We study the effects of plants and root-associated fungi on wind erosion within the alpine environment of Tibet. China is one of the countries most affected by desertification processes and Tibet, in particular, a key region in desertification combat. The presented project focuses on the Barkha Plain surrounded by Mount Kailash and the Lake of Manasarovar (Ngari Prefecture). This Western Tibet region experienced little scientific attention but, nowadays, faces rapidly increasing touristic activities and expanding local settlements associated with socio-economic changes that are serious threats to the delicate ecological balance and potential triggers of desertification. It exists almost unanimous agreement that revegetation is the most efficient and promising strategy to combat wind erosion and desertification in the long term. However, re-colonising success is often poor, mainly under extreme environmental conditions. Compared to conventional practices, the approach of the presented project attains better accordance with natural succession processes and promises acceleration of both plant and soil development and, conclusively, more efficient desertification control. The project assesses the potential of native plants and symbiotic fungi to control wind erosion and desertification processes. It aims to identify key plants and fungi that increase soil aggregate stability and efficiently drive succession into a natural and self-maintaining cycle of the ecosystem. Furthermore, it provides crucial information for implementing environmentally compatible and cost-effective measures to protect high-elevation ecosystems against desertification. Within three successional stages (early, intermediate, late), field investigations are performed on the basis of Modified-Whittaker plots. Classic methods of vegetation analysis and myco-sociology are combined with analysis of distribution patterns at different scales (patchiness, connectivity). Comprehensive soil analysis is performed comprising grain size distribution, aggregate stability, pH as well as water and nutrient contents. Additionally, important parameters of wind erosion are measured concurrently and continuously to assess their magnitude and variability with respect to vegetation and soil at different levels of development. The parameters addressed, include sediment transport, air temperature, radiation, precipitation, relative humidity as well as speed and direction of wind. Surface moisture is recorded periodically and roughness described. Species and environmental parameters are checked for spatial correlation. Cutting edge technologies are applied in laboratory work, comprising molecular methods for fungal species identification and micro-tomography to analyse soil structure. Furthermore, successfully cultivated fungi and plants are subject of synthesis experiments and industrial propagation in view of practical implementation in restoration measures.
In dem Vorhaben geht es um klimapolitische Maßnahmen und Instrumente für die erfolgreiche Umsetzung der LULUCF-Ziele entsprechend des Bundes-Klimaschutzgesetzes unter Berücksichtigung von Synergien mit den Biodiversitäts- und anderen Umweltzielen. Klimawandelauswirkungen wie Dürreperioden und Wetterextreme gefährden Ökosysteme wie Wälder, Böden und Moore zunehmend. So ging die Senkenleistung des Waldes im letzten Jahrzehnt 2011-2020 gegenüber 1991-2000 um knapp ein Drittel zurück. Um diese Auswirkungen zu begrenzen und die nachhaltige Bewirtschaftung von Ökosystemen und deren Senkenleistung im Sinne der vereinbarten Klimaschutzziele im LULUCF-Sektor zu ermöglichen, braucht es resiliente, struktur- und artenreiche Ökosysteme. An dieser Stelle setzten die Maßnahmen des natürlichen Klimaschutzes an. Ziel des Vorhabens ist es den Lösungsraum für die Umsetzung der Klimaschutzziele im LULUCF-Sektor insbesondere in den Themenfeldern Wald-, Moor-, und Bodenklimaschutz unter Berücksichtigung von Synergien mit den Biodiversitäts- und anderen Umweltzielen zu untersuchen. Zu diesem Zweck werden Szenarien, die Potenziale für den natürlichem Klimaschutz im LULUCF-Sektor unter Berücksichtigung des Landwirtschaftssektors in Deutschland aufzeigen, modelliert. Berücksichtigt in der Entwicklung dieser Szenarien werden darüber hinaus unterschiedliche politische Ambitionsniveaus sowie Auswirkungen des Klimawandels. Im Ergebnis sollen Handlungsoptionen für die nachhaltige Umsetzung der LULUCF-Ziele abgeleitet und Erkenntnisse für Umsetzung des natürlichen Klimaschutzes generiert werden. Dazu zählen Beiträge für die Erarbeitung des nationalen Wiederherstellungsplans im Rahmen des EU-Verordnung über die Wiederherstellung der Natur und die mögliche Fortführung des Aktionsprogramms Natürlicher Klimaschutz.
