Wenn der Fluss auf den Ozean trifft: ein unglaubliches Mündungsabenteuer

Alle Flüsse münden ins Meer. Dies bezieht sich nicht nur darauf, dass alle Flüsse ins Meer münden, sondern impliziert auch, dass sie das Ziel öffentlicher Erwartungen sind, denn in den Flüssen münden nicht nur Süßwasser und Schlamm, sondern auch Handelsschiffe und Kaufleute, die flussabwärts treiben.

Die Mündungen großer Flüsse sind oft wichtige Häfen, in denen Produkte aus dem Inland gesammelt und aufs Meer verschifft werden und wo Meeresfänge an Land gebracht und im Inland verteilt werden. San Francisco in den USA, London im Vereinigten Königreich, Tokio in Japan und Shanghai in China sind allesamt Zentren des mündungsartigen Hochseehandels.

Der Hafen von Shanghai, der größte Knotenpunkthafen an der Küste meines Landes. Bildquelle: China Port Network

Im Erdsystem sind Ästuare jedoch nicht nur Knotenpunkte, an denen Flüsse und Meere aufeinandertreffen, sondern auch Brennpunkte der Interaktion zwischen Land und Meer. Wie groß ist dieses Gebiet und welche Merkmale weisen die Organismen und die Umwelt in diesem Gebiet auf?

Teil 1

Die seltene gelb-blaue Trennlinie

An der Mündung des Gelben Flusses ist manchmal eine gelb-blaue Trennlinie zu sehen, die einfach bedeutet, dass sich auf der einen Seite Flusswasser und auf der anderen Seite Meerwasser befindet. Unabhängig davon, ob dies die Grenze zwischen Fluss und Meer ist: Wenn es keine solche Trennlinie gibt, wie kann dann die Mündung bestimmen, wo die Grenze zwischen Fluss und Meer verläuft?

Bildquelle: Wetland China

Tatsächlich fließt nicht nur Süßwasser in den Ozean, sondern auch Salzwasser zurück ins Land. Der Bereich zwischen diesen beiden Linien wird als Mündung bezeichnet. Theoretisch befindet sich die Landgrenze einer Flussmündung am Rand der supratidalen Feuchtgebiete, begrenzt durch die Gezeitenlinie oder die Grenze des Salzwassereinbruchs, und die Meeresgrenze ist das äußerste Ende, das vom verdünnten Wasser betroffen ist. Kurz gesagt: Die Landgrenze ist der entfernteste Punkt, den das Meerwasser erreicht, und die Meeresgrenze ist der Punkt, an den das Süßwasser gelangen kann.

Natürlich ist diese Grenze nicht fest, sondern variiert in Abhängigkeit von vielen Faktoren wie Abflussmenge, Gezeiten, Wellengang usw. Darüber hinaus sind beide Grenzen schwer zu erkennen. Berücksichtigt man die Charakteristika von Ästuaren, wo Flüsse und Meere aufeinandertreffen, ist die Verwendung des Verbreitungsgebiets von Brackwasserorganismen als Verbreitungsgebiet von Ästuaren ein relativ eindeutiger Maßstab. Durch diesen Indikator können wir intuitiv und klar den „Rand“ des Flusses und des Meeres unterscheiden.

Dabei handelt es sich bei der oben erwähnten gelb-blauen Linie nicht unbedingt um die Grenze zwischen Flüssen und Meeren im wissenschaftlichen Sinne. Wenn Sie den Salzgehalt des Wassers genau betrachten, werden Sie feststellen, dass das gelbe Wasser salzig geworden ist und das blaue Wasser verdünnt wurde. Die Anzahl der Organismen in den Gewässern auf beiden Seiten kann unterschiedlich sein, die Artenzusammensetzung wird jedoch nie so eindeutig sein.

Daher ähnelt diese gelb-blaue Trennlinie an der Mündung des Gelben Flusses eher der Außenkante der Zone maximaler Trübung. Flüsse auf der ganzen Welt transportieren jedes Jahr 3,5 × 1013 m3 Süßwasser ins Meer und führen dabei 20 bis 22 × 109 Tonnen Schlamm und Sediment mit sich. Daher weisen Gezeitenmündungen im Allgemeinen eine Zone maximaler Trübung auf, die auch eines der wichtigsten Umweltmerkmale von Mündungen ist.

Der Gelbe Fluss strömt mit großen Mengen Schlamm herab. Bildquelle: Sogou Encyclopedia

Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um ein Gewässer, dessen Sandgehalt um ein Vielfaches oder sogar Dutzende Mal höher ist als der der flussaufwärts und flussabwärts gelegenen Gebiete. Sein Standort ist nicht festgelegt und er wandert regelmäßig innerhalb eines bestimmten Bereichs. Mit anderen Worten: Diese gelb/blaue Linie erscheint an der Mündung nur, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind (Wassermenge, Sandmenge, Gezeitenintensität).

