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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.

AG-Leiter

Prof. Dr. Martin Zimmer
Telefon: 
+49 (421) 23800 - 161
E-Mail: 

IUCN Mangrove Symposium 2017

Sorry, the deadline for registration was June 15...
For more information about the symposium, contact
mangrove-symposiumE-Mail-Adresseleibniz-zmt.de

Special Issue on "Mangrove Ecology and Conservation"

For more information, check the webpage of the journal Diversity

Forschungsansätze und -methoden

Ein kurzer Überblick...

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

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

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

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)?

Wir beschreiben die Lebensgemeinschaften in Mangroven mithilfe klassischer faunistischer und floristischer Methoden, aber auch durch Metabarcoding (und Metagenomik) von Umwlt- (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.

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

Untersuchungsgebiete der AG Mangrovenökologie

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

Aktuelle Projekte

Changing foundation species: ecosystem effects of mangrove invasion into salt marshes (S.C. Pennings, A.R. Armitage, J. Kominoski, G. Starr, H. Guo, Z. Hughes, V. Helfer & M. Zimmer (associated investigators))

Mangrove community structure and ecosystem services: from sediment cores to mangrove conservation (V. Helfer, U. Mehlig, M. Glaser, H. Westphal, M. Wolff, M. Zimmer) (ZMT)

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

TAMCOP - Trait-based across-system analysis of mangrove communities and processes: MADAM and SPICE revisited (A. Quadros, I. Nordhaus, H. Reuter & M. Zimmer) (ZMT)

Exploring carbon dynamics in connected mangrove forests and seagrass beds: how important is it? (DFG)

DiSeMiNation - Digging into sediments and microbes for Nature conservation: Identifying the drivers of ecosystem processes for spatial conservation planning (V. Helfer, B. Fedder, H. Reuter & M. Zimmer) (Leibniz)

PADDLE - Planning in a liquid world with tropical stakes: solutions from an EU-Africa-Brazil perspective (EU: RISE)

From ground to sky: bridging scales in the study of coastal changes using satellites, drones and field-based measurements (A. Rovere, M. Zimmer, E. Casella, V. Helfer)

Das Team

AG-Leiter
Prof. Dr. Martin Zimmer

WissenschaftlerInnen
Dr. Lucy Gillis
Dr. Véronique Helfer
Dr. Inga Nordhaus

DoktorandInnen
Ulf Evert (Zimmer)
Hanno Müller (Zimmer)
Waseem Razaqq Khan (Zimmer extern)
Daniel Arturo Saavedra Hortua (Gillis & Zimmer)
Theresa Schwenke (Glaser, Zimmer & Reuter)

M.Sc.-StudentInnen
Michael Kyei Agyekum (Zimmer)
Tarek Bakkar (Zimmer & Helfer)
Robert Boumis (Nordhaus)
Hannah Marlene Cordts (Nordhaus)
Sophie Forgeron (Quadros & Zimmer)
Maroje Krajina (Zimmer & Helfer)
Mayli Ortiz (Zimmer)
Mónica Salazar-Ortiz (Helfer & Zimmer)
Johann Stiepani (Nordhaus & Gillis)
Lara Stuthmann (Castellanos-Galindo & Zimmer)
Mirco Wölfelschneider (Zimmer & Helfer)

B.Sc.-StudentInnen
Jan-Hinrich Quandt (Helfer)
Clara Voigt (Ferse & Nordhaus)

Gäste
-Terezia Horvathova (Institute of Environmental Sciences, Jagiellonian University,
Kraków, Poland) (März 2017-September 2017: Zimmer)

Informationen über den früheren AG-Leiter gibt es hier:
Prof. Dr. Ulrich Saint-Paul (im Ruhestand)

Stellenangebote

Weitere Informationen zu offenen Sellen am ZMT können hier gefunden werden

Aktuelle Veröffentlichungen (aus den letzten drei Jahren)

Bakkar T, Helfer V, Himmelsbach R, Zimmer M. 2017. Chemical changes in detrital matter upon digestive processes in a sesarmid crab feeding on mangrove leaf litter. Hydrobiologia: in press.

Pestana DF, Pülmanns N, Nordhaus I, Diele K, Zimmer M. 2017. The influence of crab burrows on sediment salinity in a Rhizophora-dominated mangrove forest in North Brazil during the dry season. Hydrobiologia: in press.

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.

Helfer V, Zimmer M. 2017. 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, Vulnerablity and Management. Springer (in press).

Zimmer M. 2017. Detritus. In: Jorgensen SE, Fath BD (ed). Encyclopedia of Ecology 2nd edition. Elsevier (in press).

Zimmer M. 2017. Ecosystem Design: when mangrove ecology meets human needs. In: Makowski C, Finkl CW (eds). Threats to Mangrove Forests: Hazards, Vulnerablity and Management. Springer (in press).

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.

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.

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.

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. 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.

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.

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.
 
Gillis LG, Bouma TB, Ziegler AD, Cathalot C, Herman PMJ. 2015. Toward understanding the roles of mangrove and seagrass particulate matter as a nitrogen source in tropical coastal ecosystems. Biotropica 47(3): 286-291.

Hübner L, Pennings SC, Zimmer M. 2015. Sex- and habitat-specific movement of an omnivorous semi-terrestrial crab controls habitat connectivity and subsidies: A multi-parameter approach. Oecologia 178: 999-1015.

Paul M, Gillis LG. 2015. Let it flow: How does an underlying current affect wave propagation over a natural seagrass meadow? Marine Ecology Progress Series 523: 57−70.

Pülmanns N, Nordhaus I, Diele K, Mehlig U. 2015. Artificial crab burrows facilitate desalting of rooted mangrove sediment in a microcosm study. Journal of Marine Science and Engineering 3(3): 539-559, Special Issue: Biogeochemical Cycles in Mangrove Forests.