Seegras – Seegraswiesen

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Ist Seegras die „Wunderwaffe aus dem Meer“ gegen die Klimakatastrophe? Bislang vielfach unterschätzt, häufen sich mittlerweile die Erkenntnisse über das Potenzial von Seegraswiesen als bedeutende CO2-Senke. Je nach Standort haben die Meereswiesen eine 30- bis 50-mal höhere CO2-Senkungsrate als Wälder an Land. Je nach Art speichert eine ein Hektar große Seegraswiese dieselbe Menge CO2 wie zehn Hektar Wald und das auch noch 35-mal schneller. Schätzungen sprechen sogar davon, dass Seegraswiesen weltweit bis zu 15 Prozent des vom Ozean aufgenommenen Klimagases binden. Dabei bedecken sie schätzungsweise nur etwa 0,2 Prozent des Meeresbodens.

Zur aktuellen weltweiten Seegras-Bedeckung reichen die Schätzungen von 160.387 bis 266.562 km2. Allein dies zeigt, wie wenig man über den Zustand der Meereswiesen weiß. Man weiß nicht einmal, wie eine „unberührte“ Seegraswiese aussieht, was dazu führt, dass wir ihre wahre ökologische Rolle nur unzureichend verstehen. Es besteht ein enormes Forschungsdefizit.

Die derzeitige globale CO2-Speicherkapazität von Seegraswiesen soll bei jährlich über 25 Millionen Tonnen liegen. Vorteilhaft ist dabei, dass sie ihre Speichertätigkeit größtenteils unterirdisch entfalten. Dieses für lange Zeit der Umwelt entzogene CO2 gilt als „blauer Kohlenstoff“ oder Blue Carbon.

Seegraswiesen verringern mit ihrer CO2-Speicherfähigkeit außerdem die lokale Versauerung des Meeres – vor der Küste von Kalifornien zum Beispiel um bis zu 30 Prozent. Gleichzeitig produzieren Seegräser Unmengen an lebenswichtigem Sauerstoff. Außerdem sind sie Hotspots der Biodiversität. Sie schützen Küsten vor Zerstörung, reinigen und filtern das Meerwasser.

Seegraswiesen schĂĽtzen!

Seegraswiesen: Vielfältiger Lebensraum für unzählige Arten

Seegraswiesen sind wie Mangrovenwälder und Korallenriffe unverzichtbar für die marine Biodiversität. Sie sind Lebensraum und Kinderstube für unzählige Knochenfische, Krebstiere, Tintenfische oder Rochen, Haie, Meeresschildkröten und andere Meerestiere.

In den Meereswiesen finden Jungfische Schutz vor Feinden und Nahrung. Verschiedene Fischarten legen ihre Eier direkt an Seegraspflanzen ab.

Seegras ist wie die Serengeti des Meeres

Emmett Duffy, Ă–kologe an der Smithsonian Institution, Hakai magazine

Darüber hinaus sind Seegräser als Nahrung für Zugvögel von Bedeutung – beispielsweise für die Ringelgänse während ihres Herbstzuges durch das westeuropäische Wattenmeer. Für Seekühe oder Grüne Meeresschildkröten ist Seegras die Hauptnahrungsgrundlage. Es gibt sogar einen Hai, der nicht nur Tintenfische, sondern auch gerne mal Seegras frisst: der Schaufelnasen-Hammerhai (Sphyrna tiburo), auch Kleiner Hammerhai genannt.

GroĂźe Krabbe am Meeresgrund in einer Seegraswiese.
Experten gehen davon aus, dass 4000 Quadratmeter Seegraswiese etwa 40.000 Fischen und rund 50 Millionen wirbellosen Tieren (u. a. Hummer, Oktopoden, Garnelen) Lebensraum und Nahrung bieten. © OceanImageBank/Michie Vos

Projekt „Die Meeresgärtner“ – Renaturierung von Seegraswiesen im Mittelmeer

Für den Erhalt der Artenvielfalt in den Ozeanen und den Kampf gegen die Klimakatastrophe muss die Zerstörung von Seegraswiesen gestoppt und, dort wo es möglich ist, müssen diese wiederhergestellt werden. Dabei hat Priorität, die Renaturierung vor allem dort durchzuführen, wo es sie einmal gegeben hat. Das von uns unterstützte Project Manaia – Meeresschutz im Mittelmeer – erforscht und renaturiert Seegraswiesen des auch Lunge des Mittelmeers genannten Neptungrases. Es wächst langsam, ca. 1,5 bis 2 cm im Jahr, wird bis 1,5 m groß, hat ca. 1 cm breite Halme und wird viele Hundert Jahre alt.

