Das Projekt "Testing for the weed control potential of seed predators in agroecosystems (GA CR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Rostock, Institut für Landnutzung, Professur für Phytomedizin durchgeführt. Samenfraß durch Granivore kann zu hohem Samenverlust führen, aber bisher ist unklar, ob dieser Verlust verringerte Unkrautdichten bewirkt und deshalb einen Beitrag zur Unkrautkontrolle in Agroökosystemen leistet. Es ist denkbar, dass Granivore Samen fressen, die nicht lebensfähig sind, niemals aufgelaufen wären oder deren Sämlinge niemals das Stadium der Reproduzierbarkeit erreicht hätten; die Unkrautpopulation also vorwiegend habitat-limitiert ist. Wenn allerdings unter Ausschluss von Granivore höhere Samendichten zu höheren Pflanzendichten führen, kann angenommen werden, dass Populationen samenlimitiert sind. Dies kann durch klassische Experimente mit künstlich eingestellten Samendichten gezeigt werden. Der Anteil zusätzlich gekeimter und etablierter Samen lässt sich als quantitative Messgröße für das Maß an Samenlimitierung interpretieren. Das Ziel des Projekts ist es herauszufinden, ob und inwieweit die Abundanz von Unkräutern in Mais durch die Quantität ihrer Samen limitiert werden; Samenprädatoren spielen nur unter dieser Voraussetzung eine Rolle als regulierender Faktor. Über drei Jahre werden, mit bzw. ohne Ausschluss der Samenprädatoren Sämlinge und etablierte Pflanzen in Parzellen mit verschiedenen Samendichten verfolgt, um das Ausmaß der Samenlimitierung zu ermitteln. Dabei wird der Fraß unter Berücksichtigung der Dichteabhängigkeit der Fraßraten korrigiert. Die Ergebnisse werden klären, ob Samenprädation als Ökosystemleistung betrachtet werden kann und inwieweit daher ihre Erhaltung bzw. Förderung lohnenswert ist.
Das Projekt "Beobachtung Pflanzlicher Photosynthese mit satellitengestützten Messungen der Sonnen Induzierten Fluoreszenz (CropSIF)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Neben Maßnahmen, die die Produktivität von Agrarflächen erhöhen, werden neue objektive Methoden zur kontinuierlichen Überwachung globaler landwirtschaftlicher Ressourcen dringend benötigt. Eine besondere Rolle nimmt dabei die Photosyntheseleistung (gemessen als Bruttoprimärproduktion) der Kulturpflanzen ein, da sie die maximal mögliche Menge an Nahrung und Treibstoff darstellt, die durch landwirtschaftliche Systeme bereit gestellt werden kann. Desweiteren ist sie ein guter Indikator für Ernteerträge und Stress. In den vergangenen Jahrzehnten wurden auf Reflektivitätsdaten beruhende optische Fernerkundungsmethoden benutzt um landwirtschaftliche Ressourcen abzuschätzen. Spektral aufgelöste Reflektivitätsdaten lassen auf biochemische und strukturelle Eigenschaften der Vegetation schließen, die wiederum auf die potentielle Photosyntheseleistung hindeuten, und sie sind die Grundlage zur Bewertung des Zustands der Pflanzen und ihrer phenologischen Entwicklungsstufe in hoher räumlicher Auflösung. Basierend auf diesem Messprinzip sollen die Sentinel-2 Satelliten (2015 gestartet) die Zugpferde der operationellen Agrarüberwachung in den kommenden Jahrzehnten werden. Es ist jedoch bekannt, dass Vegetationsparameter aus der Fernerkundung, die auf spektralen Reflektanzen beruhen, nicht die komplexen und hoch variablen physiologischen Abläufe der Photosynthese erfassen können. Ergänzend zu Reflektivitätsmessungen sind seit Kurzem globale weltraumgestützte Messungen von sonneninduzierter Chlorophyllfluoreszenz (Englisch sun-induced chlorophyll fluorescence, SIF) möglich. Wie gezeigt werden konnte, besitzt SIF eine höhere Sensitivität gegenüber der Photosyntheseaktivität auf Agrarflächen als andere Parameter oder Modelle. Das Instrument TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument), das ab Mitte 2017 auf dem EU Copernicus Sentinel 5-Vorläufersatelliten fliegen wird, wird die Messung von SIF in einer sehr viel höheren räumlichen und zeitlichen Auflösung als alle bisherigen Instrumente/Missionen ermöglichen. Somit stellt TROPOMI einen Meilenstein für die Einschätzung von Photosynthese im Allgemeinen, und der Produktivität von Nutzpflanzen im Besonderen, dar. Die Kombination von TROPOMI und Sentinel-2 Daten wird eine auf Beobachtungen basierende, globale Beobachtung der Photosyntheseaktivität auf Agrar-, Gras- und Weideflächen mit einer bisher nie dagewesenen räumlichen und zeitlichen Auflösung und Genauigkeit erlauben. Das Projekt CropSIF wird Nutzen aus den besonderen Möglichkeiten ziehen, die diese Konstellation von Instrumenten in naher Zukunft bieten wird, um die Produktivität von Agrarpflanzen und klimatischer Einflüsse darauf abzuschätzen. Wir werden zeitlich aufgelöste Karten der Bruttoprimärproduktion der Nutzpflanzen erstellen, die dann der Analyse von Effekten extremer Klimaereignisse auf die Produktivität in verschiedenen Agrargebieten der Erde dienen werden.
