Mangroven in La Paz, Mexiko  | Foto: Martin Zimmer

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Neuigkeiten, Ereignisse und Aktivitäten rund um Mangrovenschutz und -restorarion: "World of Mangroves"!



Über die Arbeitsgruppe Mangrovenökologie

Mangroven sind Wälder, die an tropischen und subtropischen Küsten das Meer mit dem Land verbinden. Sie bieten sowohl lokal als auch global die Grundlage für die Produktion von Nahrungsmitteln und werden von den örtlich ansässigen Menschen als Holzlieferanten genutzt. Aus ökologischer Sicht steuern sie ein Detritus-basiertes Nahrungsnetz, in dem die Laubstreu der Mangrovenbäume die Vielfalt mariner Organismen, die die Mangroven als Zuflucht, Rastplatz oder Kinderstube nutzen, unterstützt. Durch die Anlagerung und Stabilisierung von Sedimenten schützen sie ganze Küstenregionen vor Erosion und Sturmfluten. Als beliebte touristische Reiseziele bieten sie den ansässigen Menschen zusätzliche Einkommensmöglichkeiten.

Mangroven gehören zu den effizientesten CO2-Senken, da sie infolge ihrer hohen Produktivität mehr Kohlenstoff und Stickstoff in ihrer Biomasse und den Sedimenten einlagern als viele andere Ökosysteme. Somit tragen Mangroven möglicherweise zur Abschwächung des Klimagas-getriebenen Klimawandels bei.

Fast weltweit sind Mangroven durch menschliche Nutzung und Übernutzung -z.B. Holzein- oder -kahlschlag, Verschmutzung oder Überdüngung von Flüssen und Küstengewässern, Sedimententnahme oder Deichbau zur Landgewinnung- sowie durch den fortschreitenden (relativen) Meeresspiegelanstieg gefährdet. Jährliche Flächenverlustraten werden mit etwa 2-8 % der weltweiten Gesamtfläche angegeben, und innerhalb der kommenden 100 Jahre könnten Mangroven aus dem Erscheinungsbild der Erde verschwunden sein.

Neben dem direkten Verlust von Biodiversität und Ökosystemleistungen, hat der anhaltende Verlust an Mangroven auch indirekte Effekte auf benachbarte Ökosysteme, wie z.B. Seegraswiesen oder Korallenriffe, da diese ohne Mangroven in der Nachbarschaft häufig höhere Sedimenteinträge erhalten. Zudem kann die Zerstörung von Mangroven den Salzgehalt des Küstenwassers erhöhen und Brutgebiete zahlreicher Fischarten vernichten.

Die AG Mangrovenökologie versucht, durch beobachtende, experimentelle und modellierende Ansätze eine wissenschaftlich fundierte Basis für die nachhaltige Nutzung, das Management und den Schutz von Mangroven weltweit zu liefern.


Forschungsansätze und -methoden der Arbeitsgruppe Mangrovenökologie

Ein kurzer Überblick...


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Labor für die Extraktion von envDNA (Kontakt: V. Helfer; S. Peters)

Unser Ziel ist es, eine verlässliche wissenschaftliche Grundlage für den Schutz und die nachhaltige Nutzung von Mangroevn zu bieten, die Entscheidungsträger als Grundlage für ihre Planungen und das Management von Schutzgebieten verwenden können: Das setzt die Kenntnis und ein tiefgreifendes Verständnis des Ökosystems voraus - Welche Organismen kommen unter welchen Umweltbedingungen vor (Biodiversität)? Wie interagieren diese Organismen (Biotische Interaktionen), und wie reagieren sie auf Umweltveränderungen? Wie wird sich die Lebensgemeinschaft verändern, wenn Umwelt und menschliche Nutzung sich ändern (Modell-basierte Projektionen)? Welche Prozesse werden durch die aktuelle Lebensgemeinschaft angetrieben, und wie wird sich das in Zukunft verändern (Ökosystemprozesse)? Welche Ökosystemleistungen resultieren aus diesen Ökosystemprozessen, wie werden sie von wem genutzt (sozial-ökologische Systemanalyse), und wie kann ihre Nutzung nachhaltig gesichert werden (Schutzgebiet-Priorisierung, -Planung und -Management)?

