Senckenberg Forschung

Biodiversität des Sokotra Archipels
 

Projektleiter: Dr. Friedhelm Krupp

Beteiligete Wissenschaftler

Dr. Osama I.M. Almass, Marine Science Research and Resources Centre, Aden, Jemen
Abdullah H.A. Alsuhaibany, PERSGA, Jeddah, Saudi Arabien
Dr. Michael Apel, Museum Wiesbaden
Dr. Abdel Gadir D. El Hag, Red Sea University, Port Sudan
Dr. Dieter Fiege, Forschungsinstitut Senckenberg
Dr. Khalid I. Hariri, Hariri & Associates, Sana’a, Yemen
Dr. David A. Jones, University of Bangor, Großbritannien
Dr. Ronald Janssen, Forschungsinstitut Senckenberg
Dr. Maroof A.-B. Khalaf, Marine Science Station Aqaba, Jordanien
Mabrook S. Khanbash, Mukalla Marine Science and Resources Research Centre, Jemen
Dr. Salim Al-Moghrabi, Marine Science Station, Aqaba, Jordan
Dr. Nicolas J. Pilcher, Institute of Biodiversity and Environmental Conservation, Sarawak, Malaysia
Axel Plaga, Umweltamt Hamburg
Dr. Götz B. Reinicke, Deutsches Museum für Meereskunde und Fischerei, Stralsund
Saeed S. Saeed, Marine Science Research and Resources Centre, Aden, Yemen
F. Nuno Simões, University of Bangor, Großbritannien
Peter E.C. Symens, Umweltministerium, Brüssel, Belgien
Dr. John R. Turner, University of Bangor, Großbritannien
Uwe Zajonz, Forschungsinstitut Senckenberg

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Lage des Sokotra-Archipels im nord-westlichen Indischen Ozean


Der Sokotra Archipel

Der zur Republik Jemen gehörende Sokotra Archipel liegt im Indischen Ozean am Ausgang des Golfes von Aden. Die Hauptinsel Sokotra befindet sich 350 km südlich der Arabischen Halbinsel und 230 km östlich des Horns von Afrika. Mit einer Ost-West Erstreckung von 134 km und einer Fläche von 3550 km² ist Sokotra nach Madagaskar die zweitgrößte Insel des westlichen Indischen Ozeans. Bezüglich des Oberflächenreliefs unterscheiden Popov (1957) und Gwynne (1963) drei große Komplexe: Der östliche Zentralteil der Insel wird vom bis zu 1520 m hohen Haghir-Gebirge geprägt, einem von metamorphen und vulkanischen Gesteinen umgebenen, stark zerklüfteten Granitmassiv. Bis zu etwa 800 m hohe Plateaus aus kreidezeitlichen bis jungtertiären Kalken bedecken den größten Teil der Insel. Sie werden von oftmals tief einschneidenden Wadis durchzogen und Karstbildungen sind häufig anzutreffen. Vielerorts bilden die Kalktafeln schroffe Steilküsten. Dort wo die Gebirge nicht bis ans Meer reichen haben sich aus Kiesen und Sanden bestehende Aufschüttungsebenen gebildet. Im Südteil der Insel erstreckt sich die Küstenebene des Nogid über eine Länge von 60 km. Sokotra hat ca. 40,000 Einwohner, die eine eigene Sprache, das Sokotri, sprechen, welches zu den modernen südarabischen Sprachen gehört. Es unterscheidet sich erheblich vom Arabischen und besitzt keine Schrift. Der Hauptort Sokotras, Hadibo, befindet sich an der Nordküste.

 

Wadi

 

Wadi im Zentralmassiv Sokotras.


Westlich von Sokotra liegen die kleinen Nachbarinseln Darsa und Samha. Beide Inseln zusammen werden auch als "die Brüder" bezeichnet. Die nur 105 km von Afrika entfernte zweitgrößte Insel des Archipels, Abd al-Kuri, ist 36 km lang. Sie weist zwei Gebirgsregionen auf, wobei das östliche Gebirge bis zu 750 m Höhe erreicht. Neben diesen vier Hauptinseln umfasst der Archipel drei kleinere, unbewohnte felsige Eilande.

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Fischer vor Abd al-Kuri, der zweitgrößten Insel des Archipels.

