Felduntersuchungen

Dünen werden auf Spiekeroog an verschiedenen Standorten messtechnisch begleitet. So wurden von November 2021 bis Dezember 2022 systematische Messungen an Ammophilia Arenaria, der vorherrschenden Vegetation im Weißdünenbereich, durchgeführt um unter anderen die Wuchshöhe und horizontale Wuchsdichte zu erfassen. Darüber hinaus wurden in verschiedenen Zonen der jeweiligen Dünen oberirdisch Pflanzenproben entnommen und im nahegelegenen Labor des Nationalparkhaus Wittbülten auf der Insel Spiekeroog auf ihre biomechanischen Eigenschaften (z.B. Biegesteifigkeit) untersucht. Hierdurch wurden lange Transportwege und Lagerungszeiten vermieden, welche eventuell die Messergebnisse verfälschen könnten. Für die Untersuchung von unterirdischen Pflanzenproben wurden zudem Wurzel und Rhizomen entnommen, die auf Grund ihrer besonderen Prüfanforderungen in einem Labor der TU Braunschweig auf ihre Zugfestigkeit getestet wurden.

Die Messungen wurden auf monatlicher Basis  durchgeführt, um den saisonalen Verlauf der Vegetationseigenschaften erstmalig zu erfassen. Untersucht wurde eine freistehende Düne am Nordstrand von Spiekeroog, die eine direkte Exposition gegenüber Wind- und Wellenangriff aus Nord aufweist. Diese wurde horizontal in Sektoren aufgeteilt, um die Probenahme systematisch zu gestalten. An der Westspitze der Insel wurde im Bereich der Süderdüne eine durchgehende Stranddüne untersucht, wobei ein Abschnitt von 50 m entlang der Düne see- sowie landseitig beforscht wurde. Im Gegensatz zur freistehenden Düne wurde die Süderdüne in verschiedenen vertikale Segmente unterteilt, um so eine systematische Erfassung zu gewährleisten.

Ergänzend zu den Vegetationsproben wurden im Verlauf der Messungen auch Sedimentproben mit Stechzylindern gewonnen und im Labor ausgewertet, um eventuelle Einflüsse durch Witterung auf die anstehende Sedimentverteilung zu untersuchen. Ausgebrachte Bodensensoren an den Dünenstandorten haben über die Dauer der Feldkampagne verschiedene Parameter wie Bodenfeuchte oder Temperatur erfasst. Oberflächenscans wurden mithilfe von mobilen LIDAR Sensoren sowie z.T. mit stationären Terrestrischen Laserscannern erfasst. Hierdurch wurden zeitlich gegliedert mehrere Oberflächen der Dünenstandorte erfasst und ermöglichen eine zeitliche Analyse derer morphologischer Entwicklung. Die so gewonnenen Felddaten bilden eine erste Datenbasis für die nachfolgenden laborgestützten Experimente, um den Einfluss der Vegetation auf die Morphologie der Küstendünen eingehender zu untersuchen.

Physikalische Modellbildung

Um neben der Erfassung von biomechanischen Eigenschaften auch Rückschlüsse auf den direkten Einfluss von Dünenvegetation auf Erosionsgeschehen unter Sturmflutbedingungen zu ziehen, wurden Laborversuche in einem 2 Meter breiten und 90 Meter langen Wellenkanal der TU Braunschweig durchgeführt, bei denen der Einfluss der Bepflanzungsdichte und der
verschiedenen Pflanzenteile (ober- bzw. unterirdisch) näher betrachtet wurde. Mit Hilfe von LIDAR Scans und Photogrammetrie wurden so zeitlich aufgelöst Unterschiede im Erosionsverhalten analysiert. In einem kleineren Maßstab wurden darüber hinaus auch erste Ansätze untersucht die unterirdische Dünenvegetation und ihren Effekt auf die Dünenerosion in physikalischen Experimenten durch Ersatzmaterialien wie Kokosfasern oder auch synthetische Fasern zu reproduzieren.