Mangrovenwald

Mangrovenwälder , auch Mangrovensümpfe , Mangrovendickichte oder Mangrovenwälder genannt , sind produktive Feuchtgebiete in tropischen und subtropischen Gezeitenzonen . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Es gibt etwa 80 Mangrovenarten , die alle an Gebiete angepasst sind, in denen langsam fließendes Wasser die Ablagerung von feinem Sediment und sauerstoffarme Böden ermöglicht. Diese Bäume vertragen keine Frosttemperaturen, was ihre Verbreitung auf wärmere Klimazonen beschränkt. ^{[ 3 ]}

Ihre charakteristischen, stelzenartigen Wurzeln ermöglichen es den Bäumen, die Bewegung des Gezeitenwassers zu verlangsamen, wodurch sich Schwebstoffe absetzen und die Küstenerosion verringert wird. Diese Wurzeln bieten zudem einen wichtigen Lebensraum für viele Arten. ^{[ 3 ]}

Mangrovenwälder befinden sich an der Schnittstelle zwischen Land, Ozean und Atmosphäre und sind Zentren für den Energie- und Stoffaustausch zwischen diesen Systemen. Aufgrund ihrer vielfältigen ökologischen Funktionen, darunter die Verhinderung von Oberflächenabfluss und Überschwemmungen, die Speicherung und das Recycling von Nährstoffen und Abfallstoffen, der Anbau und die Energieumwandlung, haben sie großes Forschungsinteresse geweckt. ^{[ 4 ]} Die Wälder sind bedeutende Kohlenstoffspeicher , da sie erhebliche Mengen Kohlenstoff in marinen Sedimenten speichern und somit eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Klimawandels spielen . ^{[ 5 ]} Marine Mikroorganismen sind Schlüsselelemente dieser Mangrovenökosysteme. Es gibt jedoch noch viel zu entdecken darüber, wie Mangroven-Mikrobiome zu einer hohen Produktivität des Ökosystems und einem effizienten Stoffkreislauf beitragen. ^{[ 6 ]}

Im Jahr 2025 wurde die weltweite Mangrovenfläche auf 15,9 Millionen Hektar geschätzt. Asien weist mit 6,10 Millionen Hektar die größte Fläche auf, während in Europa keine Mangroven vorkommen. Unter den Ländern und Gebieten weltweit besitzt Indonesien mit 3,40 Millionen Hektar die größte Mangrovenfläche, gefolgt von Brasilien (1,39 Millionen Hektar), Australien (1,11 Millionen Hektar), Nigeria (976.000 Hektar) und Mexiko (947.000 Hektar). Zusammen beherbergen diese fünf Länder fast die Hälfte (49 %) der globalen Mangrovenfläche. ^{[ 7 ]}

Mangrovenwälder sind produktive Feuchtgebiete in tropischen und subtropischen Gezeitenzonen. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Es gibt etwa 80 Mangrovenarten, die alle an Gebiete mit langsam fließendem Wasser angepasst sind, in denen sich feine Sedimente ablagern und sauerstoffarme Böden herrschen. Diese Bäume vertragen keine Frosttemperaturen, was ihre Verbreitung auf wärmere Klimazonen beschränkt. ^{[ 3 ] [ 8 ]}

Ihre charakteristischen, stelzenartigen Wurzeln verlangsamen die Bewegung des Gezeitenwassers, wodurch sich Schwebstoffe absetzen und die Küstenerosion durch Sturmfluten und Wellen verringert wird. Diese Wurzeln bieten zudem Lebensraum für zahlreiche Arten und dienen als Kinderstube für Jungfische, darunter auch Arten, die für die Freizeit- und Berufsfischerei von Bedeutung sind. ^{[ 3 ] [ 9 ] [ 10 ]}

Der Hauptbeitrag von Mangroven zum Ökosystem besteht im Laubfall der Bäume, der von Primärkonsumenten zersetzt wird . Bakterien und Protozoen besiedeln das Pflanzenlaub und spalten es chemisch in organische Verbindungen , Mineralien, Kohlendioxid und stickstoffhaltige Abfallprodukte auf . ^{[ 9 ]} Die Anpassung dieser Bäume an das Leben im Gezeitenbereich stellt die größte Einschränkung für die Artenvielfalt in ihrem Lebensraum dar. Mit der Flut dringt Salzwasser ein, und bei Ebbe führt die Verdunstung des Meerwassers im Boden zu einem weiteren Anstieg des Salzgehalts. Die wiederkehrende Flut spült diese Böden wieder aus und senkt ihren Salzgehalt auf ein Niveau, das dem des Meerwassers entspricht. ^{[ 11 ] [ 12 ]} Bei Ebbe sind die Organismen erhöhten Temperaturen und geringerer Feuchtigkeit ausgesetzt, bevor sie von der Flut abgekühlt und überflutet werden. Damit eine Pflanze in dieser Umgebung überleben kann, muss sie daher ein breites Spektrum an Salzgehalt, Temperatur und Feuchtigkeit sowie einige andere wichtige Umweltfaktoren tolerieren – aus diesem Grund besteht die Mangrovenbaumgemeinschaft nur aus wenigen ausgewählten Arten. ^{[ 12 ] [ 11 ]}

Ein Mangrovensumpf beherbergt typischerweise nur wenige Baumarten. Es ist nicht ungewöhnlich, dass ein Mangrovenwald in der Karibik lediglich drei oder vier Baumarten aufweist. Zum Vergleich: Ein tropischer Regenwald kann Tausende von Baumarten beherbergen, was jedoch nicht bedeutet, dass es Mangrovenwäldern an Artenvielfalt mangelt. Obwohl die Baumartenvielfalt gering ist, bietet das von diesen Bäumen geschaffene Ökosystem Lebensraum für eine große Vielfalt anderer Arten, darunter bis zu 174 Arten mariner Megafauna . ^{[ 13 ]}

