Abgeschlossene Förderungen Mangrovenschutz

Fidschi: Nachhaltige Fischerei

Karl Schrader forschte auf Fidschi über nachhaltige Fischerei in Mangrovenwäldern.

Masterarbeit von Karl Schrader im Studiengang „International Studies of Aquatic Tropical Ecology“ (ISATEC) in Verbindung mit dem Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT), Arbeitsgruppe „Mangroven Ökologie“.

Etwa 385 km2 Mangrovenwälder säumen die Küste der Fidschi-Inseln. Eines der größten zusammenhängenden Mangrovengebiete auf Fidschi liegt im Südosten Viti Levus bei Suva im Rewa-Delta. Circa 20 % der Existenz- und Kleinfischerei der Bevölkerung finden in Küstennähe in den Mangroven statt. Eine der dabei mit am intensivsten genutzten Arten ist die Mangrovenkrabbe (Scylla serrata). Ausgestattet mit mächtigen Scheren kann sie gut und gerne über 20 cm groß werden. Es handelt sich um eine fischereilich und ökologisch bedeutende Krabbenart. In vielen ihrer Lebensräume steht sie unter starkem Überfischungsdruck. Doch nicht nur deshalb ist es wichtig, Möglichkeiten zur nachhaltigen Fischerei in Mangrovenwäldern zu erforschen.

Masterprojekt „Einfluss von Fischereidruck auf Mangrovenkrabben (Crustacea) in Fidschi – Eine Fallstudie im Rewa-Delta“

Im Rahmen seines Masterstudiums führte Karl Schrader eine Feldstudie über den Einfluss des Fischereidrucks auf mehrere Mangrovenkrabben-Arten durch, die für Subsistenzwirtschaft und kleingewerbliche Fischerei in Mangrovenwäldern von Bedeutung sind. Bei seiner Studie bekam er großartige Unterstützung und Mithilfe von der lokalen Bevölkerung. Die Ergebnisse der Studie werden auch an die Partner auf Fidschi weitergegeben und an die in die Studie involvierten Dörfer.

Von Mitte Oktober 2019 bis Mitte März 2020 untersuchte ich, ob und wie sich der Fischereidruck auf die Abundanz (Menge) und durchschnittliche Größe der Krabbenfänge auswirkt. Dazu fand, unter Berücksichtigung lokaler Interessen, in einem Teilbereich des Untersuchungsgebietes zwei Monate lang keine Krabbenfischerei statt. Als Test einer Schutzmaßnahme.

Intensive Vorbereitung und Überwindung vieler bürokratischer Hürden

Die Zeit zwischen der Anreise im Oktober 2019 und dem Jahresende floss in eine intensive Vorbereitung, Überwindung bürokratischer Hürden und das Kennenlernen des Untersuchungsgebiets sowie der Dörfer der Region.

Fischerei in Mangrovenwäldern: Fidschi Research Team mit Karl Schrader.

Research Team Fidschi (von links nach rechts), vorne: Peniasi Naimoso (Bezirksrepräsentant des Bezirks Vutia in der Provinz Rewa, Fidschi) – Kontaktperson im Dorf Muaniaira und unermüdliche Hilfe im Projekt –, Karl Schrader (Masterstudent der Universität Bremen), Simione Naivalu (Student der USP in Suva, zeitweise Hilfe für Feldarbeit). Hinten: Peniasis Frau und Tochter (herzliche Gastgeber während der Zeit im Feld)

Um ein besseres Bild der Gesamtsituation zu bekommen, führte ich dann im Dezember 2019 und Januar 2020 Interviews mit den Fischern und Fischerinnen der betroffenen Dörfer durch und unternahm mehrere kleine Exkursionen ins Untersuchungsgebiet. Diese waren auch sehr hilfreich, um das notwendige Vertrauen für eine intensive und gute Zusammenarbeit mit der lokalen Bevölkerung aufzubauen.

Nachdem im Januar alle Probestellen, Methoden und weiteren Vorgehensweisen besprochen und festgelegt waren, begann die eigentliche Feldarbeit über nachhaltige Fischerei in Mangrovenwäldern.

