Die Entwicklung der Artenzusammensetzung von Gruenlandgesellschaften und die Veraenderung der Naehrstoffgehalte im Boden bei extensiver Nutzung werden untersucht.
In der nächsten Phase der Biodiversitäts Exploratorien sollen Experimente dabei helfen die Effekte verschiedener Landnutzungskomponenten auf Ökosysteme zu ermitteln. 'Common garden' Experimente werden genutzt, um die Umweltheterogenität zu minimieren, die ansonsten interessante Effekte verschleiert. Wir planen Grasnarben, die von n = 42 Plots der Biodiversitäts Exploratorien entnommen werden, in einem 'common garden' auszubringen wo die Intensität der Mahd und der Düngung manipuliert werden soll. In den nächsten drei bis 15 Jahren werden die Veränderungen in den Pflanzen- und Bakteriengemeinschaften auf den Grasnarben verfolgt. Hierfür wird die Zusammensetzung und Diversität der Pflanzen und Bakterien (next-generation 16S rRNA gene amplicon sequencing) ermittelt. Zusätzlich werden noch 3D-Modelle der Pflanzengemeinschaften, die durch multispektrale Information ergänzt werden, erstellt (PlantEye F500, Phenospex, Heerlen, The Netherlands). Diese Modelle erlauben die Errechnung von Parametern, die ganze Pflanzengemeinschaften charakterisieren. Änderungen in den Pflanzen- und Bakteriengemeinschaften werden mit der Landnutzung der Plots in den vergangenen Jahren ins Verhältnis gesetzt. Wir erwarten, dass Gemeinschaften, die aus verschiedenen Plots stammen, aber die gleiche Landnutzung erfahren in Ihrer Zusammensetzung und Diversität konvergieren; Gemeinschaften aus den gleichen Plots, die aber unterschiedliche Landnutzung erfahren, sollten divergieren. Das Projekt nutzt das Vorwissen zu den einzelnen Plots in Bezug auf Landnutzung und Artenzusammensetzung, liefert neuartige Daten für die Biodiversitäts Exploratorien, und stellt einen unabhängigen und neuartigen Beitrag zu der Frage, wie Landnutzug Ökosysteme beeinflusst, dar.
Die Etablierung aus Samen ist ein wichtiger demographischer Prozess für die Lebensgeschichte von Pflanzen, der die Persistenz und Stabilität von Populationen und die Zusammensetzung von Pflanzengemeinschaften beeinflusst. In den letzten Jahren werden zunehmend Methoden basierend auf funktionellen Merkmalen verwendet, um zu einem mechanistischen Verständnis von Prozessen des 'community assembly' und ihrer Beziehung zu Ökosystemfunktionen zu gelangen. In den meisten Fällen basieren diese Analysen auf Merkmalen, die an adulten Pflanzen gemessen wurden, während funktionelle Merkmale von Samen und Keimlingen wenig Beachtung finden. Dieses Projekt hat daher das Vorhaben, die Merkmale von Samen und Keimlingen für eine Vielzahl von Pflanzenarten der Grasländer der Exploratorien charakterisieren. Die folgenden Ziele werden verfolgt: (1) Für die Pflanzenarten, die in den 150 experimentellen Grasland-Plots der Exploratorien vorkommen, werden morphologische und chemische Merkmale der Samen analysiert, und Merkmale der Keimung und Keimlinge werden in einem 'common garden experiment' unter standardisierten Bedingungen gemessen. (2) Die Auswirkungen von Umweltfaktoren, welche mit der Nutzungsintensität variieren, d.h. Vorkommen einer Streuauflage und Düngung, auf die Keimung und Keimlingsmerkmale werden in einem weiteren 'common garden experiment' mit einer Manipulation dieser Faktoren gemessen. Hier werden die Arten verwendet, die auch im Einsaatexperiment des neuen Grasland-Landnutzungs-Experiment ausgesät werden. (3) Die kurzfristigen Effekte der experimentellen Reduktion der Landnutzungsintensität auf die Diversität und Dichte der Diasporenbank im Oberboden werden für die Standorte des neuen