Das Projekt B1 'Allometrie und Raumbesetzung von krautigen und holzigen Pflanzen' ist Teil des Sonderforschungsbereiches 607 Wachstum und Parasitenabwehr und befindet sich bereits in der vierten Phase des seit 1998 laufenden Forschungsprojektes. Bisher wurde im Projekt B1 die Allometrie als Resultat der pflanzeninternen Steuerung der Allokation untersucht. Auf Individuenebene wurden Allometrie und ihre Veränderung für verschiedene Baumarten in verschiedenen ontogenetischen Stadien untersucht. Auf Bestandesebene wurden die self-thinning-Linien von Yoda und Reineke für krautige bzw. holzige Pflanzenbestände analysiert. Bisherige Allometriebestimmungen erbrachten für diese Arten zwar ähnliche Größenordnung aber auch charakteristische Unterschiede, die Ausdruck spezifischer Strategien der Raumbesetzung und -ausbeutung widerspiegeln. Die bisher vereinzelten Auswertungen sollen in Phase IV in eine übergreifende Analyse (versch. Arten, ontogenetische Stadien, Konkurrenzsituationen, Störfaktoren) der Allometrie auf Pflanzen- und Bestandesebene münden.
This project aims at analysing the influence of competing national and international bureaucracies on the fragmentation of the international forest regime complex (IFRC). Its objectives are: - describing the political dimension of fragmentation of the IFRC programme- explaining the political dimension of fragmentation based on the model of bureaucratic politics- analysing the steering consequences resulting from fragmentation - trans-disciplinary design of solutions for coping with political aspects of fragmentationBuilding on the bureaucratic politics approach these objectives will be pursued by testing the linking hypothesis: Interest and influence of the bureaucracies cause a fragmented programme of the IFRC. This programme supports the goal of profitable timber production but keeps the decision about biodiversity and CO2 sequestration open hindering the effective steering by the IFRC. The project develops an analytical framework consisting of the following independent variables: competing national and competing international bureaucracies, elected politicians, national and international non-state actors and media discourses. The fragmentation of the political programme of the IFRC is the overall dependent variable. This project will analyse the influence of bureaucracies and their coalitions on fragmentation at the international level as well as in national case studies in Sweden, Poland and Germany. The other independent variables will be covered by sub-projects 2, 3 and 4. The findings will be linked to the other political and to the economic and technic-ecological sub projects in order to contribute to the multi-disciplinary description and explanation of fragmentation and its steering consequences.
Der Klimawandel während der mittelalterlichen Klimaanomalie (MCA) und der kleinen Eiszeit (LIA) führte zur Ausdehnung bzw. Verringerung der hypoxischen Bodenbedeckung in der Ostsee. Hier schlagen wir eine Modellierungsstudie vor, um Mechanismen, durch die der Klimawandel zu den beobachteten Trends geführt hat, systematisch zu analysieren und Modellergebnisse anhand von geochemischen Sedimentkerndaten zu validieren. Das Zusammenspiel zwischen physikalischen und biogeochemischen Prozessen führt zu einer komplexen Dynamik, die den Sauerstoffgehalt in der Ostsee steuert. Die Sedimente spielen eine wichtige Rolle, indem sie sowohl als Quelle als auch als Senke für Phosphat fungieren, das den wichtigsten biolimitierenden Nährstoff bildet. Es ist jedoch kaum bekannt, wie der Klimawandel während der MCA zur Ausbreitung von Hypoxie führte. Es wurden bereits verschiedene Auslöser vorgeschlagen, um die Ausbreitung der Hypoxie während der MCA zu erklären, wie z.B. eine erhöhte Produktion von Cyanobakterien unter wärmeren Bedingungen, eine erhöhte / verringerte Stratifikation aufgrund sich ändernder Niederschlagsmuster und eine sedimentäre Freisetzung von Phosphaten. Im ersten Teil des Projekts (Arbeitspaket AP1) werden wir ein modernes Ökosystemmodell verwenden, um Szenarien zu identifizieren, die den Zusammenhang zwischen Klimawandel und Hypoxie im Mittelalter erklären können. Das Modell wird durch die Implementierung eines frühen diagenetischen Moduls verbessert, das chemische Profile im Sediment vertikal auflösen kann (AP2). Für biogeochemische Reaktionen werden temperaturabhängige Ratenausdrücke implementiert. Das Sedimentmodul wird zunächst auf den aktuellen Zustand der Sedimente kalibriert (AP3). Szenarien aus AP1, die die Sauerstofftrends erfolgreich erklären können, werden anschließend in Modellläufen vom Mittelalter bis zur Gegenwart getestet (AP4). Die Simulation des Mittelalters kann durch verschiedene Sedimentproxies validiert werden, die Trends in den Redoxbedingungen des Tiefenwassers, in der Zufuhr von Metallen aus Schelfe in tiefere Becken, welche die Sequestrierung von Phosphat beeinflusst, und in der Menge an in Sedimenten erhaltenem Phosphor und organischer Substanz rekonstruieren können. Die erwarteten Ergebnisse des Projekts sind die Zuordnung der Ausbreitung von Hypoxie während der MCA zu einem Mechanismus und ein verbessertes Verständnis der Rolle der benthischen Dynamik, die die Eutrophierung als Reaktion auf den Klimawandel beeinflusst.