Luftverunreinigungen können nicht nur direkt über den Luftweg Gesundheits- und Umweltschäden bewirken, sondern auch über ihre Ablagerung (Deposition) auf Böden, in Gewässern oder auf Pflanzen. In zunehmenden Maße wird den Beeinträchtigungen der Ökosysteme durch Depositionen (Stoffeinträge) aus der Atmosphäre Beachtung geschenkt, da diese die in der Vegetation, im Boden und in den Gewässern ablaufenden komplexen physikalisch-chemischen und biologischen Prozesse beeinflussen. Depositionen, die besonders mit der Industrialisierung einsetzten, führten bereits vielerorts zur Überschreitung der begrenzten Pufferkapazität empfindlicher Systeme. Auf dem Territorium des Gebietes von Sachsen-Anhalt werden seit Beginn der 1960er Jahre Depositionsmessnetze mit wechselnder Anzahl von Messstandorten und Komponenten sowie mit unterschiedlichsten Probenahmetechniken betrieben. Ziel der Depositionsmessungen ist es, aktuelle qualitätsgesicherte Umweltdaten bezüglich Staubniederschlag einschließlich Staubinhaltsstoffe, An- und Kationen, Dioxine und Furane sowie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) flächendeckend und an Bodendauerbeobachtungsflächen (BDF) bereitzustellen. Das aktuelle Depositionsmessnetz des Landes Sachsen-Anhalt beinhaltet ein stationäres Messnetz mit nahezu unveränderlichen, über lange Zeiträume betriebenen Messstandorten sowie temporär wechselnde und anlassbezogene Messstandorte im Rahmen der Depositionsmessungen an Bodendauerbeobachtungsflächen und von Sondermessprogrammen . Sondermessprogrammewerden in der Regel aufgrund von Auskunftsersuchen anderer Behörden eingerichtet. Im Gegensatz zum Betrieb des stationären Messnetzes sind die Sondermessprogramme zeitlich begrenzt.
Die bodenkundlichen Informationen in Form der digitalen BK50-Moor weisen Moorböden, mooranverwandte Böden und weitere kohlenstoffreiche Grund- und Stauwasserwasserböden auf Grundlage von Kartiereinheiten der Bodenkundlichen Karte 1 : 50 000 (GeoLa BK50) aus. Durch die Speicherung großer Mengen an organischem Kohlenstoff kommt sowohl den intakten Moorböden als auch den moorähnlichen kohlenstoffreichen Böden eine wichtige Klimafunktion zu. Moorböden erfüllen die natürlichen Bodenfunktionen nach § 2 des Bundes-Bodenschutzgesetz (BBodSchG) in besonderem Maße. Als Ausgleichskörper im Wasserkreislauf und als Filter und Puffer für Schadstoffe übernehmen Moor- und moorähnliche Böden darüber hinaus wichtige Funktionen in den jeweiligen Ökosystemen. Im natürlichen Zustand sind Moorböden zudem Sonderstandorte für naturnahe Vegetation und haben darüber hinaus eine besondere Bedeutung als Archive der Natur- und Kulturgeschichte. Die BK50-Moor stellt eine wichtige Datengrundlage für die Berücksichtigung von Moorböden sowie mooranverwandten Böden bei Planvorhaben in Baden-Württemberg dar. Des Weiteren können diese Daten bei moorschutzfachlichen und moorrelevanten Fragestellungen aus den Bereichen des Natur- und Klimaschutzes sowie der Landwirtschaft zur Identifikation