Neptungras ist auch aus einem anderen Grund eine besondere Meerespflanze. Es kann Stickstoff mithilfe einer symbiotischen Beziehung zu stickstofffixierenden Bakterien binden. Ganz so, wie Hülsenfrüchte an Land (Bohnen oder Erbsen). Das ist im Ozean äußerst selten. Die ungewöhnliche Symbiose entdeckte ein Forscherteam des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen erst vor wenigen Jahren.

Was ist Seegras?

Seegras ist ökologisch einzigartig. Es wächst länglich und krautartig. Seegräser sehen zwar aus wie Gräser an Land, sind mit diesen aber nicht näher verwandt. Seegraspflanzen bilden vornehmlich auf sandigen Meeresböden im flachen Küstenbereich dichte Bestände als Pflanzengesellschaft – Seegraswiesen. Weltweit gibt es 72 Arten aus vier Familien. In der Ostsee leben zwei Arten: Großes Seegras (Zostera marina) und Zwergseegras (Zostera noltei). Im Mittelmeer ist das Neptungras (Posidonia oceanica) beheimatet und hier endemisch.

Zum Leben benötigen die Meeresgräser viel Sonnenlicht. Daher findet man sie meist in Wassertiefen von 1 m bis zu 8 oder 10 m. Per Fotosynthese entziehen sie dem Meerwasser CO2 und produzieren im Gegenzug viel Sauerstoff. Man findet Seegras fast auf der ganzen Welt, auf jedem Kontinent außer der Antarktis.

Seegraspflanzen bestehen aus oberirdischen Trieben, Blättern, Wurzeln und Wurzelstöcken, sogenannten Rhizomen unter dem Meeresboden. Auf nur einem Quadratmeter einer Wiese können 1.000 oder mehr Sprosse wachsen. Die Rhizome bilden mit der Zeit dichte Matten. Bei einem Wachstum von 1 bis 2 cm im Jahr können sie in 250 bis 500 Jahren mitunter bis zu 5 m dick werden.

Die CO2-Speicherfunktion von Seegraswiesen entsteht also nicht nur in den Blättern, sondern vor allem in unterirdischen Teilen der Pflanzen. Zusätzlich stabilisiert und festigt ihr dichtes und stabiles Wurzelgeflecht den Meeresboden und verhindert, dass dort eingeschlossenes Kohlendioxid (Blue Carbon) entweicht.

Katzenhai in einer Seegraswiese

Katzenhai. Seegraswiesen sind wichtiger Lebensraum fĂĽr zahlreiche Meeresbewohner. Foto: Shannon Moran/Ocean Image Bank

Ă–kosystemleistungen

Seegras wird seit Jahrhunderten von Küstenvölkern traditionell genutzt. Als Nahrungsmittel, Füll- und Dichtmaterial, für Tierfutter und Dünger oder medizinische Anwendungen. Außerdem haben Seegraswiesen eine wichtige Küstenschutzfunktion und verbessern als natürlicher Meeresfilter die Wasserqualität. Überragend ist ihre Funktion als natürliches CO2-Speichersystem. Seegraswiesen schaffen eine dreidimensionale Umgebung mit hoher Biodiversität. Außerdem schützen sie angrenzende Küstenökosysteme wie Mangrovenwälder und Korallenriffe und deren Artenvielfalt.

