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. Mit einer jährlichen Rate von fast 1% verlieren wir Mangroven weltweit noch schneller als tropische Regenwälder, 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...


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

 

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

 

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

 


Untersuchungsgebiete der Arbeitsgruppe Mangrovenökologie

Eine Weltkarte zeigt die Untersuchungsgebiete der Arbeitsgruppe Mangrovenökologie, dabei zeigen rote Flächen zeigen Küstenregionen mit Mangrovenvegetation.

Rote Flächen zeigen Küstenregionen mit Mangrovenvegetation.

Karte verändert nach:
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 aus der Arbeitsgruppe (letzte drei Jahre)

Le Minor M, Zimmer M, Helfer V, Gillis LG, Huhn K. 2020. Flow and sediment dynamics around structures in mangrove ecosystems - modeling perspective. In: Sidik F, Friess D (Eds). Dynamik sedimentary environments of mangrove coasts. Elsevier, Amsterdam, The Netherlands: 83-120.

Helfer V, Hassenrück C. 2020. Microbial communities in mangrove sediments. In: Sidik F, Friess D (Eds). Dynamik sedimentary environments of mangrove coasts. Elsevier, Amsterdam, The Netherlands: 142-175.

Zimmer M, Helfer V. 2020. Quantity and quality of organic matter in mangrove sediments. In: Sidik F, Friess D (Eds). Dynamik sedimentary environments of mangrove coasts. Elsevier, Amsterdam, The Netherlands: 369-391.

Schaeffer-Novelli Y, Cintrón-Molero G, Abuchahla GMO (eds). 2020. Brazilian mangroves and salt marshes. Springer, Heidelberg

Schwenke T, Helfer V. 2020. Beyond borders: The status of interdisciplinary mangrove research in the face of global and local threats. Estuarine, Coastal and Shelf Science (in press) (doi.org/10.1016/j.ecss.2020.107119)

Dahdouh-Guebas F, Ajonina GN, Amir AA, Andradi-Brown DA, Aziz I, Balke T, Barbier EB, Cannicci S, Cragg SM, Cunha-Lignon M, Curnick DJ, Duarte CM, Duke NC, Endsor C, Fratini S, Feller IC, Fromard F, Hugé J, Huxham M, Kairo JG, Kajita T, Kathiresan K, Koedam N, Lee SY, Lin H-J, Mackenzie JR, Mangora MM, Marchand C, Meziane T, Minchinton TE, Pettorelli N, Polanía J, Polgar G, Poti M, Primavera J, Quarto A, Rog SM, Satyanarayana B, Schaeffer-Novelli Y, Spalding M, Van der Stocken T, Wodehouse D, Yong JWH, Zimmer M, Friess DA. 2020. Public perceptions of mangrove forests matter for their conservation. Frontiers in Marine Sciences 7: 603651. (doi.org/10.3389/fmars.2020.603651)

Allard SM, Costa MT, Bulseco AN, Helfer V, Wilkins LGE, Hassenrück C,Zengler K, Zimmer M, Erazo N, Mazza Rodrigues JL, Duke N, Melo VMM, Vanwonterghem I, Junca H, Makonde HM, Jiménez DJ, Tavares TCL, Fusi M, Daffonchio D, Duarte CM, Peixoto RS, Rosado AS, Gilbert JA, Bowman J. 2020. Introducing the Mangrove Microbiome Initiative: Identifying microbial research priorities and approaches to better understand, protect, and rehabilitate mangrove ecosystems. mSystems 5(5): e00658-20. (doi.org/10.1128/mSystems.00658-20)

Dahdouh-Guebas F, Hugé J, Abuchahla GMO, Cannicci S, Jayatissa LP, Kairo JG, Arachchilage SK, Koedam N, Mafaziya Nijamdeen TWGF, Mukherjee N, Poti M, Prabakaran N, Ratsimbazafy HA, Satyanarayana B, Thavanayagam M, Velde KV, Wodehouse D. 2020. Reconciling nature, people and policy in the mangrove social-ecological system through the adaptive cycle heuristic. Estuarine, Coastal and Shelf Science (doi.org/10.1016/j.ecss.2020.106942)

Friess DA, Yando ES, Abuchahla GMO, Adams JB, Cannicci S, Canta SWJ, Cavanaugh KC, Connolly RM, Cormier N, Dahdouh-Guebas F, Diele K, Feller IC, Fratini S, Jennerjahn TC, Lee SY, Ogurcak DE, Ouyang X, Rogers K, Rowntree JK, Sharma S, Sloey TM, Wee AKS. 2020. Mangroves give cause for conservation optimism, for now. Current Biology 30, R135-R158. (doi.org/10.1016/j.cub.2019.12.054)

Perdomo Trujillo LV, Mançera Pineda JE, Medina Calderon JH, Zimmer M, Schnetter M-L. 2020. Massive loss of aboveground biomass and its effect on sediment organic carbon concentration: Less mangrove, more carbon? Estuarine, Coastal and Shelf Science: (doi.org/10.1016/j.ecss.2020.106888).