Grasland-Landnutzungs-Experiment quantifiziert, um damit eine Variable des 'demographischen Speichers' beizutragen, welche ein wichtiger Aspekt ist, um Veränderungen in der Diversität und Artenzusammensetzung der Grasländer bei Landnutzungsänderung zu verstehen. (4) Schließlich werden die funktionellen Merkmale der Samen und Keimlinge in Kombination mit anderen Daten aus den Exploratorien genutzt, um zu überprüfen, in welchem Bezug das Vorkommen und die Abundanz von Pflanzenarten in Grasländer unterschiedlicher Landnutzungsintensität zu den Merkmalen der Samen und Keimlinge steht, um zu testen, welche Rolle die funktionellen Merkmale der Samen und Keimlinge bei einer Reduktion der Landnutzungsintensität und zusätzlicher Einsaat spielen, und welche Zusammenhänge zwischen der Diversität der funktionellen Merkmale der Samen und Keimlinge und der Merkmals-Diversität adulter Pflanzen besteht. Damit wird das Projekt dazu beitragen, merkmalsbasierte ökologische Untersuchungen um eine demographische Perspektive zu erweitern, indem funktionelle Merkmale von Lebensstadien berücksichtigt werden, die besonders empfindlich sind und daher wichtig sein können, um Prozesse in der Veränderung von Pflanzengemeinschaften und den Erhalt der Diversität von Grasländern zu verstehen.
Biodiversität hat verschiedene wichtige Auswirkungen auf die Effizienz der Produktion und den Kreislauf von Energie und Materie in Ökosystemen. Traditionell wird sie über die Anzahl von Arten beschrieben, doch alternative Ansätze, wie die funktionelle Vielfalt in charakteristischen Merkmalen (traits), bieten eine starke quantitative Basis um die Beziehungen zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen zu untersuchen. Solche trait-basierten Ansätze sind in der Biodiversitätsforschung sehr häufig geworden. Die meisten Studien konzentrieren sich jedoch auf interspezifische Merkmalsvariationen (basierend auf der Artenzusammensetzung) und übersehen dabei, wie sich intra-spezifische Elemente der Merkmalsvariabilität (genotypisch und phänotypisch) auf die Gemeinschaftsstruktur und die daraus resultierenden Ökosystemfunktionen auswirken. In diesem Projekt wird mathematische Modellierung mit Laborexperimenten kombiniert um die relativen Auswirkungen der intra- und interspezifischen Merkmalsvariabilität auf die Gemeinschaftsstruktur und die Funktion marinen Planktons zu quantifizieren. Die Experimente werden mit natürlichen und künstlich zusammengesetzten Planktongemeinschaften unter verschiedenen Nährstoff- und Fraß-Bedingungen in kleinem (Flaschen) und großem (Mesokosmen) Maßstab durchgeführt. Parallel dazu wird ein Individuen-explizites trait-basiertes Modell entwickelt, welches die intra- und interspezifische Größendiversität auflöst und die funktionale Austauschbarkeit der zwei Stufen von Diversität quantifiziert. Dieser synergistische Ansatz erlaubt es die relevanten Mechanismen (Änderungen der Artenzusammensetzung, genotypische und phänotypische Variabilität) zu beleuchten, welche die Biodiversität und Funktion von Ökosystemen prägen.
Die abgegrenzten ABSP-Einheiten stellen im Regelfall Biotopkomplexe dar, so dass meist mehrere Entwicklungsziele zugeordnet werden. Das prioritäre Entwicklungsziel, das sich inhaltlich in der Regel nach dem höchst wert gebenden Merkmal richtet, wurde dabei an den Anfang der Aufzählung gestellt. Beispiele: Eine ABSP-Einheit beinhaltet einen Magerwiesenkomplex, in dem oligotrophe Nasswiesen mit ihrem Artenspektrum das für die Bewertung ausschlagende Merkmal darstellen. In diesem Fall steht das Entwicklungsziel "Nasswiesen" an erster Stelle und gilt somit als prioritär.