und Abgrenzung der genannten Böden im mittleren Maßstabsbezug genutzt werden. Die moorbodenkundlichen Daten der BK50-Moor stellen eine überarbeitete Fassung der Historischen Moorkarte Baden-Württemberg der LUBW, mit klarem Fokus auf der bodenkundlichen Klassifizierung der entwickelten Bodentypen, dar. Anders als in der Historischen Moorkarte der LUBW umfasst die BK50-Moor die ganze Bandbreite der humosen Grundwasserböden. Sie veranschaulicht die Bodenwasserverhältnisse um den eigentlichen Moor- bzw. überdeckten Torfkörper. Die Legendeinheiten, die nicht klar Hoch- und/oder Niedermooren zugewiesen werden, decken teils eine weitere Spanne von vergesellschafteten Grund- und Stauwasserböden ab. Für die BK50-Moor wurden im Rheintal und im Schwarzwald die Daten der Historischen Moorkarte der LUBW übernommen. Alle anderen Flächen wurden durch Feldaufnahmen im Rahmen der Erstellung der BK50 und Auswertung der Forstlichen Standortkartierung (FVA), dem Digitalen Geländemodell DGM1 (LGL) und der Bodenschätzung (FA) erstellt sowie ggf. an die räumlichen Verhältnisse angepasst bzw. korrigiert. Die Geometriedaten werden mit Angaben zum Bodentyp, zum Ausgangsmaterial der Bodenbildung sowie zusätzlich mit einem PDF-Datenblatt beschrieben.
Berlin hat durch Maßnahmen wie die Umweltzone, moderne Busse und den Ausbau von ÖPNV und Radverkehr die Luftqualität verbessert. Dennoch besteht weiterhin Bedarf, die Luftschadstoffe zu reduzieren, da die Richtwerte der Weltgesundheitsorganisation (WHO), die besonders dem Schutz empfindlicher Bevölkerungsgruppen dienen, für bestimmte Stoffe flächendeckend überschritten werden. Feinstaub (PM₁₀, PM₂,₅) und Stickstoffdioxid (NO₂) gelten als besonders gesundheitsgefährdend. Sie verursachen Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen, vor allem bei Kindern, älteren Menschen und Vorerkrankten. Dieselruß wurde von der WHO als krebserregend eingestuft. NO₂ entsteht vor allem im Verkehr, trägt zur Feinstaub- und Ozonbildung bei und belastet auch Böden und Ökosysteme. Das von INWT Statistics GmbH programmierte Modell „ FAirQ wurde entwickelt, um einen stadtweiten Überblick der Luftqualität in Berlin zu ermöglichen. Es dient sowohl der Vorhersage für die nächsten vier Tage als auch für die Ermittlung der durchschnittlichen Luftschadstoffbelastung für ein komplettes Kalenderjahr. Es basiert auf KI- und Big-Data-Methoden und verarbeitet verschiedene Eingangsdaten wie Luftmesswerte, Wetterprognosen, Verkehrsdaten, großräumige Schadstoffvorhersagen und Stadtstrukturdaten. Mittels Entscheidungsbäumen werden Zusammenhänge zwischen diesen Variablen analysiert, um die Konzentrationen von NO₂, PM₁₀ und PM₂,₅ auf einem 50 m x 50 m -Raster vorherzusagen. Die Modellwerte stimmen weitgehend mit realen Messdaten überein, obwohl punktuell Abweichungen auftreten können, etwa nahe stark befahrener Straßen. Das Modell ermöglicht eine flächendeckende, differenzierte Darstellung der Luftbelastung in Berlin und wird regelmäßig aktualisiert.
