Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) mit ihren Bereichen Bank für Umweltproben und Bank für Humanproben ist eine Daueraufgabe des Bundes unter der Gesamtverantwortung des Bundesumweltministeriums sowie der administrativen und fachlichen Koordinierung des Umweltbundesamtes. Es werden für die Bank für Umweltproben regelmäßig Tier- und Pflanzenproben aus repräsentativen Ökosystemen (marin, limnisch und terrestrisch) Deutschlands und darüber hinaus für die Bank für Humanproben im Rahmen einer Echtzeitanalyse Blut-, Urin-, Speichel- und Haarproben studentischer Kollektive gewonnen. Vor ihrer Einlagerung werden die Proben auf eine Vielzahl an umweltrelevanten Stoffen und Verbindungen (z.B. Schwermetalle, CKW und PAH) analysiert. Der eigentliche Wert der Umweltprobenbank besteht jedoch in der Archivierung der Proben. Sie werden chemisch veränderungsfrei (über Flüssigstickstoff) gelagert und somit können auch rückblickend Stoffe untersucht werden, die zum Zeitpunkt ihrer Einwirkung noch nicht bekannt oder analysierbar waren oder für nicht bedeutsam gehalten wurden. Alle im Betrieb der Umweltprobenbank anfallenden Daten und Informationen werden mit einem Datenbankmanagementsystem verwaltet und aufbereitet. Hierbei handelt es sich insbesondere um die biometrischen und analytischen Daten, das Schlüsselsystem der UPB, die Probenahmepläne, die Standardarbeitsanweisungen (SOP) zu Probenahme, Transport, Aufbereitung, Lagerung und Analytik und die Lagerbestandsdaten. Mit einem Geo-Informationssystem werden die Karten der Probenahmegebiete erstellt, mit denen perspektivisch eine Verknüpfung der analytischen Ergebnisse mit den biometrischen Daten sowie weiteren geoökologischen Daten (z.B. Daten der Flächennutzung, der Bodenökologie, der Klimatologie) erfolgen soll. Ausführliche Informationen und eine umfassende Datenrecherche sind unter www.umweltprobenbank.de abrufbar.
Reflexions-Infrarotspektroskopie im nahen (NIRS) und mittleren Infrarotbereich (MIRS) weist ein hohes Potential zur Bestimmung bodenchemischer und -biologischer Charakteristika auf, aber hinsichtlich der Vorhersagegenauigkeit und des Verständnisses der zugrundeliegenden Beziehungen herrscht noch Forschungsbedarf. Projektziele sind: (i) Die Genauigkeit von NIRS und MIRS, den Gehalt an organischem C und N und die Zusammensetzung der organischen Bodensubstanz vorherzusagen, soll optimiert werden. Hierbei wird die Population nach Bodentyp, Textur und mineralogischer Zusammensetzung klassifiziert. Teilproben werden chemisch oder thermisch oxidiert und ein modifiziertes PLS-Verfahren, ein genetischer Algorithmus, wird getestet. (ii) Allgemeine Beziehungen zwischen den Mengen an labilem, intermediärem und passivem C und N (zu erhalten aus Inkubationsexperimenten und Na2S2O8-Behandlungen) und den bedeutsamen Wellenlängen der NIRS- und MIRS-Kreuzvalidierungen sollen aus Spektren, die vor und nach den Inkubationen aufgenommen wurden, abgeleitet werden. (iii) Es soll die Vorhersagegüte von Bodenkonstituenten mittels NIRS und MIRS für offene Populationen ermittelt werden.