Das Wort Biotop leitet sich von den griechischen Wörtern bíos (Leben) und tópos (Raum) ab. Ein Biotop ist ein Lebensraum, in dem bestimmte Pflanzen und Tiere eine Lebensgemeinschaft bilden. Wie sich diese zusammensetzt, hängt vor allem von den Standortbedingungen ab, die für die Existenz und das Gedeihen bestimmter Organismen notwendig sind. Jedes Biotop verfügt durch typische Standort- und Strukturmerkmale über ein eigenes Potential, zu dem auch das charakteristische Artenspektrum zählt. Während sich der Begriff Biotop immer auf einen konkreten Ort bezieht, sind mit dem Biotoptyp Biotope gleichen Charakters eines abgegrenzten Naturraumes gemeint. In den letzten Jahrzehnten haben sich die Lebensbedingungen für Pflanzen und Tiere in Berlin weiter verschlechtert. Die wichtigsten Ursachen sind die Zerstörung und Zerstückelung der natürlichen Lebensräume durch Überbauung und Versiegelung sowie die Veränderung der Biotope durch Klimawandel und Schadstoffeintrag, großflächige Grundwasserabsenkung, intensive Pflege und Freizeitnutzungen. Waren früher nur die von Natur aus seltenen und in ihren Ansprüchen stark spezialisierten Arten betroffen, ist heute zunehmend ein bestandsgefährdender Rückgang von Arten zu verzeichnen, die noch in den 50er Jahren weit verbreitet waren. Da in der Natur sehr komplexe Beziehungen zwischen einzelnen Pflanzen und Tieren bestehen, ist diese Entwicklung als außerordentlich bedrohlich einzustufen. Über einen Jahrtausende währenden Entwicklungsprozess haben sich komplizierte Nahrungsketten und Lebensgemeinschaften herausgebildet, sodass durch den Verlust einer einzigen Pflanzenart im Durchschnitt 10 bis 20 Tierarten die Lebensgrundlage entzogen wird. Im Extremfall können mehrere hundert Arten betroffen sein. Deutlich wird diese Entwicklung auch bei der Betrachtung der Liste der wildwachsenden Gefäßpflanzen des Landes Berlin mit Roter Liste – Berlin.de . Fast die Hälfte (46,4 %) der dort gelisteten 1.527 Pflanzensippen wurde einer Gefährdungskategorie zugeordnet. Biotopschutz als Ergänzung zur Ausweisung von Schutzgebieten Diese Entwicklung vermochte auch die fortschreitende Ausweisung von Schutzgebieten nicht aufzuhalten. Denn, trotz einer vermeintlich größeren Zahl an Naturschutz- und Landschaftsschutzgebieten sowie sonstiger Schutzgebiete gehen immer noch wertvolle Flächen verloren. Ein wichtiges Instrument des Schutzes der am stärksten gefährdeten und seltenen Biotope, bei denen es sich meistens um naturnahe Lebensräume handelt, ist der direkte gesetzliche Biotopschutz. In Berlin sind 21 besonders schutzwürdige Lebensräume als gesetzlich geschützte Biotope benannt. Der gesetzliche Schutzstatus bedarf nicht eines förmlichen Verfahrens wie bei der Ausweisung von Schutzgebieten. Mit dem gesetzlichen Schutz sollen die geschützten Biotope vollständig und unversehrt erhalten und vor nachteiligen Veränderungen bewahrt werden. Alle Handlungen und Maßnahmen, die eine erhebliche oder nachhaltige Schädigung hervorrufen können, sind strikt verboten und haben rechtliche Konsequenzen. Ausnahmen gelten nur bei überwiegenden Gründen des Gemeinwohls oder bei Wiederherstellung ähnlicher Biotope als Ausgleich andernorts. Die Zulassung bedarf der Prüfung und Entscheidung durch die örtlich zuständige Naturschutzbehörde der Bezirke. Ein detailliertes Porträt der in Berlin gesetzlich geschützten Biotope finden Sie hier . Für den Schutz der Uferröhrichte sieht das Berliner Naturschutzgesetz (§ 29-32) darüber hinaus spezielle Regelungen vor. Auch die Europäische Gemeinschaft erkannte, wie notwendig der unmittelbare gesetzliche Schutz bestimmter Biotope ist. Viele der europaweit seltenen und gefährdeten Biotope werden im Rahmen des Programms NATURA 2000 als Lebensraumtypen gemäß der Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie direkt unter Naturschutz gestellt. Auch in Berlin finden sich einige dieser seltenen und gefährdeten Biotope. Der Schutz und die nachhaltige Nutzung der städtischen Natur und Landschaft können nur gelingen, wenn ausreichendes Wissen über deren Zustand vorhanden ist. Eine solide und aktuelle Bestandsaufnahme ist daher unverzichtbar, wenn Konzepte zur Entwicklung der Stadt im Sinne des Nachhaltigkeitsprinzips mit dem Schutz von Natur und Landschaft verbunden werden sollen. In diesem Sinne ist das Wissen über die Ausstattung und räumliche Verteilung der naturnahen und kulturbestimmten Biotope Berlins eine essenzielle Grundlage für die Stadt- und Regionalplanung, die Landschaftsplanung und für die naturverträgliche Entwicklung von Flächennutzungen wie der Forstwirtschaft. Biotoptypenkartierung Berlin Um eine aktuelle und flächendeckende Datenbasis zu schaffen, wurde in den Jahren 2003-2013 die erste Version der Biotoptypen-Karte des gesamten Stadtgebiets erarbeitet. Im Jahr 2024 erfolgte eine flächendeckende Aktualisierung der Biotoptypen-Karte, die nun vorliegt. Die Biotoptypenkartierung dokumentiert die aktuelle Verteilung und den Zustand der besonders wertvollen Biotope und ist damit eine wichtige Grundlage für die Prioritätensetzung im Naturschutz im Land Berlin. Die Biotoptypen-Karte wird über die Naturschutzaufgaben hinaus für Stadt- und Regionalplanung, Umweltanalysen, Umweltverträglichkeitsprüfungen, Berichtspflichten sowie für die Waldentwicklungsplanung eingesetzt.
The BMDV network of experts commissioned a comprehensive terrestrial biodiversity assessment of the Hamburg harbor area, enlisting local experts to conduct the surveys. This research focused on evaluating the harbor's ecological significance for both indigenous and non-native species. Surveys were conducted between 2018 and 2021. The study employed standardized methodologies for floristic mapping and habitat classification, ensuring consistency with established protocols of the Free and Hanseatic City of Hamburg and the Federal Waterways Administration (BfG). For this study, habitat type data from previous survey (1983, 2005) could be mobilised, digitised and included in analysis. Floristic mapping adhered to the city state's survey methods and metadata standards, which allowed comparisons with available data from 1975 onwards. Methodological details pertaining to the collection of zoological data are available in the accompanying publication and followed established standards for each taxonomic group (Coleoptera, Aculeata, Formicidae, Araneae, Opiliones, Culicidae). Im Rahmen des BMDV-Expertennetzwerks wurde im Auftrag der Bundesanstalt für Gewässerkunde die Bedeutung des Hamburger Hafengebiets für die terrestrische biologische Vielfalt und nicht-einheimische Lebewesen untersucht. Der Datensatz der floristischen Kartierung entspricht in Erhebungsmethode und Metadaten der floristischen Kartierung der Freien und Hansestadt Hamburg. Die Daten zu Biotopen und Vegetation entsprechen dem Hamburger Biotoptypenkatalog und liegen zusätzlich gemäß dem bundesweit angewandten Biotoptypenkatalog der Bundeswasserstraßenverwaltung vor. Im Projekt wurden zudem historische Daten zu Flora und Biotoptypen mobilisiert, digitalisiert und ausgwertet. Die Methoden zur Erhebung der zoologischen Datensätze sind der zugehörigen Publikation (Erpenbach A., Flues S., und Sundermeier, A. (2024): Biodiversität im Hamburger Hafen – Untersuchungen zur Rolle des Hamburger Hafens für die Biologische Vielfalt. Schlussbericht des Projekts Rolle des Hamburger Hafens für die Biodiversität des Schwerpunktthemas Biodiversität und Lebensraumvernetzung (SPT-201) im Themenfeld 2 des BMDV-Expertennetzwerks. Bundesanstalt für Gewässerkunde, Koblenz.) zu entnehmen.
