Eisinger, Michael:

Beiträge zu ökologischen und ökonomischen Aspekten der Korallentransplantation auf elektrochemisch erzeugte Substrate als Methode zur Rehabilitation degradierter Korallenriffe

Duisburg-Essen (2005), 166, [34] Bl.
Dissertation / Fach: Allgemeines, Sonstiges
ehem. Fakultät für Biologie und Geografie
Fakultät für Biologie » Aquatische Ökologie
Dissertation
Abstract:
Im Rahmen dieser Arbeit wurden sowohl ökologische als auch erstmalig ökonomische Aspekte einer neuartigen Rehabilitationsmethode untersucht. Grundlage dieser Methode ist die elektrochemische Erzeugung von „naturidentischen“ Riffsubstraten, auf die Korallen-fragmente ohne zusätzliche Fixierung transplantiert werden können. Die Untersuchungen wurden im Roten Meer am Nordende der Marsa Bareika innerhalb des ägyptischen Ras Mohammed Nationalparks durchgeführt. Das Riffgebiet ist gekennzeichnet durch eine degradierte Korallenriffgemeinschaft in Folge chronischen Sedimenteintrags durch benachbarte Sanddünen. Insgesamt wurden 21 Steinkorallen- und 3 Hydrokorallenarten hinsichtlich ihrer Eignung für Transplantationszwecke getestet. Die verwendeten Fragmente stammten ausschließlich von Korallenbruch, der durch Schiffs- bzw. Bootshavarien sowie durch Taucher und Schnorchler entstanden war. Die Fragmente waren dadurch teilweise stark traumatisiert. Eine Lebend-entnahme von Korallenkolonien aus natürlichen Beständen war aufgrund des Nationalpark-status des Untersuchungsgebietes nicht möglich. Die Versuche verfolgten zwei Ansätze: 1. ein gezielter Eignungstest von Steinkorallen für die Transplantation auf speziell für diese experimentellen Zwecke konzipierte Riffstrukturen (14 Stein- u. 2 Hydrokorallenarten; insgesamt 1216 Fragmente) 2. die Schaffung von vitalen Protoriffgemeinschaften unter Nutzung der Transplantations-technik auf Strukturen, die natürliche Riffelemente funktionell nachahmen (17 Stein- u. 2 Hydrokorallenarten; insgesamt 155 Fragmente) Nach einer Optimierung der Versuchsbedingungen wiesen die meisten Arten nach einem Jahr gute bis sehr gute Überlebensraten auf. Hydnophora exaesa und die beiden Hydrokorallen Millepora dichotoma und M. exaesa zeigten mit jeweils 100% die höchsten Werte, gefolgt von Porites nodifera (93,94%), A. digitifera (82,46%), A. eurystoma (81,82%), A. hemprichii (80,65%) und A. granulosa (72,41%). Von den beiden getesteten opportunistischen Pioniersiedlern erwies sich Pocillopora damicornis als ungeeignet für die Transplantation, während Stylophora pistillata selbst nach 2 Jahren sehr geringe Mortalitäten aufzeigte. Vier weitere Acropora-Arten zeigten reduzierte Überlebensraten, was einerseits auf die Weideaktivität durch die corallivore Schnecke Drupella cornus zurückzuführen ist (bei A. squarrosa und bei A. valida), anderseits auf suboptimale ökologischen Rahmenbedingungen für die betreffenden Arten (bei A. pharaonis und A. hyacinthus). Bestandsaufnahmen der Schnecke während der ersten Untersuchungsphase deuteten auf einen Populationsausbruch mit Fraßaggregationen von bis zu 70 Tieren pro Korallenkolonie hin. Darüber hinaus scheint D. cornus speziell von frisch erzeugten oder gestressten Fragmenten angelockt zu werden. Sämtliche Acroporiden zeigten auf einer anderen Struktur, die schwerer für die Schnecke zugänglich war, gute Resultate. Neben der Vitalität ist die Regenrationsfähigkeit der Fragmente ein weiterer entscheidender Faktor bei der Bewertung des Transplantationserfolges. In allen Fällen fand schon wenige Tage nach Transplantation ein Wundverschluss der offenen Bruchstelle durch Gewebsproliferation statt. Darüber hinaus bildeten sämtliche Milleporiden und Acroporiden eine Fußscheibe an ihrer Basis durch Umwachsen des Drahtgitters aus. Damit erfolgte nicht nur eine passive Verzementierung der Fragmente durch den fortschreitenden Akkretionsprozess, sondern auch eine aktive Verankerung durch das Fragment selbst. Dieser Prozess scheint durch die pH-Verschiebung im Grenzbereich der Kathode in Folge des elektrochemischen Prozess begünstigt zu werden. Stylophora pistillata, Hydnophora exaesa und Porites nodifera zeigten keine derartige Gewebsproliferation an ihren Basen. Die jährlichen axialen Wachstumsraten bewegten sich, soweit Vergleichdaten vorliegen, im Bereich der von andern