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Die Anpassung von Küstenniederungen, Seemarschen und Inseln an klimatische Veränderungen und einen steigenden Meeresspiegel ist eine der großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Im Gegensatz zu eingedeichten Küstenmarschen und Inseln besitzen tidebeeinflusste Seemarschen ein natürliches Anpassungspotential an sich verändernde hydrologische Rahmenbedingungen. Überflutungsabhängige Sedimenteinträge führen zu einem Anwachsen der Marschoberfläche und kompensieren somit einen Anstieg des Meeresspiegels. Die 10 verbliebenen nordfriesischen Halligen (Schleswig-Holstein, Deutschland) (Kapitel 1) sind bewohnte Inselmarschen, welche aufgrund ihrer anthropogenen Überprägung von naturbelassenen Seemarschen unterschieden werden müssen. Diese umfasst z.B. den Bau von flachen Sommerdeichen und Sielanlagen. Inwiefern sich diese Veränderungen auf die Sedimentdynamik der Marschen auswirken, ist bislang unzureichend belegt, was eine fundierte Diskussion bezüglich zukünftiger Entwicklungsperspektiven der Halligmarschen verhindert. Die vorliegende Arbeit ist dazu angelegt, diese Wissenslücke zu schließen. Sie untersucht das vertikale Marschwachstum exemplarisch auf den Halligen Hooge, Langeneß und Nordstrandischmoor und beurteilt deren Anpassungsvermögen an einen steigenden Meeresspiegel. Darüber hinaus werden zukünftige Entwicklungsperspektiven diskutiert. Um Faktoren und Prozesse, welche maßgeblich die Sedimentdynamik der Halligen beeinflussen, messbar zu machen, musstengeeignete Methoden entwickelt und angewendet werden. Zur Berechnung jährlicher Überflutungshäufigkeiten wurden Pegelschwellenwerte für Überflutungsereignisse auf Basis von digitalen Geländemodellen (DGMs) und d-GPS (differential global positioning system) Messungen errechnet und auf die verfügbaren, regionalen Pegeldaten angewendet (Kapitel 2). Sedimentfallen, bestehend aus LDPE (low density polyethylene) Flaschen (1 Liter) und Kunstrasenmatten (20 x 30 cm), bilden die Grundlage einer dreijährigen (November 2010 – März 2013) Feld- und Laborstudie zur zeitlichen und räumlichen Erfassung der sturmflutabhängigen Sedimentdeposition (Kapitel 3). Durch die Verwendung regionaler bodenphysikalischer Parameter (Lagerungsdichte und Gehalt an organischer Bodensubstanz) können Depositionsraten in eine vertikale Wachstumskomponente transformiert werden. Dazu werden Ergebnisse einer Rammkernsondierung genutzt, welche 12 Sedimentkerne mit einer Länge von maximal 100 cm umfasst. Die Sedimentbohrkerne sind weiterhin die Grundlage für eine 137Cs- und 210Pb-Datierung. Die Kombination beider Datensätze (Kapitel 4) ermöglicht einen schlüssigen Vergleich der Marschentwicklung seit dem Jahr 1915 mit regionalen Pegeldaten und Projektionen des zukünftigen Meeresspiegelanstiegs. Die Analyse der verfügbaren Pegeldaten (Kapitel 2) zeigt eine hohe Variabilität der jährlichen Überflutungshäufigkeiten. Das zehnjährige Mittel eintretender Ereignisse beträgt 2 Überflutungen auf Hooge, 9 – 10 Überflutungen auf Langeneß und 15 Überflutungen auf Nordstrandischmoor. Aufgrund der künstlichen Überhöhung der Marschkante durch Sommerdeiche mit + 1.54 m ü. mittlerem Tidehochwasser (MThw) auf Hooge und + 0.98 m ü. MThw auf Langeneß werden die betreffenden Halligen lediglich bei selten eintretenden Sturmflutereignissen überflutet. Die Höhe des wasser- und sedimentundurchlässigen Steinpflasters auf Nordstrandischmoor beträgt lediglich + 0.7 m ü. MThw. Die methodischen Untersuchungen bezüglich der Nutzung von Sedimentfallen (Kapitel 3) zeigen, dass beide Typen von Sedimentfallen vergleichbare Ergebnisse liefern. Oberhalb einer Depositionsrate von ~ 2.0 kg/m2 sinkt das Rückhaltevermögen der Kunstrasenmatte im Vergleich zur LDPE Flasche deutlich ab. Die