Das australische Great Barrier Reef erstreckt sich über mehrere hunderttausend Quadratkilometer und umfasst ein lebendiges Ökosystem aus farbenfrohen Korallen und einem riesigen Meereslebewesen.

Aber eine aktuelle Studie hat das gefunden 30 Prozent von seinen Korallen starben während einer neunmonatigen Hitzewelle von März bis November 2016.

Diese Entdeckung unterstreicht die anhaltende Bedrohung für Korallenriffe auf der ganzen Welt. In der Vergangenheit 30 Jahre allein, vorbei 50 Prozent von den Korallenriffen der Welt sind gestorben.

Wärmende Gewässer, Verschmutzung und Überfischung sind nur einige der vielen Faktoren, die diese einzigartigen Ökosysteme beeinflussen.  

Glücklicherweise haben viele Forscher, Ökologen und Aktivisten aus der ganzen Welt ihre Ressourcen genutzt, um diese lebenswichtigen Strukturen zu erhalten und wiederherzustellen.

Die Bedeutung von Korallenriffen

Korallenriffe bedecken weniger als ein Prozent des Meeresbodens, aber sie gelten seit langem als eines der wertvollsten Ökosysteme der Erde.

Diese wichtigen Strukturen unterstützen mehr Arten pro Einheit als jede andere existierende Meeresumwelt, einschließlich eines Viertels der weltweiten Fische und 30 Prozent der gesamten Artenvielfalt der Meere. Arten wie Korallen, Muscheln, Hummer, Seepferdchen, Schwämme und Meeresschildkröten sind nur einige der vielen Lebewesen, die zum Überleben auf Korallenriffe angewiesen sind.

Aber nicht nur marine Arten sind für ihren Lebensunterhalt auf Korallenriffe angewiesen.

Ungefähr 500 Million Leute weltweit verlassen sich auf Korallenriffe für Nahrung und Einkommen, mit 30 Million Leuten fast völlig abhängig von Riffen, entsprechend den US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Korallenriffe bieten Küstengemeinden Einkommen durch Fischerei, Erholung und Tourismus und dienen jährlich Millionen von Menschen als wichtige Nahrungsquelle und Küstenschutz.

Darüber hinaus tragen Korallenriffe jedes Jahr Milliarden von Dollar zur Weltwirtschaft bei.

Es ist daher nicht verwunderlich, dass ihre anhaltende Degradierung erhebliche ökologische, ökonomische und kulturelle Auswirkungen auf Menschen und Orte auf der ganzen Welt haben wird.

"Die Lebensgrundlage vieler Menschen hängt stark von Fischerei, Tourismus und Küstenschutz ab, die alle von gesunden Korallenriffen bereitgestellt werden", sagte Aric Bickel, Projekt - und Werkstattleiter bei SECORE International, eine führende Organisation für den Schutz und die Restaurierung von Korallenriffen. "Wenn wir die wichtigen ökologischen und ökonomischen Dienste, die Korallenriffe bieten, behalten wollen, müssen wir die Riffe schützen und wiederherstellen."

Leider sind Korallenriffe ständigen Bedrohungen und Verlusten ausgesetzt.

Wissenschaftler projizieren, dass bei der derzeitigen Degradationsrate, 90 Prozent Von allen Korallenriffen wird 2030 stark bedroht sein.  

Was bringt Korallenriffe um?

Korallenriffe werden zunehmend durch steigende Meerestemperaturen, Verschmutzung, invasive Fischerei, unvorsichtigen Tourismus und Naturereignisse belastet.

Laut der NOAA sind die drei wichtigsten Bedrohungen für Korallenriffe - Klimawandel, nicht nachhaltige Fischerei und Verschmutzung auf dem Land - jedoch auf menschliche Aktivitäten zurückzuführen.

Von diesen dreien stammt vielleicht die größte Bedrohung für Korallenriffe steigende Meerestemperaturen.

Obwohl Korallenriffe Tausenden von Kreaturen Nahrung, Unterkunft und andere Ressourcen bieten können, sind sie doch recht empfindliche Strukturen, besonders wenn es um Hitze geht.

Damit sich ein Riffsystem bildet, heftet sich Korallenlarven zuerst an Küstengestein oder Boden. Die Larven wachsen dann zu Korallenpolypen oder winzigen Tieren, die Kalziumkarbonat ausscheiden, um ein Exoskelett zu bauen.

Während dieser Zeit entwickeln Korallenpolypen eine symbiotische Beziehung mit Algen, die ihnen hilft zu wachsen. Während sie wachsen, scheiden sie mehr Kalziumkarbonat aus, so dass sich immer mehr Korallenpolypen an der Oberfläche festsetzen und schließlich ein Korallenriff entsteht.