Die ökologische Bedeutung dieser Leitung liegt darin, dass hier viele Schwermetalle, organische Stoffe und Nährstoffe zurückgehalten werden. Ökologisch gesehen werden Primärproduktion und Photosynthese innerhalb der Zone maximaler Trübung durch Licht begrenzt, während sie außerhalb der Zone maximaler Trübung eher durch die Nährstoffversorgung begrenzt werden.

Teil 2

Meeresablagerungen: Ich bin die Nahrungsergänzung des Ozeans

Bei einem Ausflug zur Flussmündung können Sie köstliche Meeresfrüchte und bunte Vögel genießen. Der Ursprung von Fettleibigkeit und Schönheit lässt sich jedoch auf den oben erwähnten Schlamm und Sand zurückführen.

Wir können Chinas große Ästuare anhand ihres Abflusses und Sedimenttransports unterscheiden: Der Gelbe Fluss hat einen relativ großen Abfluss und einen extrem hohen Sedimentgehalt, der Jangtse hat reichlich Abfluss und einen geringen Sedimentgehalt und der Perlfluss hat sehr reichlich Abfluss und einen extrem geringen Sedimentgehalt.

Die von den Flüssen eingebrachten Sedimente sind für den Ozean lebenswichtig, da die darin enthaltenen anorganischen und organischen Stoffe als exogene Nährstoffergänzung für die biologische Produktion dienen. Das Schelfrandmeer unter dem Einfluss großer Flüsse ist ein wichtiger Schnittstellenbereich, an dem Flüsse, Land, Ozean und Atmosphäre miteinander interagieren. Auf einer Fläche von 7 % der globalen Ozeane erwirtschaftet es 30 % der Primärproduktivität und 90 % des Fischfangs und vergräbt etwa 80 % der organischen Substanz im globalen Ozean.

Biogeochemische Kreisläufe biogener Elemente in großen Flussmündungen und Schelfrandmeeren

Bildquelle: Marine Biogeochemistry Laboratory, Ocean University of China

Die Mündungen großer Flussdeltas sind die Gebiete mit der höchsten biologischen Produktivität im kontinentalen Schelfmeer. Sie nehmen die von Flüssen transportierten kontinentalen Randmaterialien auf und bestimmen durch steuernde Effekte wie Sedimentation, Transformation und Remineralisierung den Transport terrestrischer Materialien ins offene Meer.

Das hier blühende Ökosystem der Flussmündung ist zu einem wichtigen Lebensraum für Meeresmuscheln und zu einem Ort zum Laichen, Aufziehen der Jungen und zur Nahrungssuche für wichtige Meeresorganismen wie Fische, Garnelen und Krabben geworden. Beispielsweise werden im Mündungsgebiet des Jangtsekiang in meinem Land traditionell wirtschaftlich genutzte Arten von Mündungsfischen und Garnelen wie Sardellen, scharfe Sardellen, Silberfische, Schmerlen und weiße Garnelen gefangen. Darüber hinaus ist es zu einem Laichplatz für die Chinesische Wollhandkrabbe geworden, wo es eine beträchtliche Produktion gibt.

Bildquelle: Veer Gallery

Teil 3

Ästuardelta: Willkommen im biologischen Paradies

Was ist mit dem Schlamm und Sand, der nicht ins Meer gelangt ist? Wenn sich der Querschnitt der Mündung erweitert, verringert sich die Fließgeschwindigkeit des Wassers plötzlich und es lagert sich eine große Menge Schlamm ab, wodurch eine dreieckige Sandbank entsteht, die innen spitz und außen breit ist und die wir gemeinhin als „Delta“ bezeichnen.

Der abgelagerte Schlamm ist reich an Nährstoffen und gewährleistet die Versorgung mit Süßwasser und Nährstoffen, wodurch eine große Vielfalt biologischer Gemeinschaften in den Feuchtgebieten der Flussmündungen entsteht. Darüber hinaus gibt es hier aufgrund des Zusammenflusses von Salz- und Süßwasser sowohl gewöhnliche Süßwasser-Feuchtgebietspflanzen als auch salztolerante Pflanzen und die Artenvielfalt ist extrem hoch.

Dies ist ein besonderes Paradies für Vögel, da die üppige Vegetation Schutz bietet. Neben Wurzeln, Stängeln, Blättern und Früchten der Pflanzen werden auch Insekten in der Luft und Feuchttierarten im Watt zu hochwertiger Nahrung für Vögel. Viele Zugvögel, wie etwa der Orientalische Weißstorch, der Mandschurenkranich, der Singschwan, der Löffler usw., nutzen Feuchtgebiete in Flussmündungen als Durchgangsstation oder Lebensraum.

