Die Zukunft von Riffen: ein Modell gibt Auskunft

Um diese zentrale Frage anzugehen, entwickelten Ökologen des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenökologie (ZMT) in Bremen ein Simulationsmodell: es lässt ein virtuelles Riff unter dem Einfluss einiger der häufigsten Störfaktoren wachsen – mit überraschenden Ergebnissen!

Der Simulation standen echte Riffe aus Sansibar mit ihren häufigsten Korallen- und Algenarten Modell. Dort säumen sie große Teile der Küste und bieten dem wachsenden Tourismus beliebte Tauchreviere. Allerdings leiden die empfindlichen Riffökosysteme deutlich unter dem Eingriff des Menschen. Ankernde Touristenschiffe schlagen große Breschen ins Riffdach. Der steigenden Nachfrage nach frischem Fisch kommt die einheimische Bevölkerung mit zerstörerischen Fangmethoden nach. Gefischt wird oft mit großen Schleppnetzen oder sogar Dynamit. Als Zementersatz für den Hausbau wird Korallenmaterial abgetragen.

Im Modell können die Bremer Forscher virtuelle Riffe solchen Störungen aussetzen und untersuchen, wie sie sich über Zeiträume von vielen Jahrzehnten unter dem Druck entwickeln. „Die Simulation soll eine Grundlage für Entscheidungen im Küstenmanagement bieten“ erklärt Andreas Kubicek, der das Modell im Rahmen seiner Doktorarbeit entwickelte. „Man kann die Störeinflüsse wählen und verfolgen, wie einige Korallenarten aussterben, andere sich ausbreiten, oder irgendwann Algen die Oberhand im Riff gewinnen.“ Ein umfangreicher Datensatz zu Wachstum, Vermehrung und Interaktion zwischen den Rifforganismen, der weltweit an Riffen erhoben wurde, floss in die Programmentwicklung mit ein.

Anhand eines besonderen Ereignisses stellten die Forscher ihr Riffmodell auf den Prüfstand. 1998 schlug das Klimaphänomen El Niño weltweit mit außergewöhnlicher Härte zu. Um Sansibar erwärmte sich das Meerwasser von durchschnittlich 27 °C auf maximal 32 °C. Als Folge blichen viele Korallen und die Korallenbedeckung sank in einigen Riffen von 60 % auf nur 20 %. Zehn Jahre lang dokumentierten danach Mitarbeiter des Institute of Marine Sciences auf Sansibar, einem Forschungspartner des ZMT, die Riffentwicklung. „Wir ließen eine entsprechend starke Korallenbleiche auf unser virtuelles Riff einwirken“, berichtet Hauke Reuter von der Abteilung ökologische Modellierung am ZMT. „Gespannt konnten wir dann verfolgen, wie sich im simulierten Riff genau die gleichen Prozesse abspielten“.

In der Simulation konnten die Forscher auch beobachten, dass sich bei einem ungestörten Riff resistentere Arten wie massive Korallen durchsetzen und Artenvielfalt auf lange Sicht verloren geht. Studien am Großen Barriereriff bestätigten dies kürzlich. Besonders überraschte die Modellierer aber, dass ein gestörtes Riff sich unter günstigen Bedingungen erstaunlich schnell erholen konnte – bis zu einem gewissen Punkt. „Zur Zeit finden Korallenbleichen alle 10 bis 12 Jahre statt“, meint Hauke Reuter. „Forscher prognostizieren aber für die Zukunft, dass aufgrund des Klimawandels alle 4 bis 5 Jahre mit Bleichen zu rechnen ist. Unserem Modell zufolge hält das kein Riff aus.“

Angepasst an Laien präsentiert das ZMT hier eine vereinfachte Version des Modells. Sie können die Störfaktoren selber auswählen und beobachten, wie sich das Riff entwickelt: http://www.zmt-bremen.de/Das_Riffmodell.html

Publikation:
Kubicek, A., Muhando, C., Reuter, H. (2012) Simulations of long-term community dynamics in coral reef – How perturbations shape trajectories. PLOS Computational Biology, 8(11). DOI: 10.1371/journal.pcbi.1002791.

Weitere Informationen:

Dr. Andreas Kubicek
Tel: 0421 / 23800-158
andreas.kubicek@zmt-bremen.de

Dr. Hauke Reuter
Tel: 0421 / 23800-58
hauke.reuter@zmt-bremen.de