 

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(Pyrolyse-)Gaschromatographie/Massenspektrometrie für die Analyse von organischem Material in Pflanzen und Sedimenten (Kontakt: M. Zimmer; R. Himmelsbach)

Wir beschreiben die Lebensgemeinschaften in Mangroven mithilfe klassischer faunistischer und floristischer Methoden, aber auch durch Metabarcoding (und Metagenomik) von Umwelt- (und mikrobieller) DNA. Korrelationen zwischen Lebensgemeinschaften und Umweltbedingungen über die Zeit ermöglichen die Formulierung von Modellen zur Vorhersage zukünftiger Mangrovengemeinschaften in Raum und Zeit. Mit einem Fokus auf Sedimentprozesse und -dynamik analysieren wir die chemische Struktur (Metabolomik: (py-)GC/MS und NIRS) und Dynamik (Transkriptomik) des organischen Materials und quantifizieren Flüsse (Export/Import) von Elementen und Nährstoffen (Mikroelektroden). Zudem studieren wir die Akkumulation bzw. Erosion des Sediments in Abhängigket von der Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften.

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Mikro-Elektroden für feinskalige Analysen der Umweltbedingungen im Sediment (Kontakt: M. Zimmer; L. Gillis)

 

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Gewächshäuser für die Anzucht von Mangrovenbäumen (Kontakt: M. Zimmer; A. Meyer)

 


Untersuchungsgebiete der Arbeitsgruppe Mangrovenökologie

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Rote Flächen zeigen Küstenregionen mit Mangrovenvegetation.

Karte angepasst aus:
Giri. C, Ochieng E, Tieszen LL, Zhu Z, Singh A, Loveland T, Masek J, Duke N (2011). Status and distribution of mangrove forests of the world using earth observation satellite data (version 1.3, updated by UNEP-WCMC). Global Ecology and Biogeography 20: 154-159.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1466-8238.2010.00584.x/abstract 
http://data.unep-wcmc.org/datasets/4


Wissenschaftliche Publikationen mit Bezug zu Mangroven (letzte drei Jahre)

Dsikowitzky L, Damar A, Ferse SCA, Irianto HE, Jennerjahn TC, Lukas MC, Nordhaus I, Pohlmann T, Schwarzbauer J, Sugama K, Sumiono B. 2018. Java Island. In: C Sheppard (Eds.) World Seas – An Environmental Evaluation. Volume II: The Indian Ocean to the Pacific. Academic Press: 459-490.

Helfer V, Zimmer M. 2018. High-throughput techniques as support for knowledge-based spatial conservation prioritization in mangrove ecosystems. In: Makowski C, Finkl CW (eds). Threats to Mangrove Forests: Hazards, Vulnerability and Management. Springer: 539-554.

Khan WR, Nazre M, Zulkifli SZ, Kudus KA, Zimmer M,  Roslan MK, Mukhtar A, Mostapa R, Gandaseca S. 2018. Reflection of stable isotopes and selected elements with the inundation gradient at the Matang Mangrove Forest Reserve (MMFR), Malaysia. International Forestry Review: in press.

Nordhaus I. 2018. Macrobenthos: Ecological Functions of Benthic Animals. In: Hempel G, Hempel I, Hornige A (Eds.) Scientific Partnership for a Better Future. Bremen´s Research along Tropical Coasts. Edition Falkenberg, pp. 41-43.

Nordhaus, I., Roelke, D., Vaquer-Sunyer, R., Winter, C. (2018): Coastal systems in transition: From a 'natural' to an 'anthropogenically-modified' state. Estuarine, Coastal and Shelf Science 211: 1-5.

Quadros AF, Zimmer M. 2017. Dataset of “true mangroves” plant species traits. Biodiversity Data Journal 5: e22089. https://doi.org/10.3897/BDJ.5.e22089

Saeedi H, Kamrani E, Nordhaus I, Diele K. 2018. Sediment temperature impact on population structure and dynamics of the crab Austruca iranica Pretzmann, 1971 (Crustacea: Ocypodidae) in subtropical mangroves of the Persian Gulf. Wetlands. https://doi.org/10.1007/s13157-018-0998-5.

Zimmer M. 2018. Alike but distinct: mangrove forests worldwide. In: Hempel G, Hempel I, Hornidge A.K (eds). Scientific partnersip for a better future: Bremen’s research along tropical coasts. Edition Falkenberg. 76-79.