Mangrovenpflanzen benötigen eine Reihe physiologischer Anpassungen, um den Herausforderungen niedriger Sauerstoffkonzentrationen , hoher Salzgehalte und häufiger Gezeitenüberflutungen zu begegnen . Jede Art hat ihre eigenen Strategien, um diese Probleme zu bewältigen; dies dürfte der Hauptgrund dafür sein, dass Mangrovenarten an manchen Küstenabschnitten eine deutliche Zonierung aufweisen. Geringfügige Umweltveränderungen innerhalb eines Mangrovenwaldes können zu stark unterschiedlichen Anpassungsstrategien führen. Daher wird die Artenzusammensetzung teilweise durch die Toleranz einzelner Arten gegenüber physikalischen Bedingungen wie Gezeitenüberflutungen und Salzgehalt bestimmt, kann aber auch von anderen Faktoren beeinflusst werden, beispielsweise durch Krabben, die Pflanzensetzlinge fressen. ^{[ 15 ]}

Einmal etabliert, bieten Mangrovenwurzeln Lebensraum für Austern und verlangsamen die Wasserströmung, wodurch die Sedimentablagerung in Gebieten, in denen sie bereits stattfindet, verstärkt wird. Die feinen, sauerstoffarmen Sedimente unter Mangroven wirken als Senken für verschiedene Schwermetalle (Spurenmetalle) , die sich durch kolloidale Partikel in den Sedimenten aus dem Wasser angereichert haben. Die Entfernung von Mangroven stört diese darunter liegenden Sedimente und führt häufig zu Problemen mit der Spurenmetallbelastung des Meerwassers und der Organismen des Gebiets. ^{[ 16 ]}

Mangrovensümpfe schützen Küstengebiete vor Erosion , Sturmfluten (insbesondere während tropischer Wirbelstürme ) und Tsunamis . ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]} Sie begrenzen die Erosion durch hochenergetische Wellen, vor allem bei Ereignissen wie Sturmfluten und Tsunamis. ^{[ 20 ]} Die massiven Wurzelsysteme der Mangroven sind effizient bei der Dämpfung der Wellenenergie. ^{[ 21 ]} Ebenso verlangsamen sie das Gezeitenwasser so weit, dass sich dessen Sedimente bei Flut ablagern und bei Ebbe nur noch feine Partikel zurückbleiben. ^{[ 22 ]} Auf diese Weise gestalten Mangroven ihre Ökosysteme. ^{[ 17 ]} Aufgrund der Einzigartigkeit von Mangrovenökosystemen und des von ihnen gebotenen Schutzes vor Erosion sind sie häufig Gegenstand von Naturschutzprogrammen, ^{[ 12 ]} darunter auch nationale Aktionspläne zur Erhaltung der biologischen Vielfalt . ^{[ 18 ]}

Weltweit gibt es etwa 80 beschriebene Mangrovenarten, die an Meeresküsten wachsen. Rund 60 dieser Arten sind echte Mangroven, die ausschließlich in der Gezeitenzone zwischen Ebbe und Flut vorkommen. ^{[ 25 ]} „Mangroven bedeckten einst drei Viertel der tropischen Küstenlinien der Welt, wobei Südostasien die größte Artenvielfalt aufwies. Nur 12 Arten leben in Amerika. Mangroven variieren in ihrer Größe von kleinen Sträuchern bis hin zu den 60 Meter hohen Riesen in Ecuador. Innerhalb eines Mangrovenwaldes besetzen verschiedene Arten unterschiedliche ökologische Nischen. Arten, die mit den Gezeiten zurechtkommen, wachsen im offenen Meer, in geschützten Buchten und auf vorgelagerten Inseln. Bäume, die an trockenere, weniger salzige Böden angepasst sind, findet man weiter vom Ufer entfernt. Manche Mangroven gedeihen an Flussufern weit im Landesinneren, solange die Süßwasserströmung auf die Gezeiten des Ozeans trifft.“ ^{[ 25 ]}

Mangroven kommen in 118 Ländern und Gebieten der tropischen und subtropischen Regionen der Welt vor. ^{[ 23 ]} Der größte Anteil der Mangroven befindet sich zwischen 5° nördlicher und 5° südlicher Breite. Rund 75 % der weltweiten Mangrovenbestände liegen in nur 15 Ländern. ^{[ 23 ]} Schätzungen der Mangrovenfläche auf Basis von Fernerkundungsdaten und globalen Daten fallen tendenziell niedriger aus als Schätzungen aus der Literatur und Erhebungen für vergleichbare Zeiträume. ^{[ 11 ]}

Die Global Mangrove Watch Initiative veröffentlichte 2018 eine globale Basislinie auf Grundlage von Fernerkundungsdaten und globalen Daten für das Jahr 2010. ^{[ 23 ]} Sie schätzten die gesamte Mangrovenwaldfläche der Welt im Jahr 2010 auf 137.600 km² ⁽ 53.100 mi² ⁾ , verteilt auf 118 Länder und Gebiete. ^{[ 11 ] [ 26 ]} Gemäß den Konventionen zur Abgrenzung geografischer Regionen der Ramsar-Konvention über Feuchtgebiete berichteten die Forscher, dass Asien mit 38,7 % den größten Anteil an den weltweiten Mangroven aufweist, gefolgt von Lateinamerika und der Karibik (20,3 %), Afrika (20,0 %), Ozeanien (11,9 %) und Nordamerika (8,4 %). ^{[ 26 ]}

Der größte Mangrovenwald der Welt befindet sich in den Sundarbans . Dieser Wald liegt im riesigen Delta der Bucht von Bengalen, das durch den Zusammenfluss von Brahmaputra und Meghna mit den Mündungsarmen des Ganges entstanden ist . Die saisonal überfluteten Süßwasser-Sumpfwälder der Sundarbans erstrecken sich landeinwärts von den Mangrovenwäldern an der Küste. Der Wald bedeckt eine Fläche von 10.000 ^km² , ^{wovon etwa} 6.000 km² ⁱⁿ Bangladesch liegen . ^{[ 27 ]}

Die Sundarbans sind von einem komplexen Netz aus Gezeitenwasserstraßen, Wattflächen und kleinen Inseln mit salztoleranten Mangrovenwäldern durchzogen. Dank dieses vernetzten Wasserwegenetzes ist fast jeder Teil des Waldes per Boot erreichbar. Das Gebiet ist als wichtiger Lebensraum für den bedrohten Bengalischen Tiger sowie für zahlreiche Tierarten, darunter Vögel, Axishirsche , Krokodile und Schlangen, bekannt. Die fruchtbaren Böden des Deltas werden seit Jahrhunderten intensiv vom Menschen genutzt, und die Ökoregion wurde größtenteils in intensive Landwirtschaft umgewandelt, wobei nur noch wenige Waldinseln erhalten geblieben sind. ^{[ 28 ]} Darüber hinaus dienen die Sundarbans als Schutzbarriere für Millionen von Einwohnern vor Überschwemmungen durch Zyklone .