Mangrovenkrabben „Qari“ und „Kuka“

Der Fokus dieser Studie liegt auf zwei fischereilich wichtigen Taxa. Einmal Scylla serrata oder „Qari“, einer weitverbreiteten Schwimmkrabbenart mit hohem Marktwert. Und zum anderen auf „Kuka“, einer Gruppe kleinerer Mangrovenkrabben aus der Familie Sesarmidae. Auf Fidschi werden beide Taxa ganzjährig befischt, lokal verwertet oder auf Märkten in größeren Orten verkauft.

Neben diesen Krabben sind noch andere Krebstiere aus den Mangroven von saisonaler Bedeutung. Insbesondere die Landkrabbe „Lairo“, aus dem terrestrischen Randbereich der Mangroven, und ein Maulwurfkrebs „Mana“, welcher in Gangsystemen im Sediment der Mangrovenwälder lebt.

Fischerei in Mangrovenwäldern: "Mana" Maulwurfskrebs in traditioneller Falle, Fiji.

„Mana“-Maulwurfskrebs in der Schlinge einer traditionellen Falle.

Auf Schwimmkrabbenfang mit Netzkäfigen im Delta des Rewa-Flusses

Die Untersuchungen zur Mangroven-Schwimmkrabbe Scylla serrata fanden an acht verschiedenen Orten im Delta des Rewa-Flusses statt. Die Wahl fiel dabei auf Bereiche mit hohem Fischereidruck, mit geringem Fischereidruck und Gebiete ohne Fischerei. Zum Lebendfang der Krabben setzte ich beköderte Netzkäfige ein. Jede Krabbe wurde anschließend markiert, vermessen und wieder freigelassen.

Vier Mangrovenkrabben der Art Scylla serrata in einer Falle.

Diese box traps sind spezifisch für den Fang von Scylla serrata ausgelegt.

Auf Fidschi setzte ich zum Fang der als „Kuka“ bekannten Gruppe von Mangrovenkrabben-Arten sogenannte „pit fall traps“ ein. „Pit falls“ sind kleine Fallgruben, welche man aus Eimern, Blumentöpfen oder Rohren herstellt. Ihre Öffnung ist in der Regel mit einem Trichter versehen. Mit dieser Methode untersuchte ich vier Orte im Delta, aufgeteilt in Bereiche mit hohem und mit geringem Fischereidruck. Zusätzlich zu biologischen Daten (Größe und Geschlecht) der Individuen erfasste ich Umweltfaktoren wie Salinität, Temperatur und Gewässertrübung.

Deutliche Ergebnisse trotz coronabedingtem Projektabbruch

Trotz der Verkürzung des Projektes durch einen COVID-19 bedingten Abbruch im März war es möglich, deutliche Ergebnisse aus den Daten zu entwickeln.

Fischerei in Mangrovenwäldern: Markiertes adultes Exemplar der Art Scylla serrata.

Markiertes adultes Exemplar der Mangrovenkrabbenart Scylla serrata.

Die aus den Daten entwickelten statistischen Modelle setzen Umweltfaktoren und Fischerei-Intensität miteinander in Bezug. So konnten Faktoren ermittelt werden, welche die Variationen in Fangmenge und der Durchschnittsgröße der gefangenen Krabben am besten erklären. So wirkt sich hoher Fischereidruck zwar negativ auf die durchschnittliche Größe der Scylla serrata Fänge aus, hat aber kurzfristig keinen negativen Einfluss auf die Fangmenge.

Es wird allerdings vermutet – gestützt auf Berichte der lokalen Fischer und Fischerinnen und den Lebenszyklus dieser Krabbenart –, dass die Fischerei einen deutlichen Langzeiteinfluss auf das gesamte Gebiet hat.

Bislang vernachlässigt: Langzeitfolgen von starkem Fischereidruck

Aussagen der Bevölkerung zufolge ist die Zahl der gefangenen Scylla serrata Krabben in den letzten 30 Jahren sehr stark zurückgegangen. Der Umkehrschluss, dass eine Verminderung des Fischereidruckes sich positiv auf die Population(en) der Krabben auswirkt, wird durch die Untersuchungen in den Orten unter Ausschluss der Fischerei unterstützt.

