Warum Ökologen vom schnellen Wachstum der Geisterwälder heimgesucht werden | Wissenschaft

Jahrelang durchquerte Emily Ury die Küstenstraßen von North Carolina und untersuchte Flecken von Skelettbäumen, die von steigenden Meeren getötet wurden und die Wissenschaftler “Geisterwälder” nennen. Sie wurden durch eindringendes Salzwasser entlang der Atlantikküste getötet und sind eine Vorschau auf das schreckliche Schicksal, mit dem andere Wälder weltweit konfrontiert sind.

Ury wusste, dass sich in der Region Geisterwälder ausbreiteten, aber erst als sie anfing, mit Google Earth von oben nach unten zu schauen, wurde ihr klar, wie groß sie waren.

„Ich habe so viele tote Wälder gefunden“, sagt Ury, Ökologe an der Duke University und Co-Autor eines Artikels über die schnelle Abholzung der Küste von North Carolina, der letzten Monat in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Ökologische Anwendungen. “Sie waren überall.”

Wenn der Ozean eindringt und Salzwasser aufsteigt, tötet er Bäume und schafft diese Geisterwälder – nackte Stämme und Baumstümpfe, aschfarbene Grabsteine, die ein einst blühendes Küstenökosystem markieren. In North Carolina werden Kiefern-, Rotahorn-, Amber- und Sumpfzypressenwälder durch Salzwiesen ersetzt. Schließlich werden diese Salzwiesen durch offenes Wasser ersetzt, eine Verlagerung, die zu erheblichen und komplexen Kosten für die Umwelt und die lokale Wirtschaft führt. Der Verlust von Wäldern wird die Kohlenstoffspeicherung reduzieren, den Klimawandel weiter anheizen und die Landwirtschaft, Holzinteressen werden leiden, wenn das Salzwasser ins Landesinnere fließt.

Um das Ausmaß der Ausbreitung von Geisterwäldern zu untersuchen, wandte sich Ury von Google Earth, das nur wenige Jahre an Daten liefert, auf Satellitenbilder um, die aus einer Höhe von 430 Meilen über der Erde aufgenommen wurden, die mehr als dreißig Jahre zurückreichen. Ihr Team erstellte einen Algorithmus, der Tausende von Bildern nach Veränderungen in der Waldbedeckung durchsuchte und sich dabei auf das Alligator National Wildlife Refuge auf der Albemarle-Pamlico-Halbinsel konzentrierte, ein Gebiet von 152.000 Hektar, das von Holzeinschlag oder Erschließung unberührt ist.

Die Ergebnisse schockierten sie. „Ich war nicht nur von der Menge an Geisterwald überrascht, sondern auch von der Fläche, die in den 80er Jahren Wald war und heute nicht mehr ist“, sagt sie. Zwischen 1985 und 2019 wurden mehr als 10 Prozent der Baumbedeckung des Gebiets zu Geisterwald.

Die beschleunigte Umwandlung gesunder Wälder entlang von North Carolina und dem Rest der Atlantik- und Golfküste ist ein unheilvolles Zeichen, da Salzwasser in tief gelegenen Gebieten wie Vietnam, Mexiko, Bangladesch und sogar Italien ins Landesinnere marschiert, Süßwasser verschmutzt und Reisfelder und Ackerland zerstört und Wälder.

„Was wir heute hier sehen, wird in den kommenden Jahrzehnten an anderen Orten in den USA und auf der ganzen Welt passieren“, sagt Matthew Kirwan, außerordentlicher Professor am Virginia Institute of Marine Sciences, der den Übergang von Wäldern zu Sümpfen untersucht an der Chesapeake Bay für zwei Jahrzehnte.

Während Salzwasserintrusionen, die Wälder töten, seit fast zwei Jahrzehnten untersucht werden, hat die Arbeit des Duke-Teams gezeigt, dass der Prozess nicht immer langsam und unaufhaltsam ist. Der schnelle Anstieg des Meeresspiegels und extreme Ereignisse führten zu Massensterben in der gesamten Region.

Eine fünfjährige Dürre, die 2007 begann, schwächte einen ohnehin schon gestressten Wald. Es folgte die Sturmflut von Hurrikan Irene, die mehr als eine Meile ins Landesinnere fegte und 2011 einem massiven Waldbrand vorausging. Diese Ereignisse, sagt Ury, schufen einen Wendepunkt, der in den folgenden Jahren den Aufstieg der Geisterwälder beschleunigte. Im Jahr nach dem Hurrikan wurden mehr als 11.000 Hektar Geisterwald angelegt. In den 35 Jahren, die ihr Team untersuchte, befanden sich mehr als die Hälfte der 46.950 Hektar Wald im Landesinneren, eine halbe Meile von der Küste entfernt.

Emily Ury misst den Salzgehalt des Bodens in einem Geisterwald.

(Emily Bernhardt, Duke University)

Die Atlantikküste ist aufgrund ihrer besonderen Geographie ein Hotspot für die Geisterwaldforschung. Das Land sinkt, so dass der relative Meeresspiegelanstieg schneller ist. Die niedrige Küstenebene bedeutet, dass der Anstieg des Meeresspiegels weiter eindringt, und das Fehlen von Deichen ermöglicht das Eindringen von Salzwasser. Auch der Mensch hat die Landschaft durch den Bau von Kanälen und Gräben verändert, die bei Stürmen und Fluten Salzwasser ins Landesinnere transportieren.

