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s/ökotox/Ökotop/gi

Copernicus-Daten zur Prozessierung, Visualisierung und Validierung von Chlorophyll-a in Flüssen und Seen für das Gewässermanagement, Teilvorhaben: BfG

Veranlassung „Algenblüten“ sind deutlich sichtbare Zeichen für die multiplen Belastungen, denen unsere Binnengewässer ausgesetzt sind, wie z. B. Nährstoffeinträge, Folgen des Klimawandels – insbesondere Dürren und Starkregen – oder physische und biologische Strukturveränderungen. Diese können mit erheblichen Nutzungseinschränkungen einhergehen. Das massenhafte Fischsterben in der Oder 2022 hat eindrücklich gezeigt, welche Auswirkungen auf Ökosysteme durch das Freisetzen von Algentoxinen entstehen können, und dass dafür verantwortlichen Prozesse möglicherweise so schnell und großräumig ablaufen, dass klassische Monitoring-Strategien diese nicht erfassen. Die Gewässerfernerkundung bietet die Möglichkeit, Algenblüten über die Chlorophyll-a-Konzentration großflächig mittels Satellitendaten zu erheben und Informationen in nahe-Echtzeit bereitzustellen. Eine bundesweite Überwachung von Algen in Fließ- und Standgewässern ist aufgrund des umfassenden Copernicus-Programms der EU technisch möglich und inhaltlich notwendig, um den Behörden zukünftig ein effizientes Gewässermonitoring und z. B. eine Früherkennung kurzzeitig auftretender Ereignisse mit Algenmassenentwicklungen zu ermöglichen. Zudem bieten die Daten wichtige Informationen für die Bewirtschaftung von Trinkwassertalsperren und Badegewässern. Ziele - Automatisierte, skalierbare Ableitung von Chlorophyll-a-Konzentrationen und ergänzenden Gewässergüteparametern aus räumlich- und zeitlich hochaufgelösten, großflächig verfügbaren Satellitendaten für Beispielgewässer (Fließ- und Standgewässer). - Kalibrierung, Validierung und Qualitätssicherung der erzeugten Daten mittels vorhandener In-situ-Daten - Entwicklung und automatisierte Erzeugung anwendungsbezogener, maßgeschneiderter Indikatoren, Produkte und Visualisierungen - Entwicklung einer digitalen Anwendung auf der Cloud-Plattform CODE-DE inkl. Bereitstellung der erzeugten Daten und Produkte - Planspiele für konkrete Anwendungsfelder – u. a. zur Einbindung von Fernerkundung in die Berichterstattung Der Algenmonitor wird auf diesen Grundlagen eine wissenschaftlich fundierte Anwendung demonstrieren, die für den behördlichen Einsatz frei verfügbare, zeitlich hochaufgelöste Gewässerfernerkundungsdaten von Beispielgewässern zur Verfügung stellt. Da die Anwendung auf Open-Source-Bausteinen beruht, schafft dies eine Basis für eine Skalierung auf das ganze Bundesgebiet. Die Bundesanstalt für Gewässerkunde, das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung und das Umweltbundesamt starteten im August 2024 das Verbundprojekt „Algenmonitor“, gefördert vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV).Grundlegende Ziele des Verbundprojektes sind, auf Basis von Satellitendaten räumlich- und zeitlich hochaufgelöste Chlorophyll-a-Konzentrationen, für die Anwendungen maßgeschneiderte Produkte und weitere spezifische Indikatoren für (schädliche) Algenblüten bereitzustellen. Die Anwendung des Algenmonitors soll in diesem Projekt anhand von Beispielgewässern erprobt werden; angestrebt sind je nach Verfügbarkeit von In-situ-Daten mindestens drei große Fließgewässer und drei Standgewässer. Die erforderlichen Prozessierungsschritte werden auf der cloudbasierten Prozessierungsplattform CODE-DE implementiert. Anhand der Beispielgewässer können dieprozessierten Gewässerfernerkundungsdaten von Flüsse und Seen mit In-situ-Daten des Bundes, der Bundesländer und aus wissenschaftlichen Messnetzen (z. B. eLTER) validiert und ergänzt werden. Durch die Einbeziehung der Copernicus-Daten und -Dienste entsteht eine Grundlage, die es den Behörden von Bund und Ländern potentiell ermöglicht, wichtige Wassergüte-Parameter für die bundesweite Gewässerüberwachung großflächig zu erheben und in Wert zu setzen. Ziel des Vorhabens ist es, Gewässerfernerkundungsdaten für die weitere Verwendung zu erschließen und konkrete Anwendungsmöglichkeiten aufzuzeigen.