Wie Umweltfaktoren zusammenwirken

Nur für eine der drei untersuchten „Kuka“-Arten (Sesarmidae) konnte ein Modell zur Abundanz entwickelt werden. Dies lag an den sehr unterschiedlichen Fangzahlen. Aus diesem Modell kann man eine komplexe Mischung aus Umweltfaktoren, Fischereidruck und der Untersuchungsmethode als Erklärung der Daten lesen. Im Gegensatz zur großen Scylla serrata Mangrovenkrabbe sind „Kuka“-Arten sehr standortreu und bewegen sich in verhältnismäßig kleinen Bereichen.

Daher haben Umweltfaktoren wie Sediment- und Baumstrukturen sowie Salinität hier einen großen Einfluss auf die Vorkommen. So entsteht bei variierendem Terrain ein feines Mosaik verschiedener Artzusammensetzungen und unterschiedlicher Häufigkeiten der einzelnen Arten. Meist sind es Frauen, die diese Krabben per Hand sammeln. Sie wissen genau, wo sie welche Krabben finden, und steuern diese gezielt an. In stark genutzten Gebieten konnte ich einen tendenziell negativen Einfluss der Fischerei auf die Krabbenpopulationen feststellen.

Forschungsarbeit zu nachhaltiger Fischerei in Mangrovenwäldern: "Kuka" Mangrovenkrabbe auf Fidschi.

Eine „Kuka“-Mangrovenkrabbe.

Fischer zeigen viel Interesse an Schutzmaßnahmen

Die Ergebnisse unterstützen das lokale Interesse an Schutzmaßnahmen und legen nahe, dass sich ein lokaler Stopp der Fischerei, primär für Scylla serrata, positiv auf das gesamte Delta auswirken könnte. Für die verschiedenen Sesarmiden-Krabben in den Mangrovenwäldern wären weitere Studien von großem Vorteil, um den anthropogenen Einfluss besser beurteilen zu können. Die Ergebnisse der Studie werden nun mit den Partnern auf Fidschi kommuniziert und an die in die Studie involvierten Dörfer weitergeleitet.

Danksagung

Vielen Dank für die finanzielle Unterstützung der involvierten Stiftungen (Deutsche Stiftung Meeresschutz, Brede Stiftung), an alle helfenden Hände im Feld und vor allem an die lokale Bevölkerung des Rewa-Deltas für ihre Unterstützung und unersetzliche Kooperation über die gesamte Projektzeit. Ohne diese Zusammenarbeit wäre das Projekt nicht möglich gewesen.

Karl Gustav Thor Schrader, im Dezember 2020
Fotos: Karl Schrader

CAMPUS PREIS 2021

Im April 2021 erhielt Kar Schrader für seine Forschungsarbeit den renommierten „CAMPUS PREIS: Forschen für nachhaltige Zukunft“ der Universität Bremen. Sein Preisgeld in Höhe von 1.000 € nahm er auf einer digitalen Preisverleihung am 15. April entgegen. Damit erhielt zum zweiten Mal hintereinander erhält ein von uns gefördertes meeresbiologisches Masterprojekt den CAMPUS PREIS.

Campus Preis.

2020 wurde Julian Engel damit ausgezeichnet. Für seine von uns unterstützte Masterarbeit auf der philippinischen Insel Malapascua. Dort hatte er Alternativen zu Haifang und Haiflossenfischerei durch nachhaltigen Haitourismus entwickelt. Als Folge seiner Studie entstand ein Meeresschutzgebiet im Südwesten der Insel.

Verbesserte Nahrungssicherheit durch nachhaltige Fischerei in Mangrovenwäldern

Jury-Mitglied Fabio Nicoletti vom Verein Alumni der Universität Bremen sagte in seiner Laudatio: „Karl Schrader erforscht in seiner Arbeit ein drängendes ökologisches Problem, das sich negativ auf die Nahrungssicherheit auf den Fidschi-Inseln auswirkt. Durch die enge Zusammenarbeit mit der lokalen Bevölkerung gelingt es ihm, gemeinsam mit den Betroffenen die Situation besser zu verstehen und mögliche Lösungsansätze zu formulieren. Beide Aspekte leisten einen wichtigen Beitrag für den Erhalt wertvoller Ressourcen für zukünftige Generationen.“