Autoren erhobenen Werte für das nördliche Rote Meer. Der höchste Wert wurde für A. hemprichii ermittelt (21,81 mm), gefolgt von Millepora dichotoma mit einem Zuwachs von 12,83 mm, Acropora granulosa mit 9,31 mm und Stylophora pistillata mit 8,16 mm. Aufgrund des unterschiedlichen Gesundheitszustandes der Fragmente war die Streuung innerhalb der Arten sehr hoch, so dass fundierte statistische Aussagen meist nicht möglich waren. Dennoch deutet vieles darauf hin, dass auch das axiale Wachstum in der Anfangsphase durch die Bedingungen an der Kathode gefördert wird. Vor allem Porites nodifera zeigte in den ersten beiden Monaten ein signifikant höheres Breiten- und Längenwachstum, das in den Folgemonaten mit zunehmender Dicke der Mineralkruste abnahm. Eine Analyse des Wachstums in Korrelation zur eingesetzten Fragmentgröße ergab bei A. digitifera, A. eurystoma und A. hemprichii artspezifisches Muster. Damit können für spätere Transplantationsvorhaben gezielte Fragmentgrößen gewählt werden, die einen optimalen Zuwachs gewährleisten. Neben der aktiven Rehabilitation durch Transplantation von Korallenfragmenten wurde die Spontanansiedlung von Steinkorallenlarven über den Versuchszeitraum verfolgt. Dabei wurden für die Entwicklung einer Protoriffgemeinschaft charakteristische zeitliche Besiedlungsmuster dokumentiert. Nach einer anfänglichen Dominanz des r-Strategen Pocillopora damicornis folgten langlebigere Pioniersiedler wie verschiedene Acropora-Arten und schließlich massive Steinkorallenarten wie Faviiden und Poritiden. Nach 4 Jahren hatten sich insgesamt 425 Kolonien auf der großen Tetraeder-Struktur und 165 Kolonien auf einer der beiden experimentellen Strukturen angesiedelt (entspricht einer durchschnittlichen Besiedlungsdichte von ca. 20 Kolonien/m²). Die Ansiedlung fand in allen Fällen auch während der Bestromung der Strukturen statt. Die geringe Besiedlung von benachbarten Arealen im Riff zeigte, dass die Bereitstellung von geeignetem Siedlungsgrund die natürliche Erholung von degradierten Riffbeständen initiieren bzw. maßgeblich unterstützen kann. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die wirtschaftliche Rentabilität der vorgestellten Rehabilitationsmethode betrachtet. Den oft als Kritikpunkt angeführten hohen Kosten für die Transplantation von Korallen wurden die Wertverluste bei Schäden in touristisch genutzten Riffgebieten gegenüber gestellt. Eine Schätzung des ökonomischen Wertes der touristisch genutzten Riffe im Untersuchungsgebietes (jährlicher Nettowert von ca. 200 €/m² Riff) macht deutlich, dass sich selbst vermeintlich teure Rehabilitationsmethoden mittel- und langfristig rechnen und auch ökonomisch rechtfertigen lassen. Eine umfassende Kalkulation des Kostenaufwandes für die vorgestellte Transplantationsmethode ergab einen Wert von 161 € für die Erzeugung eines Quadratmeters Rehabilitationsmatrix mit Hilfe der Akkretions-technologie inklusive der Transplantation von 10 Korallenfragmenten/m². Geht man von einer Schädigung aus, deren Rückkehr zum ursprünglichen Zustand ca. 50 Jahre dauert, so steht diesen Kosten ein Gewinnverlust von 10.000 €/m² gegenüber. Geht man weiter davon aus, dass sich dieser Wert durch eine aktive Wiederaufforstung und damit eine Beschleunigung der Erholung auf die Hälfte reduzieren lässt, so steht die Rentabilität der Methode bei einem Einsatz von 161 €/m² außer Frage. Für 3 hypothetische Beispiele von Riffschädigungen wurde eine Kostenkalkulation für Rehabilitationsvorhaben durchgeführt, wobei je nach Art und Ausmaß der Schädigung die vorgestellte Methode sehr flexibel eingesetzt werden kann. Bei kleinen und mittleren mechanischen Riffschädigungen wären „Riffprothesen“ denkbar, die das Substrat stabilisieren und damit die Wiederbesiedlungen initiieren. Es konnte gezeigt werden, dass eine zusätzliche Transplantation von Korallen den Erholungsprozess deutlich beschleunigen kann. Bei größeren Schäden empfiehlt sich der Einsatz von „Trittsteinen“, die Ausgangspunkt für die Wiederbesiedlung des degradierten Riffareals sein können. Die Ergebnisse der Untersuchung wurden im Rahmen eines Handlungsprotokolls zusammengefasst und stehen als Entscheidungshilfe zur Auswahl geeigneter Rehabilitationsvorhaben zur Verfügung.

Dieser Eintrag ist freigegeben.