Vier Schutzgebiete in den Sundarbans sind als UNESCO- Welterbestätten anerkannt . ^{[ 29 ]} Trotz dieses Schutzes wurden die indischen Sundarbans 2020 gemäß der Roten Liste der IUCN als gefährdet eingestuft . ^{[ 30 ]} Es zeigt sich ein anhaltender Rückgang der Artenvielfalt und der ökologischen Qualität des Waldes. ^{[ 31 ]}

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  Karte der Sundarbans
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  Bengalischer Tiger in den Sundarbans
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  Kanal bei Ebbe

Das einzigartige Ökosystem im dichten Wurzelgeflecht der Mangroven bietet Jungorganismen einen ruhigen Lebensraum im Meer. ^{[ 32 ]} In Gebieten, in denen die Wurzeln dauerhaft unter Wasser liegen, beherbergen sie Algen , Seepocken , Austern , Schwämme und Moostierchen , die alle eine feste Oberfläche zum Verankern benötigen, während sie Nahrung filtern. Garnelen und Schlammhummer nutzen den schlammigen Meeresboden als Lebensraum. ^{[ 33 ]} Mangrovenkrabben fressen die Mangrovenblätter und reichern so den Mangrovenschlamm mit Nährstoffen an, die anderen Bodenbewohnern als Nahrung dienen. ^{[ 34 ]} In einigen Fällen ist der Export des in Mangroven gebundenen Kohlenstoffs wichtig für die Nahrungsnetze der Küstenregionen. ^{[ 35 ]} Mangrovenplantagen beherbergen mehrere wirtschaftlich wichtige Fisch- und Krebstierarten. ^{[ 36 ]}

In Puerto Rico besetzen die roten , weißen und schwarzen Mangroven unterschiedliche ökologische Nischen und weisen leicht unterschiedliche chemische Zusammensetzungen auf, sodass der Kohlenstoffgehalt sowohl zwischen den Arten als auch zwischen den verschiedenen Pflanzengeweben (z. B. Blattmasse versus Wurzeln) variiert. ^{[ 37 ]} Es lässt sich eine klare Sukzession dieser drei Baumarten von den tieferen Lagen, die von roten Mangroven dominiert werden, bis ins Landesinnere mit einer höheren Konzentration weißer Mangroven beobachten. ^{[ 37 ]}

Mangrovenwälder spielen eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf und der Kohlenstoffspeicherung tropischer Küstenökosysteme. ^{[ 37 ]} Aus diesem Grund versuchen Wissenschaftler, die Umwelt zu rekonstruieren und Veränderungen des Küstenökosystems über Jahrtausende mithilfe von Sedimentkernen zu untersuchen. ^{[ 39 ]} Eine zusätzliche Komplikation stellt jedoch die importierte marine organische Substanz dar, die durch die Gezeitenströmung in den Mangrovenwäldern ebenfalls in die Sedimente gelangt. ^{[ 37 ]}

Mangrovenwälder können durch Pilz- und Bakterienprozesse sowie durch Termiten zu Torfablagerungen zerfallen . ^{[ 37 ]} Unter günstigen geochemischen , sedimentären und tektonischen Bedingungen entsteht Torf . ^{[ 37 ]} Die Beschaffenheit dieser Ablagerungen hängt von der Umwelt und den jeweiligen Mangrovenarten ab. Termiten verarbeiten herabgefallenes Laub , Wurzeln und Holz von Mangroven zu Torf, um ihre Nester zu bauen. ^{[ 37 ]} Termiten stabilisieren die chemische Zusammensetzung dieses Torfs und machen etwa 2 % des oberirdischen Kohlenstoffspeichers in Mangroven aus. ^{[ 37 ] Mit der Zeit werden die Nester vergraben ,} der Kohlenstoff wird im Sediment gespeichert und der Kohlenstoffkreislauf schließt sich. ^{[ 37 ]}

Mangroven sind eine wichtige Quelle für blauen Kohlenstoff . Weltweit speicherten Mangroven im Jahr 2012 4,19 Gt (9,2 × 10^¹²  lb) Kohlenstoff. ^{[ 40 ]} Zwischen 2000 und 2012 gingen zwei Prozent des globalen Mangrovenkohlenstoffs verloren, was einem maximalen Potenzial von 0,316996250 Gt (6,9885710 × 10 ^¹¹ lb) CO _₂-Emissionen entspricht . ^{[ 40 ]} Weltweit bieten Mangroven nachweislich messbaren wirtschaftlichen Schutz für Küstengemeinden, die von tropischen Stürmen betroffen sind. ^{[ 41 ]}

Heterogenität in der Landschaftsökologie beschreibt, wie stark sich verschiedene Landschaftsteile voneinander unterscheiden. Sie kann sich in einem Ökosystem durch abiotische oder biotische Umweltmerkmale manifestieren. So befinden sich beispielsweise Küstenmangrovenwälder an der Land-Meer-Grenze, weshalb ihre Funktion von abiotischen Faktoren wie den Gezeiten sowie von biotischen Faktoren wie Ausdehnung und Anordnung der angrenzenden Vegetation beeinflusst wird. ^{[ 42 ]} Für Waldvögel bedeutet die Überflutung durch die Gezeiten, dass die Verfügbarkeit vieler Mangrovenressourcen täglich schwankt, was auf eine flexible Nahrungssuche hindeutet. Mangroven bieten zudem Nahrungsquellen für Ästuare, wie Schlammspringer und Krabben, die in terrestrischen Wäldern nicht vorkommen. Darüber hinaus sind Mangroven oft in ein komplexes Mosaik angrenzender Vegetationstypen wie Grasland, Salzwiesen und Wälder eingebettet. Dies kann bedeuten, dass Flexibilität in der Nahrungssuche und der Wahl des Nahrungshabitats für mobile Waldvögel von Vorteil sein kann. ^{[ 42 ]} Im Vergleich zu anderen Waldtypen beherbergen Mangroven nur wenige Vogelarten, die obligat auf diesen Lebensraum (Mangroven) spezialisiert sind, sondern stattdessen viele Arten mit generalisierten Nahrungsnischen. ^{[ 43 ] [ 42 ]}