EDELNASS fokussiert auf die stoffliche Verwertung von Aufwüchsen von wiedervernässten Moor-Grünland, welches heterogen in der Artenzusammensetzung ist und oft Bewirtschaftungseinschränkungen unterliegt (z.B. Erntezeitpunkt). Biomasse und ihre Standortparameter von 5 Moorstandorten in ganz Deutschland werden analysiert und hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit in 2 Verwertungsverfahren untersucht, getestet und bewertet: (i) Umwandlung in Bioraffinerien zu den biobasierten, hochwertigen Basischemikalien HMF und Furfural und der Optimierung der Verfahren an der Universität Hohenheim. Ebenso wird Lignin als weiteres Produkt hergestellt. Das HMF kann zur Herstellung des recyclebaren, biobasierten Hochleistungskunststoff PEF weiterverarbeitet werden, woraus die Hochschule Albstadt-Sigmaringen nachhaltige Verpackungslösungen entwickelt, (ii) Das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie stellt zusammen mit seinen Partnern Faserstoffe aus der Biomasse her und verarbeiten diese weiter zu Papieren und Fasergussformteilen. Kopplungspotentiale von Stoffströmen der Rohstofffraktionen zwischen den Verfahren untersucht, indem Zwischen- und Nebenprodukte der Verfahren in die jeweils anderen Prozesse eingespeist werden. Ziel der Untersuchungen ist es, neue Wertschöpfungsketten auf der Grundlage von Nasswiesen-Bewirtschaftung zu entwickeln, die eine produktive Nutzung von Nassgrünland mit dem Erreichen von Naturschutz- und Klimaschutzzielen verbindet. Für eine zukünftige Honorierung von Ökosystemdienstleistungen vernässter Moore werden Datengrundlagen erstellt: CO2-Bilanz der Verfahren und möglicher Produkte (inkl. bodenbürtiger Emissionen), Entwicklung von Artenvielfalt und Wasserqualität. Die Kosten von der Rohstoffbereitstellung bis zum Endprodukt werden analysiert, um geeignete Betriebsmodelle für die einzelnen Verfahren abzuleiten und beispielhaft in Moorregionen zu projektieren.
Das Südchinesische Meer ist das größte Randmeer der Erde und ausschließlich von stark besiedelten Ländern wie China, Indonesien, Philippinen oder Vietnam umgeben. Klimaänderung und menschliche Einflüsse im Einzugsgebiet des Mekong (18 geplante Stauseen zu Stromgewinnung und Intensivierung der Aquakultur) werden die Flusseinträge drastisch verändern und in der Folge die Biogeochemie der Küstengewässer. Die Geschwindigkeit und Größenordnung dieser Veränderungen lassen es wahrscheinlich erscheinen, dass das hier geplante Feldprogramm eine der wenigen Gelegenheiten sein wird, dieses Meeresgebiet zu erfassen, bevor es sich grundlegend verändert hat. Die gegenwärtige Rolle der Nährstoffeinträge des Mekong für die Produktivität des Südchinesischen Meeres soll im Vergleich zu den Nährstoffeinträgen durch den Auftrieb während des SW Monsuns untersucht werden. Ergebnisse früherer Arbeiten von uns lassen vermuten, dass die Stickstofffixierung von Cyanobakterien, die in Symbiose mit Diatomeen vorkommen, eine zentrale Rolle spielt. Zudem gibt es einzellige und koloniebildende N-Fixierer wie Trichodesmium in der Flussfahne. Die Interaktion von stickstofffixierenden Organismen, die von den Einträgen des Mekong abzuhängen scheinen, ist bislang nicht verstanden und steht im Fokus dieses Projektes. Die Nährstoffzusammensetzung in Wasser und