Der Sokotra Archipel liegt auf einem Schelfsockel in der Verlängerung der nordsomalischen Gebirge. Nach Westen ist die Inselgruppe durch eine 910 m tiefe Meeresrinne vom somalischen Festland getrennt, nach Norden trennt sie der mehr als 5000 m tiefe Golf von Aden von der Arabischen Halbinsel. Geologie und Paläogeographie des Archipels stehen erst am Anfang ihrer Erforschung, Flora und Fauna weisen jedoch auf eine lange Isolation hin. Wegen des hohen Anteils nur hier vorkommender, sogenannter endemischer, Tier- und Pflanzenarten wurde der Archipel oft als "Galapagos des Indischen Ozeans" bezeichnet.

Ozeanische Strömungen, Wassertemperaturen und der Monsun beeinflussen Biogeographie sowie Floren- und Faunenzusammensetzung nachhaltig. Da der Sokotra Archipel am Rande des Golfes von Aden und des Arabischen Meeres liegt wird er von ozeanischen Strömungen dieser Meeresgebiete sowie derjenigen des Indischen Ozeans insgesamt beeinflusst. Der Südwest- oder Sommermonsun beginnt im Mai und bringt starke, oftmals sturmartige Winde aus Südwesten mit sich, die etwa parallel zur nordsomalischen und südarabischen Küste wehen. Von November bis Februar bläst dann der schwächere Nordost- oder Wintermonsun über den Indischen Ozean. Mit dem Beginn des Sommermonsuns, der eine drastische Umkehr des Somalistromes entlang der ostafrikanischen Küste bewirkt, setzt eine Umwälzung der Wassermassen um Sokotra ein. Kaltes, nährstoffreiches Tiefenwasser tritt an die Oberfläche ("Upwelling") und führt zu erhöhter biologischer Produktivität, was vor allem durch einen sprunghaften Anstieg der Biomasse von Makroalgen deutlich wird. Ein separates Kaltwasserauftriebssystem entwickelt sich gleichzeitig im Arabischen Meer. Beide Upwelling-Systeme beeinflussen die Gewässer um Sokotra sowie deren Flora und Fauna nachhaltig. Eine ausführliche Beschreibung der Ozeanographie dieses Gebietes findet sich bei Sheppard & Dixon (1998).


Marine Biodiversitätsforschung

Umweltschutzmaßnahmen auf einer soliden ökologischen Grundlage sind jedoch nur möglich, wenn die natürlichen Ressourcen und ökologischen Bedingungen ausreichend dokumentiert sind. So schrieb das United Nations Office for Project Services (UNOPS) zwei Teilprojekte aus: 1.) Terrestrische und limnische Habitats- und Biodiversitätsuntersuchungen und 2.) Marine Habitats-, Biodiversitäts- und fischereibiologische Untersuchungen und Management. Das Forschungsinstitut Senckenberg wurde mit der Durchführung des 2. Teilprojektes betraut. Zur Durchführung des Projektes tat sich Senckenberg mit drei Partnerinstitutionen zusammen: der Meeresbiologischen Forschungsstation in Aqaba, Jordanien; der Rotmeer-Universität in Port Sudan, Sudan; und der Umweltagentur Hariri & Associates in Sana’a, Jemen.

Als Voraussetzung für ökologische Untersuchungen wurde als erster Schritt die Verteilung von Biotopen in der Küstenzone und im Flachwasser kartiert. Satellitenbildauswertung mit Hilfe eines Geographischen Informationssystems (GIS) bot sich als effiziente und kostengünstige Methode für eine derart großflächige Kartierung an. Hierzu wurden vorhandene Karten digitalisiert und aus früheren Berichten verfügbare geographische und biologische Informationen aufgenommen. Weiterhin wurden Aufnahmen des Erdbeobachtungssatelliten "Landsat 5" analysiert und anhand von Erfahrungswerten aus vergleichbaren tropischen Meeresgebieten eine vorläufige Biotopklassifizierung vorgenommen. Die so erstellte Biotopkarte gab einen ersten Eindruck von der Verteilung wichtiger Ökosysteme, wie etwa Seegraswiesen, Korallenriffe und Mangroven. Als nächsten Schritt galt es, die aufgrund der Satellitenbildauswertung erzielten Informationen vor Ort zu überprüfen und zu präzisieren.

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Die Lagune von Qalansiya bei Ebbe.

