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Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Investigation of mechanism driving glacial/interglacial variability in stratification/mixing and biological productivity of the Pacific Southern Ocean and potential implications on air-sea CO2-exchange: synthesis of climate and ocean biogeochemical modeling with paleoceanographic reconstructions

Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Investigation of mechanism driving glacial/interglacial variability in stratification/mixing and biological productivity of the Pacific Southern Ocean and potential implications on air-sea CO2-exchange: synthesis of climate and ocean biogeochemical modeling with paleoceanographic reconstructions" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.Atmospheric CO2 concentrations present a repetitive pattern of gradual decline and rapid increase during the last climate cycles, closely related to temperature and sea level change. During the Last Glacial Maximum (LGM; 23-19 kyr BP), when sea level was ca. 120 m below present, the ocean must have stored additionally about 750 Gt carbon. There is consensus that the Southern Ocean represents a key area governing past and present CO2 change. The latter is not only of high scientific but also of socio-economic and political concern since the Southern Ocean provides the potential for an efficient sink of anthropogenic carbon. However, the sensitivity of this carbon sink to climate-change induced reorganizations in wind patterns, ocean circulation, stratification, sea ice extent and biological production remains under debate. Models were not yet able to reproduce the necessary mechanisms involved, potentially due to a lack of the dynamic representation/resolution of atmospheric and oceanic circulation as well as missing carbon cycling. Data on past Southern Ocean hydrography and productivity are mainly from the Atlantic sector, thus do not adequately document conditions in the Pacific sector. This sector is not only the largest part of the Southern Ocean, but it also represents the main drainage area of the marine-based West Antarctic Ice Sheet (WAIS). In the proposed study we aim to generate paleo-data sets with a newly established proxy method from sediment core transects across the Pacific Southern Ocean. This will enhance the baselines for the understanding and modeling of the Southern Ocean's role in carbon cyling, i.e. ocean/atmosphere CO2 exchange and carbon sequestration. It will also allow insight into the response of the WAIS to past warmer than present conditions. Paired isotope measurements (oxygen, silicon) will be made on purified diatoms and radiolarians to describe glacial/interglacial contrasts in physical and nutrient properties at surface and subsurface water depth. This will be used to test (i) the impact of yet unconsidered dust-borne micronutrient deposition on the glacial South Pacific on shifts of primary productivity, Si-uptake rates and carbon export, (ii) the 'silicic-acid leakage' hypothesis (SALH) and (iii) the formation and extent of surface water stratification. Diatom and radiolarian oxygen isotopes will provide information on the timing of surface ocean salinity anomalies resulting from WAIS melt water. Climate model simulations using a complex coupled atmosphere ocean general circulation model (AOGCM) in combination with a sophisticated ocean biogeochemical model including Si-isotopes will be used for comparison with the paleo records. The analysis will cover spatial as well as temporal variability patterns of Southern Ocean hydrography, nutrient cycling and air-sea CO2-exchange. With the help of the climate model we aim to better separate and statistically analyse the individual impacts of ocean circulation and bio

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Biogene Opalisotope - neue Proxies zur Untersuchung vergangener Nährstoffkreisläufe und hydrographischer Strukturen im Südpazifik in Beziehung zu der Entwicklung des Klimas und der antarktischen Kryosphäre

Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Biogene Opalisotope - neue Proxies zur Untersuchung vergangener Nährstoffkreisläufe und hydrographischer Strukturen im Südpazifik in Beziehung zu der Entwicklung des Klimas und der antarktischen Kryosphäre" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Fachbereich Geowissenschaften.Der Verlauf der atmosphärischen CO2-Konzentrationen während der vergangenen Klimazyklen ist durch ein Sägezahnmuster mit Maxima in Warmzeiten und Minima in Kaltzeiten geprägt. Es besteht derzeit Konsens, dass insbesondere der Süd Ozean (SO) eine Schlüsselfunktion bei der Steuerung der CO2-Entwicklung einnimmt. Allerdings sind die dabei wirksamen Mechanismen, die in Zusammenhang mit Änderungen der Windmuster, Ozeanzirkulation, Stratifizierung der Wassersäule, Meereisausdehnung und biologischer Produktion stehen, noch nicht ausreichend bekannt. Daten zur Wirkung dieser Prozesse im Wechsel von Warm- und Kaltzeiten beziehen sich bislang fast ausschließlich auf den atlantischen SO. Um ein umfassendes Bild der Klimasteuerung durch den SO zu erhalten muss geklärt werden, wie weit sich die aus dem atlantischen SO bekannten Prozesswirkungen auf den pazifischen SO übertragen lassen. Dies ist deshalb von Bedeutung, da der pazifische SO den größten Teil des SO einnimmt. Darüber hinaus stellt er das hauptsächliche Abflussgebiet des Westantarktischen Eisschildes (WAIS) in den SO dar. Im Rahmen des Projektes sollen mit einer neu entwickelten Proxy-Methode Paläoumwelt-Zeitreihen an ausgewählten Sedimentkernen von latitudinalen Schnitten über den pazifischen SO hinweg gewonnen werden. Dabei handelt es sich um kombinierte Sauerstoff- und Siliziumisotopenmessungen an gereinigten Diatomeen und Radiolarien. Es sollen erstmalig die physikalischen Eigenschaften und Nährstoffbedingungen in verschiedenen Stockwerken des Oberflächenwassers aus verschiedenen Ablagerungsräumen und während unterschiedlicher Klimabedingungen beschrieben werden. Dies umfasst Bedingungen von kälter als heute (z.B. Letztes Glaziales Maximum) bis zu wärmer als heute (z.B. Marines Isotopen Stadium, MIS 5.5). Die Untersuchungen geben Hinweise zur (1) Sensitivität des antarktischen Ökosystems auf den Eintrag von Mikronährstoffen (Eisendüngung), (2) Oberflächenwasserstratifizierung und (3) 'Silicic-Acid leakage'-Hypothese, und tragen damit zur Überprüfung verschiedener Hypothesen zur Klimawirksamkeit von SO-Prozessen bei. Die neuen Proxies bilden überdies Oberflächen-Salzgehaltsanomalien ab, die Hinweise zur Stabilität des WAIS unter verschiedenen Klimabedingungen geben. Darüber hinaus kann die Hypothese getestet werden, nach der der WAIS während MIS 5.5 vollständig abgebaut war. Die Projektergebnisse sollen mit Simulationen mit einem kombinierten biogeochemischen (Si-Isotope beinhaltenden) Atmosphäre-Ozean-Zirkulations-Modell aus einem laufenden SPP1158-DFG Projekt an der CAU Kiel (PI B. Schneider) verglichen werden. Damit sollen die jeweiligen Beiträge der Ozeanzirkulation und der biologischen Produktion zum CO2-Austausch zwischen Ozean und Atmosphäre getrennt und statistisch analysiert werden. Informationen zu Staubeintrag, biogenen Flussraten, physikalischen Ozeanparametern und zur Erstellung von Altersmodellen stehen durch Zusammenarbeit mit anderen (inter)nationalen Projekten zur Verfügung.

Patterns of evolution in the species complex of the tree-root endophyte Phialocephala fortinii

Das Projekt "Patterns of evolution in the species complex of the tree-root endophyte Phialocephala fortinii" wird/wurde gefördert durch: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich. Es wird/wurde ausgeführt durch: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Professur für Forstschutz und Dendrologie.Populations of P. fortinii from allover Europe are examined using microsatellites to construct gene genealogies and infer evolutionary history. The tree-root endophyte Phialocephala fortinii s.l. (mitosporic Ascomycota) is the dominant colonizer of conifer root systems in forests in the northern hemisphere. P. fortinii s.l. is genetically highly diverse and forms a complex of several cryptic species. Recombination occurs or has occurred within cryptic species and to some extent also among them (introgression). Cryptic species occur sympatrically and they can form large thalli, but it remains unclear whether the observed patterns of spatial distribution reflect local climax situations or are the results of recent gene and genotype flow. One of the key objectives will be to estimate population genetic parameters (eg. migration rates, genotype flow, recombination) within and among populations of cryptic species in forests where man-mediated genotype flow can be excluded. Other key objectives are the determination of the number, frequency, distribution and evolutionary history of the cryptic species in Europe and to identify the driving forces for speciation. The approach will be multidisciplinary and will include standard mycological and microbiological methods as well as molecular genetic techniques such as microsatellite fingerprinting and DNA sequencing. The evolutionary history of haplotypes at both the population and species level will be reconstructed and the results will be compared with known patterns of pleistocenic glaciations and postglacial recolonization of host trees. The project will be a significant contribution to the understanding of the population and evolutionary genetics of a versatile and ecologically extremely successful fungal genus and it will shed light on the effects of pleistocenic and postglacial climatic changes on fungal speciation.