Nationalpark Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer - Außengrenze des Nationalparks (LKN.SH - NPV)

Mit diesem Datensatz wird das Gebiet des Nationalparks „Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer“ mit seiner Außengrenze bereitgestellt, ohne dabei die Lage der Schutzzonen 1 und 2 wiederzugeben. Der Verlauf der Nationalparkgrenze wird durch § 3 des Nationalparkgesetzes geregelt (Gesetz zum Schutz des schleswig-holsteinischen Wattenmeeres (Nationalparkgesetz – NPG vom 17. Dezember 1999; Gesetz- und Verordnungsblatt für Schleswig-Holstein S. 518), zuletzt geändert durch Art. 19 LVO v. 16.01.2019, GVOBl. S. 30 . Der Nationalpark wurde 1985 gegründet und 1999 erweitert. Er dient dem Schutz und der natürlichen Entwicklung des schleswig-holsteinischen Wattenmeeres und der Bewahrung seiner besonderen Eigenart. Die Gesamtheit der Natur in ihrer natürlichen Entwicklung mit allen Pflanzen, Tieren und Ökosystemen besitzt einen zu schützenden Eigenwert (§ 2 Abs. 1 Nationalparkgesetz). Um einen möglichst ungestörten Ablauf der Naturvorgänge zu gewährleisten wurde der Nationalpark in zwei Schutzzonen eingeteilt (Schutzzone 1 und Schutzzone 2), die mit verschiedenen Schutzbestimmungen versehen sind (Details zu den Schutzzonen siehe Objekt-ID: ED41FE5D-B260-4DE7-839E-21803829F5EA). Alle hier erwähnten Daten zum Nationalpark sind Auszüge aus: Rechtliche Gliederung des Nationalparks mit den angrenzenden Gebieten, Stand 12/2017 Kr. 11/2019 (Objekt-ID:5f2aeb4f-a5ec-4a0d-8a11-9f90fe4c7bee)

Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - International Ocean Discovery Program, Teilprojekt: Terrestrische Ökosystem- und Klimadynamik in SE-Afrika für den Zeitraum der Entwicklung, des Vorkommens und des Aussterbens archaischer Hominiden (4-2 Ma) basierend auf Kernmaterial von IODP-Expedition 361