Der Umgang mit Nichtlinearitäten und die Frage des Upscaling stellen eine der größten Herausforderungen für technische und umweltrelevante Anwendungen im Gebiet der Strömungs- und Transportphänomene in porösen Medien dar. Eine Vielzahl hierarchischer (räumlicher und zeitlicher) Skalen können in porösen Medien identifiziert werden, die im Allgemeinen mit deren Heterogenitätsstrukturen zusammenhängen. Strömungs- und Transportphänomene können von gekoppelten Mechanismen verursacht oder beeinflusst werden, die von einem nichtlinearen Zusammenspiel von physikalischen, (geo-)chemischen und/oder biologischen Prozessen herrühren. Um Probleme auf diesem Feld sinnvoll angehen zu können, ist eine interdisziplinäre Umgebung unerlässlich. Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeichnen sich in den unterschiedlichsten Arbeitsgebieten aus: angewandte Mathematik, Umwelt- und Bauingenieurwesen, Geowissenschaften und Erdölingenieurwissenschaften. Die gemeinsamen niederländisch-deutschen Forschungsprojekte werden an der TU Delft, der TU Eindhoven, der Universität Utrecht und der Universität Stuttgart durchgeführt. Grundlagenforschung, so wie etwa die Anwendung stochastischer Modelle und die Entwicklung effizienter numerischer Methoden, soll mit angewandter Forschung auf Feldern wie der Optimierung von Brennstoffzellen, Sequestrierung von CO2 oder der Vorhersage von Hangrutschungen verbunden werden. Als mögliche weiterführende Themen werden auch Anwendungen in der Papierherstellung oder der Biomechanik angestrebt. Ein zentraler Aspekt des Internationalen Graduiertenkollegs ist ein Lehrprogramm, das die Unterstützung von Lehre und Forschung von jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zum Ziel hat. Dies soll erreicht werden, indem anspruchsvolle Kurse angeboten werden, die typischerweise die Fragestellungen der jungen Wissenschaftler abdecken. Außerdem soll alle vier Wochen via Videokonferenz ein Graduiertenseminar zur Diskussion von Forschungsergebnissen stattfinden. Es soll weiterhin ein Austauschprogramm geben, das Doktorandinnen und Doktoranden erlaubt, sechs bis neun Monate im Partnerland zu verbringen. Das somit entstehende internationale und interdisziplinäre Umfeld wird es Doktorandinnen und Doktoranden ermöglichen, effizient Spitzenforschung auf dem Feld der Nichtlinearitäten und des Upscaling im Untergrund durchzuführen.
It is well established that reduced supply of fresh organic matter, interactions of organic matter with mineral phases and spatial inaccessibility affect C stocks in subsoils. However, quantitative information required for a better understanding of the contribution of each of the different processes to C sequestration in subsoils and for improvements of subsoil C models is scarce. The same is true for the main controlling factors of the decomposition rates of soil organic matter in subsoils. Moreover, information on spatial variabilities of different properties in the subsoil is rare. The few studies available which couple near and middle infrared spectroscopy (NIRS/MIRS) with geostatistical approaches indicate a potential for the creation of spatial maps which may show hot spots with increased biological activities in the soil profile and their effects on the distribution of C contents. Objectives are (i) to determine the mean residence time of subsoil C in different fractions by applying fractionation procedures in combination with 14C measurements; (ii) to study the effects of water content, input of 13C-labelled roots and dissolved organic matter and spatial inaccessibility on C turnover in an automatic microcosm system; (iii) to determine general soil properties and soil biological and chemical characteristics using NIRS and MIRS, and (iv) to extrapolate the measured and estimated soil properties to the vertical profiles by using different spatial interpolation techniques. For the NIRS/MIRS applications, sample pretreatment (air-dried vs. freeze-dried samples) and calibration procedures (a modified partial least square (MPLS) approach vs. a genetic algorithm coupled with MPLS or PLS) will be optimized. We hypothesize that the combined application of chemical fractionation in combination with 14C measurements and the results of the incubation experiments will give the pool sizes of passive, intermediate, labile and very labile C and N and the mean residence times of labile and very labile C and N. These results will make it possible to initialize the new quantitative model to be developed by subproject PC. Additionally, we hypothesize that the sample pretreatment 'freeze-drying' will be more useful for the estimation of soil biological characteristics than air-drying. The GA-MPLS and GA-PLS approaches are expected to give better estimates of the soil characteristics than the MPLS and PLS approaches. The spatial maps for the different subsoil characteristics in combination with the spatial maps of temperature and water contents will presumably enable us to explain the spatial heterogeneity of C contents.