In der Gezeitenzone wurden sechs, im Sublitoral 25 Lebensraumtypen identifiziert, die jeweils einer übergeordneten Habitatkategorie wie etwa mobile Sande, Seegraswiesen, Hartsubstrate und Korallenriffe zugeordnet wurden (Klaus & Turner 2004). In das GIS importiert dienten die Felddaten nun der Erstellung von 91 Detailkarten mariner Biotope des Sokotra Archipels. Die für diese Inselgruppe typische fleckenhafte Verteilung mariner Habitate machte es erforderlich, diese Karten, die die Grundlage für alle weiteren Forschungs- und Planungsarbeiten bildeten, während der nun folgenden Detailuntersuchungen weiter zu präzisieren.

An 160 Stationen entlang der Küstenlinie wurden Kurzzeituntersuchungen durchgeführt. Die Datenaufnahme beinhaltete die Erfassung wichtiger Umweltfaktoren wie Beschaffenheit des Untergrunds, Topographie, Exposition und menschliche Einflüsse sowie typische Faunen- und Florenelemente. Darüber hinaus wurden an mehr als 30 Stationen detailliertere Studien der Fauna und gezielte Aufsammlungen ausgewählter Tiergruppen, insbesondere Mollusken und Crustaceen, durchgeführt.

Im Sublitoral wurden im Laufe von zwei Expeditionen in den Jahren 1999 und 2000 mehr als 400 Stationen im gesamten Archipel betaucht, um im Rahmen von Kurzzeituntersuchungen Daten zu Tiefe, Bodenbeschaffenheit, Bewuchs und Tierwelt aufzunehmen. An mehr als 60 Stationen folgten umfangreichere Floren- und Faunenerfassungen, sogenannte Bioinventare und an 35 Stationen wurde eine semi-quantitative Erfassung der Flora und Fauna an Profillinien, sogenannten Transekten, durchgeführt.

Bei diesen umfangreichen Untersuchungen zeigte sich, dass die Schelfgebiete um die Inseln des Sokotra Archipels eine ungewöhnlich reichhaltige und kleinräumig sehr unterschiedliche Fauna und Flora aufweisen. Innerhalb von wenigen hundert Metern können sehr unterschiedliche Lebensgemeinschaften auftreten, die von unbewachsenen Sandflächen über dichte Bestände von Makroalgen bis zu unterschiedlichsten Korallenassoziationen und ihrer Begleitfauna reichen. Eine besonders interessante und ungemein reiche, wenn auch zur Zeit noch wenig untersuchte, Lebensgemeinschaft im Westen der Insel besteht vorwiegend aus filtrierenden Organismen, wie Schwämmen (Porifera), Seescheiden (Ascidiacea) und Moostierchen (Bryozoa). Während relativ trübes und kühles Wasser die Ansiedlung von Korallen hier erschwert bilden hohe Planktonkonzentrationen eine gute Lebensgrundlage für die genannten Gruppen, die hier den gesamten Meeresboden bedecken und teilweise zu gewaltiger Größe heranwachsen.

Korallenriffe und riffgebundene Biozönosen der Arabischen Meere weisen aufgrund tektonischer Aktivität und eiszeitlicher Meeresspiegelschwankungen eine komplexe Evolutionsgeschichte und Biogeographie auf. Wie der hohe Anteil endemischer Arten zeigt, stellt die Region ein wichtiges Evolutionszentrum dar und wird als eigenständige biogeographische Einheit vom übrigen Indischen Ozean abgetrennt. Vor Beginn des Projektes waren nur 67 Steinkorallenarten aus dem Archipel bekannt (Latypov 1987). Durch die von uns durchgeführten Untersuchungen erhöhte sich die Zahl auf etwa 250, die sich auf 51 Gattungen und 14 Familien verteilen (DeVantier et al. 2004). Die Artenvielfalt ist damit vergleichbar derjenigen des für seine Korallenriffe berühmen Roten Meeres und die frühere Auffassung, der Archipel weise nur eine geringe Korallendiversiät auf, musste gründlich revidiert werden. Im Gegensatz zum Roten Meer bilden Korallengemeinschaften um Sokotra aber kaum echte Riffe, die als bankförmige Strukturen bis an die Wasseroberfläche reichen und eine dauerhafte dreidimensionale Struktur darstellen, wie man sie von typischen Saum- oder Barriereriffen her kennt.

Anzahl der zuvor bekannten und der im Rahmen des Sokotra GEF-Projektes, einschließlich seiner Vorbereitungsphase (Kemp 1998) nachgewiesenen und neu beschriebenen bzw. zu beschreibenden Arten.

