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Carbon sequestration in soils of mangrove forest in Laguna de Perlas, Nicaragua
Crista Solangie Stubb Cuthbert
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Interdisziplinäres Masterstudium Environmental Sciences
Betreuer*in
Stephan Glatzel
DOI
10.25365/thesis.59935
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-25093.72690.550452-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In der Gemeinde Laguna de Perlas (nicaraguanische Südatlantikküste) wurden
die Kohlenstoffbindungsraten in sieben verschiedenen Mangrovenökosystemen
bestimmt. Mangroven sind in der Region von großer Bedeutung für die
BewohnerInnen da diese direkt von den Waren und Dienstleistungen, die von
Mangrovenwäldern bereitgestellt werden profitieren (Fischerei, Küstenschutz vor
Naturkatastrophen oder anderen Naturereignissen, Bereitstellung von Holz für
den Hausgebrauch).
Trotz dieser Vorteile sind Mangrovenwälder aufgrund der intensiven Eingriffe des
Menschen stark bedroht (Entwaldung, Waldbrand, Entsorgung fester Abfälle).
Dies führt häufig zu einer Übernutzung der Ressourcen und zu einer
Destabilisierung des Ökosystems. Die vorliegende Arbeit liefert erstmals Daten
zur Kohlenstoffbindungsrate des Mangrovenbodens in der Gemeinde Laguna de
Perlas. Durch den Beleg der Kohlenstoffbindungsraten des Ökosystems können
in weiterer Folge Strategien entwickelt werden, wie das Umweltbewusstsein
gestärkt und der Schutz der Mangroven vorangetrieben werden Kann.
Für die Arbeit wurden in den Monaten Juni bis August 2018 Bodenproben
genommen, Ökosystemparameter erhoben und Interviews mit führenden
Vertretern der Bevölkerung durchgeführt. Die interviewten Personen wurden
hinsichtlich der historischen und aktuellen Situation der Mangroven in ihrer
Gemeinde befragt. Bodenproben wurden an sieben Stellen mit jeweils drei
Wiederholungen untersucht. Dabei wurden je drei Proben aus einer Bodentiefe
von 0-20 cm, 20-40 cm und 40-60 cm entnommen. Bei den untersuchten
Bodenproben wurden der pH-Wert, die Schüttdichte und die organische
Substanz ermittelt. Zudem wurden die organische Kohlenstoffkonzentration und
ihre Stabilität in Abhängig von Bodentiefe und Art der Mangrove, sowie der
organische Kohlenstoffbestand des Bodens bestimmt. In den Mangrovenwäldern
der Laguna de Perlas wurden folgende vier Mangrovenarten gefunden:
Rhizophora mangle, Aviscennia germinans, Laguncularia racemoso und
Peliciera rhizophorae. Die Verteilung und Zusammensetzung der einzelnen Arten
war an allen Standorten unterschiedlich und nach Shannon und Simpson wird
diese (Species Diversity) als sehr gering eingestuft.
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Die vorliegenden Mangrovenböden enthalten hohe Mengen an organischem
Material (4,45–68,89 %) und Kohlenstoff (2,22–34,45%). Die gesamten
organischen Kohlenstoffvorräte des Bodens machen 3.44 – 20.84 kg/m2 aus. Die
höchste Menge an gebundenem Kohlenstoff haben jene Standorte mit der
geringsten Artenvielfalt. Somit ist die Artenvielfalt kein bestimmender Faktor für
die Kohlenstoffbindung.
Die strukturelle Zusammensetzung der Mangrovenbäume reicht von 13 bis 31
cm BHD und 7 bis 16 m Höhe. Die organischen Kohlenstoffvorräte des Bodens
auf Basis der Mangrovenstruktur betrugen 3.44 kg/m2 bei alternden, 18.35 –
19.49 Kg/m2, bei reifen bzw. 20.83 kg/m2, für junge Mangroven. Böden, die von
Rhizophora mangle dominiert wurden, enthielten den höchsten und stabilsten
Kohlenstoff. Es wird vermutet, dass das Kohlenstoffbindungsvermögen von
Mangroven in der Laguna de Perlas von der Pflanzenart und ortsspezifischen
physikalisch-chemischen Bedingungen abhängt. Es wurde ein paralleler Trend
zwischen Kohlenstoffansammlungen, seiner Rekonzentration, Stickstoffkonzentration,
Schüttdichte und pH-Werten beobachtet. Die Werte für diese Parameter
variierten in der gesamten Bodenschicht in Abhängigkeit von den
ortsspezifischen physikalisch-chemischen Bedingungen in jedem Ökosystem. So
wurde die Kohlenstoffbindung und -wiederaufnahme in der obersten
untersuchten Bodenschicht (0-20 cm) hauptsächlich durch die Bodentextur, den
Feuchtigkeitsgehalt, die anthropogenen Störungen und das Einbringen von
Sauerstoff durch die Mangrovenarten beeinflusst. In den tiefsten untersuchten
Bodenschichten stellen Bodentextur, feine Wurzeln und Krabben (Grapsidae) die
wesentlichen Einflussfaktoren für die vertikale Verteilung von organischem
Kohlenstoff dar.
