Das forstliche Umweltmonitoring besteht aus einem abgestuften Design, das es ermöglicht durch wiederholte Inventuren (Level I) sowohl die Effekte in der Fläche zu erfassen, als auch aktuelle Veränderungen in Prozessen und Stoffflüssen an Intensiv-Monitoringflächen (Level II) zu messen. Die Verfügbarkeit von Wasser für die Transpiration ist für Pflanzen eine essentielle Grundlage, womit die Transpiration ein ebenso wichtiges Lebenszeichen von Waldbäumen darstellt wie die Photosynthese selbst. Die Transpiration wird jedoch trotz der zentralen Wichtigkeit als ökophysiologisches Lebenszeichen beim Intensiv-Monitoring bisher nicht gemessen. In dem vorgeschlagenen Projekt soll daher ein Modellsystem für das forstliche Umweltmonitoring (a) zur Messung der Transpiration mit moderner State-of-the-Art Technik und (b) zur verbesserten Schätzung der Sickerwasserraten entwickelt werden. Im Projekt wollen wir mittels dieser Modellsysteme die Nutzung der Bodenwasserressource von Einzelbäumen und Beständen mit verschiedenen Wurzelsystemen in Rein- und Mischbeständen untersuchen, um so das Zusammenspiel verschiedener Baumarten hinsichtlich der Trockenstressanfälligkeit und Resilienz zu untersuchen. Die Überführung der Messungen in das Umweltmonitoring würde die Beantwortung weiterer Fragestellungen ermöglichen, zum Beispiel nach einer möglichen langfristigen Anpassung des Wurzelraums bei Trockenstress. Damit können die Grenzen der Anpassungsfähigkeit der Waldbestände besser eingeschätzt werden. Die aktive Weitergabe der Erkenntnisse, des Designs und der Auswertungsroutinen in die AG Forstliches Umweltmonitoring wird eine langfristige Weiterentwicklung in allen Bundesländern stark ´unterstützen. Weiter wird dazu beitragen werden, auch Effekte von Klima(wandel)projektionen besser abzuschätzen.
Die Kenntnis der physiologischen Toleranzgrenzen rezenter Arten ist eine Grundvoraussetzung für die Interpretation der Reaktion fossiler Organismen auf temperaturbedingte Stressfaktoren. Umgekehrt kann die Vorhersage der biologischen Konsequenzen des aktuellen Klimawandels von der Kenntnis fossiler Muster der Erdgeschichte profitieren. Eingebettet in die Forschergruppe TERSANE schlagen wir ein Projekt vor, das explizit neontologische und paläontologische Ansätze kombiniert und die Konsequenzen von Erwärmung, Ozeanversauerung und Sauerstoffarmut auf marines Leben zu beurteilen. Unser Projekt fokussiert auf die Kompilation und Analyse von großen Datensätzen und hat drei wesentliche Komponenten: (1) Eine Meta-Analyse von (a) heutigen Organismen wird experimentelle und Beobachtungsdaten zur Reaktionen und Toleranzgrenzen von marinen Organismen auswerten und die Empfindlichkeit höherer, fossil überlieferter Taxa in Bezug auf Erwärmung, Ozeanversauerung und Sauerstoffknappheit in ihrer Synergie zu quantifizieren, während (b) eine Meta-Analyse fossiler Daten auf die Beurteilung des Liliput-Effekts abzielt, der plakativ die Verkleinerung von Körpergrößen im Gefolge von Massenaussterben umschreibt und manchmal auf temperaturbedingte Stressfaktoren zurückgeführt wird. (2) Die Analyse von Primärdaten aus dem Fossilbericht dient der Evaluation der physiologischen und biogeographischen Selektivität der end-Permischen und unterjurassischen Aussterbeereignisse um zu testen, ob die physiologischen Prinzipien, die aus heutigen Beobachtungen abgeleitet wurden, skalenunabhängig auch auf Aussterberisiken bei extremem Klimawandel angewandt werden können. (3) Die Beurteilung fossiler Raten von Umweltveränderungen ist wichtig, um zu testen, ob die damaligen Raten tatsächlich viel geringer waren als zum Beispiel in den letzten 50 Jahren gemessen wurde. Alternativ sind die geringeren Raten aus der geologischen Überlieferung nur eine statistisches Artefakt aus den verschiedenen Beobachtungszeitskalen. Eine skalenbereinigte Ratenanalyse wird helfen, die Daten aus der erdgeschichtlichen Vergangenheit besser für die heutige Ökologie des globalen Wandels verwertbar zu machen. Diese drei Komponenten werden schließlich integriert um die Gemeinsamkeit der Muster und öko-physiologischen Selektivität von Artensterben zu beurteilen, wie sie sich heute und im Fossilbericht abzeichnen.
