Hintergrund

Biogene Riffe, wie beispielsweise Austernriffe, sind in der Kohlenstoff-Forschung bisher wenig berücksichtigte Lebensräume. Ihre Rolle bei der Kohlenstoffbindung ist unklar. Zum einen werden biogene Riffe aus respirierenden Organismen gebildet: bei der Atmung und Schalenbildung wird CO2 freigesetzt. Zum anderen bremsen allerdings ihre rauen Strukturen die Strömung ab, wodurch sich feine kohlenstoffhaltige Schwebstoffe in den Riffen absetzen können. Sie agieren als sogenannte Sedimentfallen. Die vielen verschiedenen komplexen Prozesse in den biogenen Riffen führen demzufolge teilweise zur Freisetzung und zur Ablagerung von Kohlenstoff. Nur quantifizierende Untersuchungen mit einer anschließenden Bilanzierung können Aufschluss darüber geben, ob die Austernriffe eine Kohlenstoffsenke oder -quelle sind. 

Das Projekt DEFINE 2 hat das Kohlenstoffspeicherpotenzial von Austernriffen in der Gezeitenzone untersucht. Dabei zeigten erste Erkenntnisse, dass durch die Gezeitenströme die Sedimentfallen-Funktion in den Riffen nicht ausgeprägt ist. Während sich mit der Ebbe die kohlenstoffhaltigen Schwebstoffe zwar absetzen können, sind die Strömungen während der Flut so stark, dass sie wieder aufgebwirbelt und weiter transportiert werden.

Das Nachfolgeprojekt DEFINE 3 untersucht nun das Kohlenstoffspeicherpotenzial subtidaler Riffe, die permanent vom Wasser bedeckt sind. Hier wird vermutet, dass die Sedimentfallen-Funktion durch fehlende Gezeitenströme stark ausgeprägt ist und die subtidalen Riffe eine Netto-Kohlenstoffsenke sind. Allerdings fehlen bisher praxiserprobte Methoden und Beprobungsprotokolle zur gezielten Erforschung und Bewertung der Rolle biogenerRiffe bei der Kohlenstoffbindung und -speicherung. Diese werden im Rahmen von DEFINE 3 erarbeitet.

Projekt

DEFINE 3 unternimmt Feldversuche und Analysen zur Methodenentwicklung für die Erstellung einer Kohlenstoffbilanz für subtidale Austernriffe in der deutschen Nordsee. Die Projektinhalte gliedern sich in drei Arbeitspakete:

• Quantifizierung der Kohlenstoffflüsse und der Netto-Kohlenstoffbindung für die Europäische Auster Ostrea edulis durch Feldexperimente mit subtidalen Riffmodellen.
• Identifizierung von Parametern und Prozessen zur Kohlenstoffbindung in Austernriffen und Bewertung der langfristigen Stabilität des im Sediment gebundenen Kohlenstoffs.
• Entwicklung standardisierter Protokolle zur Bewertung der Kohlenstoffbindung und -speicherung für subtidale Austernriff-Lebensräume.

In einem experimentellen Aufbau aus verschiedenen Käfigen, die vor Helgoland mit Austern ausgebracht werden, sollen die verschiedenen Kohlenstoffflüsse gemessen werden. Geschlossene Käfige werden Hinweise auf die isolierten Prozesse im Zusammenhang mit Austern und der Riffstruktur geben. Käfige mit offenem Boden hingegen untersuchen den Einfluss von Prozessen, die im Sediment unter der Rifffläche ablaufen. Die hoch aufgelösten Daten, die über verschiedene Treatments und Jahreszeiten hinweg repliziert werden, liefern feldbasierte, statistisch robuste Belege dafür, wie subtidale Ostrea edulis Riffe die Kohlenstoffzufuhr, -speicherung und -umwandlung am Meeresboden beeinflussen. Die Methoden werden dann in einem standardisierten Protokoll zusammengetragen.

Ausblick

Austernriffe sind ökologisch relevante Lebensräume, die neben Vorteilen für das Klima auch eine Steigerung der Biodiversität ermöglichen. Die nationale Klimastrategie Deutschlands und das Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz (ANK) legen den Schwerpunkt auf die Förderung natürlicher Kohlenstoffsenken. Bislang sind allerdings die Kohlenstoffspeicherpotenziale wichtiger mariner Ökosysteme, wie biogener Riffe, weitgehend unbekannt. Die EU-Biodiversitätsstrategie 2030 und die EU-Wiederherstellungsverordnung fordern eine großflächige Wiederherstellung degradierter Ökosysteme, darunter auch von Riffhabitaten z. B. der heimischen Auster Ostrea edulis. Begleitend zur weiteren Wiederherstellung von Austernriffen in der Nordsee entwickelt DEFINE 3 Instrumente zur Messung und Bewertung der Rolle dieser Riffe im lokalen Kohlenstoffkreislauf. Dies bietet großes Potenzial, um Klimaschutz und Biodiversitätsschutz konsequent zu verbinden.