Für Karl Schrader ist der Preis in erster Linie eine hohe Wertschätzung seiner Arbeit. „Häufig ist es schwer, die eigene Forschung distanziert zu betrachten oder zu werten“, sagt er. „Schon die Nominierung für den Preis war eine schöne und motivierende Rückmeldung zu der investierten Zeit und Arbeit. Den Preis nun auch tatsächlich zu gewinnen, übertrifft die Erwartungen, ist eine sehr angenehme Überraschung und untermalt den Abschluss dieses Lebensabschnittes sehr positiv.“


Südafrika: Schnecken und Mangroven

Masterarbeit von Niklas Reinhardt im Studiengang „International Studies of Aquatic Tropical Ecology“ (ISATEC) in Verbindung mit dem Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

Schnecken und Mangroven

An einem Mangrovenstamm kletternde Kegel-Mangrovenschnecken (Cerithidea decollata).

Welche Auswirkungen haben Schnecken, wie die Kegel-Mangrovenschnecke, auf Sedimente in Mangroven und wie sieht ihr Verbreitungsgebiet entlang der Ostküste von KwaZulu-Natal in Südafrika aus? Diesen zwei zentralen Forschungsfragen bin ich im Rahmen meiner Masterarbeit nachgegangen. Während meines – auch von der DSM unterstützten – sechsmonatigen Aufenthalts in Südafrika hatte ich die Gelegenheit, vier verschiedene Mangrovenstandorte (Durban Bay, Beachwood, Isipingo und Umlalazi) entlang der Ostküste von KwaZulu-Natal zu untersuchen.

Kegel-Mangrovenschnecken (Cerithidea decollata).

Es wurden die Artenvielfalt und Verbreitung von Schnecken in Beständen der Grauen Mangrove (Avicennia marina) und der Schwarzen Mangrove (Bruguiera gymnorhiza) quantifiziert. Ein Feldexperiment in einem Avicennia-marina-Bestand in Umlalazi ermöglichte es, die Auswirkungen von Schnecken auf die Sedimentatmung in Mangrovenwäldern, den Gehalt an organischen Substanzen und die Korngrößenverteilung über einen Zeitraum von 10 Wochen zu analysieren.

Artenarmut durch menschengemachte Stressoren?

Die zwischen Boden und Mangrovenstämmen kletternde Kegel-Mangrovenschnecke (Cerithidea decollata) konnte als einzige Schneckenart identifiziert werden. Im Naturschutzgebiet Umlalazi waren Kegel-Mangrovenschnecken am häufigsten. Wohingegen in Beachwood und Durban Bay nur relativ kleine Populationen dokumentiert wurden.

Schnecken in den Mangroven in Isipingo konnten nicht nachgewiesen werden. Die genauen Ursachen für die beobachtete Artenarmut bleiben ungeklärt. Allerdings dürfte die unmittelbare Nähe der drei Standorte Durban Bay, Beachwood und Isipingo zur Großstadt Durban einen Einfluss auf die Artenvielfalt in den Mangroven haben. Eine Verschmutzung (u. a. durch urbane und industrielle Abwässer) und Zerstörung der Lebensräume war an allen drei Standorten zu beobachten.

Kegel-Mangrovenschnecken

Die Kegel-Mangrovenschnecke gilt als eine relativ widerstands- und anpassungsfähige Art und kann daher trotz anthropogener Störfaktoren existieren. Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass Populationen, die menschengemachten Stressoren ausgesetzt sind, deutlich kleiner sind im Vergleich zu Populationen in streng geschützten Mangroven. Dies war z. B. in Umlalazi der Fall.

Schneckenschleim mit Klebefunktion

Das Feldexperiment in Umlalazi konnte nach 10 Wochen Laufzeit mit einer sehr interessanten Erkenntnis abgeschlossen werden: Schneckenschleim klebt!

Eine Analyse der Kerngrößenverteilung verdeutlichte, dass der Anteil der Sedimentpartikel der Größenklasse Sand (0.063 – 2 mm) unter dem Einfluss von Kegel-Mangrovenschnecken am Ende des Experiments signifikant angestiegen war. Dieses Ergebnis zeigt, dass der Schneckenschleim feinere Partikel zu größeren Partikeln zusammenfügt. Der ansteigende Sandanteil kann der Erosion entgegenwirken – der Abtransport von feinen Partikeln durch die Gezeiten ist geringer. Darüber hinaus wird möglicherweise die Sedimentation von sehr feinen Partikeln dadurch begünstigt, dass Partikel am Schleim haften bleiben.