parallele Nutzung beider Fallentypen, insbesondere wenn die Depositionsraten den Schwellenwert (~ 2.0 kg/m2) nicht überschreiten, erlaubt: (1) Die Überprüfung, ob beide Datensätze konsistent sind. (2) Die Identifizierung von Ausreißern. (3) Eine Abschätzung, ob Sediment auf oder in der Sedimentfalle nach der Überflutung remobilisiert wird. Um die Sedimentdeposition in eine vertikale Wachstumsrate zu übersetzen, muss die mittlere Bodendichte als auch der Gehalt an organischer Bodensubstanz des Marschbodens berücksichtigt werden. Die Bohrkernuntersuchungen zeigen, dass diese bodenphysikalischen Parameter auf den unterschiedlichen Halligen stark variieren. Marschen, die häufig überflutet werden lagern weniger organisches Material im Oberboden ein als selten überflutete Marschen. Niedrige Gehalte an leichten organischen Materialien geringer Dichte resultieren wiederum in einer höheren Lagerungsdichte des Marschbodens (Hooge 0.64 g/cm3, Langeneß 0.67 g/cm3, Nordstrandischmoor 0.83 g/cm3). Autochthones organisches Material (welches primär von der Halligvegetation stammt) trägt mit einem Anteil von 9.0 ± 1.4 % (Hooge) bis 21.4 ± 6.6 % (Nordstrandischmoor) zum Marschwachstum bei. Die Ergebnisse der Sedimentfallenuntersuchungen als auch der Datierungen zeigen deutlich ein Ungleichgewicht zwischen Marschwachstum und Meeresspiegelanstieg seit Beginn des 20. Jahrhunderts. Die langjährigen Wachstumsraten, basierend auf der 210Pb-Datierung, liegen mit 1.0 ± 0.3 mm/a auf Hooge, 1.2 ± 0.3 mm/a auf Langeneß und 2.6 ± 0.9 mm/a auf Nordstrandischmoor deutlich unterhalb des MThw-Anstiegs von 5.0 ± 0.3 mm/a (1951 – 2011, Wyk auf Föhr). Projektionen des Meeresspiegelanstiegs bis zum Jahr 2100 (Berechnet durch das fwu, Siegen) weisen darauf hin, dass extreme Wasserstände (höchste, jährliche Tidehochwasserstände, HThw, 6.6 ± 3.8 mm/a) deutlich schneller ansteigen werden als das MThw oder der mittlere Meeresspiegel (2.6 ± 0.4 mm/a). Aufgrund dieser Beobachtungen ist von einem zukünftigen Anstieg des Gefährdungspotentials für die Halligen auszugehen, wenn es nicht gelingt, ein sedimentologisches Gelichgewicht zwischen Meeresspiegel und Marschwachstum herzu stellen. Der Anstieg der Wellenhöhe und Periode, aufgrund von steigender Wassertiefe und einer geringeren Wellentransmissionsrate an den Sommerdeichen, resultiert in einer steigenden hydrodynamischen Belastung der Warften und der Marschoberfläche. Das sedimentäre Ungleichgewicht, besonders auf Hooge und Langeneß, kann eindeutig auf das hydrologische Management der Halligen zurückgeführt werden. Aus sedimentologischer Sicht sind die beiden Hauptkritikpunkte (1) die geringe Anzahl an Überflutungen aufgrund der Deichanlagen und (2) der eingeschränkte Transport suspendierter Feststoffe über die Binnenpriele. Letzteres resultiert aus der Blockade der Binnenpriele durch Sielanlagen und führt zu einer Abnahme der Sedimentdeposition mit zunehmender Entfernung zur Uferlinie. Um dem Ungleichgewicht zwischen Marschwachstum und Meeresspiegelanstieg entgegenzuwirken, ist es dringend erforderlich, neue Managementstrategien für die Halligen zu entwickeln (Kapitel 6), welche sedimentologische/geomorphologische Aspekte sowie die speziellen Bedürfnisse der Halligbevölkerung gleichermaßen berücksichtigen. Letztere beinhalten die Minimierung ökonomischer Schäden wie etwa Einschränkungen der landwirtschaftlichen Nutzung oder des Tourismus. Mögliche Szenarien können ein Abflachen der bestehenden Deiche oder deren Rückbau und Erneuerung durch wasser- und sedimentdurchlässige Rauhstreifen (z.B. Elastocoast®, BASF) beinhalten. Weiterhin erscheint die Reaktivierung der blockierten Binnenpriele eine plausible Maßnahme zu sein. Erste Freilandexperimente auf Hallig Langeneß (Kapitel 5) belegen einen erhöhten Sedimenttransport