Änderungen der Zwischenwasserzirkulation im äquatorialen Westatlantik während der letzten 20,000 Jahre

Das Projekt "Änderungen der Zwischenwasserzirkulation im äquatorialen Westatlantik während der letzten 20,000 Jahre" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften.Die Zirkulation des Antarktischen Zwischenwasser (AAIW) stellt eine entscheidende Rolle in der Atlantischen Meridionalen Umwälzbewegung (AMOC, Atlantic meridional overturning circulation) dar und ist daher entscheidend für das Verständnis des globalen Ozean-Klima-Systems. Die Zufuhr des kalten und salzarmen AAIW in den Nordatlantik beeinflusst die Bildung des Nordatlantischen Tiefenwassers (NADW, North Atlantic Deep Water). Vermutet wird, dass Änderungen in der AAIW Zirkulation während abrupter Kältephasen der letzten 20,000 Jahren zu einer verminderter NADW Bildung beigetragen haben. Spekulativ bleibt aber, ob diese Phasen abgeschwächter AMOC auf eine Zu- oder Abnahme der AAIW Zirkulation zurückzuführen sind. Aufgrund fehlender hochauflösender Klimaarchive ist bislang nur wenig bekannt über einen möglichen AAIW-NADW Kopplungsprozess. Das Ziel der vorliegenden Studie ist daher eine detaillierte Rekonstruktion der AAIW Zirkulation und dessen Einfluss auf die AMOC während der letzten Abschmelzphase und des frühen Holozäns, vor allem während des Heinrich Stadials 1 und der Jüngeren Dryas. Der äquatoriale Westatlantik ist für diese Fragestellung eine höchst spannende Region, da dieser eine Schlüsselregion im globalen ozeanischen Strömungssystem darstellt. Demnach haben Zirkulationsschwankungen innerhalb dieses Gebietes weitreichende Folgen für die Variabilität auch entfernter Regionen in Nord-und Südatlantik sowie das Klima dort. Zwei grundsätzliche Fragen ergeben sich aus der Abfolge der Klimaereignisse der letzten 20,000 Jahre: (1) Welche Veränderungen finden in der Zwischenwasserzirkulation des äquatoriale Westatlantik während Phasen abgeschwächter AMOC statt, und inwieweit stehen diese Veränderungen im Zusammenhang mit einer Zu- oder Abnahme der AAIW Zirkulation. (2) Inwieweit besteht ein Zusammenhang zwischen Änderungen in der AAIW Zirkulation und Klimaänderungen in der Südhemisphäre? Um diese Fragen zu beantworten, werden entlang eines Transekts mehrere hochauflösende Sedimentkerne aus verschiedenen Wassertiefen (bis zu 2000 m) entlang des brasilianischen Kontinentalhanges untersucht. Die Rekonstruktionen basieren hauptsächlich auf isotopengeochemischen Messungen an Foraminiferen, welche durch Spurenelementanalysen ergänzt werden. Dadurch können Herkunft und Transportwege von Wassermassen im Ozean entschlüsselt und Veränderungen der Ozeanzirkulation im Zusammenhang mit Klimaschwankungen der Vergangenheit gebracht werden.

Ensemble projections of hydro-biogeochemical fluxes under climate change

Das Projekt "Ensemble projections of hydro-biogeochemical fluxes under climate change" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschafts-, Wasser- und Stoffhaushalt.Uncertainty estimation in hydro-biogeochemical modeling is an ongoing area of research that focuses primarily on the investigation of stochastic model uncertainty. The evaluation of structural model uncertainty remains unusual, however there are various techniques available to quantify structural uncertainty. Ensemble modeling is one such technique that is commonly used in climatology and meteorology; disciplines where the structural uncertainty of predictive models has long been established. Its application in hydrological modeling is, however, much less common. Here we propose to evaluate structural uncertainty through *P ensemble modeling, using a set of four models to predict hydrological and nitrogen fluxes: SWAT, LASCAM, HBV-N and CMF-N. The models were selected to represent the range of complexity found in catchment scale modeling, from conceptual models to physically-based approaches, and from lumped to fully distributed descriptions. The GLUE concept is applied to quantify parameter uncertainty. This approach leads to the formulation of single-model ensembles. These single-model ensembles are then combined to produce different sets of probabilistic and deterministic multi-model ensembles. These multi-model ensembles are used to quantify the contribution of structural errors to overall predictive uncertainty. The development of conditional multi-model ensembles represents a large component of the work plan. In this case, the selection of the multi-model ensemble members is based on the capability of different model structures and parameterizations to capture certain conditions of the investigated catchments such as high-low flow, freeze-thaw cycles, or rewetting after extended droughts. The ensemble model is applied to German, Swedish and Australian catchments, and covers a broad range of different climatic boundary conditions, land uses and levels of anthropogenic disturbances.