Nach der UBA-Kommunalbefragung 2018 soll nun ein aktualisiertes Bild der kommunalen Anpassung an den Klimawandel in Deutschland gewonnen werden. Damit soll das Wissen verbessert werden, ob sich seit 2018 die Aktivität in den Kommunen erhöht hat und wie ggf. die Rahmensetzung der Deutschen Anpassungsstrategie weiter angepasst werden könnte. Es geht darum zu klären, welche Wirkung die DAS bei den Kommunen entfaltet und welche Weiterentwicklungspotenziale sowohl in den Kommunen als auch bei der Rahmensetzung übergeordneter Ebenen gesehen werden. Das Vorhaben soll ergänzend ein Datenkonzept entwerfen, wie und welche Daten über den Stand der kommunalen Anpassung verfügbar sind und wie diese zukünftig regelmäßig genutzt und ausgewertet werden können. Das Konzept soll damit auch einen Beitrag zum Monitoring der DAS leisten. Zusätzlich sollen folgende Forschungsfragen mit 3 Modellkommunen entwickelt und erprobt werden: 1. (Fort-)Entwicklung und Erprobung der relevanten Fragestellungen der Kommunalbefragung als auch die Auswertung und exemplarische Umsetzung der Ergebnisse der Befragung und der sich daraus ergebenden Lösungsansätze. 2. Welche Hebelpunkte sind für notwendige Wandelprozesse vor allem in kleinen und mittelgroßen Kommunen die relevantesten, warum und unter welchen Voraussetzungen könnten sie am wirkungsvollsten durch welchen staatlichen Akteur eingesetzt werden? Die transdisziplinäre Zusammenarbeit soll auf Formate des Forschungsprojektes 'Peer Learning zwischen Kommunen stärken und Anpassungskapazitäten erhöhen' aufsetzen. Dazu sollen in den Modellprojekten vorbereitende bzw. sich aus der Umfrage ergebende relevante Forschungsfragen und Methodiken - z.B. hinsichtl. der Wirkung von Klimadiensten oder multifunktionalen Anpassungslösungen - weiterentwickelt und in regelmäßigen Werkstätten zusammengearbeitet werden. Die Projektergebnisse sollen in einer Abschlusskonferenz präsentiert werden.
Die Wälder der Erde haben eine grundlegende Bedeutung für die Zukunft der Menschheit. Sie bilden einen Großteil der Erdoberfläche und sind wichtiger Lebensraum der an Land lebenden Tier- und Pflanzenarten. Wälder produzieren nutzbare Stoffe, regulieren Stoff- und Wasserfüsse, die CO2-Konzentration der Atmosphäre sowie das globale und regionale Klima. Der Schutz der Wälder ist von zentraler Bedeutung für eine nachhaltige Existenz der Menschen in sicher funktionierenden Beziehungen zwischen Ökosystemen und der Umwelt. Weil Waldökosysteme auch bei forstlicher Nutzung weitgehend selbstorganisiert funktionieren, sind sie ein spannendes Gebiet der Ökosystemforschung. Die Komplexität von Waldökosystemen ist eine Herausforderung für das Umweltmanagement schlechthin. Im Prinzip zielt es darauf ab, Störungen von Strukturen und Wechselwirkungen mit der Umwelt so gering wie möglich zu halten oder deren Folgen zu therapieren. Dies ist nur möglich, wenn Ökosysteme gesamtheilich betrachtet werden. Allgemeine Ziele von Ökosystemforschung sind deshalb vertieftes Verständnis der Systeme zu entwickeln, Kritische Zustände zu erkennen sowie Möglichkeiten und Grenzen nachhaltiger Entwicklung aufzuzeigen. Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich damit, Indikatoren für den Zustand von Ökosystemen zu finden, die Dynamik ihrer Umweltbeziehungen zu beschreiben und Grenzen der Belastbarkeit zu erkennen. Ziel ist es, auf systemtheoretischer Grundlage gesamtheitliche Vorstellungen über die Entwicklung von Ökosystems zu bekommen, und ihre Anpassungsfähigkeit an Umweltveränderungen abzuschätzen. Voraussetzung dafür ist eine intensive Systembeobachtung. Datenbasis unserer Forschung an Wäldern bildet die Beobachtung eines depositionsbelasteten und stark versauerten Buchenwaldökosystems. Dementsprechend messen wir fortlaufend nicht nur die Einträge der atmosphärischen Deposition säurewirkamer Luftschadstoffe, Stoffkonzentrationen in der Bodenlösung und Stoffausträge, sondern auch andere Stressgrößen. Die Philosophie gesamtheitlich orientierterer Ökosystemforschung und ökologischer Umweltbeobachtung findet sich in verschiedenen Monitoring Programmen wieder (Schimming et al. 2010). Deshalb kooperiert das Ökologie-Zentrum in solchen Netzwerken und beteiligt sich wegen der weitgehenden Zielkonformität auch am Forstlichen Monitorings der EU. Der Beitrag besteht mit dem bereits genannten, sehr langfristig untersuchten Buchenwaldökosystem im traditionellen Untersuchungsgebiet des Ökologie-Zentrums zum Level II-Programm des ICP-Forests. Das Institut führt die Untersuchungen dort im Auftrag des Ministeriums für Landwirtschaft, Umwelt und Ländliche Räume (MLUR) durch. Seitens des Ökologie-Zentrums Institute und eines Vorgängerprojektes existieren Datenreihen, die sich nunmehr mit einer Länge von mehr als 20 Jahren über einen weitaus längeren Zeitraum erstrecken, als seit Einrichtung des Level II-Programms im Jahre 1995 vergangen ist.