Japan - Restaurierung | Resistenz gegen Riffe

Ein Versuch zur Wiederherstellung von Korallenriffen in großem Maßstab

Ort

Präfektur Okinawa, Japan

Die Herausforderung

Korallenriffe in der japanischen Präfektur Okinawa sind wichtige Lebensräume für eine hohe biologische Vielfalt und eine hochwertige Fischerei- und Tourismusindustrie. In den frühen 2000er Jahren war die Korallenbedeckung um die okinawanischen Inseln jedoch aufgrund einer Reihe von Störungen, einschließlich Bleichen und Raubtieren, unter 10% gesunken Akanthaster cf. solaris, Bodenerosion und Eutrophierung. Im Jahr 2010 erklärte die Präfekturregierung von Okinawa eine „Vision des 21. Jahrhunderts für Okinawa“, die darauf abzielte, die wirtschaftlichen und öffentlichen Werte von Korallenriffen und natürlichen Küsten zu überprüfen und ein neues System / einen neuen Rahmen für deren Erhaltung und Wiederherstellung zu entwickeln.

Ergriffene Maßnahmen

Die Präfekturregierung führte ein 7-Jahres-Projekt (2010-2016) zur technischen Entwicklung und Erforschung der Wiederherstellung von Korallenriffen durch, begleitet von verschiedenen anderen Projekten zum Schutz der Riffe, einschließlich des öffentlichen Bewusstseins und der Aufklärung. Das Projekt enthielt 2 Hauptprogramme; 1) Pilotstudie zur Korallenauspflanzung in großem räumlichen Maßstab und 2) Forschung zur Wiederherstellung von Korallenriffen.

Die Pilotstudie zum Auspflanzen von Korallen in großem räumlichen Maßstab wurde an drei Standorten durchgeführt: in den Dörfern Onna, Yomitan und Zamami. Aktivitäten enthalten:

Samenkolonieproduktion
Wachsende Korallen in einem Kindergarten
Auspflanzung (bei 3 ha)

Abbildung 1. Karte der Insel Okinawa.

Untersuchungen zur Korallenrestaurierung umfassten:

Überprüfung der Literatur über Korallenkultur und Auspflanzung
Durchführung einer genetischen Analyse von Korallenpopulationen auf genetische Vielfalt
Beurteilung der geeigneten Dichte der Samenkolonie für das Auspflanzen von Korallen

Wie erfolgreich war es?

Für die Restaurierung in großem Maßstab wurde ein systematischer Zyklus von Samenproduktions- und Baumschulprozessen entwickelt, um Korallensamen auf 3 Hektar bereitzustellen.

Im Dorf Onna wurden alle Korallensamen zum Auspflanzen aus asexueller Fortpflanzung aus gepflegten Kolonien hergestellt, die aus 20 bestand Acropora Arten und 30 andere Korallenarten. Korallensamen wurden auch durch sexuelle Fortpflanzung an privaten Forschungsinstituten auf Aka Island und Kume Island zum Auspflanzen hergestellt.
Im Dorf Yomitan wurden in der örtlichen Einrichtung Korallensamen mit asexueller Fortpflanzung zur Auspflanzung hergestellt.
Im Dorf Zamami wurden Korallensamen aus den natürlichen Rekrutierungen an den Seilen der Aquakulturanlage im Dorf gesammelt. Die Samen wurden auch aus den natürlichen Larven während des Massenlaichens zum Auspflanzen erzeugt.
Die Auspflanzungsfläche mit Samen durch asexuelle Fortpflanzung war im Dorf Onna mit einer Fläche von 2.74 ha am höchsten. Die Anzahl der Samen war auch im Dorf Onna mit 104,687 Kolonien am höchsten.

Samenproduktionsphase: Sexuelle Fortpflanzung. Foto © Regierung der Präfektur Okinawa

Samenproduktionsphase: Asexuelle Fortpflanzung. Foto © Regierung der Präfektur Okinawa

Baumschulphase: Korallensamen mit Substratgeräten. Foto © Regierung der Präfektur Okinawa

Spenderkoloniefarm. Foto © Onna Village Fischereigenossenschaft

Auspflanzung an der Restaurierungsstelle. Foto © Regierung der Präfektur Okinawa

Für die Forschungsphase wurden aktuelle und frühere Informationen zur Korallentransplantation und -restauration gesammelt, um Empfehlungen für zukünftige Restaurierungsbemühungen zusammenzufassen und zu entwickeln. In diesem Projekt wurde auch eine genetische Analyse der Korallenpopulationen durchgeführt, um die genetische Vielfalt kultivierter Samenkolonien zu untersuchen. Schließlich wurde die Populationsdichte der ausgepflanzten Kolonien bewertet, um eine geeignete Dichte für eine erfolgreiche Reproduktion zu ermitteln.