Drei-Sauerstoffisotopenuntersuchungen von Zähnen von Sparidae (Doraden) aus archäologischen Aufschlüssen - ein neuer Proxy für die Rekonstruktion der Paläo-Umweltbedingungen im Mittelmeerraum

Das Projekt "Drei-Sauerstoffisotopenuntersuchungen von Zähnen von Sparidae (Doraden) aus archäologischen Aufschlüssen - ein neuer Proxy für die Rekonstruktion der Paläo-Umweltbedingungen im Mittelmeerraum" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Göttingen, Geowissenschaftliches Zentrum, Abteilung Isotopengeologie.Marine Organismen wie Foraminiferen, Diatomeen, Gastronomen und Korallenriffe haben entscheidende Informationen über die Ozeane in der Vergangenheit geliefert (z.B. Temperatur, Süßwassereinfluss, Zirkulation). In der Literatur gibt es allerdings keine Proxies für speziell küstennahe Milieus (z.B. Küsten-Feuchtgebiete oder Lagunen), die jedoch sehr früh von Menschen bewirtschaftet wurden. Fisch ist in der Menschheitsgeschichte das wichtigste Nahrungsmittel für Küstenbewohner gewesen, wie man an zahlreichen Funden von Fischresten in archäologischen Ausgrabungsstätten im östlichen Mittelmeerraum ablesen kann. Unter den genutzen Fischen sind Reste der Sparidae (Doraden) entlang der israelischen Küste weit verbreitet und gut erhalten. Sparidae (Doraden) sind sehr anpassungsfähig und können in hyper-salinen Lagunen als auch in Brackwasser leben. Variable d180-Werte der Sparidae Backenzähne zeigen Variationen in der Salinität früherer Küstengewässer. Im Antrag soll die Analytik auf die drei stabilen Sauerstoffisotope d170 PO4 und d180 PO von Sparidae-Überresten als Proxy für küstennahe Wassertemperaturen und Salinitäten untersucht werden. Um die drei O-Isotope voll nutzen zu können, soll die Fraktionierung zwischen d170 PO und d180 PO4 zwischen Zähnen und Wasser an heutigen Fischen untersucht werden. Die Ergebnisse werden dann auf die Ergebnisse von gut-datierten Überresten aus küstennahen Siedlungen in Israel und den angrenzenden ost-mediterranen Ländern übertragen werden. Aufgrund der großen Menge der Sparidae-Überreste wird so eine hoch-aufgelöste Rekonstruktion der Paläoumweltbedingungen möglich sein.

Simulierung und Verstehen der wesentlichen Übergänge der quartären Klimadynamik

Das Projekt "Simulierung und Verstehen der wesentlichen Übergänge der quartären Klimadynamik" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V..Ein Verständnis der Klimavariabilität während der letzten drei Millionen Jahre bleibt eine große wissenschaftliche Herausforderung. Paläoklima-Archive liefern vielfältige Information über quartäre Klimazyklen und geben etliche ausgeprägte Regimeänderungen in der Klimavariabilität preis. Die Mechanismen dieser Übergänge sind noch immer nicht voll verstanden. Obwohl eine Anzahl von Hypothesen aufgestellt wurde, wird das Austesten dieser durch das Fehlen geeigneter Modelle erschwert. Wir schlagen vor die Natur dieser Regimeänderungen mit einem neuen Erdsystemmodell intermediärer Komplexität, welches auf dem vorhanden und umfassend getesteten Modell CLIMBER-2 aufbauen wird, zu studieren. Obwohl das neue Modell eine höhere räumliche Auflösung als CLIMBER-2 haben wird, wird es noch immer schnell genug sein, um Rechnungen auf Zeitskalen von Millionen von Jahren zu ermöglichen. Mit einem Ensemble von Modellrealisierungen gewonnen aus der Variation relevanter Modellparameter werden wir eine Reihe von transienten Rechnungen durchführen, um existierenden Hypothesen zum Pliozän-Pleistozän-Übergang (ca. 2,7 Ma vor heute, v.h.), zur Revolution des mittleren Pleistozäns (zwischen 1,2 und 0,8 Ma v.h.) und zum mittleren Brunhes-Ereignis (ca. 430 ka v.h.) auszutesten. Letztendliche Zielsetzung ist es diese Übergänge mit dem orbitalen Forcing als den einzigen vorgegebenen Antrieb wiedergeben, wobei die Zusammensetzung der Atmosphäre, die Evolution der terrestrischen Sedimentschicht und der äolische Staubtransport sowie dessen Deposition mit dem Modell dargestellt werden. Wir erwarten von diesem Vorhaben einen erheblichen Fortschritt im Verständnis der nicht-linearen Dynamik der wichtigsten Komponenten des Erdsystems, wie den Eisschilden, der ozeanischen Zirkulation und dem Kohlenstoffzyklus sowie der Rolle verschiedener Feedbacks im Klimasystem. Wir werden auch die Möglichkeit einer Verwendung der reichhaltigen Paläoklima-Infomationen über die Klimavariabilität der letzten 3 Millionen Jahre als Mittel zur besseren Eingrenzung der Sensitivität des Erdsystems sowie dessen externe Antriebe und interne Störungen bewerten