Zimmer M. 2018. Detritus. In: Jorgensen SE, Fath BD (ed). Encyclopedia of Ecology 2nd edition. Elsevier (in press).

Zimmer M. 2018. Ecosystem Design: when mangrove ecology meets human needs. In: Makowski C, Finkl CW (eds). Threats to Mangrove Forests: Hazards, Vulnerability and Management. Springer: 367-376.

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Belshe EF, Matteo MA, Gillis LG, Zimmer M, Teichberg M. 2017. Muddy waters: Unintentional consequences of blue carbon research obscure our understanding of organic carbon dynamics in seagrass ecosystems. Frontiers in Marine Sciences 4: 125.

Gillis LG, Belshe FE, Narayan GR. 2017. Deforested mangroves affect the potential for carbon linkages between connected ecosystems. Estuaries and Coasts.

Gillis LG, Belshe, FE, Ziegler AD, Bouma TJ. 2017. Driving forces of organic carbon spatial distribution in the tropical seascape. Journal of Sea Research.

Gillis LG, Jones CJ, Ziegler AD, van der Wal D, Breckbwoldt A, Bouma TB. 2017. Opportunities for Protecting and Restoring Tropical Coastal Ecosystems by Utilizing a Physical Connectivity Approach. Frontiers in Marine Science 4 (374). doi.org/10.3389/fmars.2017.00374

Gillis LG, Paul M, Bouma TB. 2017. No waves, no nutrients: How waves affect nutrient uptake in seagrass beds. Frontiers in Marine Science 4 (207).  doi.org/10.3389/fmars.2017.00207

Jennerjahn TC, Gilman E, Krauss KW, Lacerda LD, Nordhaus I, Wolanski E. in press. Chapter 7: Climate Change. In: Rivera-Monroy V, Lee SY, Kristensen E, Twilley RR (Eds). Mangrove Ecosystems: A Global Biogeographic Perspective; Structure, Function and Services. Springer.

Lee SY, Jones EBG, Diele K, Castellanos-Galindo GA, Nordhaus I. in press. Chapter 3: Biodiversity. In: Rivera-Monroy V, Lee SY, Kristensen E, Twilley RR (Eds). Mangrove Ecosystems: A Global Biogeographic Perspective; Structure, Function and Services. Springer.

Nordhaus I. 2017. Makrobenthos: Ökologische Funktionen von Bodentieren. In: Hempel G, Hempel I, Hornige AK (Eds.): Klüger nutzen – besser schützen. Bremer Forschung an tropischen Küsten. Edition Falkenberg, pp. 59-61.

Nordhaus I, Salewski T, Jennerjahn TC. 2017. Interspecific variations in mangrove leaf litter decomposition are related to labile nitrogenous compounds. Estuarine, Coastal and Shelf Science 192: 137-148.

Saint-Paul U, Zimmer M. 2017. Mangroven - Wälder zwischen Land und Meer. - In: Hempel G, Bischof K, Hagen W (Eds). Faszination Meeresforschung. Springer. 291-302.

Zimmer M. 2017. Mangrovenwälder weltweit. In: Hempel G, Hempel I, Hornidge A-K (eds). Klüger nutzen – besser schützen: Bremer Forschung an tropischen Küsten. Edition Falkenberg. 130-133.

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Alberts-Hubatsch H, Lee SY, Meynecke JO, Diele K, Nordhaus I, Wolff M. 2016. Life-history, movement and habitat use of Scylla serrata - current knowledge and future challenges. Hydrobiologia 763: 5-21.

Dwiyitno, Dsikowitzky L, Nordhaus I, Nuri Andarwulan, Hari Eko Irianto, Hanifah Nuryani Lioe, Farida Ariyani, Kleinertz S, Schwarzbauer J. 2016. Accumulation patterns of lipophilic organic contaminants in surface sediments and in economic important mussel and fish species from Jakarta Bay, Indonesia. Marine Pollution Bulletin 110(2): 767-777.

Gillis LG, Zimmer M, Bouma TB. 2016. Mangrove leaf transportation: Do mimic Avicennia and Rhizophora roots retain or donate leaves? Marine Ecology Progress Series 551: 107-115.

