Zwischenbericht – Forschungsprojekt Mangroven auf Riffdächern

Ohne Flexibilität geht nichts…

Seit Herbst 2018 unterstützen wir das wichtige und zukunftsweisende Forschungsprojekt „Mangroven auf Riffdächern“ in Fidschi der beiden Biologinnen Theresa-Marie Fett und Hannah von Hammerstein des Leibnitz-Zentrums für Marine Tropenforschung in Bremen (ZMT). Im letzten Oktober ging es für die beiden los. Hier ist ihr gekürzter Zwischenbericht.

Ankunft in Fidschi

Nach Monaten der Vorbereitung sind wir am 20.10.2018 endlich in Suva angekommen. In den ersten Tagen stand vor allem die Suche nach Unterkunft und das Zurechtfinden in der Kultur, der Stadt und auf dem Universitätsgelände im Vordergrund.

„Fiji time“ – alles kann, nichts muss

Wie es so ist, wenn man an einen neuen Ort kommt, lernten wir in den ersten Tagen so viele Menschen kennen, dass es fast unmöglich war sich alle Namen und Gesichter zu merken. Was sich allerdings während all dieser Begegnungen bei uns einprägte, war die große Freundlichkeit und Hilfsbereitschaft der Fidschianer. Jeder und jede gab uns direkt ein paar Tipps mit auf den Weg, bot Hilfe für die kommende Forschung an oder führte uns im jeweiligen Arbeitsbereich der Universität herum.

Was uns auch sofort nahegelegt wurde: „Fiji time“ – alles kann, nichts muss. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird sich irgendwie schon alles ergeben! Dies durften wir bei unserem Aufenthalt mehrere Male für uns selbst erfahren.

Forschungsgebiet

Obwohl die Stadt und die Universität spannend anzuschauen sind, konnten wir es natürlich kaum abwarten, endlich ein Boot anzuheuern und zu dem Ort zu fahren, um den sich für uns im letzten halben Jahr alles gedreht hat: unser Forschungsgebiet, östlich der kleinen Insel Nukulau.

Mangroven auf Riffdächern in Fidschi.

Wir waren überrascht, dass wir bei gutem Wetter bereits vom Universitätshafen aus die Insel sehen und sogar einzelne Bäume aus der Ferne ausmachen konnten! Die meisten „Marine Science“-Studenten der Universität waren vertraut mit der Insel – nicht als Forschungsgebiet, sondern als beliebtes Wochenendziel.

Gegen eine kleine Gebühr bieten einige Bootsbesitzer Tagestrips zur Insel zum Picknicken und Schnorcheln an und man kann sogar über Nacht bleiben. Es gibt zwar keine Unterkünfte auf der Insel, abgesehen vom Haus des Inselwarts, aber man kann die Nacht wunderbar in einem Zelt verbringen. Unser Plan, die außergewöhnlichen Mangrovenbäume auf dem angrenzenden Riffdachbereich zu erforschen, traf bei den meisten Professoren und Studenten auf großen Zuspruch und Interesse.

Feldarbeit

Nach etwa einer Woche war es endlich soweit und wir befanden uns auf dem Universitätsboot Richtung Nukulau! Das Wetter, welches ungewöhnlich regnerisch für Ende Oktober war, war auf unserer Seite, und wir verbrachten einen sonnigen Vormittag mit dem Erkunden des Gebietes.

Die Wasserstände bei Ebbe und Flut stellten sich als bestens geeignet für unser Forschungsvorhaben heraus – bei Ebbe liegt das Substrat frei, was für das Umherlaufen und auch für die Drohnenaufnahmen von Vorteil ist. Denn die Reflexion von Wasser kann die Bildaufnahme für das Erstellen von bathymetrischen Profilen erschweren.

Viele kleine Fische nutzen Mangrovenwurzeln als Versteck.

Unser erster Eindruck bestärkte unsere Annahme, dass viele kleine Fische die Wurzeln der Bäume als Versteck nutzen.

Bei Flut ist der Wasserstand jedoch hoch genug zum Schnorcheln, sodass man den Bewegungsmustern der Fische gut folgen kann und auch die Sedimententnahme noch möglich ist.