Das beantragte Projekt hat zum Ziel, die terrestrische Ökosystem- und Klimadynamik - und damit die naturräumlichen Rahmenbedingungen für die Evolution früher Hominiden - in SE-Afrika während des 'mittleren' Pliozäns und frühen Pleistozäns zu rekonstruieren. Um dieses Ziel zu erreichen, soll an Hand von Kernmaterial von IODP Expedition 361 ('Southern African Climates') eine Land/Meer-Korrelation vor SE-Afrika erarbeitet werden; diese wird die erste kontinuierliche Rekonstruktion der terrestrischen Ökosystem- und Klimaänderungen in SE-Afrika während des 'mittleren' Pliozäns bis frühen Pleistozäns liefern. Methodisch basiert das Projekt auf einem integrierten Ansatz, der palynologische (Pollen und Sporen) und elementgeochemische (XRF-Scanning) Analysen vereint und auf den Splice von IODP-Site U1478 (Straße von Mosambik) angewendet werden soll. Eine präzise Alterskontrolle wird durch die hochauflösende Benthos-Sauerstoffisotopenstratigraphie ermöglicht, die aktuell für Site U1478 erarbeitet wird. Site U1478 ist für die hier vorgeschlagenen Untersuchungen aus einer Reihe von Gründen ideal geeignet: (i) er stellt ein stratigraphisch außergewöhnlich vollständiges Archiv dar und verfügt dabei über hohe Sedimentationsraten; (ii) seine proximale Lage in Bezug auf das Limpopo-Delta gewährleistet einen hohen Anteil terrigenen Inputs im Kernmaterial; (iii) die Ursprungsregion dieser terrigenen Komponenten lässt sich hervorragend eingrenzen; (iv) er ist gegenüber terrestrischen Klimaänderungen hoch empfindlich, wie frühere Studien an nahe gelegenen Kurzkernen belegen; (v) die für das vorgeschlagene Projekt durchgeführten Pilotstudien an Kernfänger-Material belegen, dass seine Sedimente in Bezug auf Pollen und Sporen extrem produktiv sind; er liegt in einer proximal Position hinsichtlich der paläoanthropologischen 'Cradle of Humankind'-Fundstätten in Südafrika. Unter Berücksichtigung des gegenwärtigen Forschungsstandes zur Evolution archaischer Hominiden (insbesondere Australopithecus africanus) fokussiert das Projekt auf den Zeitraum zwischen 4 und 2 Ma; kritische Intervalle der Evolution archaischer Hominiden sollen in besonders hoher zeitlicher Auflösung analysiert werden. Die Integration der palynologischen und elementgeochemischen Proxy-Daten wird detaillierte Aussagen zum Charakter und Zeitpunkt wie auch zur Stärke und Geschwindigkeit der Ökosystem- und Klimavariabilität im Einzugsgebiet des Limpopo River und damit in der 'Cradle of Humankind'-Region erlauben. Dadurch wird nicht nur die Klärung der Frage möglich, inwiefern Intervalle mit besonders ausgeprägtem Umweltwandel tatsächlich mit Schritten in der Hominiden-Evolution einhergehen, sondern es lassen sich auch die einzelnen Komponenten dieses Umweltwandels identifizieren. Diese Informationen können neues Licht auf die aktuelle Diskussion um potenzielle kausale Zusammenhänge zwischen Umwelt-'Forcing' und menschlicher Evolution werfen.

Integrierte sozial-ökologische Netzwerkanalyse für die transdisziplinäre Entwicklung von Indikatoren und Handlungsempfehlungen zur Reduktion anthropogener Stressoren, Vorhaben: Impacts gebietsfremder Arten auf Smart Farms

Reptilien (Reptilia)

Deutschland beheimatet nur wenige etablierte, an die klimatischen Bedingungen angepasste, Reptilienarten. Nach aktuellem Stand gibt es neben einer im Wasser lebenden Schildkrötenart nur sechs Echsenarten sowie sieben Schlangenarten. Alle Reptilien sind wechselwarme Tiere. Dies bedeutet, dass sie ihre Körpertemperatur nicht selbst aufrechterhalten können. Um auf „Betriebstemperatur“ zu gelangen, suchen viele Arten sonnige Plätze auf und verharren dort oft stundenlang in einer Position. In den kalten Wintermonaten gehen unsere einheimischen Reptilienarten in eine Winterstarre, in der die Stoffwechselaktivität und somit der Energieverbrauch auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Schlangen haben zu Unrecht einen schlechten Ruf in der Bevölkerung. Als Raubtiere übernehmen sie wichtige Funktionen im Ökosystem. Neben fünf ungiftigen Arten gibt es nur zwei giftige Arten, nämlich die stark gefährdete Kreuzotter und die vom Aussterben bedrohte Aspisviper. Schlangenbisse sind in Deutschland selten und enden nur in sehr wenigen Fällen tödlich. Im Falle eines Bisses sollte jedoch ein Arzt aufgesucht werden. Insgesamt sind 69 % der bewerteten Reptilienarten bestandsgefährdet, 23 % befinden sich bereits auf der Vorwarnliste. Lediglich 8 % der Arten sind aktuell noch ungefährdet. Neben der Östlichen Smaragdeidechse, der Würfelnatter und der Aspisviper ist auch die einzige Schildkrötenart, nämlich die Europäische Sumpfschildkröte, vom Aussterben bedroht. Hauptgefährdungsursache ist der fortschreitende Verlust von Lebensräumen wie beispielweise Geröllhalden, Lesesteinmauern, Mooren, Trockenrasen und Heckenstrukturen. (Stand 8. Juni 2019) Rote-Liste-Gremium Amphibien und Reptilien (2020): Rote Liste und Gesamtartenliste der Reptilien (Reptilia) Deutschlands. – Naturschutz und Biologische Vielfalt 170 (3): 64 S.