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  Mangrovenwälder beherbergen viele Vogelarten mit generalisierten Nahrungsnischen.
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  Mangrovenfächerschwanz
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  Mangrovenkolibri
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  Mangroven-Eisvögel sind besonders in Mangrovenzonen anzutreffen.
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  Mangroven-Schwarzbussard
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  Braune Pelikane fischen und nisten in Mangrovenwäldern.
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  Kleiner blauer Reiher . Das Wasser spiegelt die grünen Mangrovenbäume wider.
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  Drei Silberreiher fischen an einem Mangrovenufer
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  Pelikane und Kormorane hoch oben in den Mangrovenbäumen

Vogelschutzgebiete

Mangrovenwälder sind Heimat und Schutzgebiete für viele Wasservogelarten , darunter:

• Vogelschutzgebiet Pulicat Lake
• Mangalavanam Vogelschutzgebiet
• Salim-Ali-Vogelschutzgebiet
• Pichavaram
• Coringa-Wildtierreservat
• Sundarbans-Nationalpark

Das verzweigte Wurzelsystem der Mangrovenwälder macht sie attraktiv für ausgewachsene Fische auf der Suche nach Nahrung und für Jungfische auf der Suche nach Schutz. ^{[ 3 ]}

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  Mangroven-Jack
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  Mangroven-Schnapper schwimmt zwischen Mangrovenwurzeln
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  Silberfische der Alten Welt sammeln sich zwischen Mangrovenwurzeln
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  Barrakuda lauert zwischen Mangrovenwurzeln
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  Gelbe Seepferdchen pflanzen sich in den überfluteten Mangrovenwäldern Asiens fort und bringen dort ihre Jungen zur Welt. Verwickelte Wurzeln und untergetauchte Äste bieten den trächtigen Männchen und ihren Nachkommen schattigen Schutz.
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  Schlammspringer sind in Mangrovensümpfen zu finden.
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  Mangroven-Peitschenrochen

Mangrovenwälder zählen trotz begrenzter Stickstoffverfügbarkeit zu den produktivsten und artenreichsten Ökosystemen der Erde. Unter diesen Bedingungen sind Tier-Mikroben-Assoziationen ( Holobionten ) oft entscheidend für die Funktionsfähigkeit des Ökosystems. Ein Beispiel hierfür ist die Rolle der Winkerkrabben und ihres mit dem Panzer assoziierten mikrobiellen Biofilms als Hotspots mikrobieller Stickstoffumwandlungen und Stickstoffquellen innerhalb des Mangrovenökosystems. ^{[ 44 ]}

Mangrovenwälder sind von großer Bedeutung für Küstenökosysteme, da sie drei Viertel der tropischen Küstenlinie bedecken und vielfältige Ökosystemleistungen erbringen. ^{[ 45 ] [ 46 ]} Mangrovenökosysteme wirken im Allgemeinen als Kohlenstoffsenke, obwohl sie organische Substanz in Form von gelösten, schwer abbaubaren Makromolekülen, Blättern, Ästen und anderen Ablagerungen ins Meer abgeben. ^{[ 47 ] [ 48 ]} In unberührten Umgebungen zählen Mangroven zu den produktivsten Ökosystemen der Erde, obwohl sie in tropischen Gewässern wachsen, die oft nährstoffarm sind. ^{[ 49 ]} Die Schwerabbaubarkeit der in Mangroven produzierten und gespeicherten organischen Substanz kann das Nährstoffrecycling, insbesondere von Stickstoff, verlangsamen. ^{[ 47 ] [ 50 ]} Stickstoffmangel in solchen Systemen kann durch mikrobielle Stickstofffixierung in Kombination mit hoher Bioturbation durch Makrofauna wie Krabben und Hummer ausgeglichen werden. ^{[ 51 ] [ 52 ] [ 44 ]}

Die Bioturbation durch Makrofauna beeinflusst die Stickstoffverfügbarkeit und zahlreiche stickstoffbezogene mikrobielle Prozesse durch Sedimentumwälzung, Bau von Wohnröhren und Bioirrigation sowie durch Nahrungsaufnahme und Exkretion. ^{[ 53 ]} Makrofauna vermischt alte und frische organische Substanz, erweitert die Grenzflächen zwischen oxischen und anoxischen Sedimenten, erhöht die Verfügbarkeit energieliefernder Elektronenakzeptoren und steigert den Stickstoffumsatz durch direkte Exkretion. ^{[ 54 ] [ 55 ]} Dadurch kann Makrofauna Stickstoffmangel mildern, indem sie die Remineralisierung von schwer abbaubarem Stickstoff (d. h. Stickstoff, der nicht biologisch zersetzt werden kann) fördert und die Konkurrenz zwischen Pflanzen und Mikroorganismen verringert. ^{[ 56 ] [ 57 ]} Diese Aktivität fördert letztendlich das Stickstoffrecycling, die Pflanzenassimilation und eine hohe Stickstoffretention und begünstigt gleichzeitig den Stickstoffverlust durch die Stimulierung gekoppelter Nitrifikation und Denitrifikation . ^{[ 58 ] [ 44 ]}