Viele kleine Fische nutzen die Wurzeln der Bäume als Versteck

Die Sicht unter Wasser war nicht besonders gut, da die Gezeitenströmung abgehend war und somit Sediment aus der Flussmündung über das Riffdach floss, intensiviert durch den starken Regen der letzten Wochen. Trotzdem konnten wir uns einen guten Überblick verschaffen.

Moränen, Drückerfische und Gelblippen-Seeschlangen

Auffällig waren auch die vielen kleinen Moränen, die in den Rissen und Spalten des Untergrunds hausen. Zwischen den Bäumen befinden sich teils sandige Flächen, teils auch kleinere Seegrasfelder oder Makroalgen. Vor allem einige größere Drückerfische scheinen hier Reviere zu haben und jagen hin und her.

In den Wurzeln und auf den Ästen der mittleren und großen Mangrovenbäume konnten wir außerdem viele Gelblippen-Seeschlangen (Laticauda colubrine) beobachten.

Zyklone

Mangrovensetzling auf Riffdach in Fidschi.Erstaunlich ist auch die große Zahl der jungen Mangrovensetzlinge zwischen den größeren, bereits etablierten Bäumen. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass ein großer Teil der wenig verwurzelten jungen Bäume in der kommenden Zyklonsaison weggespült werden.

Vermutlich bleibt jedes Jahr nur eine Handvoll dieser jungen Bäume auf dem Riffdach stehen. Allerdings könnten mit steigender Zahl der größeren Bäume auch immer mehr junge Bäume die Saison überstehen, da diese die Wellenbewegung abschwächen. Somit könnte sich die Zahl der Bäume exponentiell vergrößern.

Bäume mit 30 Meter Wurzelumfang!

Als Erstes fingen wir an, GPS-Markierungen für die Bäume zu setzen, den Wurzelumfang zu messen und die Fauna zu studieren. Wir registrierten und vermaßen in den ersten Tagen 120 Bäume in dem Gebiet. Die eigentliche Zahl liegt etwas höher, da in Ufernähe eine kleine Fläche so dicht von Bäumen bewachsen ist, dass sich die genaue Nummer mit einer einfachen Feldbegehung nicht feststellen lässt.

Die jungen Setzlinge, welche noch keine seitlichen Verwurzelungen ausgebildet hatten, ließen wir bei den Zählungen aus. Allerdings variiert die Baumgröße stark. Es gibt viele sehr kleine Bäume, deren Umfang unter einem Meter liegt, jedoch auch einige Riesen mit Wurzelumfängen von über 30 Metern!

Mangrovenbaum auf Riffdach in Fidschi.

Es gibt auch einige Riesen mit Wurzelumfängen von über 30 Metern!

Aufgrund dieser hohen Varianz entschieden wir uns nach Rücksprache mit unseren Betreuern den Faktor der Baumgröße mit in die Untersuchung einzubeziehen – zuvor war nur geplant, sich durchschnittliche Bäume anzusehen. Wir gruppierten die Bäume in die Kategorien „klein“, „mittel“ und „groß“ und wählten aus jeder dieser Kategorien 8 Exemplare zur Beprobung.

Als Vorlage für die Konstruktion der Mangrovenimitate und somit für den Vergleich von physikalischen und chemischen Effekten kam jedoch nur die kleine Baumkategorie in Frage – alles andere wäre logistisch nicht möglich.

Sevusevu, Sulu und Kava

Bevor wir jedoch in die richtige Forschung eintauchen konnten, mussten wir das Einverständnis der traditionellen Grundbesitzer einholen. Das Forschungsgebiet liegt in dem Einzugsbereich des Laucala-Dorfes. Somit haben die Dorfbewohner von Laucala – insbesondere der Dorfälteste – das Recht, über die Aktivitäten auf diesem Land zu bestimmen.