Abstract
(Englisch)
Rates of carbon sequestration were determined in seven different mangroves
ecosystems within seven coastal communities of the municipality of Laguna de
Perlas, South Atlantic Coast of Nicaragua. Mangrove ecosystems are of great
importance in these areas, since the inhabitants are direct stakeholders of goods
and services provided by mangrove ecosystems (fishing, coastal protection from
natural disasters or other natural phenomenon and provision of timbers for
domestic use). Despite these major benefits, mangrove forests are highly
threatened due to the continuous human intervention in these ecosystem
(deforestation, forest fire, solid waste disposal), which unfortunately often result
in an over-exploitation of the resources that leads to destabilizing effects and to
the detriment of the environmental health of mangrove ecosystems.
This thesis is the first to present data on the rate of carbon sequestration along
mangrove soil’s profile in the municipality of Laguna de Perlas. It was imperative
to address the gap on carbon sequestration in mangrove soils in this area, in
order to have documented data that demonstrate the rate of carbon sequestration
and identify strategies to forestall environmental concern and contributes to the
protection of mangrove ecosystems.
To meet the objective of this thesis, soil sampling, ecosystem inventory and
interviews with five community leaders aware of historical and current conditions
of the mangrove’s ecosystems in their community was applied during the months
of June to August 2018; soil samples were taken from seven sites with three
respective sampling points/replicates from 0-20 cm, 20-40 cm and 40-60 cm soil
depth at each sampling point. Soil’s pH, bulk density, organic matter, organic
carbon concentration and its respective recalcitrance with depth and mangrove
species, as well as soil organic carbon stock were determined.
Four species of mangrove were found in the mangrove ecosystem in Laguna de
Perlas: Rhizophora mangle, Aviscennia germinans, Laguncularia racemoso and
Peliciera rhizophorae. Species diversity varied in all sites, though are considered
very low -according to Shannon’s and Simpson’s diversity index. Mangrove soils
contain considerable amounts of organic matter (4.45–68.89%) and carbon
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concentrations (2.22- 34.45%), as well as the overall soil organic carbon stocks
(3.44 – 20.84 kg/m2), with the highest amount sequestered at sites that presented
the lowest species diversity. Thus, the latter is not the controlling factor on carbon
sequestration in this study.
Structural composition of mangroves trees range from 13-31 cm DBH and 7-16
m height. Soil organic carbon stocks on the basis of mangrove’s structure were
3.44 kg/m2, 18.35 – 19.49 Kg/m2, 20.83 kg/m2, for senescence, mature and young
mangroves respectively. Soils dominated by Rhizophora mangle contained the
highest and most recalcitrant carbon. It is suggested that the rate of carbon
sequestration by mangroves in Laguna de Perlas is controlled by the type of
species and site specific physicochemical conditions.
A parallel trend between carbon accretions, its recalcitrance, nitrogen
concentration, bulk density and pH values was observed. Values for these
parameters varied throughout the soil layer depending on site specific
physicochemical conditions in each ecosystem. For instance, Carbon
sequestration and recalcitrance in the upper most examined soil layer (0-20 cm)
was mainly controlled by soil texture, moisture content, anthropogenic
disturbances and translocation of oxygen by mangrove species, whereas soil
texture, fine roots and Grapsid crabs (Grapsidae) are considered influencing
factors controlling the vertical distribution of organic carbon in the deepest
examined soil layer.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Carbon sequestration carbon recalcitrance mangrove species soil
Schlagwörter
(Deutsch)
Kohlenstoffbindung Kohlenstoffstabilität Mangrovenarten Boden
Autor*innen
Crista Solangie Stubb Cuthbert
Haupttitel (Englisch)
Carbon sequestration in soils of mangrove forest in Laguna de Perlas, Nicaragua
Paralleltitel (Deutsch)
Kohlenstoffbindung in Böden von Mangrovenwäldern in Laguna de Perlas, Nicaragua
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
87 Seiten
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Thilo Hofmann ,
Erich Inselsbacher
Klassifikation
38 Geowissenschaften > 38.99 Geowissenschaften: Sonstiges
AC Nummer
AC15727629
Utheses ID
52950
Studienkennzahl
UA | 066 | 299 | |