Tidebeeinflusste Marschen in Zeiten des Klimawandels: Biodiversität, Ökosystemfunktionen und Management

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1 Tidebeeinflusste : Biodiversität, Ökosystemfunktionen und Management Universität Hamburg AG Angewandte Pflanzenökologie kai.jensen@uni-hamburg.de

2 Umfrage Biodiversität, Ökosystemfunktionen, Management Sind Sie dafür dass der afrikanische Elefant in freier Wildbahn erhalten wird? BIODIVERSITÄT!! dass der tropische Regenwald als globaler Klima Regulator erhalten wird? ÖKOSYSTEMFUNKTIONEN!! dass sich Afrika ökonomisch so entwickeln kann, dass Hunger und Armut überwunden werden? MANAGEMENT!!

3 Tidebeeinflusste : Biodiversität, Ökosystemfunktionen und Management Universität Hamburg AG Angewandte Pflanzenökologie kai.jensen@uni-hamburg.de

4 Einleitung Deich Vorland: Tidebeeinflusste Marschen Standortbedingungen und Zonierung Salinität: 0 bis 34 psu Süßwasser, Brackwasser und Salz Marschen Höhe: 1.5 to +1.5 m MThw Pionierzone, Untere und Obere Marsch Salzmarsch Brackwasser Marsch Obere Marsch Untere Marsch Pionierzone Süßwasser Marsch

5 Einleitung Untersuchungsgebiet Gradienten Vorkommen endemischer Pflanzen Tide Amplitude

6 Einleitung Untersuchungsgebiet Management Tide Amplitude Annual Mean Water Level [cm above PN] [%] Keine Beweidung Extensive Beweidung Intensive Beweidung mht; Cuxhaven mht; Hamburg MTNW_Cux MTNW_HH MTHW_Cux mlt; Cuxhaven mlt; Hamburg

7 Fragen Tidebeeinflusste Marschen im Klimawandel Biodiversität und Ökosystemfunktionen Wie beeinflusst eine Erhöhung der Temperatur Biomasseproduktion und Biodiversität? Wie wirkt sich eine Erhöhung des Meeresspiegels auf tidebeeinflusste Marschen aus? Welche Auswirkungen hätte eine Erhöhung der Salinität im Inneren des Elbe Ästuars auf die vorkommenden endemischen Arten? Management Vision Wie lassen sich Biodiversität, Ökosystemfunktionen und Nutzungsansprüche in Zeiten des Klimawandels vereinbaren? M. Stock

8 Temperatur Süßwasser Marschen Methode Samenbank Proben aus Süßwasser Marschen Mesokosmen mit zwei Temperaturen (erhöht vs nicht erhöht) Biomasse und Artenvielfalt Baldwin, Jensen & Schönfeldt (in Vorb.)

9 Temperatur Biomasse und Artenvielfalt Ergebnisse Biomasse und Artenvielfalt steigen von Nord nach Süd Biomasse steigt bei erhöhter Temperatur Artenvielfalt sinkt bei erhöhter Temperatur Biomass (g/tray) (a) Europe Ambient Elevated North Middle South (b) North America North Middle South (c) (d) 20 Species richness (#/tray) Baldwin, Jensen & Schönfeldt (in Vorb.) 0 North Middle South Latitude North Middle South 0

10 Temperatur Biomasse und Artenvielfalt Ergebnisse Biomasse und Artenvielfalt steigen von Nord nach Süd Biomasse steigt bei erhöhter Temperatur Artenvielfalt sinkt bei erhöhter Temperatur Biomass (g/tray) Species richness (#/tray) (a) (c) Europe Ambient Elevated North Middle South 10 und Artenvielfalt verringern North America North Middle South Erhöhung der Temperatur könnte Biomasseproduktion steigern (b) (d) Baldwin, Jensen & Schönfeldt (in Vorb.) 0 North Middle South Latitude North Middle South 0

11 SLR I Salz Marschen und Meeresspiegelanstieg Methode I 137 Cs Datierung von 16 Bodenkernen Akkretion [cm/yr] Wattenmeer Küste Niederlande und SH Beweidet vs unbeweidet und deichnah vs wattnah MThw Linie MThw Linie Heute Deich MThw Zukunft Flächenverlust Marschen Deich MThw Schröder 2007, verändert

12 SLR I Salz Marschen und Meeresspiegelanstieg DENMARK 1 2 Sönke Nissen Koog North Sea Hamburger Hallig Schleswig Holstein Dieksanderkoog Hamburg Noordfriesland Buitendijks Lower Saxony GERMANY THE NETHERLANDS Source: LKN

13 SLR I Salz Marschen und Meeresspiegelanstieg 137 Cs Aktivität [Bq/kg] Lagerungsdichte [g/cm³] Org. Substanz [%] Korngrößenverteilung [%] Tiefe [cm] Nolte, Müller et al. (in prep)

14 SLR I Salz Marschen und Meeresspiegelanstieg Ergebnisse I Lagerungsdichte: beweidet > unbeweidet Akkretion: wattnah > deichnah Akkretion: oft höher als SLR SLR? Nolte, Müller et al. (in prep.)