Wenn jedoch Wasser in der Nähe eines Riffs überhitzt wird, beginnen die Korallenalgen Giftstoffe zu produzieren und die Korallen vertreiben sie aus ihrem Gewebe zur Selbstverteidigung. Bekannt als Korallenbleichen, dieser Prozess macht die Korallen zu einem geisterhaften Weiß, das sie gestresst und anfällig für Hunger oder Krankheit macht.

"Wenn Korallen gestresst sind, ist eines der ersten Dinge, dass sie die Fortpflanzung stoppen. Sie haben einfach nicht die Energie, all diese Gameten, Eier und Spermien zu produzieren, weil sie versuchen zu überleben ", sagte Bickel.

Aber ein Bleichereignis bedeutet nicht notwendigerweise, dass ein Korallenriff stirbt. Wenn die Wassertemperatur schnell genug absinkt, können Korallen sich selbst heilen, indem sie neue Algen anbauen.

Leider ist diese Gelegenheit für viele Riffe nie gegeben.

Aufgrund der zunehmend warmen Ozeane sind Korallenbleiche entstanden fünfmal häufiger weltweit als sie vor nur 40 Jahren waren.

Auswirkungen des Klimawandels

Weltweit hat sich der Ozean in den vergangenen 1.6 Jahren um etwa 100 Grad Fahrenheit erwärmt, so die NOAA.

Von 2014 bis 2017 führten zudem steigende Meerestemperaturen durch ein El Niño - Wettermuster zu am längsten, am weitesten verbreitet und am schädlichsten Bleichereignis bis heute.

Die Veranstaltung war so schlimm, dass Wissenschaftler in 2016 berichteten, dass 93 Prozent des Great Barrier Reef gebleicht werden.

Seitdem wurden im Pazifik, im Indischen Ozean, in der Karibik, in Australien, Hawaii und Florida Keys Massenbleiche dokumentiert - eine Realität, die ernsthafte Auswirkungen auf den Planeten hat.

Die Korallenbleiche kann nicht nur die vielen Arten schädigen, die auf Riffe angewiesen sind, um Nahrung und Unterkunft zu finden, sondern auch das Wachstum der Riffe verlangsamen, ein Problem, das die Küstengemeinden stark treffen wird.

Laut einem neuen Studie Von der University of Exeter im Vereinigten Königreich hat das Bleichen in der Karibik und im Indischen Ozean das Korallenwachstum so stark beeinflusst, dass viele Riffe bald nicht mehr mit dem steigenden Meeresspiegel Schritt halten können.

Dies ist unter anderem für Küstengemeinden problematisch, da Korallenriffe oft eine natürliche Barriere gegen Erosion und Überflutung darstellen.

"Die durchschnittliche Wachstumsrate der Riffe in den Regionen des Indischen Ozeans und der Karibik liegt derzeit bei etwa 2 mm pro Jahr, aber die Projektionen eines sogar bescheidenen Meeresspiegelanstiegs liegen im Durchschnitt bei 6 mm pro Jahr", sagte Chris Perry, Professor für physikalische Geographie an der Universität von Exeter.

"Infolgedessen gibt es eine zunehmende Divergenz zwischen den beiden und dies wird beginnen, die Fähigkeit der Riffe, die Küstenwellenexposition zu begrenzen, zu verringern - mit offensichtlich zunehmenden Bedrohungen für Küstengemeinden durch Küstenerosion und Überschwemmungen", fuhr er fort.

Wenn keine dringenden Maßnahmen zur Beschleunigung der CO2-Emissionen durch 2100 eingeleitet werden, befürchtet Perry, dass die Überschwemmung der Riffe die Küstengemeinden erheblich bedroht.

"Im Wesentlichen ist eine Kombination von beiden globalen (politischen) Maßnahmen für CO2-Emissionen erforderlich - dies ist wichtig, weil es zur Erwärmung beiträgt, die Riffe durch Bleichereignisse beeinflussen kann, und weil es die Meeresspiegelanstiegs-Seite des Problems antreibt, und Wir müssen lokale Maßnahmen sehen, um Riffe zu schützen und die Auswirkungen lokaler Stressfaktoren wie schlechte Wasserqualität (aus Abwasser etc.) zu reduzieren ", sagte er.

Was kann getan werden, um Korallen zu retten?

Mit dem Schweregrad der Korallenriff-Degradation an vorderster Front vieler wissenschaftlicher Köpfe wurden zahlreiche Ansätze zur Korallen-Wiederherstellung verfolgt.

Großflächiger Restaurierungsansatz

Eine Methode, die in den letzten Jahren an Popularität gewonnen hat, hat mit der sexuelle Fortpflanzungsfähigkeiten von Korallenriffen.