Eine genomische Analyse der Koralle Acropora digitifera (Dana, 1846) zeigten, dass die Art auf den Nansei-Inseln einschließlich Okinawa keine einzige Genpopulation hatte, aber es gab spezifische Marker auf DNA-Ebene für verschiedene Gebiete und Inselorte.
Acropora tenuis (Dana, 1846), eine beliebte Art zur Wiederherstellung von Korallen, hatte mindestens 2 genetische Populationen in okinawanischen Gewässern. Diese beiden Populationen waren jedoch nicht eindeutig identifiziert, hatten jedoch je nach Standort unterschiedliche populationsgenetische Strukturen.
Die genetische Analyse ergab, dass die genetische Struktur der Korallenpopulation in der Präfektur Okinawa komplex war und Samenkolonien und Spenderkolonien für die Auspflanzung an der Stelle in der Nähe der Auspflanzung gesammelt werden sollten, um eine Zerstörung und Störung der genetischen Struktur der Population zu verhindern. Wie Acropora tenuis (Dana, 1846) zeigte keine Population, die in ihrem natürlichen Lebensraum geklont wurde. Samenkolonien zur Wiederherstellung sollten durch sexuelle Reproduktion erzeugt werden. Selbst wenn Samen aus der asexuellen Fortpflanzung zur Auspflanzung verwendet wurden, sollten die Spenderkolonien anhand der Genotypen identifiziert werden, und Samenkolonien sollten an den verschiedenen Stellen für eine erfolgreiche Befruchtung mit verschiedenen Genotypen nach der Auspflanzung ausgepflanzt werden.

Erkenntnisse und Empfehlungen

Das Projekt ergab drei wichtige Erkenntnisse:

Die Kosten für die Saatgutproduktion sind immer noch hoch und sollten für eine nachhaltige Wiederherstellung gesenkt werden

- Die Samenproduktion durch asexuelle Fortpflanzung kostete 2,000 JPY (39 USD) pro Samenkolonie, verglichen mit 2,700 JPY (24.82 USD) - 3,500 JPY (32.18 USD) für Samen, die durch sexuelle Fortpflanzung erzeugt wurden.
- Um die Kosteneffizienz der Samenproduktion zu verbessern, müssten die Techniken für die sexuelle und asexuelle Fortpflanzung vereinfacht und optimiert sowie das Überleben nach dem Auspflanzen verbessert werden.

Bedeutung eines nachhaltigen Systems für das Riffmanagement auf lokaler Ebene

- Das Dorf Onna zeigte während des Projekts eine erfolgreiche Restaurierung unter der Leitung der Fischereigenossenschaften. Dieses Dorf hat seit Beginn der Bemühungen zum Schutz der Korallen im Jahr 1998, nachdem sie eine Massenbleiche der Korallen erfahren hatten, eine starke Begeisterung und Politik für eine nachhaltige Entwicklung. Die Fischereigenossenschaft aus dem Dorf hat viele Projekte durchgeführt, um Bodenerosion, Eutrophierung und Raub von zu verhindern Akanthaster solarisund schützen nicht nur ihre Fischereiressourcen, sondern auch touristische Ressourcen. Im Jahr 2018 wurde das Dorf zum „Korallendorf“ erklärt, um auf ein weiteres Massenbleichereignis für Korallen im Jahr 2016 zu reagieren und sich weiterhin den Herausforderungen des Riffschutzes für eine nachhaltige Entwicklung zu stellen. Diese Erfahrungen haben ihre Schutzpolitik und Aktivitäten zur nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen beschleunigt und zu langfristigen Maßnahmen zur Wiederherstellung des Riffs geführt.
- Die lokale Gemeindeentwicklung für ein nachhaltiges Ressourcenmanagement sollte im Zusammenhang mit der Riffwiederherstellung hervorgehoben werden.
- Das öffentliche Bewusstsein und die Aufklärung der Gemeinde würden langfristige und nachhaltige Maßnahmen zur Wiederherstellung des Riffs und zur integrierten Bewirtschaftung entlang der Küste unterstützen.

Benötigen Sie Gegenmaßnahmen gegen das durch hohe Wassertemperaturen verursachte Bleichen von Korallen.
- Sowohl ausgepflanzte als auch natürliche Korallenkolonien hatten 2016 schwere Schäden durch das Massenbleichen.
- Mehr Forschung zu gefährdeten Standorten, genetische Belastungen der Resistenz gegen hohe Wassertemperaturen und die technische Entwicklung der Schattierung des natürlichen Sonnenlichts würden mögliche Gegenmaßnahmen gegen das Bleichen von Korallen liefern.

Um diese Lehren weiterzuverfolgen, läuft bis 2022 ein neues Projekt, um die Herausforderungen der Verbesserung des Überlebens und des Wachstums von Saatgut, der verstärkten Erforschung der Verbreitung von Larven und der Populationsdynamik der ausgepflanzten Kolonie sowie der Wirksamkeit ökologischer, wirtschaftlicher und sozialer Werte anzugehen , der Riffwiederherstellung für lokale Gemeinschaften.