Zur Bestäubungsökologie der meisten Arznei- und Gewürzpflanzenarten (AGP) lagen bislang nur wenige wissenschaftliche Untersuchungen vor, welche Bestäubungswege vorkommen, welche Insekten die einzelnen Pflanzenarten besuchen, welchen Anteil sie an der Bestäubung haben und welchen Einfluss sie auf die Ertrags- und Qualitätsbildung ausüben. In Phase 1 des Vorhabens wurde modellhaft für drei Pflanzenarten eine große Vielfalt an blütenbesuchenden Insektenarten identifiziert, mit Rückschlüssen auf deren Eignung als generelle Bestäuber und damit auf ihre Bedeutung als ökosystemare Dienstleister. Phase 2 öffnet das Vorhaben für weitere Partner und berücksichtigt neben weiteren AGP und ihren spezifischen Fragstellungen umfänglich den Bereich der Transfermaßnahmen. Diese werden federführend durch die FH Südwestfalen, FB Agrarwirtschaft, auf allen Ebenen der Wertschöpfungskette durchgeführt. Während für Anbaupraxis, Fach- und Naturschutzberatung die Wissensvermittlung zur strukturellen Förderung von Bestäubern vorrangig sind, werden für die politischen Gremien Kennzahlen und Entscheidungshilfen bereitgestellt. Verarbeiter und Endverbraucher können sich über die verschiedenen blütenbesuchenden Insektenordnungen auf den Zielkulturen und deren Bedeutung für die Agrarökosysteme informieren. Die ökonomische und ökologische Bewertung des artenreichen Arzneipflanzenanbaus im Vergleich zu Alternativkulturen stellt für Anbauer wie auch für die Politik eine wichtige Entscheidungshilfe dar. Mit den methodischen Ansätzen sind Untersuchungen zur Ertragsrelevanz von gezielter Insektenförderung, der Optimierung der Produktionsverfahren sowie zur Biodiversitätsförderung vorgesehen. Die Identifizierung von Bestäuberinsekten und anderer Bestäubungswege sind auch unter dem Aspekt der Züchtung und Saatgutproduktion wichtig (Anis, Kamille). Weiterhin soll die Wirkung der Arzneipflanzen auf den Reproduktionserfolg von Bestäubern am Beispiel ausgewählter Wildbienenarten quantifiziert werden.
Sediment erosion and transport is critical to the ecological and commercial health of aquatic habitats from watershed to sea. There is now a consensus that microorganisms inhabiting the system mediate the erosive response of natural sediments ('ecosystem engineers') along with physicochemical properties. The biological mechanism is through secretion of a microbial organic glue (EPS: extracellular polymeric substances) that enhances binding forces between sediment grains to impact sediment stability and post-entrainment flocculation. The proposed work will elucidate the functional capability of heterotrophic bacteria, cyanobacteria and eukaryotic microalgae for mediating freshwater sediments to influence sediment erosion and transport. The potential and relevance of natural biofilms to provide this important 'ecosystem service' will be investigated for different niches in a freshwater habitat. Thereby, variations of the EPS 'quality' and 'quantity' to influence cohesion within sediments and flocs will be related to shifts in biofilm composition, sediment characteristics (e.g. organic background) and varying abiotic conditions (e.g. light, hydrodynamic regime) in the water body. Thus, the proposed interdisciplinary work will contribute to a conceptual understanding of microbial sediment engineering that represents an important ecosystem function in freshwater habitats. The research has wide implications for the water framework directive and sediment management strategies.