Küstenwälder, die durch das Eindringen von Wasser in Salzwiesen weichen, ist seit langem als natürlicher Prozess bekannt. Tote Bäume an den Rändern von Flussmündungen wurden bereits 1910 dokumentiert. Kirwans Recherchen anhand von historischen Fotos und Sedimentkernen zeigen, dass allein in der Region Chesapeake Bay Bay mehr als 150 Quadratmeilen Wälder wurden in Sumpf umgewandelt seit Mitte des 19. Jahrhunderts. Im letzten Jahrhundert, sagt er, habe sich der Todesmarsch der Küstenwälder, die sich ins Landesinnere zurückziehen, jedes Jahrzehnt beschleunigt und sei jetzt dreimal schneller.

Kirwan wuchs in den Küstenwäldern der östlichen Küste von Maryland auf und untersucht seit zwei Jahrzehnten das Eindringen von Salzwasser und die Marschwanderung in der Chesapeake Bay. Die Anwohner beschweren sich über den Waldverlust, aber es passiert nur langsam genug, dass sie nicht merken, dass sich die Veränderungen beschleunigen.

Beide Ökosysteme bieten Vorteile. Küstenwälder bieten Holz, Landwirtschaft, Wohnraum und einen gewissen Sturmschutz. Salzwassersümpfe bieten Meeres- und Vogellebensraum, Erholung, Wasserfilterung und Küstenschutz bei Sturmfluten.

„Aus ökologischer Sicht argumentiere ich immer, dass [migration] ist ein Zeichen für die Widerstandsfähigkeit des Ökosystems. Es ist ein Gewinn oder zumindest ein Kompromiss, sagt Kirwan. „Aber aus menschlicher Sicht geben wir nutzbares Ackerland, nutzbares Waldland und Orte auf, an denen Menschen vor 50 Jahren lebten – trockenes Land, das nicht mehr bewohnbar ist.“

Zeitraffer von Ghost Forest Advance

Diese Animation zeigt den Verlust von gesundem Wald (in Grün) von 1985 bis 2019 auf der Halbinsel Albemarle-Pamlico in North Carolina.

(NASA/USGS)

Wissenschaftler untersuchen noch, wie sich der Verlust von Küstenwäldern auf das Klima auswirkt. Lindsey Smart, wissenschaftliche Mitarbeiterin an der North Carolina State University Center for Geospatial Analytics, das sich Satellitenbildern und LIDAR (Light Detection and Ranging) zugewandt hat, das Laserpulse verwendet, um das Land zu kartieren, um es zu untersuchen der Aufstieg der Geisterwälder in North Carolina und die Auswirkungen auf die Kohlenstoffspeicherung, ein wichtiger Puffer gegen die globale Erwärmung. „Ein wirklich großer Vorteil gesunder Küstenwälder besteht darin, dass sie Kohlenstoff ober- und unterirdisch speichern und speichern können“, sagt sie. „Wenn Küstenwälder in Sumpf übergehen, verlieren wir diesen oberirdischen Kohlenstoff.“

Ein Teil des Kohlenstoffs wird in die Atmosphäre freigesetzt und ein Teil verlagert sich an andere Orte, die Kohlenstoff speichern, wie Böden und Feuchtgebiete. „Wie viel bleibt ungewiss“, fügt sie hinzu. “Wir brauchen mehr Forschung dazu, aber wir denken, dass dies zumindest kurzfristig zu einem Kohlenstoffverlust führt.”

Die überwiegende Mehrheit des Waldlandes entlang der Küsten in der östlichen Hälfte der Vereinigten Staaten ist in Privatbesitz. Es ist wichtig zu verstehen, wo, wie umfangreich und wie schnell sich Geisterwälder bilden und in Salzwiesen übergehen, da die Orte versuchen, sich an den Klimawandel anzupassen und die natürliche Widerstandsfähigkeit zu bewahren, die sie bieten.

An vielen Stellen stoßen Küstenwälder und Salzwiesen auf eine Entwicklung – Deiche, Deiche, Schotten und sogar Rasenflächen –, die die natürliche Wanderung ins Landesinnere stoppen. Wenn steigende Meere auf diese harten Barrieren stoßen, verwandelt das Salzwasser die eingeschlossenen Ökosysteme schnell von Küstenwäldern über Salzwiesen in offenes Wasser. Offenes Wasser bietet nicht dasselbe Ökosystemdienstleistungen, einschließlich Kohlenstoffspeicherung und Sturmschutz. Smart sagt, dass wir darüber nachdenken müssen, Ressourcen für Landbesitzer bereitzustellen, die Anpassungen schaffen wollen, die die Wanderung von Wäldern und Salzwiesen ins Landesinnere ermöglichen, während wir die negativen wirtschaftlichen Auswirkungen verstehen – verlorene Acker- und Holzflächen. In einem Bundesprogramm werden Bauern beispielsweise dafür bezahlt, dass sie Land aus der Produktion nehmen, wenn Salzwasser eindringt.

„Wir haben diese sehr komplexe soziale und ökologische Herausforderung“, sagt sie. „Wir müssen kreativ darüber nachdenken, den Grundeigentümern, die Anpassungen vornehmen wollen, geeignete Ressourcen bereitzustellen.“

Die Nachfrage nach Küstenbewohnern und der zunehmende Verlust von Ökosystemen beunruhigen Ury, dass den Küstenwäldern und Sümpfen entlang der Atlantikküste eine düstere Zukunft bevorsteht. Es gebe immer weniger Orte, an denen sie wandern könnten, wie es die Natur vorsah.

„Wegen der Entwicklung und der Landwirtschaft ist einfach kein Platz“, sagt Ury. „Diese Ökosysteme werden wahrscheinlich bis zum Aussterben verdrängt.“

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