Forschungsprojekt Schnecken in Mangrovenwäldern, Blick in einen Untersuchungskäfig.

Blick in einen Untersuchungskäfig.

Schnecken und Mangroven: Klebrige Erkenntnis

Auswirkungen auf die Sedimentatmung und den Gehalt an organischen Substanzen ließen sich nicht nachweisen. Allerdings bedeutet dies nicht, dass Schnecken keinen Einfluss darauf haben. Dadurch, dass Kegel-Mangrovenschnecken sehr mobil sind und auf der Sedimentoberfläche regelmäßig nach Nahrung suchen, ist es wahrscheinlich, dass sie bei der Verwertung organischer Stoffe eine wichtige Rolle spielen. Zudem beeinflussen sie die mikrobielle Aktivität in den Sedimenten. Möglicherweise jedoch war die experimentelle Laufzeit nicht lang genug, um diese Prozesse erfassen zu können.

Am Ende bleibt die klebrige Erkenntnis, dass Kegel-Mangrovenschnecken eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung von Sedimenten in Mangrovenwäldern spielen. Vielleicht offenbaren diese auf den ersten Blick recht unscheinbaren Tiere noch weitere Talente, wenn wir ihnen in Zukunft mehr Aufmerksamkeit schenken.

Fotos: Niklas Reinhardt


Fidschi: Mangroven auf Riffdächern

Manchmal wachsen Mangroven auch dort, wo man sie am wenigsten erwartet. In Fidschi sogar auf Riffdächern! Theresa-Marie Fett und Hannah von Hammerstein, Studentinnen der Universität Bremen, Fachbereich 2 (Biologie), gingen diesem Phänomen im Rahmen ihrer von uns geförderten Masterarbeit nach. Denn man weiß so gut wie nichts darüber. Wissenschaftliche Partner sind die Arbeitsgruppe Mangrovenökologie und die Arbeitsgruppe Riffsysteme des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung in Bremen (ZMT) sowie Dr. Stuart Kininmonth von der University of the South Pacific (USP) auf Fidschi.

Was machen Mangroven auf dem Riff?

Auf einem Riffdach in der Nähe von Suva, Fidschi, hat man relativ junge Mangrovenbäume entdeckt. Und sie scheinen sich dort auszubreiten. Doch ein derartiges Vorkommen an dieser Stelle einer Riffstruktur ist nicht nur sehr ungewöhnlich, sondern wurde in der Literatur noch nie erwähnt. Im Rahmen ihrer Masterarbeit im Studiengang „International Studies of Aquatic Tropical Ecology“ erforschten die jungen Biologinnen die ungewöhnliche Lebensgemeinschaft. Dabei hofften sie auch, neue, bislang nicht bekannte Möglichkeiten für Aufforstungsprogramme für Mangrovenwälder zu finden.

Mangroven auf Riffdächern: Übersicht des Forschungsgebietes und die Entwicklung der Mangrovenbaum-Abundanz über einen Zeitraum von 9 Jahren.

Bedeutung der ungewöhnlichen Koexistenz aus ökologischer und ökonomischer Sicht

Theresa-Marie Fett und Hannah von Hammerstein nahmen die ökologische Bedeutung der ungewöhnlichen Koexistenz von Riff und Mangroven unter ihre wissenschaftlichen Lupen.

Forschungsprojekt Mangroven auf Riffdächern: Layout des Versuchsaufbaus an einem Mangrovenbaum.

Layout des Versuchsaufbaus an einem Mangrovenbaum.

Denn Mangroven auf Riffdächern können als Kinderstube für ökologisch und wirtschaftlich wichtige Arten nicht nur das Habitat verändern und bereichern. Zusätzlich beugen sie durch Steigerung der Sedimentationsraten der lokalen Küstenerosion vor. Somit wäre diese Lebensgemeinschaft besonders schützenswert. Die Resultate der Forschungsarbeit teilten die jungen Biologinnen mit lokalen Interessenvertretern. Damit sollte ein Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung des Gebietes geleistet werden.