die Aufnahme von markierten Kohlenstoff und Stickstoffverbindungen wird in der Flussfahne und im Auftriebsgebiet quantifiziert. Zudem wird auf Zellebene der Austausch von Stickstoff und Kohlenstoff zwischen Diatomeen und ihren stickstofffixierenden Symbionten mittels NanoSIMS analysiert. Zeitgleich wird die Gemeinschaft der Stickstofffixierer entlang der Flussfahne und im offenen südchinesischen Meer von amerikanischen und vietnamesischen Kollegen durch genomische, molekularbiologische und taxonomische Methoden erfasst. In der Synthesephase des Projektes soll durch die Zusammenführung aller Ergebnisse ein tiefgreifendes Verständnis des menschlichen Einflusses auf die Biogeochemie des Küstenmeeres vor Vietnam erreicht werden. Zwei Expeditionen in das Gebiet des Mekongausstroms sind bereits durch einen genehmigten Antrag des Schmidts Oceanographic Institute aus den USA abgesichert, so dass Probennahmen und Experimente an Board geplant werden können. Aufgrund des früheren, sehr erfolgreichen DFG finanzierten Vorhabens bestehen enge Kontakte zum Institute of Oceanography in Nha Trang, Vietnam, auf die hier aufgebaut wird.
Der Kilimanjaro weist zur Zeit noch einen weitgehend geschlossenen Waldgürtel auf. Durch eine stark unterschiedliche Niederschlagsverteilung einerseits und eine ausgeprägte Höhenzonierung andererseits ergibt sich eine hohe Diversität der Waldbestände im Hinblick auf Artenzusammensetzung, Schichtung und Lebensformen. Insbesondere der Bergwald des Südhanges ist in seiner Vielfalt nicht nur wegen seines Epiphyten- und Farnreichtums einzigartig in Ostafrika. Hier finden sich große Gebiete, die aufgrund ihrer Unzugänglichkeit noch unberührt sind. Somit bietet sich die einmalige Gelegenheit, diesen interessanten Lebensraum in natürlicher Ausprägung zu studieren. Dies wurde vom Antragsteller in einem vorangegangenen DFG-Projekt begonnen. Im Rahmen des hier beantragten Habilstipendiums soll dieses umfangreiche Projekt abgeschlossen werden. Erstes Ziel ist die Vervollständigung der vegetationskundlich ökologischen Bestandserfassung aller Waldtypen und ihrer Regeneration. Im Anschluss daran eine Vegetationskarte erstellt werden. Mit diesen Arbeiten wird eine wissenschaftliche Grundlage für die immer dringlicher werdenden gezielten Schutzmaßnahmen geschaffen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 649 |
| Europa | 25 |
| Kommune | 5 |
| Land | 239 |
| Schutzgebiete | 4 |
| Weitere | 19 |
| Wissenschaft | 411 |
| Zivilgesellschaft | 10 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 151 |
| Ereignis | 2 |
| Förderprogramm | 537 |
| Hochwertiger Datensatz | 6 |
| Kartendienst | 1 |
| Lehrmaterial | 1 |
| Software | 1 |
| Taxon | 6 |
| Text | 159 |
| Umweltprüfung | 3 |
| unbekannt | 97 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 195 |
| Offen | 731 |
| Unbekannt | 32 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 745 |
| Englisch | 302 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 23 |
| Bild | 31 |
| Datei | 140 |
| Dokument | 134 |
| Keine | 480 |
| Unbekannt | 19 |
| Webdienst | 12 |
| Webseite | 217 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 733 |
| Lebewesen und Lebensräume | 958 |
| Luft | 419 |
| Mensch und Umwelt | 946 |
| Wasser | 678 |
| Weitere | 918 |