Phosphorus (P) is an essential nutrient for living organisms. Whereas agriculture avoids P-limitation of primary production through continuous application of P fertilizers, forest ecosystems have developed highly efficient strategies to adapt to low P supply. A main hypothesis of the SPP 1685 is that P depletion of soils drives forest ecosystems from P acquiring system (efficient mobilization of P from the mineral phase) to P recycling systems (highly efficient cycling of P). Regarding P fluxes in soils and from soil to streamwater, this leads to the assumption that recycling systems may have developed strategies to minimize P losses. Further, not only the quantity but also the chemistry (P forms) of transported or accumulated P will differ between the ecosystems. In our project, we will therefore experimentally test the relevance of the two contrasting hypothetical nutritional strategies for P transport processes through the soil and into streamwater. As transport processes will occur especially during heavy rainfall events, when preferential flow pathways (PFPs) are connected, we will focus on identifying those subsurface transport paths. The chemical P fractionation in PFPs will be analyzed to draw conclusions on P accumulation and transport mechanism in soils differing in their availability of mineral bound P (SPP core sites). The second approach is an intensive streamwater monitoring to detect P losses from soil to water. The understanding of P transport processes and P fluxes at small catchment scale is fundamental for estimating the P exports of forest soils into streams. With a hydrological model we will simulate soil water fluxes and estimate P export fluxes for the different ecosystems based on these simulations.
Der Western Boundary Undercurrent (WBUC) ist eine kritische Komponente der globalen Umwälzzirkulation und wird durch Tiefenwasserbildung in der Grönland-, Labrador-, Island- und Norwegischen See angetrieben. Seismische Profile der Eirik Drift weisen auf eine hohe Variabilität der Geschwindigkeiten und Strömungspfade des WBUC seit dem frühen Miozän hin und geben Hinweise auf das Gebiet der Tiefenwasserbildung vom Miozän bis heute. Wir beabsichtigen die Mechanismen, welche in der Verschiebung der Gebiete der Tiefenwasserbildung und der Verschiebung der Strömungspfade des WBUC involviert sind, zu identifizieren. Korngrößen sind für ODP Leg 105 und die IODP Expedition 303 Sites U2305-2307 in der Eirik Drift verfügbar (iodp.tamu.edu). Die Unterscheidung in Ton (kleiner als 0.004 mm), Schlamm (0.004-0.063 mm) und Sand (mehr als 0.063 mm) ist ausreichend um Geschwindigkeiten des WBUC für verschiedene Zeitscheiben abzuleiten. Dreidimensionale Geschwindigkeiten und Sedimenttransporte werden mit dem Regional Ocean Modelling System (ROMS) simuliert. ROMS wird auf den Nordatlantik regionalisiert werden und dabei detaillierte Informationen über Gebiete der Tiefenwasserbildung und Ozeanzirkulation liefern. Seismische Profile aus der Eirik Drift (Uenzelmann-Neben (2013)) stellen Horizonttiefen, Schichtdicken und Position und Orientierung von Depozentren zur Verfügung. Diese sind in Kombination mit Korngrößen eine Validierungsmöglichkeit für den in ROMS modellierten Sedimenttransport. Durch den numerischen Ansatz ist es möglich, Prozesse hervorzuheben oder zu vernachlässigen. Hierdurch können Sensitivitätsstudien bezüglich des Einflusses sich verändernden Klimas und tektonischer Zustände auf die tiefe Ozeanzirkulation und den Sedimenttransport durchgeführt werden. Müller-Michaelis und Uenzelmann-Neben (2014) führten Variabilität im Sedimenttransport in der Eirik Drift auf Veränderungen in der Stärke und des Strömungspfades des WBUC zurück, welche durch unterschiedliche Gebiete der Tiefenwasserbildung hervorgerufen wurden. Diese Hypothese kann mit dem regionalen Model getestet werden und die klimatologischen Ursachen für die Veränderung der Gebiete der Tiefenwasserbildung können identifiziert werden. Der Strömungspfad des WBUC ist zusätzlich durch tektonische Veränderungen beeinflusst, z.B. die Subsidenz des Grönland-Schottland-Rückens oder der Schließung des Zentralamerikanischen Durchflusses. Der Einfluss tektonischer Veränderungen auf die Stärke und Strömungspfade des WBUC als auch auf Sedimentationsraten und Korngrößen wird in diesem Projekt betrachtet. Wir werden daher eine Verbindung zwischen Sedimentationsraten und Korngrößen, wie sie in den Bohrkernen von Sites 646 und U1305-1307 gemessen wurden, und klimatologisch und tektonisch hervorgerufener Änderungen der Geschwindigkeiten und Strömungspfade des WBUC herstellen.