in die Binnenmarsch aufgrund geöffneter Sielanlagen in Verbindung mit Windstau (Thw-Ereignisse über Springtideniveau). Ob die generelle Umsetzung derartiger Maßnahmen möglich ist, ist in erster Linie davon abhängig, ob die Halligbevölkerung derartigen Veränderungen ihrer Umwelt aufgeschlossen gegenübersteht und diese lokalpolitisch getragen werden. Auf jeden Fall ist ein Umdenken dahingehend erforderlich, die halligtypischen Überflutungen (Land-Unter) nicht ausschließlich als Bedrohung zu verstehen. Sie sind ein natürliches Phänomen, welches notwendig ist, um das Gleichgewicht zwischen Meeresspiegelanstieg und Sedimentdeposition aufrechtzuerhalten. ; Low coastlands, marshlands and islands all over the world are challenged by rising water levels due to climatic changes. Especially tidal marshlands can compensate for a certain degree of hydrological changes. Their rate of vertical accretion depends on sufficient sediment depositions due to a frequent flooding. The 10 insular North Frisian Halligen (Northern Germany) (chapter 1) are inhabited marshlands, which have to be distinguished from tidal marshlands in general by reason of manifold anthropogenic modifications (e.g. the construction of shallow dykes and tidal gates). To date, a lack of knowledge about the interdependency between those modifications and sediment dynamics prevent a sound discussion about the adaptation capacity of the Halligen to recent and future sea-level changes. This Ph.D.-thesis is meant to fill this gap of knowledge. Marshland accretion and the adaptation capacity of the Halligen Hooge, Langeness and Nordstrandischmoor to sea-level-rise (SLR) is investigated and future perspectives are discussed. To determine factors and processes which affect sediment dynamics on the Hallig marshlands, a variety of different methods has been developed and employed. To gain knowledge about the inundation frequency, gauge level thresholds for inundation events were defined, based on digital elevation models (DGMs) and d-GPS (differential global positioning system) measurements (chapter 2). A combined field and laboratory method was developed to calculate marshland accretion based on annual rates of sediment deposition (chapter 3). One litre low density polyethylene (LDPE) bottles and small synthetic turf mats were used as simple but coast, time and quantity efficient sediment trap devices during a field study which lasted from November 2010 to March 2013. For the transformation of sediment deposition into rates of vertical accretion, the bulk dry density (BDD) as well as the organic matter concentration of the correspondent marsh soil was considered using data from 12 shallow percussion cores (depth ≤ 100 cm). The combination of this short-term sedimentological data with results of a 137Cs and 210Pb dating campaign (chapter 4) allows to compare marshland accretion rates (since 1915) with recent gauge level data and regional projections of SLR. Analyses of the available gauge level data of the study sites (chapter 2) revealed different inundation frequencies for the investigated Halligen. The annual inundation frequency between 2001 and 2010 amounts to 2 events for Hooge, 9 to 10 events for Langeness, and 15 events for Nordstrandischmoor. By reason of a heightened marshland edge (i.e. shallow summer dykes) at Hooge (+ 1.54 m above mean high water, MHW) and Langeness (+ 0.98 m above MHW), these Halligen are flooded only during extreme storm surge events. In contrast the impermeable revetment height of the more frequent flooded Hallig Nordstrandischmoor is only + 0.7 m above MHW. The methodological research on the application of the sediment traps (chapter 3) revealed that both devices gain comparable results up to a deposition rate, of ~ 2.0 kg/m2. Above this threshold