vergleicht.

    Es gib heute allerdings viele Vorschläge wie man den Ozean als Kohlenstoffsenke benutzen könnte, ja es gibt eine eigene Disziplin, die sich Ozean-Geoengineering oder englisch Marine Geoengineering nennt und wo wichtige Vorschläge etwa folgende sind:
    1) Mikroalgenkulturen auf dem offenen Meer betreiben und Algen schliesslich im tiefen Ozean sequestrieren
    2) Artificial Upwelling = “Pumprohre, welche Tiefenwasser an die Oberfläche bringen und damit das Oberflächenwasser “düngen” (mit Nährstoffen versehen)
    3) Fertilisation von Teilen des Ozeans mit Eisen, welches häufig ein knappes Element im Ozean ist.

    Es ist wohl vor allem die grosse Ausdehnung des Ozeans (2/3 der Erdoberfläche) welche solche Geoengineering-Massnahmen im Ozean attraktiv machen.

    Andererseits ist es wohl so, dass die heutigen menschlichen Einflüsse auf den Ozean genau das Gegenteil bewirken: Sie verringern die Fähigkeit des Ozeans Kohlenstoff aufznehmen anstatt sie zu vergrössern.

    Fazit: In diesem Bereich sollte tatsächlich noch stark geforscht werden, denn mit dem Klimawandel, der bereits stattfindet, wird irgendwann die Frage akut werden: “Wo gibt es Kohlenstoffsenken, die wir nutzen können, damit die Atmosphäre nicht auf tausende Jahre hinaus mit Treibhausgasen zugemüllt ist?”

  4. Gabriele Kerber
    Wir haben aus den Naturwäldern Kulturwälder gemacht. Der Grund war die wirtschaftliche Nutzung des Waldes. Und das hat Geld gebracht.
    Wenn man jetzt die Küstenzone der Meere, gemeint ist die unter Wasser, durch das Anpflanzen von sea wheat jeder Art und Seetang jeder Art wirtschaftlich nutzen würde, dann bekommt man Geld, das man dann teilweise zur Kultivierung und zum Schutz der Küsten einsetzen könnte. Die Berücksichtigung der Meeresströmungen vorausgesetzt. Seetang wird ja auch schon für Körperpflegemittel verwendet. Seien Sie mal Trendsetterin ! Ein gesundes Jahr 2019 !

  5. @ Gabriele Kerber (Zitat: “Generell halte ich den von Ihnen zitierten „gärtnerischen Ansatz“ für den realisierbaren – denn die Menschheit zu verpflanzen und auf dichtem Raum zusammenleben zu lassen würde nur zu jeder Menge neuer Probleme führen”)

    Die ganze Erde als Garten Eden zu verwalten, scheint mir Ausdruck einer übersteigerten Ambition, die nur scheitern kann. Sowohl der gärtnerische Ansatz als auch der Rückzug in die Stadt sollte von der Menschheit gleichzeitig verfolgt werden um zu einer besseren Zukunft zu kommen. Jedenfalls sollte es auch in Zukunft grosse, wilde, vom Menschen nicht kontrollierte Gebiete auf der Erde geben. Und dies zu realisieren ist ohne weiters möglich, zumal immer mehr Menschen weltweit in Städte ziehen (gemäss UNO werden im Jahr 2050 2/3 der Menschheit in Städten wohnen), womit sie dann leere Landschaften hinterlassen. Um die schon bald 10 Milliarden Menschen zu ernähren muss allerdings auch Land und Meer der Ernährung des Menschen dienen. Heutzutage gibt es nur wenige Meeresgebiete mit grossen Mengen an Fisch und Meergetier. Nämlich die Westküsten des amerikanischen und afrikanischen Kontinents, wo es starke Auftriebsströmungen gibt, welche nährstoffreiches Tiefenwasser an die Oberfläche bringen. Hier könnte der Mensch im offenen Ozean durchaus nachhelfen, indem er Wasser aus tieferen Ozeanschichten an die Oberfläche pumpt und damit Fischen und anderem Getier neue Nahrungsquellen verschafft. Doch es ist nicht nötig, dies für die gesamte Ozeanfläche zu machen. Um die menschlichen Bedürfnisse zu stillen, genügen wohl schon einige Millionen Quadratkilometer. Der Rest des Ozeans könnte verstärkt vom menschlichen Einfluss geräumt werden.

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