Pülmanns N, Mehlig U, Nordhaus I, Saint-Paul U, Diele K. 2016. Mangrove crab Ucides cordatus removal does not affect sediment parameters and stipule production in a one year experiment in Northern Brazil. PLoS ONE 11(12): 1-19.

Quak MSY, Ziegler AD, Benner SG, Evans S, Todd PA, Gillis LG, Vongtanaboon S, Jachowski N, Bouma TJ. 2016. Processes affecting the spatial distribution of seagrass meadow sedimentary material on Yao Yai Island, Thailand. Estuarine Coastal and Shelf Sciences 182: 136-145.

Ray R, Shahraki M. 2016. Multiple sources driving the organic matter dynamics in two contrasting tropical mangroves. Science of the Total Environment 571: 218-227.

Shahraki M, Saint- Paul U, Krumme U, Fry B. 2016. Fish use of intertidal mangrove creeks at Qeshm Island. Marine Ecology Progress Series 542:153-166.

Shahraki M. 2016. In a Harsh Desert, a Watery Forest Survives. National Geographic News (interview article)

Shahraki M. Fry B. 2016. Seasonal fisheries changes in low-rainfall mangrove ecosystems of Iran. Estuaries and Coasts 39: 529-541.

Vermeiren P, Munoz C, Zimmer M, Sheaves M. 2016. Hierarchical toolbox: Ensuring scientific accuracy of citizen science for tropical coastal ecosystems. Ecological Indicators 66: 242-250.

Wolter JW, Gillis LG, Bouma TJ, van Katwijk MM, Ziegler AD. 2016. Land use effects on mangrove nutrient status in Phang Nga bay, Thailand. Land Degradation and Development 27, 68-76.

Zimmer M, Helfer V. 2016. Biodiversität, Ökosystemprozesse und Ökosystemleistungen. In: Lozán JL, Breckle S-W, Müller R, Rachor E (Eds). Warnsignal Klima: Die Biodiversität. Verlag Wissenschaftliche Auswertungen. 297-302.

Wissenschaftliche Projekte

AG-Projekte

Diversity and community composition of Hainan´s coastal benthic invertebrates related to the dispersal of land-derived pollutants (within ECOLOC, I. Nordhaus) (BMBF)

Microbial communities I: Temporal dynamics of active microbial communities in mangrove sediments (San Andrés Island, Colombia) (Hassenrück & Helfer) (ZMT)

Microbial communities II: Spatial distribution of microbial communities and its drivers in mangrove ecosystems: a multi-strata approach combining remote-sensing, chemical and molecular ecology (Pichavaram, India) (Helfer & Hassenrück) (ZMT)

Exploring carbon dynamics in connected mangrove forests and seagrass beds: how important is it? (Gillis) (DFG) [D.A. Saavedra Hortua]

ExManCoast - Exchange of organic matter between mangroves and coastal waters (Zimmer, Jennerjahn & Helfer) (ZMT) [M. Wölfelschneider]

Mangrove connectivity with the hinterland: elemnt fluxes and animal migration (Zimmer; within PADDLE) [G. Abuchahla]

ReMainMan - organic matter sediment dynamics in mangrove forest gaps (Zimmer, Helfer, Reuter, Rovere & Casella) [M.K. Agyekum]

Crab-microbe interactions - how does crab-fishing affect their effects on ecosystem priocesses (Zimmer; within PADDLE) [S. Forgeron]

Crab-microbe interactions in feeding and digestion of different detrital food sources (Zimmer & Helfer) (DAAD/HEC) [A. Haroon]

Population genetics and local adaptations of isolated mangroves (Helfer & Zimmer) [C. Tegge]

Microbial decay of mangrove litter in reforested mangrove patches (Zimmer & Amir) [N. Pradisty]

Effects of crabs and snails on organic matter-fluxes in porewater (Zimmer & Wölfelschneider) [S. Nasrin]

Herbivory on mangroves in a reforested area (Zimmer & Amir) [Z. Bagotai]

Effects of mangrove trees growing on a back reef on sediment dynamics (Helfer) [T. Fett]

Determining microbial enzyme activities in stored samples (Zimmer, Helfer & Hassenrück) [E. Trautner & J. Kalaitzakis]

Changes in chemical composition of mangrove leaves during senescence (Helfer & Zimmer) [S. Wöhle]