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Insgesamt konnten bislang mehr als 300 Arten dekapoder Krebse von Sokotra nachgewiesen werden, was aufgrund der zeitlich und methodisch begrenzten Sammelmöglichkeiten als eine überraschend hohe Zahl angesehen werden muss, zumal bisher nur die Flachwasserfauna erfasst wurde. Im Vergleich hierzu sind bis heute aus dem Roten Meer, trotz fast zwei Jahrhunderte währender intensiver Forschung in allen Tiefenbereichen, nur etwas mehr als 400 Arten bekannt. Für einige Gruppen, wie die Einsiedler- und Porzellankrebse, ergaben bereits die bisherigen Sammlungen im Bereich des Sokotra Archipels deutlich höhere Artenzahlen als für das gesamte Rote Meer. Diese erstaunlich hohe Diversität der Dekapodenfauna Sokotras beruht auf zwei Faktoren. Zum einen bringen die kleinräumige mosaikartige Verteilung von Habitaten sowie die sehr variablen ökologischen Bedingungen eine außergewöhnliche Vielzahl von ökologischen Nischen hervor. Zum anderen bewirkt, wie bereits oben erwähnt, die Lage des Sokotra Archipels, dass Larven aus sehr unterschiedlichen Regionen die Inselgruppe erreichen und sich hier ansiedeln können.

Die Küstenlebensräume des Sokotra Archipels beheimaten eine sehr vielfältige Fischfauna, die erst recht spät erforscht wurde. Der Wiener Zoologe F. Steindachner (1902, 1903) studierte marine Fische, die während der österreichischen Expedition 1898-1899 vorwiegend an der Nordküste Sokotras gesammelt worden waren, und wies 57 Arten nach, wovon zwei neu für die Wissenschaft waren. Erst nahezu ein Jahrhundert später, im Rahmen der Vorbereitung des GEF-Projektes, wurden Küstenfische in größerem Stil faunistisch erfasst. Kemp (1998) wies 215 Arten nach und stellte eine erste, auf vier ausgewählten Familien beruhende, zoogeographische Analyse vor.

Die im Rahmen unseres Projektes durchgeführten fischkundlichen Untersuchungen (Zajonz et al. 2000) bestanden aus zwei Komponenten: 1) Faunistische Bestandsaufnahme durch Besammlung, Unterwasserbeobachtungen, Fotografie und Erfassung der von Fischern angelandeten Arten; und 2) semi-quantitative Untersuchungen von Fischgemeinschaften durch Freitaucher an Unterwasser-Profilen. An 34 solcher Transekt-Stationen wurden entlang eines über Grund ausgelegten 50 m langen Maßbandes alle Fische, die sich im Bereich von 2,5 m zu jeder Seite und bis zu 5 m über dem Meeresboden aufhielten, nach Arten und Individuenzahlen erfasst. Insgesamt wurden mehr als 120.000 Individuen in die statistischen Auswertungen einbezogen.

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Terapon jarbua, eine häufige Fischart Sokotras, die als Jungtier oft in Äsruaren zu finden ist.

Nimmt man die oben genannten Literaturdaten hinzu, so kommen nach derzeitigem Kenntnisstand etwa 730 Arten in 283 Gattungen und 110 Familien im Archipel vor. Die artenreichste Familie sind die Lippfische (Labridae) mit 73 Arten, gefolgt von Grundeln (Gobiidae) mit 46, Riffbarschen (Pomacentridae) mit 44, Sägebarschen (Serranidae) mit 37 und Doktorfischen (Acanthuridae) mit 29 Arten. Knorpelfische (Chondrichthyes) sind mit 35 Arten vertreten. Die Untersuchungen konzentrierten sich bisher auf tagaktive korallenassoziierte Arten. Nachtaktive und kryptisch lebende Arten sowie Bewohner des Freiwassers (Pelagials), des Tiefenwassers und der Tiefsee wurden im Rahmen des Projektes kaum untersucht, so dass die tatsächliche Artenzahl noch wesentlich höher sein dürfte.

