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Wo ist die biologische Vielfalt in der Schweiz am grössten?

Modelle der WSL zeigen, welche Landschaften in der Schweiz besonders reich an Farn- und Blütenpflanzen sind und welche Einflussgrössen deren Artenvielfalt bestimmen. Die Arbeiten liefern Grundlagen, damit wir die biologische Vielfalt in der Schweiz besser verstehen, schützen und fördern können. Die biologische Vielfalt umfasst alle Tier- und Pflanzenarten, die genetische Vielfalt ihrer Individuen sowie die Vielfalt der Lebensräume. Die biologische Vielfalt der Schweiz ist gross: Wissenschaftler schätzen, dass es hierzulande rund 50 000 Tier- und Pflanzenarten gibt1. Die Schweiz hat sich 1992 mit der Unterzeichnung der Biodiversitätskonvention von Rio verpflichtet, diese Vielfalt zu überwachen, zu erhalten und zu fördern. Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) überwacht seit 2001 die biologische Vielfalt der Schweiz mit dem Biodiversitätsmonitoring (BDM). Da es unmöglich ist, die ganze Vielfalt zu erfassen, konzentriert sich das BDM auf Kennzahlen, die wichtige Aspekte der Vielfalt repräsentieren. Diese Kennzahlen zeigen, ob die biologische Vielfalt wächst oder schrumpft. Eine dieser Kennzahlen erfasst die Artenvielfalt an Farn- und Blütenpflanzen (Gefässpflanzen) in verschiedenen Landschaften (Koordinationsstelle Biodiversitätsmonitoring Schweiz (2006) Zustand der Biodiversität in der Schweiz. Umwelt-Zustand Nr. 0604. Bundesamt für Umwelt, Bern. ). Modelle der WSL liefern Karten der Pflanzenvielfalt in der Schweiz: Auf rund 500 Probeflächen, die regelmässig über die ganze Schweiz verteilt sind, erfasst das BDM die Artenvielfalt an Gefässpflanzen in der Landschaft. Trotz der grossen Anzahl liefern die Probeflächen nur punktuelle Informationen. Die WSL hat deshalb die Artenzahlen des BDM verwendet, um die Artenvielfalt für die gesamte Schweiz zu modellieren. Mit Hilfe dieser Modelle kann die Pflanzenvielfalt flächendeckend vorhergesagt werden.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1374: Biodiversitäts-Exploratorien; Exploratories for Long-Term and Large-Scale Biodiversity Research (Biodiversity Exploratories), Teilprojekt: Unterirdische Pflanzenmerkmale und ihr Einfluss auf die Biodiversität und Ökosystemfunktionen

Viele Prozesse, die an der Verbreitung von Pflanzenarten und der Funktion von Ökosystemen beteiligt sind, finden unter der Erde statt. Da sich jedoch die meisten Studien mit oberirdischen Pflanzenmerkmalen auseinandersetzten, wurden die unterirdischen Merkmale bislang weitestgehend ignoriert. Die Biodiversitätsforschung bedarf demnach noch großer Mengen an Wurzeldaten vieler Pflanzenarten. Deshalb möchten wir Wurzelmerkmale und Daten über Pilzendophyten für die ca. 350 Blütenpflanzen, die in den 150 experimentellen Grasslandflächen (EPs) der Biodiversitätsexploratorien vorkommen, aufnehmen. In mehreren Experimenten sollen Pflanzen dieser Arten kultiviert und Daten zu Wurzelmorphologie, Plastizität der Wurzelmorphologie (in Abhängigkeit von Düngerzugabe), Aufnahmekapazität von Stickstoff in unterschiedlicher Form sowie Infektion durch Pilzendophyten bestimmt werden. Wir möchten die so erhobenen Daten gemeinsam mit anderen Daten aus den Biodiversitätsexploratorien nutzen, um zu untersuchen, inwieweit das Auftreten und die Abundanz der betrachteten Arten durch ihre Wurzelmerkmale bestimmt werden. Dabei interessiert uns der Zusammenhang der Wurzelmerkmale mit Umweltfaktoren wie der Landnutzung und die Frage, inwieweit die unterirdische Merkmalsdiversität mit der oberidischen Merkmalsdiversität und den Ökosystemfunktionen zusammenhängt.

REFOPLAN 2022 - Ressortforschungsplan 2022, Aktualisierung der Verbreitungsdaten der Farn- und Blütenpflanzen Deutschlands

Analyse der Verbreitung von Farn- und Blütenpflanzen in Naturräumen der Südpfalz unter Einbezug standörtlicher und landschaftsgenetischer Fragestellungen

Ziel des Projektes ist die Dokumentation des aktuellen Vorkommens indigener und synanthroper Pflanzensippen im Gebiet Verbreitungskarten in 1/64 Messtischblattraster). Durch Vergleich der aktuellen Verbreitung der Pflanzensippen mit historischen Quellen (Lit., Herb., hist. Karten, Luftbild) soll der Florenwandel dargestellt werden.