Saavedra-Hortua DA, Friess DA, Zimmer M, Gillis LG. 2020. Sources of particulate organic matter across mangrove forests and adjacent ecosystems in different geomorphic settings. Wetlands: Wetlands 40: 1047-1059. (doi.org/10.1007/s13157-019-01261-9)

Khan WR, Nazre M, Zulkifli SZ, Mohamad Roslan MK, Zimmer M. 2020. Risk assessment of heavy metal concentrations in sediments of Matang Mangrove Forest Reserve (MMFR). Tropical Conservation Science (in press).

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Curnick DJ, Pettorelli N, Amir AA, Balke T, Barbier EB, Crooks S, Dahdouh-Guebas F, Duncan C, Endsor C, Friess DA, Quarto A, Zimmer M, Lee SY. 2019. The value of small mangrove patches. Science 363 (6424): 239.

Bertrand A, Zimmer M & Consortium of WP2 of PADDLE. 2019. Report on tropical marine ecosystem dynamics in the last decade. PADDLE-Report WP2-D2.1

Gillis LG, Snavely E, Lovelock C, Zimmer M. 2019. Effects of crab burrows on sediment characteristics in a Ceriops australis-dominated mangrove forest. Estuarine Coastal & Shelf Science 218: 334-339.

Quadros AF, Nordhaus I, Reuter H, Zimmer M. 2019. Modelling of mangrove annual leaf litterfall with emphasis on the role of vegetation structure. Estuarine Coastal & Shelf Science 218: 292-299.

Le Minor M, Bartzke G, Zimmer M, Gillis LG, Helfer V, Huhn K. 2019. Numerical modelling of hydraulics and sediment dynamics around mangrove seedlings: Implications for mangrove establishment and reforestation. Estuarine, Coastal and Shelf Science 217: 81-95.

 Zimmer M. 2019. Detritus. In: Jorgensen SE, Fath BD (ed). Encyclopedia of Ecology 2nd edition, Volume 3. Elsevier: 292-301.

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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.

Faber J, Quadros AF, Zimmer M. 2018. A space-for-time approach to study the effects of increasing temperature on leaf litter decomposition under natual conditions. Soil Biology & Biochemistry 123: 250-256.

Rosário RPG, Abuchahla GMO. 2018. Arcabouço legal de proteção aos manguezais. In: ICMBio, Atlas dos Manguezais do Brasil. Brasília, Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade, pp 75-83.

Schaeffer-Novelli Y, Cintrón-Molero G, Reis-Neto AS, Abuchahla GMO, Neta LCP, Lira-Medeiros CF. 2018. Sistema Manguezal. In: Amaral ACZ, Turra A, Ciotti AM, Wongtschowski C, Schaeffer-Novelli Y (eds). Métodos de estudo em ecossistemas costeiros. Campinas, Biblioteca/UNICAMP, pp 175-196.

Schaeffer-Novelli Y, Cintrón-Molero G, Reis-Neto AS, Abuchahla GMO, Neta LCP, Lira-Medeiros CF. 2018. The mangroves of Araçá Bay through time: An interdisciplinary approach for conservation of spatial diversity at large scale. Ocean and Coastal Management 164:60-67. (doi.org/10.1016/j.ocecoaman.2017.12.024)

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. 2018. 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.

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.

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. 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.


Further research projects

KATRINA - Aquaculture and integrated mangrove rehabilitation in Kalimantan, Indonesia (Zimmer, Kunzmann) (GIZ) [NN]

Physiological respones of mangrove crabs and snails to heavy metal contamination (Zimmer) [V. Jäger]

Digestive enzymes in leaf-eating and sediment-sieving mangrove crabs (Zimmer) [A. Christovzik]

Functional traits of mangrove crabs and their spatial distribution (Helfer & Zimmer) [J. Pfeiffer, A. Hussaini]

Functional traits of mangrove snails and their spatial distribution (Helfer & Zimmer) [J. Riechelmann]

Functional traits of mangroves and their spatial distribution (Helfer & Zimmer) (ERASMUS) [C.Y. Cheung]

Effects of crab burrows and tidal pumping on organic matter fluxes in mangrove sediments (Zimmer & Moosdorf) [M. Klaaßen]

Effects of mangrove species on sediment characteristics in Northern Brazil (Helfer, Geburzi & Zimmer) [M. Fouqueray]

Effects of mangrove tree species on sediment fauna and microbiota [Helfer, Geburzi & Zimmer]

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

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

CONNECT - Mangrove connectivity with the hinterland: element fluxes and animal migration (Zimmer) (PADDLE) [G. Abuchahla]

ReMainMan - organic matter sediment dynamics in mangrove forest gaps (Zimmer, Helfer, Mackay, Weerts & Protázio) (DAAD) [M.K. Agyekum]

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

Mangroves, seagrass beds and sea turtles (Helfer, Zimmer & Piovano) [M.A. Camargo Vargas]