H2020 Environment - EU Horizon 2020 Environment, A fresh approach to food packaging (Fresh Solutions)

Das Projekt "H2020 Environment - EU Horizon 2020 Environment, A fresh approach to food packaging (Fresh Solutions)" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: Four04 Packaging Limited.Within the EU post production supply chain, it is estimated that 61.6 Million tonnes (Mt) of food waste is created p.a with 46.5 Mt/year generated specifically by households . Approximately 60% of household food waste arises from products 'not used in time' with a value of more than €60 billion p.a (€624/household) the majority of which are short shelf-life chilled products. Similar shelf life challenges are found within the Retail sector with up to 33% of some fresh produce being wasted before it even reaches the consumer. Efforts to address this global challenge have centred around innovations that seek to prevent product deterioration and prolonging shelf life. However despite progress in techniques such as Modified Atmosphere Packaging, food waste remains a priority challenge, with the recognition that even a 1 day increase in shelf life could reduce waste levels both in store and home by up to 50% for some products. Fresh Solutions proposed by Four04 Packaging Ltd offers a unique approach to the packaging of perishable food by effectively controlling the detrimental effect of condensation, thermal shock and the respiration rate of fresh produce which contribute to the build-up of moisture in the packs and mould/bacterial growth. It combines an innovative bio-degradable and fully compostable film which allows the moisture vapour transmission rate to be controlled and a novel highly accurate laser perforation system which creates optimum atmospheric conditions within the packaging. The result is the potential to increase the shelf life of fresh produce by 30% - 100% over current packaging techniques as demonstrated by initial UK supermarket trials. Building on this success, this SME I project seeks to further demonstrate Fresh Solutions in the wider EU and U.S markets, helping Four 04 to exploit a Global market for fresh food packaging forecast to reach €95.91bn by 2020 with a truly disruptive solution.

Forschung im Ökologischen Landbau - Integrale Schwerpunktthemen und Methodikkriterien