Untersuchungen zur Gefährdung von Farn- und Samenpflanzen als Grundlage für den Schutz der biologischen Vielfalt und für die Umsetzung der FFH-Richtlinie

Es wird die Funktion der Koordinierung der oben genannten Forschung für den Regierungsbezirk Leipzig übernommen. Es werden Daten über Verbreitung, Standortansprüche und Bestandsveränderungen von Farn- und Samenpflanzen erhoben und ausgewertet. Belegmaterial wird im Herbarium der Universität archiviert. Wir bieten anderen Institutionen, aber auch Einzelpersonen den Service an, taxonomisch schwierige Sippen zu determinieren bzw. Belege zu revidieren.

Befallsmechanismen des hyperparasitischen Pilzes Fusarium oxysporum f.sp. orthoceras gegenüber Orobanche cumana, einem parasitischen Unkraut der Sonnenblume

Einleitung: Die Sommerwurzgewächse (Orobanchaceae) sind parasitische Blütenpflanzen, die sich über ein Kontaktorgan (Haustorium) an die Wurzel der Wirtspflanze anhaften und von ihr Wasser, Nährstoffe und Assimilate aufnehmen. Zu den Wirtspflanzen einiger Orobanche-Arten zählen auch wichtige Nutzpflanzen, wie etwa Bohnen, Sonnenblumen oder Tabak. Je nach Befallsintensität kann es zu signifikanten Ertragsminderungen oder sogar zu kompletten Ertragsverlusten kommen. Insbesondere im Mittelmeergebiet, Asien und Nordafrika steigt die Bedrohung der Nutzpflanzenproduktion durch Orobanche stetig an. Die Kontrolle von Orobanche mit Hilfe von Herbiziden ist teuer, schwierig handhabbar und nicht ausreichend effektiv. Resistenzzüchtungen der Nutzpflanzen werden aufgrund des Vorkommens verschiedenster Orobanche-Rassen (mit verschiedenen Pathogenitätsfaktoren) schnell durchbrochen. Leider fehlen bislang ausreichende Informationen zur Interaktion von Orobanche mit den jeweiligen Wirten. Anhand derartiger grundlegender Erkenntnisse könnten alternative oder verbesserte Kontrollmaßnahmen entwickelt werden. Stärkung der Resistenz der Nutzpflanzen (induzierte Resistenz) oder die Verwendung Orobanche-spezifischer Antagonisten (wie etwa des Hyperparasiten F. oxysporum f.sp. orthoceras) als biologisches Kontrollagens stellen wirksame Möglichkeiten der Kontrolle des Pathogens dar. Ziele: Als Modell zum Verständnis der Interaktion der Sommerwurz mit seinen Wirten wird die Assoziation von Orobanche cumana Wallr. und der Sonnenblume (Helianthus annuus L.) verwendet. Die Ziele des Projektes sind: - grundlegender Erkenntniszuwachs zur Interaktion von O. cumana und H. annuus. - Wirkungsweise des Hyperparasiten F. oxysporum f.sp. orthoceras auf seinen Wirt O. cumana (Biochemie, Histologie), - Auswirkung von Pflanzenstärkungsmitteln als Resistenzaktivatoren der Sonnenblume auf den Befall mit O. cumana.

Langzeituntersuchungen zum Einfluss der ungestörten Sukzession und des Mulchens auf den Pflanzenbestand und Bodeneigenschaften einer feuchten Glatthaferwiese

Wiesen auf zeitweise vernässten, sommertrockenen Böden sind meist ein Produkt jahrzehntelanger landwirtschaftlicher Nutzung. Nur selten handelt es sich bei solchen Flächen um oligotrophe Biotope, die zu den am schützenswertesten mitteleuropäischen Landschaften gehören. Dennoch können solche Wiesen auch bei mittlerem und höherem Nährstoffstatus recht artenreich sein. Ziel dieses Projektes ist es, die mittel- und langfristigen Folgen der Nutzungsaufgabe auf solchen Grünlandstandorten aufzuzeigen. In welchen Zeiträumen ist mit einschneidenden Veränderungen der botanischen Zusammensetzung und der bodenchemischen Eigenschaften zu rechnen und welche Unterschiede bestehen zwischen der ungestörten Sukzession und einmaligem Mulchen pro Jahr? Der Freilandversuch wurde im Jahr 1979 in langjährig bewirtschaftetem Grünland etabliert, das pflanzensoziologisch als Arrhenatherion elatioris feuchter Ausprägung einzuordnen ist. Der Ausgangsbestand war dominiert von Leguminosen und anderen Kräutern. Der Versuch mit vier Wiederholungen beinhaltet drei Behandlungen, die über 25 Jahre unverändert geblieben sind: ungestörte Sukzession, einmaliges Mulchen pro Jahr im Juli und extensive Wiesennutzung (= moderate mineralische Düngung, ein bis zwei Schnitte pro Jahr, Erstnutzung in der Regel in der ersten Juni-Hälfte).

