Regime shift and changes in sediment morphology driven by sea level rise affect abundance of migratory waders

International audience

German. Meeresspiegelanstieg verursachte tiefgreifende Veränderungen in der Sedimentmorphologie und beeinflusst die Populationsgrößen ziehender Watvögel. Im Internationalen Wattenmeer finden tiefgreifende Veränderungen statt, welche erhebliche Auswirkungen auf alle trophischen Ebenen und deren Interaktionen haben können. Wetterbedingungen und Meeresspiegelanstieg können in Kombination mit den Gezeitenströmungen die Sedimentmorphologie an den Küsten- und Mündungsgebieten verändern. Wir untersuchten die Auswirkungen dieser ökologischen Treiber auf die Populationsentwicklungen von sieben Watvogelarten innerhalb des deutschen Wattenmeergebiets, welche sich von Macrozoobenthos ernähren. Es wird die Hypothese aufgestellt, dass diese tiefgreifenden Veränderungen zu abnehmenden Trends der Watvogelpopulationen führen; das ist ursächlich durch Änderungen in der Sedimentmorphologie bedingt, welche wiederum durch den Meeresspiegelanstieg und den geänderten Tidenhub verursacht werden. Wir haben einen Kurzzeit-Trend der Watvogelzahlen für die Zeitperiode 1998 bis 2016 analysiert, für welche eine umfangreiche geographische Untersuchung der Sedimentmorphologie im Deutschen Wattenmeer vorlag, sowie einen Langzeittrend von 1987 bis 2019. Für die beiden betrachteten Zeitperioden wurde jeweils die Steigung der Regressionsgraden der Watvogeltrends geschätzt. Im Mittel begannen die abnehmenden Trends für die meisten Watvogelarten im Jahr 1992 (± 0.4), welches auf tiefgreifende Veränderungen in der südlichen Nordsee und m Wattenmeer in den Jahren 1988–1989 folgte. Für die deutschen nördlichen und südlichen Wattengebiete konnte kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen den Jahren, in welchen der abnehmende Trend begann, gefunden werden; das weist darauf hin, dass diese Treiber alle Wattenmeergebiete gleichzeitig betreffen. Die Zusammenhänge zwischen den Trends der untersuchten Watvogelarten (hier Steigung der Regressionsgeraden) und der Sedimentation bzw. Erosion sowie Parametern des Meeresspiegelanstiegs und des Tidenhubs sind statistisch signifikant. Die Zusammenhänge sind für den Langzeittrend (1987–2019) stärker ausgeprägt als für den Kurzzeittrend (1998–2016). Somit stellen wir fest, dass die tiefgreifenden Veränderungen vor allem der Sedimentmorphologie, ausgelöst durch Meeresspiegelanstieg und folglich Änderungen in der Sedimentzusammensetzung Auswirkungen auf die Watvogelpopulationen großer Ästuare und flacher Küstengewässer haben kann.

English. Regime shifts are likely to have strong impacts on all trophic levels and their interactions. In addition, weather conditions and sea level rise together with tidal currents may change sediment morphology in coastal areas and estuaries. Here, we studied the effects of these drivers of ecosystems on abundance of seven wader species feeding on macrozoobenthos in the German sector of the Wadden Sea. We hypothesized that regime shift caused decreases in wader abundance and that changes in sediment morphology driven by sea level rise and tidal amplitude affected these changes. We analyzed numbers of waders on a short term, 1998–2016, that matched a large-scale geographical study of sediment morphology in the German sector, and at a long term, 1987–2019. Changes in numbers of waders were estimated as slope of coefficients of the trends of wader species numbers in the two periods. The average (se) year of decreases in numbers of waders was initiated for most species and tidal basins in the year 1992 (± 0.4) that followed a regime shift in the Southern North Sea and in the Wadden Sea in 1988–1989. There were no statistical differences between the years when numbers of waders started to decrease between the northern and the southwestern tidal basins of the German sector, indicating that the drives affected both coastal sections simultaneously. Significant relationships were found between slopes of coefficients of wader species and sediment morphology and physical features as sea level rise and tidal amplitude. Relationships were most pronounced for the long term, 1987–2019 compared to the short term, 1998–2016. We conclude that regime shift and changes in sediment morphology driven by sea level rise and sediment change can affect abundance of migratory wader species in large estuaries and shallow coastal waters.