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.

Ausgewählte Projekte

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Publikationen

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Reents S, Möller I, Evans BR, Schoutens K, Jensen K, Paul M et al. Species-specific and seasonal differences in the resistance of salt-marsh vegetation to wave impact. Frontiers in Marine Science. 2022 Dez 14;9:898080. doi: 10.3389/fmars.2022.898080

Scheres B, Arns A, Bisgwa C, Deutschmann B, Fröhle P, Goseberg N et al. EcoDike – Grüne Seedeiche und Deckwerke für den Küstenschutz. Die Kuste. 2022;91:23-66. doi: 10.18171/1.091105

Taphorn M, Villanueva Granados RA, Paul M, Visscher JH, Schlurmann T. Flow field and wake structure characteristics imposed by single seagrass blade surrogates. Journal of Ecohydraulics. 2022;7(1):58-70. Epub 2021 Jul 2. doi: 10.15488/13044, 10.1080/24705357.2021.1938253

Villanueva R, Paul M, Schlurmann T. Anchor Forces on Coir-Based Artificial Seagrass Mats: Dependence on Wave Dynamics and Their Potential Use in Seagrass Restoration. Frontiers in Marine Science. 2022 Mär 29;9:802343. doi: 10.3389/fmars.2022.802343

Villanueva R, Thom M, Visscher J, Paul M, Schlurmann T. Wake length of an artificial seagrass meadow: a study of shelter and its feasibility for restoration. Journal of Ecohydraulics. 2022;7(1):77-91. Epub 2021 Jul 2. doi: 10.15488/12999, 10.1080/24705357.2021.1938256

Carus J, Arndt C, Schröder B, Thom M, Villanueva R, Paul M. Using Artificial Seagrass for Promoting Positive Feedback Mechanisms in Seagrass Restoration. Frontiers in Marine Science. 2021 Aug 3;8:546661. doi: 10.3389/fmars.2021.546661

Kosmalla V, Schönebeck JM, 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

Scheres B, Michalzik JC, Hoffmann TK, Paul M, Schüttrumpf H, Schlurmann T. Die Rolle der Deichvegetation aus Ingenieursicht. in Schüttrumpf H, Scheres B, Hrsg., Ökologische Aufwertung von Seedeichsystemen: Erste Planungsempfehlungen für die Praxis mit aktuellen Erkenntnissen aus der Wissenschaft. Springer Vieweg. 2021. S. 67- 99. (Wasser: Ökologie und Bewirtschaftung). doi: 10.1007/978-3-658-31507-8_5

Scheres B, Arns A, Bisgwa C, Deutschmann B, Fröhle P, Goseberg N et al. Ökosystemare Aspekte an Seedeichsystemen. in Schüttrumpf H, Scheres B, Hrsg., Ökologische Aufwertung von Seedeichsystemen: Erste Planungsempfehlungen für die Praxis mit aktuellen Erkenntnissen aus der Wissenschaft. Springer Vieweg. 2021. S. 15-27. (Wasser: Ökologie und Bewirtschaftung). doi: 10.1007/978-3-658-31507-8_2

Schönebeck JM, 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