Soil organic matter (SOM) controls large part of the processes occurring at biogeochemical interfaces in soil and may contribute to sequestration of organic chemicals. Our central hypothesis is that sequestration of organic chemicals is driven by physicochemical SOM matrix aging. The underlying processes are the formation and disruption of intermolecular bridges of water molecules (WAMB) and of multivalent cations (CAB) between individual SOM segments or between SOM and minerals in close interaction with hydration and dehydration mechanisms. Understanding the role of these mediated interactions will shed new light on the processes controlling functioning and dynamics of biogeochemical interfaces (BGI). We will assess mobility of SOM structural elements and sorbed organic chemicals via advanced solid state NMR techniques and desorption kinetics and combine these with 1H-NMR-Relaxometry and advanced methods of thermal analysis including DSC, TGADSC- MS and AFM-nanothermal analysis. Via controlled heating/cooling cycles, moistening/drying cycles and targeted modification of SOM, reconstruction of our model hypotheses by computational chemistry (collaboration Gerzabek) and participation at two larger joint experiments within the SPP, we will establish the relation between SOM sequestration potential, SOM structural characteristics, hydration-dehydration mechanisms, biological activity and biogechemical functioning. This will link processes operative on the molecular scale to phenomena on higher scales.
The objective of CEFES is to perform a focused assessment and evaluation of data in EU forest monitoring networks to provide policy relevant information on: - The interactive effects of climate change with air quality change (nitrogen (N) deposition and ozone (O3) exposure) on European forest ecosystems and their services (wood production, C sequestration, biodiversity and the protective functions of forests in view of an adequate soil and water quality). - The way in which adaptive and sustainable forest management strategies can be used to mitigate climate and air quality change effects on forest structures and functions and keep forests sustainable in the long-term. The evaluations will be based on available data from forest monitoring systems at the European scale (mainly available data at ICP forests Level II and Level I plots with additional data derived in the LIFE+ FUTMON project) in combination with available databases on air quality and meteorology, and key data assessed in CEFES itself. More specifically, the objectives are to evaluate the above mentioned datasets and to assess the climate (precipitation, temperature) and air quality (N and acid deposition, O3) pressures and their effects on: - the protective functions of soil and water resources in terms of changes in (i) hydrological budgets and ground water recharge and (ii) soil acidification and N leaching to ground water and surface water; - forest growth, carbon (C) sequestration and the related CO2 exchange; - tree species diversity and ground vegetation, in terms of its nature conservation value; - forest ecosystem health, phenology and regeneration potential. Building on to these evaluations, CEFES aims to identify regionally specific adaptive management strategies in order to mitigate the impact of climate change on forest structures and functions. Considering the LIFE+ objectives, the project aims to contribute specifically to monitoring and evaluation of environmental policy and legislation by: - Evaluation of climate change scenarios, as described by the IPCC scenarios, and air quality change scenarios, as determined by policies related to (i) the Air Quality Framework Directive and related Daughter Directives of the EU and (ii) the UNECE Convention on Long-range Transboundary Air Pollution. - Provision of policy relevant information on effects of climate change in relation to air quality change on forest ecosystems in Europe and giving recommendations for adaptation measures at the forest management level. - Provision of data that contributes to the reporting needs (specifically as defined in the criteria and indicators of the Ministerial Conferences of Protection of Forest Ecosystems, MCPFE) and obligations at national and European level.
SULAMA is a participatory research project to support sustainable land management on the Mahafaly Plateau in south-western Madagascar. The focus of the first project-phase is set on the investigation of the present land-management to deduce the interdependencies and interactions between the local population and the ecosystematic conditions. Results of the first phase are used for stakeholder-based solutions to replace non-sustainable practices under the scenario of a growing human population, climate change, and prospective land transformation programs. In this project the Institute for World Forestry analyses the composition of the forest, the utilization of timber and non-wood goods and services (NWGS), and carbon stock changes in order to quantify the impact on the forest to provide ecosystem services and functions. In addition the potential of natural regeneration or enrichment planting in degraded or formerly forested sites will be assessed. For this purpose forest ecosystem indicator species are identified and changes in biomass over time are monitored. Thus, options for sustainable timber production and use of NWGS, carbon sequestration taking into account possible benefits from marketable CO2 certificates and the feasibility of enrichment plantings are derived. Together with local stakeholders tree nursieries will be developed and implemented. This is supported by the analyses of the forest and land-use development over time for different future climate change scenarios, facilitating the calculation of opportunity costs for the usage of wood and NWGS and the demonstration of alternative options for sustainable land-use management.