Die markierten Standorte sind Schwerpunkte des Sedimenttransportes und der Bodenakkumulation bei Erosionsereignissen infolge von Starkniederschlägen. Übertrittsstellen befinden sich vor allem an Gewässern, Biotopen, baulichen Anlagen etc. Akkumulationsflächen sind häufig am Ende von Abflussbahnen lokaliosiert. Die Übertrittsstellen und Akkumulationsflächen wurden aktenkundig aufgenommen. Orientierende Untersuchungen wurden durchgeführt, um geeignete Maßnahmen zur Gefahrenabwehr, zur Schadensminimierung und Verhinderung vorzuschlagen. Diese Informationen dienen als Grundlage für die Umsetzung von Erosionsschutzmaßnahmen zur Gefahrenabwehr und zur Vermittlung von Vorsorgepflichten zur Vermeidung von Bodenerosionen auf landwirtschaftlich genutzten Flächen.
Der hier vorliegende Sedimentbilanzindex geht auf das von Möller et al. (2008) beschriebene Ableitungsverfahren zurück und ist eine Weiterentwicklung der von BÖHNER & SELIGE (2006) beschriebenen Methode. Grundlage hierfür ist die Kombination verschiedener Reliefparameter, wobei Parameter des Bodens (Bodenart), der Niederschläge oder der Landbedeckung in der Anwendung unberücksichtigt bleiben. Die Berechnung geht vom Grundgedanken des LS-Faktors des USLE (WISCHMEIER & SMITH (1978)) aus. Die Hangneigung wird über ein Äquivalent des Sedimenttransportindex (STIS) integriert. Die Hanglänge fließt über Exponentenwerte für flache Hänge ein (SCHWERTMANN et al. (1990)). Der Sedimentbilanzindex beschreibt somit ein relatives Potential des Reliefs zum Abtrag (Index -4 bis <1) bzw. zur Akkumulation (Index >1 bis 4,5) von Bodenmaterial. Weiterentwicklungen werden bei MÖLLER et al. (2008) beschrieben. MÖLLER, M., VOLK, M., FRIEDRICH, K. & LYMBURNER, L. (2008): Placing soil-genesis and transport processes into a landscape context: A multiscale terrain-analysis approach. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 171 (3), 419-430. BOEHNER, J. & SELIGE, T. (2006): Spatial Prediction of Soil Attributes Using Terrain Analysis and Climate Regionalisation. In: Boehner, J., McCloy, K.R., Strobl, J.: SAGA - Analysis and Modelling Applications, Goettinger Geographische Abhandlungen, Vol.115, p.13-27. SCHWERTMANN, U., VOGL, W. & KAINZ, M. (1990): Bodenabtrag durch Wasser – Vorhersage des Abtrags und Bewertung von Gegenmaßnahmen. – 2. Aufl.: Stuttgart, 64 pp. WISCHMEIER, W.H. & SMITH, D.D. (1978): Predicting rainfall erosion losses – A guide to conversation planning. – Agriculture Handbook No. 537: US Department of Agriculture, Washington DC.
The area of the Blexer Bogen (Weser estuary) is characterized by the accumulation of fine sediments. The driving forcing parameters are further investigated and available modelling tools improved. Moreover, reliable validation data will be acquired.
Methane emissions from inland water bodies are of growing global concern since surveys revealed high emissions from tropical reservoirs and recent studies showed the potential of temperate water bodies. First preliminary studies at the River Saar measured fluxes that exceed estimates used in global budgets by one order of magnitude. In this project we will investigate the fluxes and pathways of methane from the sediment to the surface water and atmosphere at the River Saar. In a process-based approach we will indentify and quantify the relevant environmental conditions controlling the potential accumulation of dissolved methane in the water body and its release to the atmosphere. Field measurements, complemented by laboratory experiments and numerical simulations, will be conducted on spatial scales ranging from the river-basin to individual bubbles. We will further quantify the impact of dissolved methane and bubble fluxes on water quality in terms of dissolved oxygen. Special emphasize will be put on the process of bubble-turbation, i.e. bubble-mediated sediment-water fluxes. The project aims at serving as a reference study for assessing methane emissions from anthropogenically altered river systems.