KĂĽstenschutz

Erst seit wenigen Jahren hat man begonnen, die Bedeutung Seegraswiesen für den Küstenschutz zu erkennen. Deutlich wird dies jeweils dann, wenn ihre Schutzfunktion ausbleibt. Entweder weil sie abgestorben sind oder zerstört wurden. Erste Untersuchungen zeigen, dass die Unterwasserwiesen ein erhebliches Potenzial bei der Dämpfung von Wellen haben. Je nach Situation vor Ort, können Seegraswiesen Wellen mindestens um 25 bis 45 Prozent dämpfen, bevor diese auf die Küste treffen.

Mittlerweile halten Seegraswiesen verstärkt Einzug in Konzepte zu ökosystembasierten, „weichen“ Küstenschutzlösungen. Diese können auch in Kombination mit „harten“ Küstenschutzmaßnahmen wie Wellenbrechern oder Deichen wesentlich zu einem kosteneffizienten und langfristig wirksamen Küstenschutz beitragen. Abgesehen von den vielen Vorteilen für den Klimaschutz und die Artenvielfalt.

Aquakultur

Heutzutage wird Seegras auch in groĂźem Stil in Aquakultur gezĂĽchtet. FĂĽhrend sind hier China und Indonesien mit 85 Prozent der weltweiten Produktionsmenge. 2018 produzierten die Algen- und Seegrasfarmen in Ost- und SĂĽdostasien 32,4 Millionen an Biomasse fĂĽr die Lebensmittelproduktion. Die Zucht gilt als umweltfreundlich, hat aber ein eher schwaches Klimapotenzial.

Filterung des Meerwassers

Seegras hat eine entscheidende Funktion bei der Filterung von Küstengewässern. Intakte Seegraswiesen halten Partikel (einschließlich Mikroplastik) zurück, absorbieren Stickstoff aus der Wassersäule, recyceln Nährstoffe und beseitigen Bakterien und Viren. Damit tragen sie auch zu einer besseren Hygiene im Meerwasser und zur Gesundheit und Wohlbefinden des Menschen bei.

In Seegraswiesen in der Ostsee finden sich 63 Prozent weniger gefährlche Vibrionen-Bakterien (Vibrio vulnificus und Vibrio cholerae) als im Vergleich zu Flächen, auf denen es keine Seegräser gibt.

CO2-Speicherpotenziale

Seegraswiesen sind als CO2-Senken unterschiedlich effektiv. Seegräser in einer Bucht bei der Insel Thurø vor Dänemark speichern pro Quadratmeter etwa 27 Kilogramm Kohlenstoff im Meeresboden. Damit ist die dänische Meereswiese zehnmal so effektiv wie Seegraswiesen bei uns an der Ostseeküste.

Dennoch zeigt ein Forschungsprojekt um die Meeresforscherin Angela Stevenson des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel, dass Ostseemeeresboden, der von Seegras bedeckt ist, zwei- bis sechzigmal so reich an organischem Kohlenstoff ist wie Sedimente, bei denen es fehlt. Die Forscher haben berechnet, dass allein die 285 Quadratkilometer Seegras, die es aktuell noch in der Ostsee gibt, pro Jahr unglaubliche 29 bis 56 Tonnen CO₂ speichern. Zum CO₂-Speicherpotenzial von Posidonia-Seegraswiesen (Neptungras) gibt es noch keine vergleichbaren Berechnungen. Es ist in jedem Fall pro Quadratmeter mehr als ein Regenwald und ein Vielfaches dessen, was ein europäischer Mischwald schafft.

Das CO2-Speicherpotential von Seegraswiesen wird vielfach unterschätzt und ist nur unzureichend erforscht.

Im Mai 2022 veröffentlichten Forscher vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie (MPIMM) in Bremen eine Studie, die zeigt, dass Seegras überschüssiges CO2 in Form von Zucker im umgebenden Meeresboden speichert. Die Konzentration von Zucker (Saccharose) in den untersuchten Seegras-Wurzelstöcken vor Elba, in der Karibik und in der Ostsee war mindestens 80-mal so hoch wie alles, was bisher im Meer gemessen wurde.