the retention efficiency of the turf mats decreases compared to the LDPD bottles. The combined use of bottles and mats, especially when deposition rates do not exceed the threshold, allows (1) to check the internal consistency of the data, (2) to detect outliers with respect to cattle- or man-made damage, and (3) to estimate possible effects of post-storm sediment remobilization. To transfer sediment depositions into rates of vertical accretion, the BDD as well as the organic matter concentration of the correspondent marsh soil has to be considered. Results of the soil coring campaign show that these parameters are different among all Halligen. Higher inundation frequencies cause lower soil organic matter concentrations, resulting in higher BDD of the soil (Hooge 0.64 g/cm3, Langeness 0.67 g/cm3, Nordstrandischmoor 0.83 g/cm3). Furthermore, autochthonous organic material (by source of the marshland vegetation) contributes by 9.0 ± 1.4 % (Hooge) to 21.4 ± 6.6 % (Nordstrandischmoor) to marshland accretion, for a correspondent time scale of 1915 to 2011. The combination of short-term accretion data with results of the 137Cs and 210Pb dating campaign (chapter 4) shows clearly that marshland accretion is in disequilibrium with sea-level-rise since the beginning of the 20th century. Long-term accretion rates (1915 – 2011) based on 210Pb data (1.0 ± 0.3 mm/a at Hooge, 1.2 ± 0.3 mm/a at Langeness and 2.6 ± 0.9 mm/a at Nordstrandischmoor) cannot compensate the fast increasing MHW level (5.0 ± 0.3 mm/a, Wyk on Föhr) at the study site. Future sea-level projections until 2100 (conducted by the fwu, Siegen) revealed that the extreme values (highest high waters, HHW, 6.6 ± 3.8 mm/a) tend to rise much faster than the MHW or relative mean sea-level (RMSL, 2.6 ± 0.4 mm/a). Therefore an increasing hazard potential for the Halligen has to be expected if vertical marshland accretion does not accelerate in the future. An increase in wave height and period due to higher water levels on the Hallig and a declining wave transmission at the summer dyke will result in higher hydrodynamic forces on the marshland and the Warften. The lack in marshland accretion (especially at Hooge and Langeness) is clearly a matter of an inappropriate hydrological management. Beside the low inundation frequency due to water impermeable revetments (i.e. dykes), tidal gates in front of the channel system prevent a sufficient sediment transport from the marsh edge to the hinterland. This transport limitation decreases marshland accretion distant to the marshland edge. New strategies to change the disequilibrium between marshland accretion and rising water levels (discussed in chapter 6) have to focus on well adapted, long-term management strategies, consistent with the special needs of the local habitants. This contains to minimize economic damage like restrictions to farming and tourism by reason of an increased inundation frequency. Beside an adjustment of the marshland edge (lowering of dykes and water impermeable revetments) or replacement by water and sediment permeable gravel revetments (e.g. Elastocoast®, BASF), the reactivation of the tidal channel system could be feasible. First field tests on Hallig Langeness (chapter 5) revealed an enhanced sediment input to the inner marsh by open tidal gates during appropriate weather conditions (high tides exceeding spring tide level). To accelerate the development of constructive solutions for the Halligen, those must be forced by local decision makers and the inhabitants themselves. To do so, it is necessary to realize that inundations and storm surges are not solely a hazard for the Halligen and their inhabitants but also a natural hydrological phenomenon that is essential to keep sediment accretion in balance to SLR.