In Zusammenarbeit mit einem Netzwerk internationaler Forscher hat SECORE eine sexuelle Wiederherstellung entwickelt "Aussaat"Ansatz, der für große Anstrengungen genutzt werden könnte.

Die Idee hinter diesem Ansatz ist, riesige Mengen an Korallenlarven während eines Laichzeitraums zu sammeln und sie an speziell entworfenen "Tetrapoden" -Substraten anzubringen, die sich zwischen den Riffen spalten können.  

Sobald die Larven zu ersten Korallenpolypen werden, können die Forscher die Substrate von Booten auf degradierte Riffe fallen lassen, so wie Bauern Samen auf einem Feld verstreuen.

"Indem wir Substrate entwerfen (wir nennen sie Säeinheiten), die sich selbst absetzen und aus einem Boot oder durch andere Methoden ausgesät werden können (ähnlich wie ein Bauer Samen sät), können wir viel von der benötigten menschlichen Arbeit eliminieren und die Menge reduzieren Endkosten für jede ausgepflanzte Koralle ", sagte Bickel.

Im Vergleich zu manuellen Wiederherstellungsbemühungen, die von Seetauchern durchgeführt werden, die mehrere hundert bis einige tausend Personenstunden benötigen, könnte diese Methode in weniger als 50-Personenstunden erreicht werden, was 90-Prozent effizienter zur Wiederherstellung von Riffen macht.

"Wenn wir wollen, dass die Wiederherstellung eine wichtigere Rolle beim Schutz der Korallenriffe spielt, müssen wir in neue Richtungen denken", sagte Bickel. "Unser Aussaat-Ansatz ist ein wichtiger Schritt, um dieses Ziel zu erreichen, denn so können viele Korallen in sehr kurzer Zeit und zu wesentlich geringeren Kosten gehandhabt werden."

Darüber hinaus ermöglicht dieser Aussaatprozess den Forschern, die genetische Vielfalt zu fördern, die notwendig ist, um künftige Riffe auf steigende Meerestemperaturen vorzubereiten, erklärte er.

Bisher wurde die Forschung an Riffen in Curaçao, Mexiko, den Bahamas, Guam, den amerikanischen Jungferninseln und den Philippinen getestet.

SECORE ist eine Partnerschaft mit der California Academy of Sciences und dem Naturschutz um seine Ziele zu erreichen, eine Million Korallen von 2021 zu produzieren, als Teil ihres Ziels mit Das globale korallene Wiederherstellungsprojekt.

Ein "gemischter" Wiederherstellungsansatz

Während Bickel erklärte, dass der Aussaat-Ansatz auf globaler Ebene initiiert werden könne, betonte er, dass es keine "Wunderwaffe" für die Wiederherstellung von Korallenriffen gebe.

Mit anderen Worten, alle Riffe sind unterschiedlich, so dass nicht alle Riffe die gleichen Wiederherstellungsmethoden benötigen - einige benötigen eine Mischung aus Wiederherstellungsansätzen, andere nicht.

Aufbauend auf dieser Idee haben Forscher der University of California Santa Barbara gearbeitet befürwortet die Integration von einzigartigen natürlichen Prozessen und ökologischen Kräften, um die Restaurierungsbemühungen voranzutreiben.

Inspiriert von einem Treffen von Restaurationsexperten aus der ganzen Karibik, angeführt von der Florida Kommission für die Erhaltung von Fischen und Wildtieren, skizzierten die Forscher ein wissenschaftlicher Rahmen zur Verbesserung der Restaurierung durch jahrzehntelange Erforschung der Korallenriffökologie.

Sie schlugen schließlich vor, dass Wissenschaftler die spezifischen kontextabhängigen ökologischen Qualitäten der Riffe untersuchen sollten, mit denen sie arbeiten, um effiziente und angemessene Wiederherstellungspraktiken durchzuführen.

"In Anerkennung der Tatsache, dass ökologische Prozesse eine wichtige, aber unterschätzte Rolle bei der Wiederherstellung von Korallen spielen, ist der von uns vorgeschlagene Rahmen eine Kombination aus Input, Umfrageergebnissen und daraus gezogenen Lehren." Mark Ladd, ein Doktorand an der UC Santa Barbara, der die Forschung leitete.

Die Forscher stellten fest, dass Restauratoren Faktoren wie die Dichte, Diversität und Identität von transplantierten Korallen sowie die Standortwahl und das Transplantationsdesign kontrollieren können, um positive Feedbackprozesse wiederherzustellen.

"Es ist wichtig, dass wir die wichtigen Prozesse, die Korallenriffgemeinschaften prägen, genau kennen, um positive Prozesse effektiv einbeziehen und fördern oder negative Prozesse reduzieren zu können, um die Wiederherstellung von Korallen erfolgreicher zu gestalten", sagte Ladd.