Der Clou daran ist: Die Meereswiesen schützen ihre Zuckervorräte vor dem Abbau durch Mikroben. Sie geben zusätzlich Phenole ins Sediment, das hält Mikroben ab. Die Bremer Forscher schätzen, dass im Wurzelbereich von Seegraswiesen weltweit ca. 600.000 bis 1,3 Millionen Tonnen Zucker lagern – so viel wie in 32 Milliarden Dosen Cola.

Seegras in Not

Wie bei Mangrovenwäldern und Korallenriffen sind auch die Meereswiesen auf dem Rückzug. Seit 1980 schwindet ihre Ausbreitung um ein bis sieben Prozent pro Jahr. Genau weiß man das nicht. Nach Berechnungen von Experten der UNEP (Umweltprogramm der Vereinten Nationen) sind zwischen 1970 und 2000 weltweit etwa 30 % Seegraswiesen verloren gegangen (UNEP-Plattform „Oceans and seas“). Mittlerweile ist circa ein Viertel aller Seegrasarten bedroht und steht auf der Roten Liste. Die Gründe hierfür sind vielfältig.

Meeresverschmutzung

Durch den Eintrag von Düngemittelrückständen wie Phosphat aus der industriellen Landwirtschaft kommt es in küstennahen Regionen zu starkem Algenbewuchs, der durch Lichtkonkurrenz Seegräsern das Leben schwer macht. Meeresverschmutzung durch ausgeschwemmte Mutterböden von Land verschlechtert die Wasserqualität.

Ăśberwuchertes Geisternetz im Seegras

Auch die Erhitzung der Meere und der damit verbundene stärkere Wellengang sowie Plastikmüll setzen Seegräsern zu. © Dimitris Poursanidis/Ocean Image Bank

Fischerei

Grundschleppnetzfischer vernichten Seegraswiesen in groĂźem Stil.

Tourismus

Seegraswiesen werden auch aus touristischen Gründen zerstört, in der Annahme, dass Urlaubsgäste unbewachsenen, sandigen Meeresgrund bevorzugen. Hinzu kommen Schäden durch fahrlässiges Ankern oder schlechte Bootsführung durch Fahren über zu flachem Grund.

Erhitzung der Meere

Seegräser sind nur bedingt hitzetolerant. Nach einer Hitzewelle 2010 bis 2011 waren im Shark Bay Marine Park in Westaustralien bis zu 699 km2 Meereswiesen verloren oder beschädigt. Es dauerte drei Jahre, bis sie begannen nachzuwachsen.

Naturbasierte Lösungen (Nature-based Solutions, NbS), wie Erhalt und Renaturierung von potenten CO2-Speichersystemen wie Seegraswiesen gehören heutzutage zu den aussichtsreichsten und kostengünstigsten Ansätzen im Kampf gegen die Klimakatastrophe und das globale Massenaussterben.

Wie alt wird Seegras?

Theoretisch können Seegräser unendlich alt werden. Denn sie verbreiten und vermehren sich hauptsächlich ungeschlechtlich über unterirdische Ausläufer. Das Lebensalter der Seegräser der zwischen Schweden und Dänemark liegenden Åland-Inseln schätzen Forscher auf 800 bis 1.600 Jahre. Gabriele Procaccini, Meeresbiologe an der Zoologischen Station Neapel, datierte einige Posidonia-Wiesen im Mittelmeer auf ein Alter von 2000 bis 3000 Jahren.

Wann blĂĽht Seegras?

Eine Neptungras-Seegraswiese (Posidonia oceanica) produziert nur alle 7 Jahre nach der Blüte Samen. Meist zwischen Mai und Juni. Eine Vielzahl von Unterwasser-Bestäubern wie Krebstiere (Crustacea) unterstützt diese Art der Fortpflanzung.

Seegrassamen sehen aus wie kleine NussfrĂĽchte oder Oliven. Ihr Vermehrungserfolg liegt allerdings weit unter dem der vegetativen Ausbreitung. Im Mittelmeer produzierten viele Wiesen 2022 synchron Unmengen von Samen. Das hatte es vorher noch nie gegeben.