Erst mal Kavawurzeln finden

Um die Zustimmung zu erhalten, wurde für uns eine Sevusevu-Zeremonie organisiert. Dies bedeutete für uns zunächst ein Ausflug zum Markt. Als Bittsteller hatten wir die Aufgabe, zeremoniell gebundene Kavawurzeln (genannt „vesu waka“) mitzubringen und dem Dorfältesten zu überreichen. Über dem Erdgeschoss des Marktes, wo Obst und Gemüse verkauft wird, gibt es noch eine zweite Etage. Auf dieser werden Kavawurzeln in allen Formen verkauft.

Die Kavapflanze ist auf den pazifischen Inseln von großer Wichtigkeit. Aus der getrockneten, pulverisierten Wurzel wird zeremoniell ein Getränk hergestellt, welches zu besonderen Anlässen und in geselligen Runden im Dorf getrunken wird. Dieses Getränk hat eine leicht narkotisierende und entspannende Wirkung und ist auch Bestandteil einer jeden Sevusevu-Zeremonie.

Wahl der passenden Bekleidung

Der Dorfälteste gibt uns offiziell sein Einverständnis.

Nach dem ersten, sehr regelkonformen Teil der Zeremonie wurde das Gespräch etwas lockerer und wir erklärten genauer, welche Ergebnisse wir uns erhoffen und inwieweit diese dem Dorf nutzen könnten.

Außerdem benötigten wir zum Betreten des Dorfes einen traditionellen Sulu – ein bunter Stoff, welcher als langer Rock um die Hüften gebunden wird. Ausgerüstet mit diesen Utensilien ging es am nächsten Tag im Boot Richtung Laucala. Begleitet wurden wir von unserem Betreuer Stuart Kininmonth und Andrew Paris, einem wissenschaftlichen Mitarbeiter der Universität, der gute Beziehungen zu den Bewohnern des Dorfes hat.

Traditionelle Zeremonie

Die Kontaktperson – in unserem Fall Andrew – fungiert als Vermittler und Sprecher. Er erklärte dem Dorfältesten unser Vorhaben und leitete Fragen an uns weiter. Dann gab der Dorfälteste uns offiziell sein Einverständnis.

Fischer als Skipper

Außerdem wurden wir einem Fischer aus dem Dorf, Nemani, vorgestellt, welcher uns für den Zeitraum unserer Forschung als Bootskapitän begleiten würde. Nach dieser interessanten Erfahrung und dem Kennenlernen der fidschianischen Kultur konnten wir es kaum abwarten, richtig mit der Arbeit loszulegen.

Fijj Time

Theresa-Marie Fett und Hannah von Hammerstein mit einem fertigen Mangrovenimitat.

Aufgrund der entspannten Mentalität und „Fiji time“ dauerte es dann trotzdem einige Wochen, bis alle Imitate in Zusammenarbeit mit Handwerkern und Schweißern fertiggestellt waren.

In den folgenden Wochen verbrachten wir unsere Zeit mit den Vorbereitungen für die kommende Forschung. Zunächst mussten die Mangrovenimitate gebaut werden.

Da wir selbst keine Geräte zur Verfügung hatten und möglichst sparsam mit Materialien umgehen wollten, kontaktierten wir zunächst das Ingenieursdepartment der Universität, um Ideen auszutauschen und zu sehen, was uns an Maschinen zur Verfügung stehen würde.

Endlich: das „Handwerken“ beginnt!

Los ging die Suche nach geeigneten Materialen und das „Handwerken“ konnte beginnen!

Zusammenarbeit mit Handwerkern.

Wir hatten das Glück, direkt sehr hilfsbereite Mitarbeiter des Departments anzutreffen, welche sich sehr interessiert an unserem Projekt zeigten und uns beim gesamten Konstruktionsprozess unterstützten.

Bau von Messgeräten

In der Zwischenzeit fingen wir schon an, Zementblöcke zu gießen. In jedem Block befestigten wir eine Schraube, auf welche dann später ein kleiner Gipsblock geschraubt werden konnte, mit dessen Gewichtsdifferenz vor und nach Aufstellung die Intensität der Wasserbewegungen an verschiedenen Stellen unseres Versuchsgebiets gemessen werden kann.