Viele technische sowie umweltrelevante Anwendung der Mehrphasenmodellierung in Porösen Medien (CO2 Speicherung, erweiterte Ölförderung oder die Beseitigung gefährlicher Stoffe aus dem Grundwasser) erfordern rechenintensive Simulationen auf großen Gebieten und über eine lange Zeitspanne. Meistens treten komplizierte Transportprozesse jedoch nur in kleinen Teilgebieten auf. Hier lässt sich die Qualität der Simulation durch verfeinerte Gitterauflösung und eine detailliertere physikalische Prozessbeschreibung verbessern. Außerhalb ist es im Hinblick auf die Rechenleistung dennoch ratsam, auf groben Gittern und mit einfachen physikalischen Modellen zu rechnen. Daher scheinen flexible und dadurch effiziente Modellierungsstrategien angeraten zu sein. Bei Mehrphysik-Ansätzen werden lokal unterschiedlich detaillierte Modellkonzepte angewandt, um die vorliegenden physikalischen Prozesse korrekt aber möglichst einfach abbilden zu können. Basierend auf dem Ansatz von J. Fritz wurde das Entkoppelte System um Kapillarkräfte und mit einem Dreiphasenansatz erweitert, und somit die Modellkomplexität weiter verfeinert. Zusätzlich wird das Gitter angepasst, um besonders interessante Teilgebiete besser auflösen zu können und um lokale Strömungen wie beispielsweise Infiltrationsfronten modellieren zu können. Die Flüsse an den durch Verfeinerung entstandenen 'hängenden Knoten' werden durch eine Mehrpunktflussapproximation realisiert, um Fehler durch unterschiedliche Gitterauflösungen zu vermeiden.
The primary goal of this research is to develop our understanding of a particular class of air pollutants known as persistent semi-volatile pollutants. The project brings together field observations of concentrations of semi-volatile pollutants with computer models that describe sources of the pollutants, their transfer between air and the surface, and their ultimate removal from the environment by chemical destruction or sequestration. It is anticipated that the computer models developed in the project will allow source areas for these pollutants to be identified, and will help to define the relative importance of local and distant sources to total concentrations observed in Swiss air. This information will support targeted efforts to reduce emission sources to improve environmental quality and avoid potential impacts from new pollutants of this class. Background and expected impacts of the project Semi-volatile pollutants are a class of air pollutants that can move back and forth between the air and the ground. They enter the environment from many sources, including industrial lubricants and solvents, consumer products such as flame retardants used in furniture and electronics, insecticides and pesticides used in farming, and combustion processes such as engines in cars and trucks. Semi-volatile pollutants that resist breaking down in the environment can be especially problematic because they can accumulate in the tissues of animals and people and may reach levels that are cause for health concerns. All of the 12 'dirty dozen' Persistent Organic Pollutants (POPs) that are banned under the Stockholm Convention are persistent semi-volatile organic pollutants. Semi-volatile pollutants can undergo several cycles of evaporation from surfaces or water bodies and re-deposition in another location. This ability to 'hop' between the earth's surface and the air allows semi-volatile pollutants to be transported over long distances and to accumulate in areas that are far from cities, industrial areas and farming regions that are the source areas of the chemicals. In this research project, we will work with collaborators in England to measure concentrations of semi-volatile pollutants in air over several consecutive days. The variability in concentrations over a 24 hour period provides clues to the important sources of the pollutants and to exchange processes between air, soil, vegetation and urban surfaces. Data from these monitoring programs will be interpreted using computer models that consider local temperature and weather conditions and properties of the pollutants themselves. It is anticipated that the data gathered from this project will help to improve these models, which can also be applied to predict future concentrations, and to identify new pollutants that may pose future risks to environmental health.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 42 |
| Europa | 3 |
| Land | 1 |
| Wissenschaft | 23 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 42 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 42 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 8 |
| Englisch | 40 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 26 |
| Webseite | 16 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 39 |
| Lebewesen und Lebensräume | 41 |
| Luft | 34 |
| Mensch und Umwelt | 42 |
| Wasser | 38 |
| Weitere | 42 |