Seegras-Samen
Seegras-Samen (Posidonia) © Dimitris Poursanidis/Ocean Image Bank

Das älteste Lebenwesen ist eine Seegraswiese

Eine vor Ibiza und Formentera lebende Unterwasserwiese aus Neptungras ist wahrscheinlich das älteste Lebewesen der Welt. Sie hat sich auf rund 13.000 Hektar (130 km2) ausgebreitet und soll durch rein vegetative Vermehrung entstanden sein. Alle Pflanzen dieser Seegraswiese wären demnach genetisch identisch.

Wissenschaftler des Mediterranean Institute for Advanced Studies schätzen, dass das riesige Wiesenlebewesen bereits ĂĽber 100.000 Jahre alt ist. In dieser Zeit hat es gewaltige Mengen CO2 als „blauen Kohlenstoff“ (Blue Carbon) gespeichert. Seit 1999 zählt sie zum UNESCO-Welterbe Ibiza. Diese Seegraswiese reicht von in Formentera bis nach Ibiza und gehört zum Naturschutzgebiet Parc Natural de Ses Salines.

Mitte 2022 verlor sie den Titel der „größten bekannten Pflanze der Erde“ an eine in der Shark Bay vor Westaustralien lebende Netpungras-Seegraswiese der Art Posidonia australis.

Das größte Lebewesen ist ein polyploider Seegras-Klon aus Westaustralien

Am 1. Juni 2022 veröffentlichte ein Forscherteam der University of Western Australia (UWA) eine genetische Studie zu 10 in der Shark Bay vor Westaustralien lebenden Seegrasteppichen. Dabei stellte sich heraus, dass das hier vorherrschende Neptungras (Posidonia australis) aus genetisch identischen Klonen besteht. Der Seegras-Klon hat sich über etwa 200 Quadratkilometer in den flachen Gewässern der Bucht ausgebreitet und ist damit das größte aller Lebewesen.

Doch nicht nur das. Bei den Untersuchungen zeigte sich, dass die Pflanzen doppelt so viele Chromosomen besitzen wie Posidonia australis normalerweise aufweist (40 statt 20). Derartige Chromosomen-Verdopplungen können auftreten, wenn sich zwei Elternpflanzen kreuzen.

Nach Berechnungen der Wissenschaftler, wächst diese Seegraswiese seit mindestens seit 4.500 Jahren in der Shark Bay.

Extensive polyploid clonality was a successful strategy for seagrass to expand into a newly submerged environment Published: 01 June 2022 https://doi.org/10.1098/rspb.2022.0538

Untersuhcte Seegraswiesen in der Shark Bay, Westaustralien.

Karte der Shark Bay, Gathaagudu, Westaustralien. Verteilung der dauerhaften Seegrasbedeckung (dicht oder spärlich) und der untersuchten 10 Seegraswiesen. © The Royal Society Publishing

„Polyploide Pflanzen leben häufig an Orten mit extremen Umweltbedingungen. Sie sind oft unfruchtbar, können aber weiterwachsen, wenn sie nicht gestört werden. Genau das hat dieses riesige Seegras getan. Selbst ohne erfolgreiche Blüte und Samenproduktion scheint sie sehr widerstandsfähig zu sein, denn sie verträgt ein breites Spektrum an Temperaturen und Salzgehalten sowie extreme Lichtverhältnisse, die für die meisten Pflanzen eine große Belastung darstellen würden,“ erklärt Evolutionsbiologin Elizabeth Sinclair von der UWA School of Biological Sciences.

Forschungsprojekt „Seastore“ in der Ostsee

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt „Seastore“ soll Techniken entwickeln, mit denen das Klimapotenzial von Seegras in der Ostsee noch besser genutzt werden kann. Dazu erfassen Forscher der GEOMAR Helmholtz-Klima-Initiative die Kohlenstoffvorräte der Seegraswiesen entlang der deutschen Ostseeküste.

Ziel ist es, alle möglichen Lebensräume von Seegraswiesen entlang der gesamten deutschen Ostseeküste wiederherzustellen – allein in Schleswig-Holstein wäre das eine Fläche von rund 448 Quadratkilometern.