Einsatz von Drohnen

Wir kontaktierten außerdem die Geospatial Science Unit der USP, welche im letzten Jahr ein neues Drohnenlabor aufgebaut hat. Ausgerüstet mit zwei Drohnen und begleitet von den Piloten ging es bald zurück nach Nukulau, um erste Luftaufnahmen zu sammeln.

Start der Forschungsdrohnen auf Fidschi.

Die Flugrouten wurden in einer Anwendung vorprogrammiert.

Um Wasserreflexionen auf den Bildern zu vermeiden, flogen wir bei Ebbe. Selbst während dieses Tidenstandes waren jedoch noch viele Wasserflächen nicht komplett abgelaufen, und so hatten wir auf diesen ersten Aufnahmen viele Reflexionen.

Als Karte sind diese Bilder trotzdem sehr nützlich, ein Digital Elevation Model (DEM) des Gebietes kann man mit dieser Qualität jedoch nicht erstellen. Hierfür planen wir weitere Flüge, entweder an einem weniger sonnigen Tag oder zu anderem Sonnenstand.

Drohnenaufnahme.

Wir wählten das Gebiet für die Aufnahmen auf einer Satellitenkarte aus und stellten die Flughöhe manuell ein. Die Drohne fliegt dieses Gebiet dann automatisch Stück für Stück ab und nimmt alle paar Meter ein Foto auf. Aus diesen Fotos kann dann ein Fotomosaik erstellt werden. Hier ein kleiner Ausschnitt des Gebietes.

Datensammeln

Nach diesem ersten Monat der intensiven Vorbereitung und dem Installieren der Imitate im Gebiet fingen wir nun endlich im Dezember mit dem eigentlichen Datensammeln an. Wir unterteilten unsere Bäume in 3 Gruppen für die Beprobung: für den ersten Monat drei große, drei mittlere und drei kleine Bäume sowie drei Imitate, für den zweiten Monat ebenfalls drei Exemplare pro Baumgröße/Imitat und für den dritten Monat jeweils zwei Exemplare.

Als Vorlage für die Konstruktion der Mangrovenimitate und somit für den Vergleich von physikalischen und chemischen Effekten kam jedoch nur die kleine Baumkategorie in Frage – alles andere wäre logistisch nicht möglich.

Durch diese gleichmäßige Beprobung der unterschiedlichen Replikate können Varianzen aufgrund wetterbedingter Schwankungen zwischen den Monaten ausgeglichen werden.

Anstrengende Tage auf dem Riffdach

Zementblöcke vor Mangrovenbaum.

In der Realität bedeutete das für uns viele lange Tage auf dem Riffdach, oft neun Stunden oder mehr, mit viel körperlicher Anstrengung, wenn es zum Beispiel darum ging, die Zementblöcke zu den einzelnen Bäumen zu tragen.

Da wir unsere Proben jeweils auf der Landseite und auf der Seeseite in 0 m, 2 m und 6 m Entfernung zu den Bäumen und Imitaten nahmen sowie zu jedem Baum eine korrespondierende Kontrollfläche mit drei Proben einrichteten, resultiert dieses Versuchsdesign in einer totalen Anzahl von 264 Proben je Versuchsmethode.

Anschließend folgten noch mehrere Stunden im Labor für die Vor- und Nachbereitung der Sedimentanalysen. Um etwas Kräfte bei der Feldarbeit zu sparen, suchten wir uns tatkräftige Unterstützung von engagierten und interessierten Studenten.

Plan B

Nach den ersten Tagen der Feldarbeit mussten wir leider feststellen, dass einige unserer geplanten Methoden in der Praxis nicht umsetzbar waren, nicht funktionierten oder abgeändert werden mussten.

Eine Nacht auf der Suche nach Seegurken

Zum Beispiel fanden sich entgegen den Erwartungen kaum Seegurken im Versuchsgebiet. Zunächst dachten wir, dies könnte mit Nachtaktivität zusammenhängen, und verbrachten eine Nacht in dem Gebiet auf der Suche nach Seegurken.

Gelblippen Seeschlange auf einem Mangrovenast.

Die giftigen Gelblippen-Seeschlangen (Laticauda colubrine) ernähren sich von kleinen Fischen und Moränen und könnten die Mangrovenbäume als lukrativen Rückzugsort oder auch Jagdrevier für sich entdeckt haben.