Mangrovensedimente werden stark von Zehnfußkrebsen wie Krabben bioturbiert. ^{[ 61 ]} Krabbenpopulationen verändern das Sediment kontinuierlich, indem sie Höhlen bauen, neue Nischen schaffen und mikrobielle Gemeinschaften im Sediment transportieren oder selektiv abweiden. ^{[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ] [ 64 ]} Darüber hinaus können Krabben den Umsatz organischer Substanz beeinflussen, indem sie Blätter assimilieren und fein fragmentierten Kot ausscheiden oder diesen in ihre Höhlen tragen. ^{[ 65 ] [ 66 ]} Daher gelten Krabben als wichtige Ökosystemingenieure, die biogeochemische Prozesse in den Gezeitenzonen von Mangroven prägen. ^{[ 67 ] [ 68 ]} Im Gegensatz zu grabenden Polychaeten oder Amphipoden belüften die zahlreichen Ocipodiden-Krabben, hauptsächlich vertreten durch Winkerkrabben, ihre Höhlen nicht permanent. Diese Krabben verlassen ihre Höhlen möglicherweise vorübergehend, um an der Oberfläche Aktivitäten nachzugehen ^{[ 64 ]} oder verschließen ihren Höhleneingang bei Flut, um Luft einzuschließen ^{[ 69 ]} . Eine aktuelle Studie zeigte, dass diese Krabben mit einer vielfältigen mikrobiellen Gemeinschaft assoziiert sein können, entweder auf ihrem Panzer oder in ihrem Darm ^{[ 63 ] [ 44 ] .}

Das Exoskelett lebender Tiere, wie beispielsweise Schalen oder Panzer, bietet mikrobiellen Biofilmen einen Lebensraum. Diese sind aktiv an verschiedenen Stickstoffkreislaufprozessen beteiligt, darunter Nitrifikation, Denitrifikation und dissimilatorische Nitratreduktion zu Ammonium (DNRA). ^{[ 70 ] [ 71 ] [ 72 ] [ 73 ] [ 74 ] [ 75 ]} Die Besiedlung des Panzers von Krabben kann für bestimmte Bakterien aufgrund von Wirtsaktivitäten wie Atmung, Exkretion, Nahrungsaufnahme sowie horizontaler und vertikaler Wanderung vorteilhaft sein. ^{[ 76 ]} Die ökologischen Wechselwirkungen zwischen Winkerkrabben und Bakterien, ihre Regulation und Bedeutung sowie ihre Auswirkungen auf verschiedenen Ebenen – vom einzelnen Individuum bis zum Ökosystem – sind jedoch noch nicht ausreichend erforscht. ^{[ 63 ] [ 77 ] [ 44 ]}

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  Künstlerische Darstellung kleiner blauer Soldatenkrabben, die über ein Mangrovengebiet marschieren ^{[ 78 ]}
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  Mangrovenkrabbe , möglicherweise Neosarmatium asiaticum
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  Mangrovenbaumkrabbe, Aratus pisonii

Mangrovenwälder zählen zu den produktivsten marinen Ökosystemen der Welt ^{[ 81 ]} mit einer Nettoprimärproduktion (NPP) von etwa 208 Tg C yr⁻¹ ^{[ 80 ] .} Nach etwa 20–30 Jahren, wenn die maximale Biomasse erreicht ist, stellen sich Mangrovenwälder durch einen kontinuierlichen Prozess von Mortalität und Erneuerung in einen stabilen Zustand ein ^{[ 82 ]} . Unter der Annahme, dass die lebende Biomasse nicht kohlenstoffreicher wird, muss Kohlenstoff in einem Umfang verloren gehen, der der Menge an Kohlenstoff entspricht, die als NPP fixiert wird. Diese Produktivität verbleibt entweder im Mangrovenwald als Bestand an lebendem Material wie Holz, das in Sedimenten vergraben ist , oder wird als Streu, partikulärer und gelöster organischer Kohlenstoff (POC und DOC) sowie gelöster anorganischer Kohlenstoff (DIC) in benachbarte Lebensräume abgegeben oder entweicht in die Atmosphäre. ^{[ 80 ] [ 83 ] [ 81 ] [ 79 ]}

Die Ausströmungshypothese besagt, dass der Export von lokal gebildetem partikulärem organischem Kohlenstoff (POC) und gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC) eine wichtige Ökosystemfunktion von Mangroven darstellt, die detritusbasierte Nahrungsnetze in angrenzenden Küstenhabitaten antreibt. ^{[ 84 ] [ 85 ]} Schätzungen zufolge leistet der Export von Mangrovenkohlenstoff einen signifikanten trophischen Beitrag zu angrenzenden Ökosystemen. ^{[ 86 ] [ 87 ] [ 88 ] [ 89 ]} Die Ausströmungstheorie wird durch Massenbilanzberechnungen gestützt, die zeigen, dass die von Mangroven fixierte Kohlenstoffmenge die im Wald gespeicherte Menge normalerweise deutlich übersteigt. ^{[ 81 ] [ 90 ]} Allerdings variiert das Ausmaß der Ausströmung zwischen verschiedenen Wäldern erheblich, ^{[ 91 ]} bedingt durch Unterschiede in der Küstenmorphologie , den Gezeitenregimen, dem Süßwasserzufluss und der Produktivität. ^{[ 92 ] [ 93 ] [ 79 ]}

In den 1990er Jahren konnten globale Schätzungen 48 % der gesamten globalen Mangroven- Primärproduktion von 218 ± 72 Millionen Tonnen C pro Jahr ^erklären (siehe Abbildung rechts). Unter Einbeziehung von Informationen zur Kohlenstoffspeicherung, zum CO₂ _- Ausstoß und zum Kohlenstoffaustrag als Laubstreu , partikulärer organischer Kohlenstoff (POC) und gelöster organischer Kohlenstoff (DOC) wurde angenommen, dass die verbleibenden 52 % als gelöster anorganischer Kohlenstoff (DIC) ausgetragen wurden, obwohl die Datenlage zur Bestätigung dieser Annahme nicht ausreichte. ^{[ 80 ]} Neuere Untersuchungen zum DIC-Export an zwei Standorten in Australien ^{[ 83 ] [ 96 ]} stützten die Schätzungen von Bouillon et al. aus dem Jahr 2008 ^{[ 80 ]} , obwohl Alongi 2014 vorschlug, dass nur 40 % der Nettoprimärproduktion (NPP) als DIC exportiert werden. ^{[ 81 ] [ 79 ]}