Forschungskonsortium untersucht biologische Vielfalt in Deutschlands Böden In Böden befinden sich 60 Prozent der gesamten Artenvielfalt der Erde. Bodenorganismen sorgen für fruchtbare Böden und sauberes Trinkwasser, bauen Humus auf und Schadstoffe ab. Und dennoch: Wie es tatsächlich um Bodenlebewesen in Deutschland steht, ist oft unbekannt. Um diese Lücke zu schließen, startet das Umweltbundesamt (UBA) mit der Fraunhofer-Gesellschaft und zehn weiteren Institutionen ein langfristiges Forschungsprogramm zur biologischen Vielfalt in Deutschlands Böden und welche Leistungen sie erbringt. Das Programm wird gefördert mit Mitteln aus dem Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz (ANK) des Bundesumweltministeriums (BMUKN). Bundesumweltminister Carsten Schneider: „Die große Artenvielfalt macht den Boden zu dem, was er ist: eine existentielle Lebensgrundlage für uns Menschen und unsere Umwelt. Gesunde und lebendige Böden sind echte Allrounder: Sie sind nicht nur die Grundlage für unsere Nahrung, sie dienen auch als Wasserspeicher, selbst bei extremer Trockenheit oder Überschwemmungen, und speichern zudem viel Kohlenstoff, was gegen den Klimawandel hilft.“ UBA -Präsident Dirk Messner: „Bodenorganismen helfen uns, die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern und die Fruchtbarkeit der Böden zu erhöhen. Das ist eine unbezahlbare Leistung, wenn man bedenkt, dass 90 Prozent unserer Nahrungsmittel auf Böden angebaut werden. Umso schädlicher sind Schadstoffeinträge, Bodenausbeutung, Dürren und Bodenerosion, denn sie setzen der Bodenbiodiversität stark zu und gehen mit Bodenverlust einher.“ Bisher blieb die Welt der Bodenorganismen oft verborgen, obwohl sie für den Menschen essentiell ist. Der Wert der Bodenbiodiversität wurde lange unterschätzt, obgleich sie überhaupt erst das Funktionieren unserer Ökosysteme sicherstellt. Ist der Boden gesund, sind Bodentiere und Mikroorganismen aktiv. Sie steuern Nährstoffkreisläufe, speichern Kohlenstoff in Böden, durchmischen die Bodenschichten und helfen dabei, Regenwasser zu speichern. Hier sind „Ökosystemingenieure“ wie zum Beispiel Regenwürmer am Werk. Aber auch Insekten, die wir sonst oberhalb der Böden wahrnehmen, sind auf gesunde Böden angewiesen. So nistet ein Großteil der für die Bestäubung wichtigen Wildbienenarten in Böden. Doch zahlreiche schädliche Einwirkungen wie Bodenbelastungen, nicht nachhaltige Bodennutzung und der Klimawandel setzen der Bodenbiodiversität zu. Um die Folgen besser verstehen und ihnen entgegenwirken zu können, wird in dem Forschungsprojekt nun die typische Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften in den Böden Deutschlands erforscht. Ziel der „Basiserfassung Bodenbiodiversität“ – kurz: BioDive4Soil, die im Rahmen des Aktionsprogramms Natürlicher Klimaschutz (ANK) umgesetzt wird, ist es, den guten biologischen Bodenzustand zu definieren und folgenreiche Abweichungen zu erkennen. Zusammen mit der Erhebung von Daten zu Regenwürmern, Springschwänzen, Milben, Nematoden, Pilzen und Bakterien werden auch Einflussfaktoren erfasst. Denn im Gegensatz zu den umfangreichen Kenntnissen z. B. über Gewässerökosysteme, fehlen Informationen zur Bewertung des biologischen Bodenzustands und seinen Veränderungen über die Zeit bisher gänzlich. „Die gemeinsame Projektarbeit in BioDive4Soil in den nächsten Jahren ist eine einmalige Chance, systematisch und übergreifend die biologische Vielfalt in den Böden zu untersuchen“, sagt Prof. Christoph Schäfers vom Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie. „Die Ergebnisse werden entscheidende Antworten auf die dringende Frage liefern, wie die Biodiversität in Böden besser geschützt und ihre Leistungen für den Menschen erhalten werden können.“ Forschende auf dem Gebiet der Bodenökologie aus ganz Deutschland werden in den kommenden sechs Jahren die Biodiversität in verschiedenen Böden bei unterschiedlicher Nutzung untersuchen. Da die Vielfalt der Organismen in Böden außerordentlich hoch ist – in einem Gramm Boden können Billionen von Bakterien und mehrere tausend Vertreter unterschiedlicher Artengruppen leben – wird ihre Erfassung eine besondere wissenschaftliche Herausforderung. Um diese zu meistern und zukünftig Bodenlebewesen einfacher zu bestimmen, werden auch neueste molekularbiologische Methoden eingesetzt. Das Projektteam wird eng mit weiteren Forschungsinstitutionen zusammenarbeiten, um bereits laufende Aktivitäten mit einzubeziehen. Neben dem UBA sind es u.a. das Bundesamt für Naturschutz, das Nationale Monitoringzentrum zur Biodiversität, das Thünen-Institut, das Julius-Kühn-Institut sowie das Nationale Bodenmonitoringzentrum.
