Technik für den Umweltschutz Wie der Druck auf unser Ökosystem messbar gemacht wird

Von Anatol Straub

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Ein Forschungsprojekt verwendet Keller-Drucklogger, um die Bedingungen in den Mangrovenwäldern des Aldabra-Atolls auf den Seychellen zu überwachen. Das Projekt ist Teil eines Forschungsprogramms der Universität Zürich, das die Auswirkungen globaler Veränderungen auf die Biodiversität untersucht.

(Bild: URPP/UZH )

Die Herausforderung der sich immer schneller verändernden Umwelt bedroht die Artenvielfalt in verschiedenen Teilen der Welt.

Das «University Research Priority Programme on Global Change and Biodiversity» (URPP GCB) versucht, diese Effekte besser zu verstehen, indem verschiedene Ökosysteme und ihre Reaktion auf die Klimaveränderung und die Bedingungen in der lokalen Umgebung untersucht werden.

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Eines der Ziele ist es, spezifische Indikatoren zu identifizieren. Kombiniert sollen diese dabei helfen, globale Veränderungen besser voraussagen zu können.

Forscher aus diversen Spezialgebieten arbeiten in verschiedenen Langzeitprojekten rund um den Globus zusammen, um ein
besseres Bild dieser Entwicklungen und möglicher Zusammenhänge zu bekommen.

Eines der Referenz-​Habitate ist das Aldabra-Atoll.

Ein empfindliches Naturwunder

Aldabra gehört zum Inselstaat Seychellen im Indischen Ozean vor der afrikanischen Küste. Das unbewohnte Naturreservat ist 35 km lang und gehört zum UNESCO-Naturerbe. Es wurde als Beispiel eines von menschlicher Aktivität praktisch unberührten Ökosystems ins Forschungsprogramm aufgenommen. Ausserdem ist es vom steigenden Meeresspiegel bedroht – die meisten Gebiete liegen wenige Meter über dem Meeresspiegel. In den Riffen, welche das Fundament des Atolls bilden, leben die unterschiedlichsten Meeresbewohner. Die weltweit grösste Riesenschildkröten-Population teilt sich den schmalen Ring aus Festland mit riesigen Kolonien verschiedener Seevögel. Der grösste Teil der Inseln ist von Gebüsch und Grasland bedeckt. Das äussere Ufergebiet wird von felsigen Küsten dominiert mit einigen wunderschönen weissen Stränden, während die geschützte Innenseite teilweise von Mangrovenwäldern bedeckt ist.

Mangroven-Yoga und Daten sammeln

Annabelle Constance ist Teil des URPP-GCB-​Forschungsprojekts, das sich mit Aldabra beschäftigt. Sie ist in den Seychellen aufgewachsen und untersucht das dortige Ökosystem seit 2015. Aktuell im Rahmen ihrer Doktorarbeit an der Universität Zürich, betreut von Prof. Gabriela Schaepman-Strub. Das Hauptziel ist es, eine Voraussage darüber zu treffen, wie sich das System in Zukunft unter veränderten Bedingungen verhalten wird, um Massnahmen zur Erhaltung seiner einzigartigen Natur zu treffen. Annabelle arbeitet eng mit der Seychelles Islands Foundation (SIF) zusammen, welche das Reservat verwaltet und Forschungsarbeiten in dem Gebiet unterstützt.

Da eine der grösseren Auswirkungen des Klimawandels der steigende Meeresspiegel ist, ist dies auch ein Hauptfokus der Forschung auf Aldabra. Die Mangroven bestehen aus Büschen und kleinen Bäumen, die in küstennahem Brack- und Salzwasser gedeihen können. Sie sind direkt von Änderungen des Wasserstands und seiner Zusammensetzung betroffen. Das macht sie zu einem vielversprechenden Indikator für die Gesundheit des Habitats. Annabelle und das SIF-Team haben bereits mehr als 1000 Bäume auf dem ganzen Atoll untersucht und werden diese über die kommenden Jahre weiter überwachen. Die Forscher nennen diese anstrengende Feldarbeit scherzhaft «Mangroven-Yoga».

Um die Entwicklung der Mangrovenwälder in Zusammenhang mit Veränderungen des Wassers zu bringen, werden exakte Daten über Wasserstand und Salzgehalt benötigt. Zu diesem Zweck hat das Team Pegelsonden mit integriertem Datenlogger im Küstengebiet installiert. Der Schweizer Druckmesstechnik-Hersteller Keller hat die zwölf Pegellogger für das Forschungsprojekt geliefert.

Verlässliche Pegelmessung im Feld

Gemeinsam mit den Experten von Keller wurde nach einer genauen Analyse aller Anforderungen der Anwendung und der Umgebungsbedingungen vor Ort die passende Lösung gefunden. Die Datenlogger der Serie DCX-22AA-CTD erfassen den Wasserstand, die Temperatur und die elektrische Leitfähigkeit, welche bei Meerwasser massgeblich mit dem Salzgehalt zusammenhängt. Die Bestimmung des Salzanteils erlaubt es, Wasserstandsänderungen durch Ebbe und Flut von Änderungen durch Regenfall zu unterscheiden. Die Messdaten werden autonom gesammelt und im internen Speicher abgelegt. Die Pegelsonde verwendet zwei einzelne Sensoren – einen unter Wasser für die Wasserstandsmessung und den anderen an der Oberfläche zur Messung des atmosphärischen Drucks. Durch Einberechnung des aktuellen atmosphärischen Drucks ist die Pegelmessung vom Wettergeschehen unabhängig und hochgenau. Dies ermöglicht es, die kleinsten Unterschiede der Meereshöhe zu erkennen. Weil die Instrumente ständig der salzigen Umgebung ausgesetzt sind, müssen sie resistent gegen Korrosion sein. Alle äusseren Teile sind deshalb aus Titan gefertigt, um einen fortlaufenden und störungsfreien Betrieb sicherzustellen. Ausserdem wurde die Elektronik eigens mit zusätzlichem Speicherplatz modifiziert, sodass es weniger oft nötig ist, sich zu den Messstellen durchzuschlagen.

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Die Keller-Pegellogger sind von Anna­belle und dem Team in zusätzlichen Schutzinstallationen montiert worden. Seit Ende 2019 messen sie alle zehn Minuten und liefern wertvolle Informationen für das Forschungsprogramm, Annabelles Doktorstudie und für die Planung der täglichen SIF-Aktivitäten im Aldabra-Reservat. Längerfristig werden die Erkenntnisse aus dieser Forschungsarbeit dabei helfen, empfindliche Ökosysteme zu schützen und den Schaden des Klimawandels zu begrenzen. Somit leisten sie hoffentlich ihren Beitrag dazu, unseren gemeinsamen Lebensraum auf diesem Planeten zu erhalten.

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