Mangrovenwälder und Küstenmarschen gelten aufgrund ihrer hohen Primärproduktion typischerweise als stickstofflimitierte Ökosysteme. ^{[ 97 ] [ 98 ]} Mangrovenpflanzen nutzen den Bodenstickstoff daher sehr effizient und sind somit eine wichtige Senke für überschüssigen Stickstoff aus dem Oberlauf. ^{[ 99 ] [ 49 ]} Verschiedene Mangrovenarten können Stickstoff jedoch unterschiedlich effizient nutzen, ^{[ 100 ]} obwohl sie ähnliche Stickstoffwege aufweisen (siehe Abbildung rechts). Die berichteten Stickstoffassimilationsraten in Mangrovenpflanzen lagen unter natürlichen Stickstoffbedingungen zwischen 2 und 8 μmol ^g⁻¹ h⁻¹ ^{[ 101 ]} und bei unbegrenzter Stickstoffversorgung zwischen ¹⁹ und 251 μmol ^g⁻¹ h⁻¹ ^{. [ 102 ] [ 95 ]}

Neben der Artenvielfalt können auch unterschiedliche Umweltbedingungen die Stickstoffassimilationsraten von Mangrovenpflanzen beeinflussen. Da Chloridionen ^die Proteinsynthese und die Stickstoffassimilation verringern können [ ^{103 ]} , scheint der Salzgehalt des Bodenporenwassers ein negativer Faktor zu sein ^, der die Stickstoffaufnahmeraten von Mangrovenpflanzen signifikant verändert. ^{[ 102 ] [ 104 ] [ 95 ]}

Ausreichende Daten liegen nur für etwa die Hälfte der weltweiten Mangrovenfläche vor. Von den Gebieten, für die Daten erhoben wurden, scheinen jedoch 35 % der Mangroven zerstört worden zu sein. ^{[ 105 ]} Seit den 1980er Jahren geht schätzungsweise jährlich etwa 2 % der Mangrovenfläche verloren. ^{[ 106 ]} Untersuchungen zur globalen Variabilität des Mangrovenverlusts zeigen, dass die Qualität nationaler Regulierungen den Einfluss verschiedener Faktoren und Belastungen auf die Verlustraten beeinflusst. ^{[ 107 ]}

Die Garnelenzucht ist für etwa ein Viertel der Zerstörung von Mangrovenwäldern verantwortlich. ^{[ 108 ] [ 109 ]} Auch die Aktualisierung des Weltmangrovenatlas von 2010 zeigte, dass seit 1980 etwa ein Fünftel der weltweiten Mangrovenökosysteme verloren gegangen ist. ^{[ 110 ]} Allerdings scheint sich diese rasante Verlustrate seit 2000 verlangsamt zu haben; die globalen Verluste wurden zwischen 2000 und 2012 auf jährlich 0,16 % bis 0,39 % geschätzt. ^{[ 111 ]} Trotz sinkender globaler Verlustraten seit 2000 bleibt Südostasien mit Verlustraten zwischen 3,6 % und 8,1 % im Zeitraum von 2000 bis 2012 ein besorgniserregendes Gebiet. ^{[ 111 ]} Die mit Abstand schädlichste Form der Garnelenzucht ist die Nutzung geschlossener Teichsysteme (nicht integrierte multitrophische Aquakultur ), da hierfür ein großer Teil der Mangroven zerstört wird und Antibiotika und Desinfektionsmittel zur Bekämpfung von Krankheiten eingesetzt werden, die in diesem System auftreten und auch in die umliegende Umwelt gelangen können. Bei der integrierten Mangroven-Garnelen-Aquakultur entstehen weitaus geringere Schäden , da diese mit dem Meer verbunden und den Gezeiten unterworfen ist, weniger Krankheiten auftreten und weit weniger Mangroven zerstört werden. ^{[ 112 ]}

Bürgerinitiativen zum Schutz von Mangroven vor Bebauung und der Abholzung durch die Bevölkerung zur Holzkohleproduktion ^{[ 113 ] [ 114 ]} , zum Kochen, Heizen und als Baumaterial gewinnen zunehmend an Bedeutung. Solarkocher werden von vielen Nichtregierungsorganisationen als kostengünstige Alternative zu Holz- und Kohleöfen verteilt. Dies könnte dazu beitragen, die Nachfrage nach Holzkohle zu reduzieren.

• In Thailand hat sich das gemeinschaftliche Management bei der Wiederherstellung beschädigter Mangroven als wirksam erwiesen. ^{[ 115 ]} Auch die Produktion von Mangrovenhonig wird praktiziert, um den Anwohnern ein nachhaltiges Einkommen zu sichern, sie von der Zerstörung der Mangroven abzuhalten und kurzfristige Einnahmen zu generieren. ^{[ 116 ] [ 117 ]}
• In Madagaskar wird Honig auch in Mangroven als (nicht-destruktive) Einkommensquelle produziert. Darüber hinaus werden in den madagassischen Mangroven Seidenkapseln endemischer Seidenraupenarten für die Wildseidenproduktion gesammelt . ^{[ 118 ] [ 114 ]}
• Auf den Bahamas werden beispielsweise auf den Inseln Bimini und Great Guana Cay aktive Bemühungen zum Schutz der Mangroven unternommen .
• Auch in Trinidad und Tobago werden Anstrengungen unternommen, um einen Mangrovenwald zu schützen, der durch den Bau eines Stahlwerks und eines Hafens bedroht ist.
• Im Norden Ecuadors wird in fast allen Flussmündungen ein Wiederaufwuchs von Mangroven beobachtet, der vor allem auf lokale Akteure zurückzuführen ist, die auf frühere Phasen der Entwaldung in der Region Esmeraldas reagiert haben. ^{[ 119 ]}

Mangroven können nachweislich Schutz vor Tsunamis, Zyklonen und anderen Stürmen bieten und gelten daher als Vorzeigebeispiel für ökosystembasierte Anpassung an die Folgen des Klimawandels. Ein Dorf in Tamil Nadu wurde vor der Zerstörung durch einen Tsunami geschützt: Die Dorfbewohner von Naluvedapathy pflanzten 80.244 Setzlinge, um einen Eintrag ins Guinness-Buch der Rekorde zu erhalten . So entstand ein kilometerbreiter Baumgürtel mit verschiedenen Baumarten. Als der Tsunami 2004 wütete, wurde ein Großteil des Landes um das Dorf überflutet, das Dorf selbst erlitt jedoch nur geringe Schäden. ^{[ 120 ]}

