ZMT - Leibniz Zentrum für Marine Tropenforschung

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...

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

Unser Ziel ist es, eine verlässliche wissenschaftliche Grundlage für den Schutz oder Rehabilitation 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)

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.

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)

Untersuchungsgebiete der Arbeitsgruppe Mangrovenökologie

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)

Articles in peer-reviewed journals

Ouyang X, Kristensen E, Thornber C, Zimmer M, Yang Z, Lee SY. 2023. Response of macrophyte litter decomposition in global blue carbon ecosystems to climate change. Global Change Biology 00: 1–15. https://doi.org/10.1111/gcb.16693

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Zimmer M. 2022. Mangrove Forests: Structure, Diversity, Ecosystem Processes and Threats. In: Junk W, Wittman F (eds). Encyclopedia of Inland Waters, Second Edition. Elsevier. 116-127. (doi.org/10.1016/B978-0-12-819166-8.00149-3)

Zimmer M, Ajonina GN, Amir AA, Cragg S, Crooks S, Dahdouh-Guebas F, Duke N, Fratini S, Friess DA, Helfer V, Huxham M, Kathiresan K, Kodikara KAS, Koedam N, Lee SY, Mangora MM, Primavera J, Satyanarayana B, Yong JWH, Wodehouse D. 2022. When nature needs a helping hand: different levels of human intervention for mangrove (re-)establishment. Frontiers in Forests and Global Change 5: 784322 (doi.org/10.3389/ffgc.2022.784322)

Zimmer M, Helfer V. 2022. Mangrove forests - a nature-based solution for climate change mitigation and adaptation. Rural21 56: 23-25.

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Albrecht OT, Glaser M, Zimmer M. 2021. Are crab-collectors in mangroves of Northern Brazil (PA) optimal foragers? Wetlands 41: 91-99 (doi.org/10.1007/s13157-021-01488-5)

Quadros AF, Helfer V, Nordhaus I, Reuter H, Zimmer M. 2021. Functional traits of terrestrial plants in the intertidal: A review on mangrove trees. Biological Bulletin (doi.org/10.1086/716510)

Zimmer M, Kimeli A. 2021. Mangroven als Sedimentfallen und Küstenschützer. Geographische Rundschau 7/8: 26-31.

Rahman MM, Zimmer M, Ahmed I, Donato D, Kanzaki M, Xu M. 2021. Co-benefits of protecting mangroves for biodiversity conservation and carbon storage. Nature Communications 12: 3875 (doi.org/10.1038/s41467-021-24207-4)

Seer F, Putze G, Pennings SC, Zimmer M. 2021. Drivers of litter mass loss and faunal composition of detritus patches change over time. Ecology & Evolution 11: 9642-9651 (doi.org/10.1002/ece3.7787)

Forgeron SJ, Quadros AF, Zimmer M. 2021. Crab-driven processing does not explain leaf litter-deposition in mangrove crab burrows. Ecology & Evolution 11: 8856-8862 (doi.org/10.1002/ece3.7718)

Gutting R, Syrbe R-U, Grunewald K, Mehlig U, Helfer V, Zimmer M. 2021. The benefits of combining global and local data – a showcase for valuation and mapping of mangrove climate regulation and food provisioning services within a protected area in Pará, North Brazil. Land 10: 432 (doi.org/10.3390/land1004043)

Pradisty NA, Amir AA, Zimmer M. 2021. Plant species‑ and stage‑specific differences in microbial decay of mangrove leaf litter: the older the better? Oecologia 195: 843-858 (doi.org/10.1007/s00442-021-04865-3)

Zimmer M. 2021. Der Schutz von Mangroven und Küstenvegetation wirkt dem Klimawandel entgegen. In: Lozán JL, Breckle S-W, Graßl H, Kasang D (Eds). Warnsignal Klima: Boden & Landnutzung: 295-301 (DOI:1 0.25592/warnsignal.klima.boden-landnutzung.49)

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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.

Weitere Forschungsprojekte