15 SLR II Salz Marschen und Meeresspiegelanstieg Methode II Nivellierung von >400 Flächen (je 1 m²) an Nordseeküste SH 1988/90 vs 2009 Surface Elevation Change (SEC; [cm/yr]) Einflussfaktoren: Lage, Höhe, Management, Mikrotopographie, Vegetationshöhe und Deckung, Lage zu MThw Regression tree analysis

16 SLR II Salz Marschen und Meeresspiegelanstieg Ergebnisse II SEC abhängig von Höhe, Lage/Exposition und Beweidung 86 % der Flächen mit positivem SEC 50 % der Flächen mit SEC von > 0,6 cm/yr Höhe Lage/Exposition Beweidung low 0,67 high exposed sheltered exposed sheltered 1,17 0,48 no 0,58 1,69 yes 0,17 0,63 1,47 x x x x 2,22 yes 0,45 Meeresspiegelanstieg wird aktuell (und vermutlich auch in näherer Zukunft) durch Sedimentation kompensiert x x 0,79 x x no Suchrow et al. (2012.)

17 Salinität Süßwasser Marschen: Endemiten der Elbe Methode Modellierung Salinität bei SLR und Oberwassermenge (Szenarien; BAW) Reaktion Elb Endemiten auf Salinität GIS Quantifizierung Lebensraum Oenanthe an der Elbe Deschampsia wibeliana Oenanthe conioides nach 1950 nachgewiesen nach 1950 nicht mehr nachgewiesen Status quo Winkel 2011, BAW

18 Salinität Elb Endemiten und Salinität Beispiel Potenziell durch SWF besiedelbare Fläche; Elbe km 660 bis 670 Salinität aktuell 0,3 1,1 psu (MW 0,7 psu) Prognose: max +0,3 psu Salinität Zukunft 0,6 1,4 psu (MW 1,0 psu) Habitatwert IST: 90% Habitatwert Zukunft: 80% Wert der Fläche als potenzieller Lebensraum für SWF Jensen et al. (2012)

19 Salinität Elb Endemiten und Salinität Vorkommensbereich der Elb Endemiten wird durch Erhöhung der Salinität (stark) eingeschränkt Szenario 1_350; Linearer Zusammenhang Salinität und Wertverlust; Salinität nach BAW (2006a) Jensen et al. (2012)

20 Antworten Tidebeeinflusste Marschen im Klimawandel Biodiversität und Ökosystemfunktionen Erhöhung der Temperatur kann Biomasseproduktion erhöhen und Biodiversität verringern Erhöhung des Meeresspiegels wird in tidebeeinflussten Marschen der Nordseeküste und der Ästuare meist durch Sedimentation kompensiert Erhöhung der Salinität im Inneren des Elbe Ästuars engt Lebensraum der vorkommenden endemischen Arten ein Management Vision Wie lassen sich Biodiversität und Ökosystemfunktionen von tidebeeinflussten entwickeln? M. Stock

21 Vision Fluktuierende Polder: Beispiel Elbe Ästuar Rückdeichungen Zeitlich begrenzt (z.b. 100 Jahre) km² Sedimentations raum Biodiversität Anschließende Nutzung (z.b. 200 Jahre)

22 Antworten Tidebeeinflusste Marschen im Klimawandel Biodiversität und Ökosystemfunktionen Erhöhung der Temperatur kann Biomasseproduktion erhöhen und Biodiversität verringern Erhöhung des Meeresspiegels wird in tidebeeinflussten Marschen der Nordseeküste und der Ästuare meist durch Sedimentation kompensiert Erhöhung der Salinität im Inneren des Elbe Ästuars engt Lebensraum der vorkommenden endemischen Arten ein Management Vision Fluktuierende Polder verbessern Hochwasservorsorge, schaffen Sedimentationsräume und helfen die Biodiversität zu erhalten M. Stock

23 Vielen Dank Gesine Engels Sigrid Suchrow Frauke Müller Christian Butzeck Marissa Schönfeldt Andrew Baldwin University of Maryland