Mangroven binden jährlich über 25 Millionen Tonnen Kohlenstoff. ^{[ 121 ]} Weltweit sind die Mangrovenbestände in den letzten Jahrzehnten aufgrund der Ausweitung von Aquakultur sowie der Öl- und Holzproduktion zurückgegangen. ^{[ 121 ] [ 122 ] [ 123 ]} Der Verlust von Mangroven wird mit einer verringerten Kohlenstoffspeicherung und einer veränderten Kohlenstoffexportdynamik in Verbindung gebracht. ^{[ 121 ] [ 124 ]} Regionen wie das Nigerdelta, die Gazi-Bucht und Teile Süd- und Südostasiens sind aufgrund des Mangrovenverlusts und des erhöhten atmosphärischen CO₂-Gehalts besonders gefährdet _. [ ^{125 ] [ 126 ] [ 127 ] [ 128 ] [ 129 ] Als} Reaktion darauf wurden Schutzstrategien zum Schutz der Mangroven und zur Stabilisierung des Ökosystems umgesetzt. ^{[ 125 ] [ 126 ] [ 130 ] [ 131 ]} Einige Länder haben noch keine Meeresschutzgebiete eingerichtet. ^{[ 125 ]}

• Nigerdelta, Nigeria : In Nigeria sind schlecht regulierte Öl- und Landwirtschaftsnutzung die Hauptursachen für die Zerstörung der Mangrovenwälder. ^{[ 132 ]} Das Centre for Environment and Human Rights Development (CEHRD) hat mehrere Projekte ins Leben gerufen, um die lokale Bevölkerung in der Wiederherstellung und dem Schutz von Mangroven auszubilden. ^{[ 125 ]}
• Gazi Bay, Kenia: Im Jahr 2010 schlossen sich die Bewohner von Gazi Bay mit Plan Vivo und der Association for Coastal Ecosystem Services (ACES) zusammen, um ein Mangrovenschutz- und -wiederherstellungsprojekt umzusetzen. Das Projekt generiert Einkommen für die lokalen Gemeinschaften durch CO₂-Zertifikate, die auf Emissionsreduktionen basieren. ^{[ 133 ]}
• Trapeang Sangkae, Kambodscha : Eine aktuelle Studie berichtet, dass die Gemeinde Trapeang Sangkae (TFC) im Jahr 2005 ein Projekt zur gemeindebasierten Bewirtschaftung natürlicher Ressourcen (CBNRM) durchgeführt hat. Das Projekt hat das Hauptziel, die natürlichen Ressourcen und die Biodiversität der Küste zu erhalten und zu schützen. ^{[ 134 ]}

Im Vergleich zu Seegraswiesen und Korallenriffen tritt Hypoxie in Mangrovenökosystemen regelmäßiger auf, da die Sauerstoffarmut der Ozeane die negativen Auswirkungen anthropogener Nährstoffeinträge und Landnutzungsänderungen noch verstärkt. ^{[ 135 ]}

Ähnlich wie Seegras transportieren Mangroven Sauerstoff zu den Wurzeln ihrer Rhizome , reduzieren die Sulfidkonzentration und verändern die mikrobiellen Gemeinschaften. Gelöster Sauerstoff wird im Inneren des Mangrovenwaldes schneller verbraucht. Anthropogene Einflüsse können die Überlebensgrenzen vieler Mangroven-Mikrohabitate überschreiten. Beispielsweise gelten in Mangrovenwäldern angelegte Garnelenteiche als die größte anthropogene Bedrohung für Mangrovenökosysteme. Diese Teiche verringern die Zirkulation in der Flussmündung und die Wasserqualität, was zu einer tageszeitlich schwankenden Hypoxie führt. Bei Verschlechterung der Wasserqualität werden die Garnelenteiche schnell aufgegeben und hinterlassen große Mengen an Abwasser. Dies ist eine Hauptquelle der Wasserverschmutzung, die die Sauerstoffarmut der Ozeane in den angrenzenden Lebensräumen fördert. ^{[ 135 ] [ 136 ]}

Aufgrund der häufigen Sauerstoffarmut bietet das Wasser keinen Lebensraum für Fische. Bei extremer Hypoxie kann die Funktionsfähigkeit des Ökosystems vollständig zusammenbrechen. Der extreme Sauerstoffmangel beeinträchtigt die lokalen Fischpopulationen, die eine wichtige Nahrungsquelle darstellen. Die ökologischen Kosten von Garnelenfarmen in den Mangrovenwäldern übersteigen deren wirtschaftlichen Nutzen bei Weitem. Die Einstellung der Garnelenproduktion und die Renaturierung dieser Gebiete reduzieren die Eutrophierung und die anthropogene Hypoxie. ^{[ 135 ]}

In einigen Gebieten laufen bereits Aufforstungs- und Renaturierungsmaßnahmen an Mangroven . Rote Mangroven sind die am häufigsten kultivierte Art und werden insbesondere in Meerwasseraquarien im Filterbecken eingesetzt, um Nitrat und andere Nährstoffe im Wasser zu reduzieren . Mangroven finden sich auch in Heimaquarien und werden, beispielsweise in Japan , als Zierpflanzen gehalten .

Externe Videos
Wiederherstellung des natürlichen Mangrovenwaldes – Mangroven-Aktionsprojekt

Die Manzanar-Mangroveninitiative ist ein laufendes Experiment in Arkiko , Eritrea , und Teil des von Gordon H. Sato gegründeten Manzanar-Projekts. Ziel ist die Anpflanzung neuer Mangroven auf den Küstenwatten . Anfängliche Anpflanzungen schlugen fehl, doch die Beobachtung der Gebiete, in denen Mangroven von selbst überlebten, führte zu dem Schluss, dass Nährstoffe aus dem Landesinneren für die Gesundheit der Mangroven wichtig sind. Daraufhin wurden Versuche mit dem eritreischen Fischereiministerium durchgeführt und ein Anpflanzungssystem entwickelt, das den im Meerwasser fehlenden Stickstoff, Phosphor und Eisen zuführt. ^{[ 137 ] [ 138 ]}