Ähnlich wie bei den Korallen ist die Fischdiversität an den Nordküsten Sokotras, Darsas und Samhas generell höher als an den Südküsten. Um Abd al-Kuri ist dieses Bild weniger deutlich ausgeprägt. Zwar ist auch hier die Gesamtdiversität der Nordküste größer, andererseits aber finden sich an der Südküste in geschützten Bereichen ausgesprochen vielfältige, kleinräumige Lebensgemeinschaften. Hervorzuheben sind die hier vermehrt auftretenden Arten ostafrikanischer Herkunft, die offensichtlich über den Somalistrom verdriftet werden und Abd al-Kuri besiedeln, sich aber nur selten weiter über den Archipel ausbreiten. Im Vergleich der Inseln weist Sokotra aufgrund seiner Größe mit 524 Spezies die höchste Artenzahl auf, gefolgt von Abd al-Kuri mit 363 und Samha und Darsa mit zusammen 272 Arten. Demgegenüber ist die durchschnittliche örtliche Diversität mit 95 Arten bei Abd al-Kuri am höchsten. Bei Samha und Darsa beträgt sie 83 und bei Sokotra nur 55. In einem generalisierten Muster steigen also die Artenzahlen von Süden nach Norden und von Osten nach Westen an.


Maßnahmen zum Erhalt biologischer Vielfalt

Die im Rahmen des Projektes durchgeführten biologischen und sozio-ökonomischen Forschungsarbeiten dienten letztendlich der Entwicklung von Naturschutzmaßnahmen. Bis vor etwa 20 Jahren ging man davon aus, dass Sokotra das Schicksal vieler anderer Inseln weltweit - eine weitreichende Degradation der Lebensräume - teile und die einmalige Biodiversität extrem gefährdet sei. Erst neuere Untersuchungen rückten dieses Bild zurecht und zeigten, dass die terrestrischen und marinen Ökosysteme weitgehend intakt sind.

Parallel zum Projekt wurden in enger Zusammenarbeit mit der Umweltbehörde Jemens und anderen staatlichen Institutionen die gesetzliche Grundlage für den Schutz von Biodiversität geschaffen. Die Bestimmungen regeln den Zugang und die Nutzung der einzigartigen Biodiversität des Archipels, im Hinblick auf Bioprospektion und kommerzielle biologische und pharmazeutische Forschung. Sie orientieren sich an der Biodiversitätskonvention und stellen sicher, dass Einnahmen aus solchen Aktivitäten teilweise dem Naturschutz zugute kommen.

Weiterhin trug das Projekt zur Erarbeitung eines Konzeptes zur Entwicklung von Ökotourismus, der eine umweltverträgliche Alternative zum Massentourismus darstellt und gleichzeitig ein zweites Standbein für die Wirtschaft des Archipels bilden soll. Potentielle Standorte für den Ökotourismus wurden anhand der Ergebnisse der biologischen Untersuchungen und Kartierungen ermittelt.

Wichtige Errungenschaften sind die Fortbildung lokaler Projektmitarbeiter, lokaler Umweltberater, Lehrer, Fischer und anderer interessierter Bewohner des Archipels. Themen der Trainingskurse umfassten, neben den oben bereits erwähnten Kursen für die Fischerei, Einführungen in Botanik, Zoologie und Ökologie, Naturschutz, biologische Untersuchungsmethoden, Taxonomie und Sammlungstechniken, Gebrauch von Computern und Geographischer Informationssysteme, Schutzmaßnahmen für Schildkröten und Vögel sowie Management mariner Ressourcen. Da Sokotris an allen Feldarbeiten teilnahmen erhielten sie, neben diesen formalen Trainingskursen, auch eine vielseitige praktische Ausbildung. Ein weit angelegtes Umwelterziehungsprogramm, das schätzungsweise 12.000 Bewohner des Archipels erreichte, steigerte das Umweltbewusstsein erheblich.

Das wichtigste Ergebnis ist jedoch die Entwicklung eines Planes zur Einrichtung verschiedener Kategorien von Schutzzonen, eines sogenannten Zonierungsplanes, der sich an der Bewahrung traditioneller Praktiken der einheimischen Bevölkerung orientiert und eine nachhaltige Nutzung von Biodiversität sicherstellt. Gleichzeitig soll die wirtschaftliche Entwicklung des Archipels bei geringstmöglicher Umweltbelastung gewährleistet werden. Der Plan integriert also wirtschaftliche Entwicklung, Umweltschutz und die nachhaltige Nutzung biologischer Ressourcen. Er ist das Ergebnis eines umfangreichen Konsultationsprozesses, an dem sich mehr als 120 jemenitische und internationale Spezialisten und Vertreter diverser Interessengruppen beteiligten. Der Plan wurde im Jahr 2000 von der jemenitischen Regierung formal bestätigt.


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