Das Projekt "A meta-analysis of global insecticide concentrations in agricultural surface waters" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Institut für Umweltwissenschaften durchgeführt. Although global pesticide use increases steadily, our field-data based knowledge regarding exposure of non-target ecosystems is very restricted. Consequently, this meta-analysis will for the first time evaluate the worldwide available peer-reviewed information on agricultural insecticide concentrations in surface water or sediment and test the following two hypotheses: I) Insecticide concentrations in the field largely exceed regulatory threshold levels and II) Additional factors important for threshold level exceedances can be quantified using retrospective meta-analysis. A feasibility study using a restricted dataset (n = 377) suggested the significance of the expected results, i.e. an threshold level exceedance rate of more than 50Prozent of the detected concentrations. Subsequent to a comprehensive database search in the peer-reviewed literature of the past 60 years, analysis of covariance with the relevant threshold level exceedance as the continuous dependent variable (about 10,000 cases) will be performed and the impact of significant predictor variables will be quantified. Parameters not yet considered in pesticide exposure assessment will be included as independent variables, such as compound class, environmental regulatory quality, and sampling design. The simultaneous presence of several insecticide compounds as a well as their metabolites will also be considered in the evaluation. The present approach may provide an innovative and integrated view on the potential environmental side effects of global high-intensity agriculture and in particular of pesticides use.
Das Projekt "Biodiversity and associated ecosystem services in small vs. large scale agriculture" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Agrarökologie durchgeführt. Biodiversity conservation cannot rely on protected areas alone, as sustainable conservation requires strategies for managing whole landscapes including agricultural areas. Organic farming in Germany may contribute strongly to the protection of biodiversity and to sustainability of agriculture through enhancing ecosystem services. However, the effectiveness of this agri-environmental management is highly dependent on landscape structure. The main objective of this study is to compare the effectiveness of organic cereal management in small vs. large scale agriculture through measure of the diversity of plants and arthropods and associated ecosystem services, such as seed predation, insect predation, aphid parasitism and pollination. Pairs of organic and conventional winter wheat fields will be selected in small vs. large scale agricultural landscapes along the former inner German border, i.e. in West vs. East Germany. This study design enables a unique experiment, where it would be possible to disentangle the effects of landscape composition and configuration heterogeneities in the same study region and to study how these affect the effectiveness of organic management. The detailed analyses of the expected valuable data could provide significant results (published in high ranked, international scientific journals), and contribute to the development of the existing
Das Projekt "Biodiversity and trophic interactions in agricultural mosaic landscapes, comparing bees, wasps and their natural enemies" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Agrarökologie durchgeführt. Global biodiversity is declining at an alarming rate and traditional conservation areas are no longer sufficient to slow this decline, so the potential contribution of managed land for conservation is increasingly acknowledged. This includes a broadening of the perspective from the field and farm to the landscape level, considering the often neglected spatial and temporal turnover in anthropogenic mosaic landscapes. Here we will use a highly replicated study design with the experimental exposure of standardized nesting resources to examine the relative importance of habitat type to landscape diversity using trap-nesting bees, wasps and their natural enemies. We will analyze the scale-dependence of partitioned biodiversity and quantify host-parasitoid and prey-predator interactions, as well as make food web statistics with a fully quantified interaction web (following Tylianakis et al. 2007, Nature 445: 2002-5). We will show how the major habitat types in our mosaic landscapes (and different years) contribute to overall species richness, comparing wheat, oilseed rape, grassland, field margin strips, fallows and forest margins, which represent a gradient of anthropogenic disturbance. We will examine how landscape composition influences the relative contribution of the six habitat types to species richness by focusing on a gradient of simple to complex structured landscapes. Further, we expect enemy richness to be related to host/prey mortality, so we will contribute to this highly debated topic. The mosaic structure of agricultural landscapes allow to study little known effects of landscape configuration, including spillover effects across habitats, inhibition of dispersal (by hostile cereal fields) and facilitation (by grassy corridors). Experiments with marked bee and wasp individuals allow to describe foraging behaviour and resource use across habitats.