Wildenten an der Mündung des Dagu-Flusses in Qingdao (Foto vom Autor im Jahr 2009 aufgenommen)

Teil 4

Hinter dem Nährstoffreichtum verbergen sich Umweltrisiken

Flüsse bergen jedoch nicht nur Nährstoffe, sondern auch Umweltrisiken. Das Becken ist nicht nur ähnlichen Belastungen durch menschliche Aktivitäten ausgesetzt wie andere Meeresgebiete (Überfischung, Urbanisierung usw.), sondern die industriellen und landwirtschaftlichen Schadstoffe fließen auch in die Flüsse und konzentrieren sich in den Flussmündungen, bevor sie ins Meer gelangen. Dadurch kommt es hier zu schwerwiegenderen Eutrophierungs- und Verschmutzungsproblemen als in anderen Meeresgebieten, wie beispielsweise Roten Gezeiten.

Rote Flut im Meerwasser. Bildquelle: China News Service

Die Mündung des Jangtse in meinem Land ist ein Gebiet mit hoher Roter Flut-Häufigkeit. Laut Statistik besteht zwischen dem jährlichen Schadstoffeintrag ins Meer und dem Abfluss kein offensichtlicher Zusammenhang, er steht jedoch in hohem Maße im Einklang mit dem gesellschaftlichen Entwicklungsprozess.

Das Ästuar gedieh aufgrund der reichlichen Nährstoffzufuhr, warum also scheiterte es aufgrund der Eutrophierung? Alles hat seine Grenzen und mehr Nahrung ist nicht unbedingt besser. Der Schlamm an der Mündung blockiert das Sonnenlicht im Gewässer und die anorganischen Nährstoffe, die durch Photosynthese aufgenommen werden können, sind begrenzt. Sobald sich die überschüssigen Nährstoffe im Meeresgebiet bei geeigneter Temperatur und Lichtverhältnissen ansammeln, verursachen sie eine Phytoplanktonblüte.

Durch die Grüne Flut verschmutztes Seewasser. Bildquelle: Veer Gallery

Eine unausgewogene Versorgung mit Nährstoffen kann auch zu Umweltproblemen führen. Für Landpflanzen sind Stickstoff, Phosphor und Kalium die wichtigsten Nährstoffe, während für marines Phytoplankton Stickstoff, Phosphor und Silizium die wichtigsten Nährstoffe sind. Überschüssige Düngemittel für die Landwirtschaft enthalten große Mengen an Stickstoff und Phosphor, liefern aber wahrscheinlich nicht die gleiche Menge an Silizium.

Gleichzeitig hat der Bau von Wasserschutzprojekten zu einer verstärkten Schlammablagerung im Reservoirbereich geführt und Kieselalgen im Reservoirwasser haben zudem mehr Silikate genutzt und abgelagert. Das Endergebnis ist eine unausgewogene Zunahme der Nährstoffe in der Flussmündung, mit einer starken Zunahme des Stickstoffs, einer geringen Zunahme des Phosphors und keiner Zunahme des Siliziums.

Man erkennt, dass das Schicksal des Ästuar-Ökosystems vom gesamten Flussbecken bestimmt wird. Um Flussmündungen zu untersuchen, müssen wir „flussabwärts gehen“. Die Topographie, die Geländeformen und die Vegetationsbedeckung flussaufwärts bestimmen den Materialfluss ins Meer. Um Ästuare zu verwalten, müssen wir „flussaufwärts gehen“ und die Managementstrategie flussaufwärts auf der Grundlage der Hauptbedrohungen für das Ökosystem der Ästuare festlegen. Nur wenn wir beide Ansätze verfolgen, können wir den Wert der Flussmündung wirklich verstehen und maximieren.

Quellen:

Land-Ozean-Interaktionen in der Küstenzone, Wissenschaftsplan und Umsetzungsstrategie, IGBP-Bericht 51/IHDP-Bericht 18, IGBP-Sekretariat. http://www.loicz.org, 2005.

Flusseinträge in die Ozeansysteme, Abschlussbericht der SCOR-Arbeitsgruppe 46, Herausgeber JD Burton, UNESCO-Fachbeiträge zur Meereswissenschaft 55, 1988.

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Zhang Guangtao, Institut für Ozeanologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Hersteller: Computer Network Information Center, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Der Artikel gibt nur die Ansichten des Autors wieder und repräsentiert nicht die Position der China Science Expo

Dieser Artikel wurde zuerst in der China Science Expo (kepubolan) veröffentlicht.

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