Jedoch konnten wir auch zu dieser Zeit keine entdecken. Obwohl dieser Befund an sich schon interessant war, entschieden wir uns dafür, die Seegurkenzählungen aus dem Projekt zu streichen, da die geringe Abundanz in keiner Relation zum Arbeitsaufwand stand.

Gelblippen-Seeschlangen

Hingegen erschien uns das vermehrte Vorkommen der Gelblippen-Seeschlangen in den mittleren und großen Mangrovenbäumen als interessanter Faktor für unser Projekt. Wir entschieden uns dafür, diese mit einzubeziehen.

Sedimentfallen: gewusst wie!

Auch die Sedimentfallen funktionierten im ersten Anlauf nicht wie geplant: Die Fallen aus publizierten Methoden schienen keiner vergleichbaren Intensität von Wasserbewegung ausgesetzt gewesen zu sein wie in unserer Versuchsfläche.

So waren viele unserer Fallen nach einem Tag weggespült. Im nächsten Anlauf modifizierten wir die Befestigungen mit Draht und großen Schrauben. So funktionierte es dann!

Der Untergrund des Riffdachs zeigte auch eine große Variabilität der Sedimentbeschaffenheit. Um einige Bäume herum war nur steinhartes Substrat zu finden, während andere von siltigem Sediment umgeben waren. Dies bedeutete auch eine Anpassung der geplanten Probenentnahme des Sedimentes.

Ohne Flexibilität geht nichts

Mangroven siedeln auf dem Riffdach, Fidschi.

Erstaunlich ist die große Zahl der jungen Mangrovensetzlinge zwischen den größeren, bereits etablierten Bäumen.

All dies zeigte uns, was es bedeutet, ein Forschungsprojekt in der Theorie über einen langen Zeitraum zu planen und letztendlich in der Praxis umzusetzen. Hierbei sind viel Geduld, Kreativität, Innovation und Pläne A-Z gefragt.

Als die endgültigen Methoden und Vorgehensweisen feststanden, brachten wir bei Ebbe Gipsblöcke und Sedimentfallen aus und bei Flut sammelten wir Sedimentproben und untersuchten Seeschlangen- und Fischabundanz und Verhalten.

Wetterkapriolen am laufenden Band

Im zweiten Monat durften wir erfahren, was es bedeutet von der Natur, besonders dem Wetter, abhängig zu sein. Gerade noch klarer Himmel und Sonnenschein und innerhalb kürzester Zeit mitten in einem Gewitter und dann auch noch im Wasser zu sein – Abbruch der Arbeit und warten, bis es wieder sicher ist fortzufahren.

Mangrovenimitat.

Konstruktion der Mangrovenimitate.

Erneut machte uns das Wetter einen Strich durch die Rechnung. Ein aufkommender Zyklon schickte viel Wind und starke Strömung voraus, sodass wir das Datensammeln verschieben mussten. Nach den folgenden Stürmen und heftigen Regenfällen wurde so viel sedimentreiches Wasser aus dem Rewa-Fluss ausgeschwemmt, dass die Sichtweite an einigen Tagen nur bei 20 cm lag. Für die Fischzählungen zu gering!

Glücklicherweise hatten wir genug zeitlichen Puffer eingeplant und mit besser werdendem Wetter konnten wir unsere Beprobungen auch im zweiten Monat innerhalb des gesetzten Zeitrahmens abschließen.

Zwangspause

Dann hieß es erst einmal Zwangspause. Da wir bei Einreise nur ein Businessvisum für drei Monate bekommen haben, mussten wir aus Fidschi ausreisen, um bei Wiedereinreise ein neues Visum zu bekommen. Diese Zeit haben wir genutzt, um neue Kräfte für die letzte Runde der Feldarbeit zu sammeln.

Datensammeln und Laboranalysen

Zurück in Fidschi ging es weiter mit der routinierten Arbeit. Vorbereitung der Sedimentfallen und Gipsblöcke, Datensammlung bei Ebbe und Flut und weitere Laboranalysen. Unter anderem stundenlanges Sieben von Sedimenten, Trocknen und Wiegen der ausgebrachten Materialien und Sedimentproben, Videoanalysen der Fische und vieles mehr.