Das Projekt "Diversification of Andean crop systems at local and landscape scales: enhancing biological control of potato pests" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Agrarökologie durchgeführt. Current agricultural practices have caused serious ecological problems that affect agricultural sustainability by reducing ecological functions and biodiversity. There is evidence that the density of natural enemies of crop pests is related to high biodiversity. This has been shown for landscape-scale management practices (augmenting landscape complexity) and for intercropping systems (augmenting biodiversity at a local scale). However, the relative importance of local and landscape management and the mechanisms through which biodiversity may enhance biological control are still unknown. In this project we will investigate how increased plant diversity at different spatial scales affects biological control of herbivores in potato fields in the Andes. By (1) increasing plant diversity at the field scale and (2) choosing fields along a gradient in landscape complexity, the single and combined effects of these variables on biological control will be analyzed. Furthermore, we will examine whether an increase in plant functional group diversity (trap plants, repellent plants and flowering plants) enhances biological control. The introduction of trap, repellent and flowering plant species to potato fields is expected to reduce the density of the potato moth (Phthorimaea operculella, Lepidoptera: Gelechiidae), a pest able to destroy 100Prozent of the potato crop. The role of constitutively emitted volatile organic compounds (VOCs), from selected weed species and potato, as signals for herbivores and their natural enemies in these interactions will be shown. The results of the project are expected to contribute to the development of sustainable and ecologically sound management methods for potato cultivation in the Andes. Therefore, the requirements and restrictions of management scales, local cropping practices and landscape management are considered.
Das Projekt "Ernährungsstatus und Parasitierungsleistung von adulten Getreideblattlaus-Parasitoiden in Agrarlandschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Department für Nutzpflanzenwissenschaften durchgeführt. Parasitoide können große Bedeutung als Gegenspieler von Getreideblattläusen haben. Ihre Effektivität wird stark von der Ernährung der adulten Tiere beeinflusst und damit von der Verfügbarkeit von Nektar und Honigtau. Die Bedeutung des Ernährungsstatus von Parasitoiden in der Agrarlandschaft ist allerdings kaum bekannt, obwohl dieser anhand der Zuckerzusammensetzung im Parasitoidenkörper quantifiziert und hinsichtlich der Nahrungsquelle (Nektar oder Honigtau) unterschieden werden kann. Die hier geplanten Untersuchungen zielen auf die Bedeutung der Landschaftsstruktur für die Ernährung von adulten Parasitoiden auf verschiedenen räumlichen Skalen: (a) lokal - in Feldern mit und ohne angrenzenden Blühstreifen sowie in Feldern mit ökologischer und konventioneller Bewirtschaftung und (b) regional - in Agrarlandschaften unterschiedlicher struktureller Komplexität (strukturarm vs. strukturreich). Es soll geklärt werden, welche relative Bedeutung die Bewirtschaftungsweise eines Ackers (mit Auswirkungen auf das Nektarangebot) und die Struktur der umgebenden Landschaft für die Ernährung und Parasitierungsleistung von Getreideblattlaus-Parasitoiden in Weizenfeldern hat. Die Untersuchungen bauen auf mehrjährigen Studien zur biologischen Kontrolle von Getreideblattläusen auf und konzentrieren sich auf Aphidius ervi Haliday (Hym. Aphidiidae), dem häufigsten Getreideblattlaus-Parasitoiden in Deutschland. Die Freilandexperimente sollen durch Laborexperimente ergänzt werden, um die Nutzbarkeit verschiedener Blütenpflanzen sowie die Effekte variierender Nektar- und Honigtauverfügbarkeit weiter zu erhellen.