Die gegenwärtigen europäischen Vorschriften zur Zulassung von Pflanzenschutzmitteln sehen auf der ersten Stufe Einzelartentests unter Laborbedingungen vor. Sie sollen worst-case Szenarien der Exposition abbilden und können keinen Aufschluß über die vielfältigen Wechselbeziehungen sowie über Änderungen im strukturellen Gefüge der Bodenorganismen verschiedener trophischer Ebenen geben. Höherstufige Testverfahren sind mit Ausnahme des funktionellen Streubeuteltests nicht standardisiert. Nur großangelegte und damit kostenintensive Feldstudien liefern strukturelle Endpunkte und können zur adäquaten Beschreibung der komplexen Wirkzusammenhänge in der heterogenen Bodenmatrix beitragen. In der aktuellen Diskussion um die Revision der bestehenden EU-Richtlinien zeichnet sich ab, daß künftig zunehmend strukturelle Endpunkte, auch auf dem Niveau des Halbfreilandes, einbezogen werden sollen, um eine realitätsnahe Bewertungsgrundlage zu bilden. Im Kontext der bestehenden internationalen Leitlinien ist am Institut für Umweltforschung ein TME-System entwickelt worden, das unter natürlichen Witterungsbedingungen und über einen Zeitraum von bis zu einem Jahr artenreiche Gemeinschaften von Bodenorganismen weitgehend in ihrer ursprünglichen Zusammensetzung beherbergen kann. Im Mittelpunkt stehen dabei vier der abundantesten Gruppen der Meso- und Mikrofauna: Collembolen, Oribatiden, Enchytraeen und Nematoden. Diese Systeme sollen ausreichend empfindlich reagieren, um Effekte auf der Ebene von Organismengemeinschaften oder Populationen statistisch nachzuweisen. Umfangreiche Vorstudien befassen sich mit der Variabilität im Boden und der Stabilität der Biozönosen in TMEs, um das Design von Effektstudien den speziellen Gegebenheiten von Wiesenökosystemen anzupassen. Die TMEs bestehen aus großen, intakten und ungestörten Bodenkernen mit einer Höhe von 40 Zentimetern und einem Durchmesser von bis zu 47 Zentimetern. Sie werden unter natürlichen Witterungsbedingungen betrieben, bieten aber die Möglichkeit bei langandauernden Extremverhältnissen (vor allem Dürre) steuernd einzugreifen. Um möglichst empfindliche und diverse Lebensgemeinschaften vorzufinden, wurden die Bodenkerne nicht einem Agrarökosystem entnommen, sondern einer regelmäßig gemähten Wiese, die über Jahrzehnte nicht mit Pflanzenschutzmitteln behandelt worden sind. In Vorstudien im Freiland konnte gezeigt werden, daß die geklumpte Verteilung der Organismen über die Entnahmefläche Anpassungen bei der Gewinnung der Bodenkerne erfordert, welche die Variabilität in nachfolgenden Versuchen senken können. Nach dem Stechen der Bodenkerne werden die TMEs in die Versuchsanlage der RWTH Aachen transportiert, welche eine ausreichende Drainage in Verbindung mit einer intakten Wasserspannung gewährleisten soll, um sowohl Staunässe als auch ein Austrocknen der Kerne zu verhindern. U.s.w.
To understand impacts of climate and land use changes on biodiversity and accompanying ecosystem stability and services at the Mt. Kilimanjaro, detailed understanding and description of the current biotic and abiotic controls on ecosystem C and nutrient fluxes are needed. Therefore, cycles of main nutrients and typomorph elements (C, N, P, K, Ca, Mg, S, Si) will be quantitatively described on pedon and stand level scale depending on climate (altitude gradient) and land use (natural vs. agricultural ecosystems). Total and available pools of the elements will be quantified in litter and soils for 6 dominant (agro)ecosystems and related to soil greenhouse gas emissions (CO2, N2O, CH4). 13C and 15N tracers will be used at small plots for exact quantification of C and N fluxes by decomposition of plant residues (SP7), mineralization, nitrification, denitrification and incorporation into soil organic matter pools with various stability. 13C compound-specific isotope analyses in microbial biomarkers (13C-PLFA) will evaluate the changes of key biota as dependent on climate and land use. Greenhouse gas (GHG) emissions and leaching losses of nutrients from the (agro)ecosystems and the increase of the losses by conversion of natural ecosystems to agriculture will be evaluated and linked with changing vegetation diversity (SP4), vegetation biomass (SP2), decomposers community (SP7) and plant functional traits (SP5). Nutrient pools, turnover and fluxes will be linked with water cycle (SP2), CO2 and H2O vegetation exchange (SP2) allowing to describe ecosystem specific nutrient and water characteristics including the derivation of full GHG balances. Based on 60 plots screening stand level scale biogeochemical models will be tested, adapted and applied for simulation of key ecosystem processes along climate (SP1) and land use gradients.