Mangrovenbaum auf Riffdach in Fidschi.

Es gibt viele sehr kleine Bäume, deren Umfang unter einem Meter liegt.

Außerdem musste ein Teil der Sedimentproben für weitere Analysen am ZMT in Bremen für den Export vorbereitet werden. Hierfür bekamen wir die Möglichkeit, den Gefriertrockner des Chemiedepartments der USP zu nutzen, und wurden auch dort freundlich durch eine Labortechnikerin unterstützt. Weiterhin müssen Dokumente für den Ex- und Import organisiert werden.

Fiji time  – big time

Bereits in Bremen haben wir im August letzten Jahres die Beantragung unserer Forschungserlaubnis in die Wege geleitet. Dafür benötigten wir jede Menge Dokumente.

Fidschianer mit den Forscherinnen.

Immer wieder konnten wir feststellen, wie freundlich und hilfsbereit die Fidschianer sind.

Alle Dokumente von deutschen Behörden hatten wir zusammen, es fehlten lediglich noch Empfehlungsschreiben von diversen fidschianischen Ministerien. Die Resonanz auf unseren E-Mail-Kontakt war sehr gering. Bis zu unserer Abreise im Oktober hatten wir mehrere Folgeanfragen gesendet, wieder kein Erfolg. Endlich in Fidschi angekommen, versuchten wir erneute Kontaktaufnahme über E-Mail und Telefon, wiederum war kein Erfolg zu verzeichnen.

Schließlich entschieden wir uns, persönlich bei den Ministerien vorbeizuschauen, was einige Behördengänge für uns bedeutete, aber auch eine große Erfolgsquote.

Wie wir selbst feststellen konnten, kann die Internet- und Telefonverbindung hier sehr schlecht sein. Da kann es auch mal eine Weile dauern, bis eine E-Mail versendet wird. Zum anderen hilft es ungemein, in Person vorstellig zu werden, wenn man ein Anliegen hat. Denn eine E-Mail wird ganz schnell mal ignoriert oder gerät in Vergessenheit.

Fidschianer: freundlich und hilfsbereit

Nach sieben Monaten konnten wir nun endlich alle Unterlagen für unsere Forschungserlaubnis einreichen. Jedoch stand diese bürokratische Verzögerung dem Fortschreiten des Projekts nicht im Wege, da wir die Erlaubnis des Laucala-Dorfes bekommen hatten und auch der Status „in Bearbeitung“ als vorläufige Forschungserlaubnis zählt. Nichtsdestotrotz hoffen wir, dass wir diese bis zu unserer Abreise erhalten.

Ausblick

Vorbereitung der Drohnen.

Vorbereitung der Drohnen.

In den letzten Wochen werden wir noch unsere restlichen Daten sammeln, Laboranalysen beenden und die letzten Drohnenaufnahmen tätigen. Außerdem haben wir Kontakt zu Mangroven-Aufforstungsprojekten aufgenommen und sind auf einen interessanten Wissensaustausch und Erfahrungsberichte gespannt.

In weiteren Gebieten von Viti Levu haben wir ähnliche Vorkommen von einzelnen Mangrovenbäumen wie in unserem Forschungsgebiet entdeckt und hoffen, uns diese aus nächster Nähe ansehen zu können.

Wir freuen uns sehr über das Interesse der Universität an einigen unserer Forschungsmaterialien. Da wir viel Arbeit und Zeit in die Konstruktion investiert haben und es schön ist zu wissen, dass sie eine weitere Verwendung für Studenten und mögliche andere Projekte haben werden.

Bald heißt es, Abschied zu nehmen und mit einem Koffer voller Erfahrungen, neuer Erkenntnisse und toller Bekanntschaften nach Bremen zurückzukehren, wo es weiter geht mit Laboranalysen, statistischen Auswertungen und dem Schreiben der Masterarbeit.
Theresa-Marie Fett und Hannah von Hammerstein, Februar 2019