Barley (Hordeum vulgare) is an important cereal grain which serves as major animal fodder crop as well as basis for malt beverages or staple food. Currently barley is ranked fourth in terms of quantity of cereal crops produced worldwide. In times of a constantly growing world population in conjunction with an unforeseeable climate change and groundwater depletion, the accumulation of knowledge concerning cereal growth and rate of yield gain is important. The Nordic Genetic Resource Center holds a major collection of barley mutants produced by irradiation or chemical treatment. One phenotypic group of barley varieties are dwarf mutants (erectoides, brachytic, semidwarf, uzu). They are characterized by a compact spike and high rate of yield while the straw is short and stiff, enhancing the lodging resistance of the plant. Obviously they are of applied interest, but they are also of scientific interest as virtually nothing is known about the genes behind the development of plant dwarfism. The aim of this project is to identify and isolate the genes carrying the mutations by using state of the art techniques for gene cloning at the Carlsberg Laboratory. The identified genes will be connected with the mutant phenotype to reveal the gene function in general. One or two genes will be overexpressed and the resulting recombinant proteins will be biochemically and structurally characterized. The insights how the mutation effects the protein will display the protein function in particular. Identified genes and their mutant alleles will be tested in the barley breeding program of the Carlsberg brewery.
Wirkung von Schwermetallen auf die Entwicklung von Algen. Akkumulation in der Algenzelle.
Folgende Arbeiten werden im Institut fuer Chemie (ICH) fortgefuehrt: Fortsetzung der Entwicklung standardisierter Bestimmungsmethoden fuer toxische Metalle (Cd, Pb, Hg, As, Cu, Se, Zn, Ni) in Wasser, Boeden, Nahrungsmitteln, tierischen und menschlichen Organen und Koerperfluessigkeiten im Rahmen internationaler Programme (Cd-Programm, FAO/UN IUPAC). Aufnahme von Untersuchungen und Modellstudien ueber Verteilung, Fluss und Akkumulation toxischer Metalle in ausgewaehlten Umweltmatrices und Biomen. Fortsetzung der Entwicklung simultaner und automatisierter Bestimmungsmethoden fuer toxische Metalle und gaengige Luftverunreinigungen (CO, CO2, SO2, NOx, NH3, H2S, CmHN) fuer die Umweltueberwachung im Rahmen des Programmes der BMFT-Projektgruppe 'Umweltchemikalien und Biozide', sowie fuer die Hoechstmengenverordnung. Fortsetzung der Untersuchungen ueber Gehalt und Verteilung von Anabolika und Oestrogen in Tierfutter, Gewebe und Koerperfluessigkeiten von Schlachtvieh von Pharmazeutika.
Salinity reduces the productivity of cucumber (Cucumis sativus L.) through osmotic and ionic effects. For given atmospheric conditions we hypothesize the existence of an optimal canopy structure at which water use efficiency is maximal and salt accumulation per unit of dry matter production is minimal. This canopy structure optimum can be predicted by integrating physiological processes over the canopy using a functional-structural plant model (FSPM). This model needs to represent the influence of osmotic stress on plant morphology and stomatal conductance, the accumulation of toxic ions and their dynamics in the different compartments of the system, and their toxic effects in the leaf. Experiments will be conducted to parameterize an extended cucumber FSPM. In in-silico experiments with the FSPM we attempt to identify which canopy structure could lead to maximum long-term water use efficiency with minimum ionic stress. The results from in-silico experiments will be evaluated by comparing different canopy structures in greenhouses. Finally, the FSPM will be used to investigate to which extent the improvement of individual mechanisms of salt tolerance like reduced sensitivity of stomatal conductance or leaf expansion can contribute to whole-plant salt tolerance.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 684 |
| Kommune | 2 |
| Land | 33 |
| Wissenschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 2 |
| Förderprogramm | 670 |
| Text | 18 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 21 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 19 |
| offen | 688 |
| unbekannt | 5 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 597 |
| Englisch | 186 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 2 |
| Dokument | 15 |
| Keine | 439 |
| Webdienst | 7 |
| Webseite | 257 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 551 |
| Lebewesen und Lebensräume | 608 |
| Luft | 438 |
| Mensch und Umwelt | 712 |
| Wasser | 483 |
| Weitere | 694 |