Die Setzlinge werden in einer wiederverwendeten, verzinkten Stahldose ohne Boden eingepflanzt. Ein kleines Stück Eisen und ein durchstochener Plastikbeutel mit stickstoff- und phosphorhaltigem Dünger werden zusammen mit dem Setzling vergraben. Im Jahr 2007, nach sechs Jahren Pflanzzeit, wuchsen 700.000 Mangroven, die als Viehfutter für Schafe und als Lebensraum für Austern, Krabben, andere Muscheln und Fische dienen. ^{[ 137 ] [ 138 ]}

Eine weitere Methode zur Wiederherstellung von Mangrovenwäldern ist der Einsatz von Quadcoptern (die Samenkapseln transportieren und abwerfen können). Laut Irina Fedorenko kann eine Arbeitsmenge, die mit traditionellen Pflanzmethoden Wochen in Anspruch nimmt, mit einer Drohne in wenigen Tagen und zu einem Bruchteil der Kosten erledigt werden. ^{[ 139 ]}

Siebzig Prozent der Mangrovenwälder auf Java , Indonesien, sind verloren gegangen . Mangroven schützten einst die Küsten der Insel vor Überschwemmungen und Erosion. ^{[ 140 ]} Wetlands International , eine in den Niederlanden ansässige Naturschutzorganisation, begann in Zusammenarbeit mit neun Dörfern in Demak , deren Land und Häuser überflutet worden waren, Mangrovenwälder auf Java wieder aufzuforsten. Wetlands International entwickelte die Idee, tropische Varianten der Techniken zu entwickeln, die die Niederländer traditionell zur Sedimentrückhaltung in den Salzwiesen der Nordsee einsetzten. ^{[ 140 ]} Ursprünglich errichteten die Dorfbewohner eine Seebarriere, indem sie zwei Reihen vertikaler Bambusstangen in den Meeresboden rammten und die Zwischenräume mit Reisig füllten, das mit Netzen fixiert wurde. Später wurde der Bambus durch mit Beton gefüllte PVC-Rohre ersetzt. Das um das Reisig abgelagerte Sediment fängt treibende Mangrovensamen auf und bietet ihnen einen stabilen Untergrund zum Keimen, Wurzeln schlagen und Wachsen. So entsteht ein grüner Schutzgürtel um die Inseln. Mit zunehmendem Alter der Mangroven wird mehr Sediment im Einzugsgebiet zurückgehalten. Der Prozess wird so lange wiederholt, bis ein Mangrovenwald wiederhergestellt ist. Schließlich werden die Schutzstrukturen nicht mehr benötigt. ^{[ 140 ]} Bis Ende 2018 waren 16 km (9,9 Meilen) Buschwerkbarrieren entlang der Küste fertiggestellt. ^{[ 140 ]}

Ein Problem bei der Wiederaufforstung besteht darin, dass sie zwar die Mangrovenfläche vergrößert, aber tatsächlich zu einer Verringerung der globalen Mangrovenfunktionalität führen kann und dass mangelhafte Wiederherstellungsprozesse langfristig eine Erschöpfung der Mangrovenbestände zur Folge haben können. ^{[ 141 ]}

Im Hinblick auf lokale und nationale Studien zum Mangrovenverlust ist der Fall der Mangroven in Belize aufgrund seines Kontrasts zum globalen Bild aufschlussreich. Eine kürzlich durchgeführte, satellitengestützte Studie ^{[ 142 ]} – finanziert vom WWF und durchgeführt vom Water Center for the Humid Tropics of Latin America and the Caribbean (CATHALAC) – zeigt, dass die Mangrovenbestände in Belize innerhalb von 30 Jahren lediglich um 2 % zurückgegangen sind. Die Studie entstand aus dem Bedürfnis heraus, die weit verbreitete Annahme zu überprüfen, dass die Rodung von Mangroven in Belize massiv sei. ^{[ 143 ]}

Die Untersuchung ergab, dass zwischen 1980 und 2010 weniger als 16 km² ^Mangroven gerodet wurden, wobei die Rodung in der Nähe der wichtigsten Küstensiedlungen von Belize (z. B. Belize City und San ^Pedro ) relativ hoch war. Die Verlustrate der Mangroven in Belize lag mit 0,07 % pro Jahr zwischen 1980 und 2010 deutlich unter der allgemeinen Waldrodungsrate in Belize (0,6 % pro Jahr im gleichen Zeitraum). ^{[ 144 ]} Diese Ergebnisse lassen auch darauf schließen, dass die Mangrovenschutzbestimmungen in Belize (gemäß den nationalen Gesetzen) ^{[ 145 ]} weitgehend wirksam waren. Dennoch ist der Schutz der Mangroven in Belize unerlässlich, da eine Studie des World Resources Institute (WRI) aus dem Jahr 2009 zeigt, dass diese Ökosysteme jährlich 174 bis 249 Millionen US -Dollar zur Volkswirtschaft von Belize beitragen. ^{[ 146 ]}

Ab 1990 leitete Adelaida K. Semesi in Tansania ein Forschungsprogramm, das dazu führte, dass Tansania als eines der ersten Länder einen Umweltmanagementplan für Mangroven entwickelte. ^{[ 147 ]} Semesi , die den Spitznamen „Mama Mikoko“ („Mama Mangroven“ auf Suaheli) trug, ^{[ 148 ] [ 149 ]} war außerdem Vorstandsmitglied der International Society for Mangrove Ecosystems . ^{[ 150 ]}

Externe Videos
NASA und Mangroven – YouTube

Im Mai 2019 gab ORNL DAAC News bekannt, dass das Carbon Monitoring System (CMS) der NASA mithilfe neuer satellitengestützter Karten globaler Mangrovenwälder in 116 Ländern einen neuen Datensatz zur Charakterisierung der „Verteilung, Biomasse und Kronenhöhe von Mangrovenwäldern“ erstellt hat. ^{[ 151 ] [ 152 ]} Mangrovenwälder speichern Kohlendioxid „aus der Atmosphäre langfristig“ in größeren Mengen als andere Wälder und gehören damit laut einer von der NASA geleiteten Studie „zu den besten Kohlenstoffspeichern der Erde“. ^{[ 152 ] [ 153 ]}

• Ökologischer Wert der Mangroven
• Mangroven-Wiederherstellung
• Mangrovenbaumverteilung
• Süßwasser-Sumpfwald