Ökohydraulik und Ökosystemleistungen – Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau und Ästuar- und Küsteningenieurwesen

Wir nutzen hydraulische Modellversuche und Feldstudien, um gezielt die Wechselwirkung zwischen sesshaften Organismen im Küstenraum (Salzwiesen, Seegras, Muschelbänke) und Hydrodynamik zu untersuchen. Diese Wechselwirkung bewirkt Wellen- und Strömungsdämpfung sowie Sedimentstabilisierung, was relevante Ökosystemleistungen für den Küstenschutz sind. Ziel ist es einerseits die Prozesse zu verstehen und andererseits diese Ökosystemleistungen zu bemessen, um sie in Küstenschutzstrategien berücksichtigen zu können.

Zusätzlich wird untersucht, wie traditionelle Küstenschutzbauwerke (z.B. Deiche, Schutzdünen) umgestaltet und neue Ökosysteme geschaffen werden können, um weitere Ökosystemleistungen wie ästhetischen Mehrwert, Biodiversität oder Kohlenstoffspeicherung zu erbringen. Dies erfordert eine interdisziplinäre Herangehensweise, so dass neben Küsteningenieurwesen auch Elemente aus Fernerkundung, Ökologie und Geoökologie sowie den Materialwissenschaften Anwendung finden.

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Publikationen

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Kosmalla V, Schönebeck J-M, Mehrtens B, Keimer K, Paul M, Lojek O et al.. Soil-vegetation interactions in coastal landscapes: erosion reduction as ecosystem service in the context of integrated coastal zone management. 2021. doi: 10.5194/egusphere-egu21-8324

Marjoribanks TI, Paul M. Modelling flow-induced reconfiguration of variable rigidity aquatic vegetation. Journal of hydraulic research. 2021 Mär 30;60(1):46-61. doi: 10.1080/00221686.2020.1866693

Schönebeck J-M, Paul M, Lojek O, Schröder B, Visscher J, Schlurmann T. Measuring soil erosion resistance on coastal dikes linking hyperspectral UAV-data, plant traits and soil information. 2021. Abstract von EGU General Assembly 2021. doi: 10.5194/egusphere-egu21-7116

Schoutens K, Reents S, Nolte S, Evans B, Paul M, Kudella M et al. Survival of the thickest? Impacts of extreme wave-forcing on marsh seedlings are mediated by species morphology. Limnology and oceanography. 2021 Jul 17;66(7):2936-2951. doi: 10.1002/lno.11850

Giebels D, Carus J, Paul M, Kleyer M, Siebenhüner B, Arns A et al. Transdisciplinary knowledge management: A key but underdeveloped skill in EBM decision-making. Marine policy. 2020 Sep;119:104020. Epub 2020 Jun 25. doi: 10.1016/j.marpol.2020.104020

Hadadpour S, Paul M, Oumeraci H. Numerical investigation of wave attenuation by rigid vegetation based on a porous media approach. Journal of coastal research. 2019 Jul 1;92(1):92-100. doi: 10.2112/si92-011.1

Paul M, de los Santos CB. Variation in flexural, morphological, and biochemical leaf properties of eelgrass (Zostera marina) along the European Atlantic climate regions. Marine biology. 2019 Okt;166(10):127. Epub 2019 Sep 17. doi: 10.1007/s00227-019-3577-2

Paul M. The protection of sandy shores – Can we afford to ignore the contribution of seagrass? Marine pollution bulletin. 2018 Sep;134:152-159. doi: 10.1016/j.marpolbul.2017.08.012

Carus J, Heuner M, Paul M, Schröder B. Plant distribution and stand characteristics in brackish marshes: Unravelling the roles of abiotic factors and interspecific competition. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2017 Sep 5;196:237-247. doi: 10.1016/j.ecss.2017.06.038

Carus J, Heuner M, Paul M, Schröder B. Which factors and processes drive the spatio-temporal dynamics of brackish marshes?—Insights from development and parameterisation of a mechanistic vegetation model. Ecological Modelling. 2017 Nov 10;363:122-136. doi: 10.1016/j.ecolmodel.2017.08.023

Gillis LG, Paul M, Bouma T. Ammonium uptake rates in a seagrass bed under combined waves and currents. Frontiers in Marine Science. 2017 Jun 28;4(JUN):207. doi: 10.3389/fmars.2017.00207

Rupprecht F, Möller I, Paul M, Kudella M, Spencer T, van Wesenbeeck BK et al. Vegetation-wave interactions in salt marshes under storm surge conditions. Ecological engineering. 2017 Mär 1;100:301-315. Epub 2017 Jan 9. doi: 10.1016/j.ecoleng.2016.12.030

Carus J, Paul M, Schröder B. Vegetation as self-adaptive coastal protection: Reduction of current velocity and morphologic plasticity of a brackish marsh pioneer. Ecology and evolution. 2016 Mär 1;6(6):1579-1589. doi: 10.1002/ece3.1904

Paul M, Rupprecht F, Möller I, Bouma TJ, Spencer T, Kudella M et al. Plant stiffness and biomass as drivers for drag forces under extreme wave loading: A flume study on mimics. Coastal engineering. 2016 Nov 1;117:70-78. Epub 2016 Aug 6. doi: 10.1016/j.coastaleng.2016.07.004

Spencer T, Möller I, Rupprecht F, Bouma TJ, van Wesenbeeck BK, Kudella M et al. Salt marsh surface survives true-to-scale simulated storm surges. Earth Surface Processes and Landforms. 2016 Mär 30;41(4):543-552. Epub 2015 Dez 23. doi: 10.1002/esp.3867

Paul M, Gillis LG. Let it flow: How does an underlying current affect wave propagation over a natural seagrass meadow? Marine ecology progress series. 2015 Mär 16;523:57-70. doi: 10.3354/meps11162

Möller I, Kudella M, Rupprecht F, Spencer T, Paul M, Van Wesenbeeck BK et al. Wave attenuation over coastal salt marshes under storm surge conditions. Nature geoscience. 2014 Okt 1;7(10):727-731. Epub 2014 Sep 29. doi: 10.1038/NGEO2251

Paul M, Henry PYT. Evaluation of the use of surrogate Laminaria digitata in eco-hydraulic laboratory experiments. Journal of Hydrodynamics. 2014 Jul 1;26(3):374-383. Epub 2014 Jun 1. doi: 10.1016/S1001-6058(14)60042-1

Paul M, Henry PYT, Thomas RE. Geometrical and mechanical properties of four species of northern European brown macroalgae. Coastal engineering. 2014 Feb;84:73-80. Epub 2013 Dez 10. doi: 10.1016/j.coastaleng.2013.11.007

Thomas RE, Johnson MF, Frostick LE, Parsons DR, Bouma TJ, Dijkstra JT et al. Physical modelling of water, fauna and flora: Knowledge gaps, avenues for future research and infrastructural needs. Journal of hydraulic research. 2014 Mai 4;52(3):311-325. doi: 10.1080/00221686.2013.876453