Diese Forschung festigt die Bedeutung des Verständnisses der Funktionen und Praktiken jedes einzelnen Korallenriff-Ökosystems, bevor eine Restaurierung unternommen wird.

Lokaler Ansatz

Viele Forschungsteams haben auch kleinere, lokalere Anstrengungen unternommen, um Korallenriffen zu helfen.

Zum Beispiel, ein kürzlich berichten von der Duke University zeigte, dass lokale Bemühungen, wie der Schutz der Korallenriffe vor Fressfeinden, die Widerstandsfähigkeit der Korallen gegenüber dem Bleichen erheblich steigern können.

In dieser Studie konzentrierten sich die Forscher auf die in den Florida Keys gefundenen Gehirnkorallen, von denen bekannt ist, dass sie sehr anfällig für die Verdrängung durch Schnecken sind.

In 2014 gingen die Forscher während eines dreimonatigen Anstiegs der Meerestemperaturen zu den Keys hinunter und entfernten Schnecken von einigen Stellen im Gehirnkorallen. Ihre Idee war, zu sehen, ob die Entfernung von Räubern Korallen helfen könnte, sich von wärmeren Temperaturen zu erholen und sie zu regenerieren, und daher das Bleichen zu verringern.

Und es hat funktioniert.

Als die Forscher nach Abkühlung der Wassertemperaturen zu den Riffen zurückkehrten, stellten sie fest, dass die Korallen mit weniger Schnecken nur 50 prozentbleichten, während die Korallen mit einer hohen Schneckendichte fast 100 prozentual bleichen.

"Unsere Ergebnisse legen nahe, dass lokale Erhaltungsbemühungen eine wichtige Rolle bei der Erhaltung von Korallenriffen spielen können, zusätzlich zu großen globalen Bemühungen, den Klimawandel zu mildern oder zu stoppen", sagte Elizabeth Rasierer, ein 2018 Doktorand der Duke's Nicholas School of the Environment, Wer ist jetzt ein Wissenschaftler der Korallenrestaurierung mit dem Reef Resilience Program von The Nature Conservancy.

Shaver schlägt vor, dass es wahrscheinlich mehrere andere Interventionen gibt, die auf lokaler Ebene eingeleitet werden können, um Korallenriffe vor warmen Temperaturen zu schützen.

"Nährstoffverschmutzung und Überfischung von pflanzenfressenden Papageienfischen sind häufige lokale Bedrohungen für Korallenriffe, und diese beiden Bedrohungen können die Korallenbleiche bei warmen Temperaturereignissen verstärken. Wir müssen testen, ob die Entfernung dieser Bedrohungen auch Korallen helfen kann, widerstandsfähiger zu sein ", sagte sie.

Die Forscher eröffnen die Diskussion über die Einleitung von lokalisierten Bemühungen zu einer Zeit, in der die Menschen zunehmend sagen, dass lokale Aktionen keinen ausreichenden Unterschied machen und dass mehr Geld in globale Bemühungen investiert werden sollte.

"Unsere Forschung unterstreicht die Notwendigkeit, mehr Experimente durchzuführen, um andere lokale Managementmaßnahmen zu testen, die Korallen helfen, widerstandsfähiger gegen den Klimawandel zu sein und ihnen Zeit zu verschaffen, da der Klimawandel ein langer und schwieriger Prozess sein wird", sagte Shaver .

Zusammenfassung

"Es ist dringend notwendig, effektive Strategien zu entwickeln, um Korallen und die unschätzbaren Dienste, die sie bieten, wiederherzustellen", sagte Ladd.

Glücklicherweise sagen SECORE-Forscher voraus, dass die Bemühungen zur Wiederherstellung der Korallen wahrscheinlich so häufig wie die Wiederaufforstung eingesetzt werden und dazu beitragen werden, die Landschaft zukünftiger Riffe so gut wie möglich zu verändern.

Allerdings fügte Bickel hinzu, dass die Wiederherstellung allein die Korallenriff-Krise nicht lösen wird.

Stattdessen glauben Forscher aus der ganzen Welt, dass Korallenriffe dem Leben nicht mehr lange standhalten werden, wenn nicht globale Anstrengungen zur Bekämpfung des Klimawandels unternommen werden.

Bis dahin ist die Wiederherstellung unsere beste Hoffnung.

"Die Wiederherstellung dieser Dienste sollte unser Fokus sein", sagte Bickel. "Dennoch kann uns die Korallensanierung nur etwas Zeit verschaffen. Zeit, die wir nutzen müssen, um die größte Herausforderung unserer Zeit zu lösen - den globalen Klimawandel. "