Stadtbienen unter Stress? Wechselwirkungen von Urbanisierungsfaktoren auf Bienen und Bestäubung

Als ganz eigene Ökosysteme stellen Städte die Ökosystemforschung und den Schutz von Biodiversität vor eine neue Herausforderung. Urbane Lebensräume können artenreiche Gemeinschaften an z.B. Blütenpflanzen und Insektenbestäubern beherbergen, bedrohen diese sowie assoziierte Bestäubungsleistungen aber zeitgleich durch urbane Stressoren, die so in ihren ursprünglichen Lebensräumen nicht vorkommen, z.B. städtische Hitze. Theoretisch sollten Bestäubergemeinschaften mit einer hohen funktionalen Vielfalt und einer ausgewogenen Verteilung von Merkmalen widerstandsfähiger gegenüber solchen Stressfaktoren sein und somit die Bestäubungsfunktion auch dort aufrechterhalten, wo Arten verloren gehen. Es gibt jedoch nur wenige Studien über die Auswirkungen städtischer Stressfaktoren auf Bestäubergemeinschaften, Bestäubungsnetzwerke und die daraus resultierende Bestäubung. Auch ist wenig darüber bekannt, wie die lokale Bewirtschaftung von Gärten Stressoren z.B. durch die Bereitstellung von floralen Ressourcen abmildern kann. Ziel dieses Projekts ist es zu verstehen, wie Stressoren der Stadtumgebung Wildbienen, ihre Interaktionen mit Pflanzen und Bestäubungsleistungen in städtischen Gärten beeinflussen. Dabei untersuchen wir, wie funktionelle Merkmale von Bienen- und Blütenarten, Bienen-Pflanzen-Netzwerke sowie die Nahrungsversorgung von Bienen und die Bestäubung durch urbane Stressoren beeinflusst werden. Außerdem wollen wir herausfinden, wie zu erwartende negative Effekte durch eine entsprechende Gartenbewirtschaftung abgemildert werden können. Um dies zu erreichen, betrachten wir sowohl die Perspektive der Bienen als auch die der Pflanzen. Um diese Fragen zu beantworten, untersuchen wir in 30 Gärten in den Metropolregionen Berlin und München (i) die Verteilung von Merkmalen und Bienen-Pflanzen-Interaktionen empirisch und (ii) die Nahrungsversorgung von Bienenversorgung und Bestäubung von Nutzpflanzen experimentell. Zusätzlich greifen wir auf (iii) sozialwissenschaftliche Methoden zurück, um besser zu verstehen, welche Faktoren Managemententscheidungen von Gartenbesitzern bestimmen, die ihrerseits negative Auswirkungen für Wildbienen und assoziierte Ökosystemfunktionen entweder abmildern oder verschlimmern können. Dabei kombinieren wir Methoden der analytischen Chemie, Netzwerk- und Merkmalsanalyse sowie Modellierung, um das Beziehungsgefüge zwischen Biodiversität, Management und Stressoren in urbanen zu klären. Unsere Teams vereinen dabei ihre jeweilige Expertise in Umweltchemie und Stadtökologie. So können wir zu einem besseren Verständnis der grundlegenden Mechanismen beitragen, welche der Erhaltung von Biodiversität, den Interaktionen zwischen Arten und den Ökosystemfunktionen in bisher noch wenig erforschten urbanen Ökosystemen zu Grunde liegen.

Das Bodendauerbeobachtungsprogramm von Niedersachsen - Projektteil Flora und Vegetation

Das Niedersaechsische Bodendauerbeobachtungsprogramm ist fuer das Umweltmedium Boden ein Monitoringsystem zur fruehzeitigen Risikovorhersage als Grundlage fuer eine nachhaltige Daseinsvorsorge. Aufbau und Projektleitung liegen beim Niedersaechsischen Landesamt fuer Bodenforschung. In dem Projektteil Flora und Vegetation wird der Pflanzenbestand nach standardisierten Methoden ueber die Zeitachse dokumentiert, um Aussagen zum Bodenzustand und seiner Veraenderung auf der Basis der Analyse der oekologischen Zeigerfunktion des jeweiligen Artenbestandes zu ermoeglichen. In das Monitoring werden neben den Farn- und Samenpflanzen im Bereich ausgewaehlter Dauerflaechen auch Moose und Flechten einbezogen.

Schutz von Oekosystemen und Artenschutz

Ueberwachung von Naturschutzgebieten und Vorschlaege fuer den Aufbau eines Regionalsystems von Naturschutzgebieten. Insbesondere Schutz von Feucht- und Nassgebieten in Mitteleuropa, Artenschutz in der Bundesrepublik Deutschland (Farn- und Bluetenpflanzen).

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