Das Projekt "Ernährungsstatus und Parasitierungsleistung von adulten Getreideblattlaus-Parasitoiden in Agrarlandschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Agrarökologie durchgeführt. Parasitoide können große Bedeutung als Gegenspieler von Getreideblattläusen haben. Ihre Effektivität wird stark von der Ernährung der adulten Tiere beeinflusst und damit von der Verfügbarkeit von Nektar und Honigtau. Die Bedeutung des Ernährungsstatus von Parasitoiden in der Agrarlandschaft ist allerdings kaum bekannt, obwohl dieser anhand der Zuckerzusammensetzung im Parasitoidenkörper quantifiziert und hinsichtlich der Nahrungsquelle (Nektar oder Honigtau) unterschieden werden kann. Die hier geplanten Untersuchungen zielen auf die Bedeutung der Landschaftsstruktur für die Ernährung von adulten Parasitoiden auf verschiedenen räumlichen Skalen: (a) lokal - in Feldern mit und ohne angrenzenden Blühstreifen sowie in Feldern mit ökologischer und konventioneller Bewirtschaftung und (b) regional - in Agrarlandschaften unterschiedlicher struktureller Komplexität (strukturarm vs. strukturreich). Es soll geklärt werden, welche relative Bedeutung die Bewirtschaftungsweise eines Ackers (mit Auswirkungen auf das Nektarangebot) und die Struktur der umgebenden Landschaft für die Ernährung und Parasitierungsleistung von Getreideblattlaus-Parasitoiden in Weizenfeldern hat. Die Untersuchungen bauen auf mehrjährigen Studien zur biologischen Kontrolle von Getreideblattläusen auf und konzentrieren sich auf Aphidius ervi Haliday (Hym. Aphidiidae), dem häufigsten Getreideblattlaus-Parasitoiden in Deutschland. Die Freilandexperimente sollen durch Laborexperimente ergänzt werden, um die Nutzbarkeit verschiedener Blütenpflanzen sowie die Effekte variierender Nektar- und Honigtauverfügbarkeit weiter zu erhellen.
Das Projekt "Ecological valuation of crop pollination in traditional Indonesian homegardens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Department für Nutzpflanzenwissenschaften, Abteilung Agrarökologie durchgeführt. Traditional Indonesian homegardens harbour often high crop diversity, which appears to be an important basis for a sustainable food-first strategy. Crop pollination by insects is a key ecosystem service but threatened by agricultural intensification and land conversion. Gaps in knowledge of actual benefits from pollination services limit effective management planning. Using an integrative and agronomic framework for the assessment of functional pollination services, we will conduct ecological experiments and surveys in Central Sulawesi, Indonesia. We propose to study pollination services and net revenues of the locally important crop species cucumber, carrot, and eggplant in traditional homegardens in a forest distance gradient, which is hypothesized to affect bee community structure and diversity. We will assess pollination services and interactions with environmental variables limiting fruit maturation, based on pollination experiments in a split-plot design of the following factors: drought, nutrient deficiency, weed pressure, and herbivory. The overall goal of this project is the development of 'biodiversity-friendly' land-use management, balancing human and ecological needs for local smallholders.
Das Projekt "Community-mediated mechanisms to stabilize pollination of agricultural production highly dependent on shrinking honey bee populations under global change" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Lüneburg, Institut für Ökologie (IE), Professur für Tierökologie durchgeführt. Almond in California represents an agroecosystem pollinated solely by a single species, the European honey bee, a species that is becoming increasingly difficult and expensive to manage due to substantial, unpredictable mortality. Therefore, sustainable and high output production require a more integrated approach that diversifies sources of pollination. For this purpose, detailed data of our understanding how diversity can stabilize pollination are required. The project will identify alternative wild pollinator species and collect high quality data contributing to our understanding of how diversity (pollen and insects) can bolster honey bee pollination during stable and unstable climatic conditions. The research will be carried out on almond orchards in Northern California known to be either pollinator species rich (up to 30 species) or depauperate (honey bees only). The replicated extremes in pollinator diversity represent a unique opportunity to study the effects of diversity on pollination in real agroecosystems combined with laboratory and glasshouse experiments. The overall goal is to provide basic research that is essential for our general understanding of how insect diversity can affect high-quality pollination under land use and climate change.
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| offen | 11 |
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