Das Projekt "Forschung im Ökologischen Landbau - Integrale Schwerpunktthemen und Methodikkriterien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung / Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft Österreich. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Ökologischen Landbau.Die Forschungsinitiative Biologischer Landbau (FBL) Österreich besteht seit dem Jahr 1991 als informeller Zusammenschluß von im Biologischen Landbau tätigen Wissenschaftlern mit dem Ziel, den Erfahrungsaustausch auch zwischen fachlich auseinanderliegenden Disziplinen innerhalb der Forschung im Biologischen Landbau zu fördern. In den Jahren 1994/95 erfolgte von seiten des BMLF und des BMWFK die Finanzierung eines acht-monatigen Forschungsprojektes zu grundlegenden Fragen der Forschung im Biologischen Landbau ( Erarbeitung integraler Schwerpunktthemenbereiche und Methodikkriterien für die Forschung im Biologischen Landbau in Österreich). Unter Mitwirkung von Wissenschaftlern aus Deutschland und der Schweiz sowie unter Einbeziehung eines erweiterten Expertenkreises fand im Rahmen der FBL eine intensive Diskussion über die zukünftige Ausrichtung der Forschung im Biologischen Landbau statt. Dabei erfolgte ein umfassender Diskurs über aktuelle Forschungsdefizite, interdisziplinär auszurichtende Schwerpunktthemen, über Methodikkriterien sowie über Kriterien zur Beurteilung der Dringlichkeit und Systemgerechtheit von Forschungsthemen im Biologischen Landbau in Österreich. Des weiteren wurden schlußfolgernd aus dieser Arbeit Forderungen der Forscher, die im Biologischen Landbau aktiv sind, an die Institutionen der Forschungsförderung zur Optimierung der wissenschaftlichen Weiterentwicklung dieser Landbaumethode formuliert. Grundlage der Diskussion über die zukünftige Forschung im Biologischen Landbau in Österreich sind die Prinzipien des Biologischen/Ökologischen Landbaus: Das Streben nach weitgehend geschlossenen Stoffkreisläufen im Betrieb, der schonende Umgang mit nicht erneuerbaren Rohstoff- und Energieressourcen, die Stärkung und Nutzung natürlicher Selbstregulationsmechanismen sowie die Erhaltung und Verbesserung der Vielfalt der Arten und des Landschaftsbildes. Diese Leitlinien der Biologischen Landwirtschaft werden im Rahmen der vorliegenden Studie (als Folge der Diskussion in der FBL) präzisiert und zu Strategien, Schwerpunktthemen, Forschungsdefiziten sowie Methodikkriterien für die Forschung im Biologischen Landbau ausgeweitet. Damit soll letztlich eine effektive ökosystemorientierte Weiterentwicklung dieser Landbaumethode sichergestellt werden.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Sources and reaction pathways of soluble Fe from the Western Antarctic Peninsula to the Southern Ocean

Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1158: Antarctic Research with Comparable Investigations in Arctic Sea Ice Areas; Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten, Sources and reaction pathways of soluble Fe from the Western Antarctic Peninsula to the Southern Ocean" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.During two campaigns on King George Island (Antarctica) in 2012 and 2013, numerous sediment and pore water samples were collected in Potter Cove and Maxwell Bay. Especially Potter Cove is strongly affected by glacier retreat, which is assumed to affect the biogeochemical processes in the area. Based on pore water profiles the degradation of sedimentary organic matter in the sediments in proximity to the marine-terminating Fourcade Glacier was found to be dominated by dissimilatory iron reduction (DIR). In contrast, sulfate reduction was apparent at shallow sediment depths in those parts of Potter Cove, where surficial meltwater streams discharge. Sediments in proximity to the glacier fronts contain significantly higher amounts of easily reducible (amorphous) Fe oxyhydroxides than stations in the central part of the bay or in discharge areas of surficial meltwater streams. Stable iron isotopes are considered a proxy for Fe sources, but respective data are scarce and Fe-cycling in complex natural environments is not understood well enough yet to constrain respective delta56Fe 'endmembers' for different types of sediments and environmental conditions. In order to enhance the usability of iron isotopes as proxies for iron sources and reaction pathways, we developed a new method that allows to measure delta56Fe on sequentially extracted sedimentary Fe phases and applied the new protocol to sediment from King George Island. We suggest that easily reducible Fe in proximity to the glacier front is mostly delivered from subglacial sources, where iron liberation from comminuted material beneath the glacier is coupled to biogeochemical weathering processes (pyrite oxidation or DIR). Our strongest argument for a subglacial source of the highly reactive iron pool in sediments close to the glacier front is its overall negative delta56Fe signature that remains constant over the whole ferruginous zone. This pattern implies that the supply with easily reducible Fe exceeds the fraction that afterwards undergoes early diagenetic DIR by far. The light delta56Fe values of easily reducible Fe oxides imply pre-depositional microbial cycling as it occurs in potentially anoxic subglacial environments. Interestingly, the strongest 56Fe-depletion in pore water and of the most reactive Fe oxides was observed in sediments influenced by oxic meltwater discharge. In terms of the potential of delta56Fe as a proxy for benthic Fe fluxes, the study demonstrates limitations due to a large variability of pore water delta56Fe deriving from DIR in the marine sediments at small spatial distances. The controlling factors are multi-fold and include the availability of reducible Fe oxides and organic matter, the isotopic composition of the primary ferric substrate, sedimentation rates, and physical reworking (bioturbation, ice scraping). Whereas delta56Fe may prove a valuable parameter to further investigate biochemical weathering of glacier beds, a quantification of benthic Fe fluxes bas

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