Total carbohydrates quantified in sediment cores from coastal vegetated ecosystems

50-cm deep sediment cores were taken in saltmarsh, seagrass, mangroves and unvegetated areas around the German Bight, Malaysia and Columbia in 2022 and 2023. Up to 3 points per ecosystem were sampled along a transect, in total 93 cores were analysed. Carbohydrates were sequentially extracted using MilliQ-water and 0.3 M EDTA for later analyses. The total carbohydrate content was assessed using the phenol-sulfuric acid assay (Dubois et al., 1956). Briefly, 100 µL of resuspended samples or extracts were mixed with 100 µL of 5% phenol solution, followed by the addition of 500 µL of concentrated sulfuric acid. The reaction mixture was incubated at room temperature for 10 minutes, then further incubated at 30°C for 20 minutes. Absorbance at 490 nm was measured using a Spectramax Id3 plate reader (Molecular Devices) and quantified against a glucose standard curve.

Seawater carbonate chemistry and behavioural trait expression of polar invertebrates

Here, we examine the ecosystem ramifications of changes in sediment-dwelling invertebrate bioturbation behaviour—a key process mediating nutrient cycling—associated with nearfuture environmental conditions (+ 1.5 °C, 550 ppm [pCO2]) for species from polar regions experiencing rapid rates of climate change. This dataset is included in the OA-ICC data compilation maintained in the framework of the IAEA Ocean Acidification International Coordination Centre (see https://oa-icc.ipsl.fr). Original data were downloaded from Polar Data Centre (see Source) by the OA-ICC data curator. In order to allow full comparability with other ocean acidification data sets, the R package seacarb (Gattuso et al, 2024) was used to compute a complete and consistent set of carbonate system variables, as described by Nisumaa et al. (2010). In this dataset the original values were archived in addition with the recalculated parameters (see related PI). The date of carbonate chemistry calculation by seacarb is 2024-07-11.

TrilaWatt Use-Case: Wo beginnt Watt im Wattenmeer?

Gezeiten in der Deutschen Bucht führen dazu, dass die Wattgrenzen räumlich und zeitlich variabel sind. Ihr Verlauf verändert sich auf täglichen, monatlichen, jährlichen und dekadischen Zeitskalen und wird zusätzlich von der langfristigen Veränderung von Tide und Bathymetrie überlagert. Aus den Berechnungen des digitalen Zwillings zum Verlauf von jährlich gemittelten Hochwasser- und Niedrigwasser-Linien können zusammen mit jährlichen Bathymetrien die jahresgemittelten Wattgrenzen bestimmt werden. In diesem Use-Case wurden Daten des TrilaWatt-Projekts angewendet, um die jahresgemittelte Ausdehnung des Watts im Jahr 2020 zu bestimmen. Die Intertidalfläche ist somit ein Resultat der Verschneidung von Bathymetrie und jährlichen mittleren Tidehoch- und Tideniedrigwasser-Daten des numerischen Modells. Aus diesen Arbeiten wurden neue Datenprodukte zur topographischen Beschreibung der Gezeitenzone abgeleitet. English: In this use case, data from the TrilaWatt project was used to determine the annual extent of tidal flats in 2020. The intertidal area is thus a result of the intersection of bathymetry and annual mean high and low tide data from the numerical model. Download: A download is located below (in German: "Verweise und Downloads"). Literatur: Lepper, Robert (2024): Wo beginnt Watt im Wattenmeer. https://doi.org/10.18451/trilaw_2024_02

Die Halbwüste El Jable auf Lanzarote (Kanarische Inseln): Anspruch und Wirklichkeit des europäischen Naturschutzes