This dataset comprises environmental parameters for biological soil crusts in coastal sand dunes in northern Germany. Biological soil crusts (biocrusts) are autonomous ecosystems consisting of prokaryotic and eukaryotic microorganisms growing on the topsoil. They colonize global climatic zones, including temperate dunes. This study examined changes in the community structure of biocrust phototrophic organisms along a dune chronosequence at the Baltic Sea compared to an inland dune in Northern Germany. The community composition and their shift between different successional stages of dune development were related to physico-chemical sediment properties. A vegetation survey followed by species determination and sediment analyses were conducted. The sampling took place on the 25th of April and on the 5th of May 2020. The samples were collected at a costal dune area, namely the Schaabe spit on the island Rügen, Mecklenburg Wester-Pomerania, Germany, and in an inland dune area at Verden (Aller), Lower Saxony, Germany. Biocrust samples were taken along one transect per study site. Each transect followed a natural succession gradient in the dune area. Along each transect, the different successional dune stages were visually identified and further named as dune subsites. At each subsite, a sampling plot of 1 m2 was established and used for further vegetation analyses, biocrust and sediment sampling. Along the Schaabe spit transect four subsites with one sampling plot each were established and three subsites were established in the inland dune in Verden. For the vegetation survey seven different functional groups were defined describing the overall surface coverage: Thin (1-3 mm) green algae-dominated biocrusts were defined as early successional stages. Later successional stages, in which the green algae biocrusts became slightly thicker (3-8 mm) and moss-covered, were defined as the intermediate successional biocrust stage. Moss-dominated biocrusts and those who additionally lichenized characterized the mature successional stages of biocrusts. Vascular plants, and litter (dead material, i.e., pine needles, leaves, and branches) were two of the non-cryptogamic but still biotic functional groups. Bare sediment was the only abiotic functional group. The predefined functional groups were recorded within each plot according to the point intercept method by Levy and Madden (1933). Each of the seven sampling plots was divided into 16 equal subplots (0.0625 m2). A 25 cm x 25 cm (0.0625 m2) grid of 25 intersections was placed randomly into 4 of these subplots. Within each sub-plot, the functional groups were recorded by 25 point measurements according to the approach of Williams et al. (2017). That allowed 100 point measurements per sampling plot (1 m2).
This data collection comprises environmental data and taxonomic parameters of the investigated biocrusts of sampling sites in coastal and inland sand dunes in northern Germany. Sampling took place in spring 2020 and winter 2021. Biocrusts and uppermost sediment samples were collected along dune successional gradients and sequenced by LGC Genomics Ltd. Corresponding sequence data of biocrust organisms are archived at the European Nucleotide Archive.
Das südliche Afrika muss in den nächsten Jahrzehnten größere Herausforderungen im Hinblick auf den Klimawandel und seine negativen Auswirkungen, die sowohl die Bevölkerung als auch die Landwirtschaft treffen. Im Rahmen von ASAP sollen mit Hilfe von Agroforstsystemen (AFS) Antworten auf diese Herausforderungen gefunden werden. Das Projekt zielt darauf ab, die Ökosystemeistungen von AFS als ein innovatives multifunktionales Landnutzungssystem im südlichen Afrika zu untersuchen. Ein besonderer Fokus wird dabei auf die Mensch-Umwelt Beziehung in AFS und den Nutzen von AFS als Lebensgrundlage für den ländlichen Raum gerichtet. Als eines der Hauptziele des Projektes soll besonders die Ausbildung von Studenten und der Austausch von jungen Wissenschaftlern gefördert werden. Die im Projekt erarbeiteten Erkenntnisse werden sowohl unter Wissenschaftlern als auch unter Praktikern durch die lokalen Vermittler verbreitet, um einen Paradigmenwechsel herbeizuführen.
This dataset comprises the microbial community composition of biological soil crusts in north-German sand dunes. For this we obtained enrichment cultures of phototrophic microorganisms, by placing fragments of biocrusts of the same Petri dishes as used for sequencing, in Petri dishes with Bold Basal (1N BBM) agarized medium (Bischoff and Bold 1963). Cultures were grown under standard laboratory conditions: with a 12-hour alteration of light and dark phases and irradiation of 25 μmol photons m-2 s-1 at a temperature 20 ± 5 ºС. Microscopic study of these raw cultures began in the third week of cultivation. Morphological examinations were performed using Olympus BX53 light microscope with Nomarski DIC optics (Olympus Ltd, Hamburg, Germany). Micrographs were taken with a digital camera (Olympus LC30) attached to the microscope, and processed by the Olympus software cellSens Entry. Direct microscopy of rewetted samples was performed in parallel with cultivation for evaluation of dominating species of algae and cyanobacteria in the original samples. Morphological identification of the biocrust organisms was based mainly on Ettl and Gärtner (2014) for green microalgae, and on Komárek (2013) for cyanobacteria, as well as on some monographs and papers devoted to taxonomic revisions of the taxa of interest (Darienko and Pröschold 2019). Moss and lichens samples were air-dried after collection. For determination, a microscope with a maximum magnification of 400x was used. Morphological identification of mosses followed Frahm and Frey (2004) with taxonomical reference to (Hodgetts et al. 2020). Lichens were determined according to Wirth et al. (2013). Morphologically critical species of the genus Cladonia where additionally analyzed by thin-layer chromatography according to (Culberson and Ammann 1979) in solvent system A.
Die Boden-Dauerbeobachtung in Deutschland umfasst in den Bundesländern rund 700 Basisbeobachtungsflächen zur Merkmalsdokumentation und rund 90 Intensivbeobachtungsflächen zur Prozessdokumentation unter den Nutzungen Acker, Grünland, Forst und Sonderkulturen, Siedlungsbereich und sonstigen Nutzungen.
| Origin | Count |
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| Bund | 28 |
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| Wissenschaft | 15 |
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| Förderprogramm | 20 |
| Messwerte | 13 |
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| unbekannt | 7 |
| License | Count |
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