Taucher in Seegraswiese
© OceanImageBank/Dimitris Poursanidis

Seegraswiesen an der WestkĂĽste Floridas

Floridas Westküste entlang Springs Coast in der Nähe von Tampa beherbergt das größte Gebiet mit Seegraswiesen im Golf von Mexiko. Hier leben Jakobsmuscheln, Fische, Seekühe, Rochen und andere Meerestiere. Ende Januar 2022 schlossen Wissenschaftler des Southwest Florida Water Management District hier eine Seegraskartierung ab. Dabei stellten sie fest, dass einige Gebiete von 2016 bis 2020 erhebliche Mengen an Seegras hinzugewonnen haben.

Ein Offshore-Gebiet beim Anclote National Wildlife Refuge (Anclote Key) und zwei östlich von Cedar Key gelegene Küstengebiete in Crystal Bay und Waccasassa Bay gewannen in den vier Jahren zusammen etwa 5.300 Hektar Seegras hinzu. Die Kartierung ergab auch, dass mehr als eine halbe Million Hektar Seegraslebensraum in der Region stabil sind. Dazu gehört auch ein Großteils des Seegrases im neuen Schutzgebiet Nature Coast Aquatic Preserve, das sich entlang der Küste von Pasco County bis Citrus County erstreckt.

Gute Nachrichten fĂĽr Manatis

Das ist besonders für Manatis (Rundschwanz-Seekühe) eine gute Nachricht. Denn Seegras ist die Hauptnahrungsquelle der gemütlichen Meeressäuger und damit überlebenswichtig.

In anderen Teilen Floridas dagegen verhungern Manatis von durch Umweltverschmutzung bedingtem Rückgang von Seegraswiesen und Mangrovenwäldern. Allein in den ersten fünf Monaten 2021 verhungerten 761 Florida-Manatis (Seekühe). Das entspricht ungefähr einem Zehntel sämtlicher in den Gewässern Floridas lebender Manatis.

„Wunderwaffe aus dem Meer“ gegen die Klimakatastrophe?

Durch das Verbrennen von fossilen Kohlenwasserstoffen reicherte der Mensch nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) 2021 die Atmosphäre mit zusätzlichen 36,3 Milliarden Tonnen CO2 an. Ein Anstieg um sechs Prozent im Vergleich zum Vorjahr und neuer Allzeitrekord. Zurückzuführen war dies auf eine verstärkte Verbrennung von Kohle. Hauptverursacher war China mit 33 Prozent (11,9 Milliarden Tonnen) Anteil an den globalen Gesamtemissionen. Das dortige Wirtschaftswachstum glich den Gesamtrückgang im Rest der Welt 2021 mehr als aus.

Mit Seegraswiesen allein lassen sich diese Mengen nicht abfangen. Dennoch sind diese besonderen Meereswiesen ein entscheidender Baustein mit großen, teilweise noch unbekannten Potenzialen im globalen Maßnahmenmix zur Senkung von im Meerwasser gelöstem Kohlendioxid.

Im Allgemeinen steht Pflanzenschutz weniger im Fokus als der Schutz von Tieren. Seegras jedoch könnte ein Beispiel dafür werden, wie sich die sogenannte „Pflanzenblindheit“ überwinden lässt. Dies gilt insbesondere im Zusammenhang mit naturbasierten Lösungen (Nature-based Solutions, NbS).

Früher bezeichnete man Seegraswiesen als das „hässliche Entlein“ des Meeresschutzes. Mittlerweile verlieren sie immer mehr diesen Status. Ihr Stern geht auf. Das ist besonders ihrem Potenzial zu verdanken, als naturbasierte Lösung einen wesentlichen Beitrag bei der Bekämpfung der Klimakatastrophe zu leisten.

Erhalt und Renaturierung von Seegraswiesen

Viele Seegräser bilden eine Seegraswiese.

Engagieren Sie sich für den Erhalt unverzichtbarer Küstenökosysteme im Mittelmeer. Für den Klimaschutz! Für die Artenvielfalt!

Foto oben: © Dimitris Poursanidis/Ocean Image Bank


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