Die Halbwüste El Jable in Lanzarote (Kanarische Inseln) besteht überwiegend aus marinen Karbonatsänden, die der Nordostpassat seit vielen Jahrtausenden bis in die Gegenwart zu meterdicken Schichten dort aufgeweht hat, weshalb sie von großem Wert für die Biologie, Geologie und Paläontologie ist. Viele der hier lebenden Pflanzen- und Tierarten sind endemisch auf Lanzarote und Fuerteventura oder kommen nur auf Lanzarote vor. Sie sind an Trockenheit und stetige Umlagerung des Sandes durch den Wind angepasst. Die Artenzahl ist niedrig, die der Individuen jedoch meist hoch. Charakteristische Vögel sind der Wüstenrennvogel (Cursorius cursor) und endemische Unterarten von Triel (Burhinus oedicnemus insularum), Kanarischem Wüstengimpel (Bucanetes githagineus amantum) und Kanarischer Kragentrappe (Chlamydotis undulata fuertaventurae). Das einzigartige Ökosystem El Jable ist trotz seines Schutzstatus als Natura-2000-Gebiet stark gefährdet, insbesondere durch andauernden Sandabbau. Einer der Kernlebensräume der Kanarischen Kragentrappe wird hierdurch auf Lanzarote zerstört, wodurch die Gefahr des Aussterbens der Unterart besteht. Nach EU-Recht müssen die Habitate für alle diese seltenen Arten erhalten und verbessert werden. Mit dem Sandabbau wird dagegen verstoßen; dieser muss daher sofort gestoppt werden.

3. Biosphärenreservat Oberlausitzer Heide-und Teichlandschaft

Das Biosphärenreservat "Oberlausitzer Heide- und Teichlandschaft" besteht rechtskräftig seit Inkrafttreten der Verordnung vom 18. Dezember 1997. Schutzzweck ist gemäß § 18 (1) SächsNatSchG die Erhaltung, Pflege und Entwicklung einer großräumigen traditionsreichen Kulturlandschaft mit reicher Naturausstattung. Die unterschiedlichen Aufgaben von Biosphärenreservaten erfordern eine räumliche Zonierung des gesamten Gebietes, wobei in jeder Zone spezifische Ziele verfolgt werden. Die Schutzzone III (Entwicklungszone / Harmonische Kulturlandschaft) schließt Siedlungsbereiche als Lebens-, Wirtschafts- und Erholungsraum ausdrücklich mit ein. Das Biosphärenreservat Oberlausitzer Heide- und Teichlandschaft (BR) gehört zu den weltweit ausgewiesenen Schutzgebieten als Grundlage eines Netzwerkes der UNESCO mit dem Titel "Der Mensch und die Biosphäre" (MAB). Gemäß des MAB-Programmes werden folgende Zielstellungen für die Biosphärenreservate formuliert: Aufbau eines Schutz- und Modellgebietes - zur Demonstration nachhaltiger Wirtschaftsentwicklung, - für eine ökologische Umweltforschung und -beobachtung, - für eine aktive Umweltbildung und -erziehung. Daraus leiten sich folgende Aufgaben des Biosphärenreservates ab: - Stabilisierung und Schutz von Ökosystemen - Entwicklung der Landnutzung - Umweltforschung und- monitoring - Ausbildung und Umwelterziehung Aus der Verordnung über die Festsetzung des Biosphärenreservates OLHTL vom 18.12.1997 wird als Schutzzweck die Erhaltung, Pflege und Entwicklung einer großräumigen traditionsreichen Kulturlandschaft mit reicher Naturausstattung, abgeleitet, welche den Voraussetzungen des § 18 Abs. 1 SächsNatSchG entspricht. Seit August 2008 umfasst die Biosphärenreservatsverwaltung neben den Fachreferaten Öffentlichkeitsarbeit (mit der Naturwacht) sowie Gebietsentwicklung weiterhin das Referat Betrieb/Dienstleistungen, das für für die Wahrnehmung von forstwirtschaftliche Aufgaben im Biosphärenreservat zuständig ist. In der Biosphärenreservatsverwaltung ist auch die Stelle des sächsischen Wolfsbeauftragten verankert. Der Sachbearbeiter Wolfsmanagement ist primär für die Koordination der Schadenskompensation und des präventiven Herdenschutzes zuständig. Daher liegen detaillierte Daten zu den Nutztierschäden durch den Wolf in Sachsen und durchgeführte, geförderte Herdenschutzmaßnahmen vor. Weitere kooperierende Partner im Wolfsmanagement sind das Kontaktbüro Wolfsregion Lausitz für den Bereich Öffentlichkeitsarbeit, das wildbiologische Büro LUPUS für den Bereich Monitoring und die Landratsämter für den Vollzug vor Ort.

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