DiSeMiNation

Die Einrichtung von Schutzgebieten zum Erhalt von Ökosystemleistungen bei gleichzeitig nachhaltiger Nutzung durch lokale Gemeinschaften erfordert fundiertes Wissen über die abiotischen und biotischen Triebkräfte räumlicher Artenzusammensetzungen und darüber wie sich diese auf Ökosystemprozesse auswirken, die den Leistungen zugrunde liegen. Zahlreiche Ökosystemleistungen tropischer Mangrovenwälder, sowohl für lokale Gemeinschaften als auch auf globaler Ebene, hängen von Sedimentprozessen ab, die hauptsächlich von den dortigen Mikrobiota ausgeführt werden. DiSeMiNation zielt darauf ab, zu entschlüsseln, wie die Pflanzen- und Tiergemeinschaften, die Umweltbedingungen und die menschliche Ressourcennutzung relevante mikrobielle Prozesse in Mangrovenökosystemen steuern und wie die damit verbundenen Ökosystemleistungen räumlich Nutzen erbringen. Die innovative Kombination modernster Technologien und Methoden aus Biologie, Chemie und sozial-ökologischen Wissenschaften bietet die solide Grundlage für einen wissensbasierten, räumlichen Schutz von Mangroven, aber auch anderer Küstenökosysteme.

 Von 2017 bis 2021 verfolgt DiSeMiNation einen system- und kontinentübergreifenden Ansatz (Abb. 1), um die biotischen und abiotischen Treiber von Sedimentprozessen des Umsatzes organischer Substanz sowie der Kohlenstoff- (C) (Abb. 2) und Stickstoff- (N) Fixierung aufzudecken, wobei der Fokus auf mikrobiellen Gemeinschaften und auf Ökosystemleistungen liegt. Das Projekt ermöglicht eine Analyse der Wechselbeziehung zwischen Flora und Fauna, mikrobieller Gemeinschaftszusammensetzung und -aktivität und dienstleistungsrelevanten Sedimentprozessen ermöglichen.

Mit Hilfe eines hochauflösenden Metagenomik-Ansatzes wird die Zusammensetzung und Aktivität der Sediment-Mikrobiota (Bakterien, Archaeen, Pilze), der Flora und der Fauna in verschiedenen Typen von Mangrovensystemen (Diversität, lokale Nutzung) analysiert, indem Metagenomik und Metabarcoding von mikrobieller und Umwelt-DNA zum Einsatz kommen.

Mit einem vergleichenden Ansatz wird ermittelt, wie Mangroven durch die lokale menschliche Nutzung beeinflusst werden und welche Auswirkungen dies auf die Flora und Fauna hat. Kombiniert mit der Bewertung und Kartierung der Bereitstellung, der Nachfrage und des Flusses von Ökosystemleistungen dienen diese Ergebnisse als Grundlage für die räumliche Planung von Schutzgebietsnetzwerken nach Ökosystemfunktion, Bereitstellung von Dienstleistungen und C-/N-Festlegung.

Das Projekt behandelt räumlich explizit:

• den Einfluss der floristischen und faunistischen Zusammensetzung der Mangrovengemeinschaft und der abiotischen Umweltbedingungen auf die Sedimentmikrobiota;
• wie sich die Zusammensetzung der Sedimentmikrobiota auf dienstleistungsrelevante Sedimentprozesse und -dienstleistungen und deren Nutzung durch lokale menschliche Gemeinschaften auswirkt;
• Managementoptionen für die Ressourcennutzung, um die Aufrechterhaltung von mikrobengesteuerten Ökosystemprozessen sicherzustellen, die für die Bereitstellung von Dienstleistungen und die C-/N-Sequestrierung relevant sind;
• Möglichkeiten für die Einrichtung und das Management von Schutzgebieten, um die Erbringung von Dienstleistungen für lokale menschliche Gemeinschaften und die Menschheit weltweit zu gewährleisten.

Gutting, R.; Syrbe, R.-U.; Grunewald, K.; Mehlig, U.; Helfer, V.; Zimmer, M. The Benefits of Combining Global and Local Data—A Showcase for Valuation and Mapping of Mangrove Climate Regulation and Food Provisioning Services within a Protected Area in Pará, North Brazil. Land 2021, 10, 432. https://doi.org/10.3390/land10040432