Zielsetzung und Anlass: In Deutschland sind etwa 48 % der 557 in der roten Liste bewerteten Bienen- und Hummelarten bestandsgefährdet oder sogar schon ausgestorben (Bundesamt für Naturschutz 2011). Die Gründe für diesen Rückgang sind vielfältig und komplex, aber grundsätzlich verknüpft mit einer qualitativen Verschlechterung und einem quantitativen Verlust von Lebensräumen für diese Insekten. Unter anderem ist dies das Ergebnis der monotonen sowie intensiven Landwirtschaft und der damit einher gehenden Artenverarmung von Agrarökosystemen, die wiederum weniger Raum und Nahrung für Wildinsekten bieten. Als Folge besteht das Risiko, dass Ökosystemleistungen durch Bestäuberinsekten in Deutschland nicht mehr ausreichend erbracht werden können. Darum hat der Ausbau einer insektenverträglichen Landbewirtschaftung eine wichtige Bedeutung. Das Projekt behandelt die Arzneipflanze Lavendel (Lavandula angustifolia), dessen Anbau in landwirtschaftlichen Betrieben erprobt werden soll und zu einer Erweiterung der Kulturpflanzenvielfalt in der Agrarlandschaft beitragen soll. Der Lavendel bringt ausgezeichnete Eigenschaften mit sich, um im Feldanbau als Lebensraum und Nahrungsquelle für Insekten zu dienen. Durch das Projekt soll der Naturschutz mit einer neuen, nachhaltigen Naturnutzung in Nutzlandschaften durch den Anbau von Lavendel kombiniert werden. Damit soll ein wesentlicher Beitrag zu umweltfreundlicheren und vielfältigeren Agrarökosystemen geleistet werden. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Fachhochschule Erfurt mit externen Projektpartnern werden kleine Lavendelfelder mit durchschnittlich 1000 m² in der Agrarlandschaft an ausgewählten Standorten auf landwirtschaftlichen Flächen entstehen und wissenschaftlich untersucht. Mithilfe eines Monitoringsystems soll der Einfluss des Lavendels auf die Artenvielfalt von Tagfaltern und Wildbienen entomologisch untersucht werden. Um eine Bewertung der Maßnahme zu ermöglichen, werden zum Vergleich Daten aus der typischen Agrarlandschaft sowie in der Landwirtschaft gängigen Umweltschutzmaßnahmen (z.B. mehrjährige/einjährige Blühstreifen) hinzugezogen. Gleichzeitig wird die Wirtschaftlichkeit des Lavendelanbaus auf den beteiligten Praxisbetrieben in Thüringen untersucht. Dabei werden spezifische Parameter analysiert und ätherisches Öl im Rahmen einer Destillation gewonnen. Mit einer ersten Berechnung der Erlöse aus dem Lavendelanbau und einer Kostenanalyse kann ein Rückschluss auf die wirtschaftliche Rentabilität des Lavendelanbaus in Thüringen und Deutschland gezogen werden. Ziele: Als Gesamtziel ergibt sich ein wichtiger Beitrag zu umweltfreundlicheren und vielfältigeren Agrarökosystemen. Im Projekt werden folgende Ziele verfolgt: a. Entwicklung einer langfristigen, nachhaltigen und bodenschonenden Nutzung der natürlichen Ressourcen durch eine extensive und mehrjährige Kultur b. Aussage über die agrarökologische Eignung und wirtschaftliche Tragfähigkeit des Lavendelanbaus unter Thüringer Klimabedingungen c. Überprüfung der Einflüsse des Lavendelanbaus auf Wildbienen und Tagfalter in der Agrarlandschaft und einem Abgleich mit üblichen Agrarumweltmaßnahmen d. Erfassung der wichtigen quantitativen und qualitativen Eigenschaften des ätherischen Öls zur Bewertung der Eignung in der Arznei- und Lebensmittelindustrie e. Sensibilisierung der Bevölkerung durch Aufklärungs-, Öffentlichkeits- und Bildungsarbeit im Bereich der nachhaltigen Landbewirtschaftung und des Naturschutzes
Subproject 3 will investigate the effect of shifting from continuously flooded rice cropping to crop rotation (including non-flooded systems) and diversified crops on the soil fauna communities and associated ecosystem functions. In both flooded and non-flooded systems, functional groups with a major impact on soil functions will be identified and their response to changing management regimes as well as their re-colonization capability after crop rotation will be quantified. Soil functions corresponding to specific functional groups, i.e. biogenic structural damage of the puddle layer, water loss and nutrient leaching, will be determined by correlating soil fauna data with soil service data of SP4, SP5 and SP7 and with data collected within this subproject (SP3). In addition to the field data acquired directly at the IRRI, microcosm experiments covering the broader range of environmental conditions expected under future climate conditions will be set up to determine the compositional and functional robustness of major components of the local soil fauna. Food webs will be modeled based on the soil animal data available to gain a thorough understanding of i) the factors shaping biological communities in rice cropping systems, and ii) C- and N-flow mediated by soil communities in rice fields. Advanced statistical modeling for quantification of species - environment relationships integrating all data subsets will specify the impact of crop diversification in rice agro-ecosystems on soil biota and on the related ecosystem services.
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|---|---|
| Bund | 275 |
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|---|---|
| Förderprogramm | 264 |
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| License | Count |
|---|---|
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