Der große Sedimentmangel: Warum Flüsse Küstenwetlands nicht retten können.

Ein Salzwiesen in Barnstable, Massachusetts, zeigt Anzeichen von Erosion und Überflutung, da der Meeresspiegel steigt (2. Dezember 2022). Credit: Erin Peck

Der Aufbau von Feuchtgebieten, die unter steigenden Ozeanen ertrinken, bleibt eine Herausforderung, aber Wissenschaftler sind nun einen Schritt näher daran, Lösungen zu identifizieren.

Im Zuge des Klimawandels haben große Staudammrückbau-Projekte als Lösung für den Verlust von Küstenfeuchtgebieten, die Überschwemmungen reduzieren, Wasser filtern und Lebensraum für die Tierwelt bieten, Aufmerksamkeit erregt. Aber in einem gerade veröffentlichten Artikel in Science kamen die Forscher zu dem Schluss, dass diese Strategie in den meisten Flüssen der USA nicht funktionieren wird.

Der Grund, so sagten sie, sei nicht genug Sediment. Von den fast 5.000 analysierten Flüssen konnten fast drei von vier nicht genug Sediment liefern, um den Anstieg des Meeresspiegels in ihren verbundenen Küstenregionen auszugleichen. Fast die Hälfte erreichte nicht einmal ein Zehntel der benötigten Sedimentmenge.

Dies ist die erste landesweite Studie, die untersucht, wie viel sedimentreiches Wassereinzugsgebiet von Flüssen in Küstengebiete abgelagert werden kann. Bisher konzentrierte sich die Forschung auf wenige sehr große Flüsse wie den Mississippi und steile Flüsse wie den Elwha in Washington, die nicht repräsentativ für die meisten anderen in den kontinentalen Vereinigten Staaten sind.

Nach Angaben der Forscher sind die meisten Wassereinzugsgebiete in den USA klein und nicht die Hauptquelle für die Sedimentablagerung in Feuchtgebieten. Es sind diese kleinen Flüsse, an denen sich die meisten Staudämme befinden.

Scott Ensign, Ph.D., Forschungswissenschaftler am Stroud Water Research Center, einer gemeinnützigen Organisation, die Süßwasserströme und -flüsse weltweit untersucht, leitete die Studie. Er sagte: „Der Elwha ist das Paradebeispiel für ein Staudammrückbauprojekt, das Küstenboden wiederherstellt, und das aus gutem Grund: Er hat eine enorme Menge an Sediment und Sand freigesetzt.

„Es ist jedoch so, dass die Flüsse an der Ost- und Golfküste weniger steil sind als an der Westküste und dass sie weniger Sediment haben, das potenziell die Feuchtgebiete erreichen könnte - Feuchtgebiete, die größer sind und mehr Sediment benötigen, um über den steigenden Meeresspiegel zu bleiben. Im Grunde genommen stimmen die Zahlen nicht überein.“

Christopher Craft, Ph.D., Professor an der University of Indiana, der sich auf Feuchtgebietsrenaturierung und Klimawandel spezialisiert hat, sagte: „Die umfassende und umfassende räumliche Analyse, die von den Autoren durchgeführt wurde, legt nahe, dass die Sedimentversorgung der meisten Küsteneinzugsgebiete nicht ausreicht, um die Tidefeuchtgebiete bei steigendem Meeresspiegel zu erhalten. Mit anderen Worten, Sediment wird sie nicht retten.“

Ensign und seine Co-Autoren Joanne Halls von der University of North Carolina Wilmington und Erin Peck von der University of Massachusetts verwendeten öffentlich zugängliche Daten des U.S. Geological Survey und der National Oceanic and Atmospheric Administration, um die Sedimentversorgung der Wassereinzugsgebiete zu Küstenniederungen mit der ArcGIS Pro-Technologie von Esri zu modellieren. Sie verglichen dann ihre Vorhersagen mit den bisher berichteten Veränderungsraten der Tidefeuchtgebiete in den USA.

„Im Großen und Ganzen kommt das Sediment, das die meisten Feuchtgebiete vor dem Ertrinken rettet, nicht von dem Fluss stromaufwärts. An vielen Orten an der Ostküste wird das Entfernen von Staudämmen nicht helfen. Wir müssen anderswo suchen“, erklärte Ensign.

James Pizzuto, Ph.D., Professor für geologische Wissenschaften mit Schwerpunkt Flusstechnologie an der University of Delaware, sagte, die Forscher hätten geschickt ein komplexes Problem angegangen. „Diese Ergebnisse und die durch die Kartierung der gesamten Küste der USA dokumentierten lokalen Variationen bieten wichtige Anleitung für Manager und Wissenschaftler, um zu dokumentieren, wo sich zukünftige Bemühungen auf andere Prozesse als Sedimenteinzugsgebiete konzentrieren sollten“, sagte er.

Solche Bemühungen könnten darin bestehen, Wege zu finden, um mehr mineralische Sedimente, Pflanzenmaterial und organischen Kohlenstoff in Feuchtgebieten zu halten, erklärte Donald F. Boesch, emeritierter Professor am University of Maryland Center for Environmental Science. Er sagte: „Das gilt sowohl für gebietsmäßig sedimentarme Feuchtgebiete als auch für Feuchtgebiete, in denen Sedimente zum Bau und zur Erhaltung von Feuchtgebieten mit hoher relativer Eustasie, wie dem Mississippi-Delta, umgeleitet werden.“

Künftige Studien sind erforderlich, um zu messen, wie viel Sediment hinter bestimmten Staudämmen gefangen ist und um seinen Effekt auf das Gezeitengebiet flussabwärts genau vorherzusagen.

Ensign sagte: „Im Allgemeinen ist die wichtigste Maßnahme zur Rettung von Gezeitengebieten das Zulassen einer Aufwanderung. An einigen Orten erfordert dies die Wiederherstellung der natürlichen Hydrologie und den Schutz niedrig gelegener Länder. Die direkte Anwendung von Sedimenten und anderen ingenieurtechnischen Ansätzen kann auch in sehr lokalen Maßstäben nützlich sein.“

Referenz: „Watershed sediment cannot offset sea level rise in most US tidal wetlands“ von Scott H. Ensign, Joanne N. Halls und Erin K. Peck, 7. Dezember 2023, Science. DOI: 10.1126/science.adj0513

Die Forschung wurde von der National Science Foundation finanziert.