Leitstudie zur Anwendung neuer Technologien für Riffforschungs-Projekte

Für ihre Studie zogen die Biologinnen gekonnt alle Register moderner Technik. So installierten sie zu Vergleichsstudien Mangrovenimitate aus PVC-Rohren auf einem Riffdach. Sie ähneln in ihrer Struktur Mangrovenbäumen. Jedoch geben sie keinerlei organische Stoffe in die Umgebung ab.

Forschungsprojekt Mangroven auf Riffdächern: Modell eines Mangrovenimitats aus PVC-Rohren

Modell eines Mangrovenimitats aus PVC-Rohren.

Auf Backsteinen mit wasserfestem Kleber befestigte Gipswürfel dienten zur Berechnung der Wellendämpfungseigenschaften. Zusätzlich wurden Einträge von organischem Kohlenstoff, Sauerstoffgehalt und Nährstoffkonzentration gemessen, analysiert und verglichen. Auch Häufigkeit und Verhaltensmuster von Jungfischen in beiden Habitaten werden ausgewertet.

Von Drohnen aufgenommene Luftbilder runden die Studie durch ein zweidimensionales Modell des Forschungsgebiets ab. „Die technologischen Fortschritte der letzten Jahre, insbesondere auf dem Gebiet der Fernerkundung, bieten spannende Möglichkeiten, um die Habitat- und Ökosystemforschung effektiver und präziser zu machen. Zum Beispiel durch das Erstellen detaillierter bathymetrischer Karten. Wir erwarten, dass die Anwendung der Luftbildmessung in Riffsystemen das Management dieses Gebietes verbessern und vereinfachen kann“, hoffen Theresa-Marie Fett und Hannah von Hammerstein.

Resultate von globaler Relevanz

Auf Fidschi gibt es bereits Mangroven-Aufforstungsprogramme. Diese können nun mit den positiven Effekten der Ausbreitung von Pionier-Mangrovenbäumen in einem Riffgebiet ergänzt und aufgewertet werden. Das wird nicht nur in Fidschi auf großes Interesse stoßen. Wahrscheinlich existieren auch in anderen tropischen Gebieten diese seltsamen Lebensgemeinschaften. Somit sind die Resultate des Projekts von globaler Relevanz. Daher suchten die beiden Forscherinnen parallel weltweit mit Satellitenbildern nach ähnlichen Vorkommen von Mangroven auf Riffdächern.

Positive Effekte, wohin man blickt

Es gibt zahlreiche Studien, die sich mit Mangroven oder Korallenriffen befassen. Doch die Kombination beider Ökosysteme – Mangroven auf Riffdächern – ist kaum erforscht.

Mangroven siedeln auf dem Riffdach, Fidschi.

Als natürliche Barriere gegen Wellengang und Stürme haben Mangrovenwälder eine herausragende Küstenschutzfunktion.

Jedoch ist das Verständnis für diese Ökosysteme besonders in der heutigen Zeit wichtig. Überfischung hat das ökologische Gleichgewicht der Meere ins Wanken gebracht. Die Klimakrise gefährdet durch den Anstieg des Meeresspiegels und fördert Intensität und Häufigkeit von Stürmen insbesondere in Küstenregionen. Zusätzlich dienen Mangrovenwälder wie ein Biodiversitäts-Hotspot unzähligen Fisch- und Wirbellosearten, Vögeln und Reptilien als sichere Aufwuchs- und Schutzrefugien.

„Mangrovenbestände gehen weltweit zurück. Daher ist es von großer Dringlichkeit, weitere dieser wertvollen Gebiete auf globaler Ebene zu identifizieren. Sowie das Verständnis ihrer ökologischen Dynamiken zu ergänzen und dieses Wissen auch weiterzuvermitteln. Dazu wollen wir mit unserem Projekt beitragen“, betonen die beiden engagierten Biologinnen.

Nach Informationen aus dem Förderantrag „Das Vorkommen und die Rolle von Mangrovenbäumen auf Riffdachbereichen“ von Theresa-Marie Fett und Hannah von Hammerstein, Universität Bremen, Fachbereich 2 (Biologie), aus dem auch die Grafiken und Illustrationen stammen.

Fotos, soweit nicht anders angegeben: Pixabay


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Projektseite Schutz von Mangrovenwäldern