Berlin hat durch Maßnahmen wie die Umweltzone, moderne Busse und den Ausbau von ÖPNV und Radverkehr die Luftqualität verbessert. Dennoch besteht weiterhin Bedarf, die Luftschadstoffe zu reduzieren, da die Richtwerte der Weltgesundheitsorganisation (WHO), die besonders dem Schutz empfindlicher Bevölkerungsgruppen dienen, für bestimmte Stoffe flächendeckend überschritten werden. Feinstaub (PM₁₀, PM₂,₅) und Stickstoffdioxid (NO₂) gelten als besonders gesundheitsgefährdend. Sie verursachen Herz-Kreislauf- und Atemwegserkrankungen, vor allem bei Kindern, älteren Menschen und Vorerkrankten. Dieselruß wurde von der WHO als krebserregend eingestuft. NO₂ entsteht vor allem im Verkehr, trägt zur Feinstaub- und Ozonbildung bei und belastet auch Böden und Ökosysteme. Das von INWT Statistics GmbH programmierte Modell „ FAirQ wurde entwickelt, um einen stadtweiten Überblick der Luftqualität in Berlin zu ermöglichen. Es dient sowohl der Vorhersage für die nächsten vier Tage als auch für die Ermittlung der durchschnittlichen Luftschadstoffbelastung für ein komplettes Kalenderjahr. Es basiert auf KI- und Big-Data-Methoden und verarbeitet verschiedene Eingangsdaten wie Luftmesswerte, Wetterprognosen, Verkehrsdaten, großräumige Schadstoffvorhersagen und Stadtstrukturdaten. Mittels Entscheidungsbäumen werden Zusammenhänge zwischen diesen Variablen analysiert, um die Konzentrationen von NO₂, PM₁₀ und PM₂,₅ auf einem 50 m x 50 m -Raster vorherzusagen. Die Modellwerte stimmen weitgehend mit realen Messdaten überein, obwohl punktuell Abweichungen auftreten können, etwa nahe stark befahrener Straßen. Das Modell ermöglicht eine flächendeckende, differenzierte Darstellung der Luftbelastung in Berlin und wird regelmäßig aktualisiert.
Zweck der Waldkalkungen ist, der zum Teil tief reichenden Versauerung der Waldböden entgegenzuwirken. Die fortschreitende Versauerung der Böden geht mit erheblichen Schädigungen des Ökosystems Wald einher. So werden mit sinkenden pH-Werten (Säuregradmesser) das giftige Aluminium und Schwermetalle ausgewaschen, die die Wurzeln der Bäume schädigen und ins Grundwasser verlagert werden. Auch Nährstoffe werden dem Boden entzogen und stehen damit den Pflanzen nicht mehr zur Verfügung. Durch die Kalkungsmaßnahmen werden die Waldböden sozusagen mit einer Schutzhülle aus Kalk bedeckt. Der Kalk soll die über die Niederschläge eingetragenen Säuremengen in den obersten Bodenschichten über einen gewissen Zeitabschnitt neutralisieren, um damit den Bodenzustand zu stabilisieren und ggfs. auch wieder zu verbessern. Die Kalkung dient zudem auch dem Grundwasser- und damit letztlich dem Trinkwasserschutz. Besonders kalkungsbedürftig sind die Waldflächen der Buntsandsteingebiete im Saarland, da deren Böden von Natur aus ein nur geringes Pufferungsvermögen gegenüber Säureeinträgen aufweisen. Den Kalkungsmaßnahmen vorausgegangen waren bodenchemische Analysen durch das Landesamt für Umwelt und Arbeitsschutz (LUA), um zuverlässige Aussagen über den Bodenzustand zu erhalten. Im Anschluss an die Kompensationskalkung wird es weitere Untersuchungen im Sinne einer Wirkungskontrolle geben. Von der Kalkung ausgeschlossen werden einerseits aus Naturschutzgründen sensible Flächen (z.B. Naturschutzgebiete, Naturwaldzellen u.ä.). Anderseits werden Verkehrsflächen und siedlungsnahe Flächen ausgeschlossen. Die Kompensationskalkung erfolgt ausschließlich in der vegetationsarmen Zeit, da nur dann sichergestellt ist, dass eine möglichst große Kalkmenge den Boden auch erreicht. Ausgebracht wird der Magnesiumkalk per Hubschrauber. Bei einer Menge von etwa 3 Tonnen pro Hektar können so pro Tag zwischen 60 und 75 Hektar Wald behandelt werden.
Die Reaktion von Böden auf erosionsbedingte Störungen ist eine der großen Unsicherheiten bei der Vorhersage von zukünftigen Treibhausgasflüssen von Böden zur Atmosphäre in Erdsystemmodellen. Das tropische Afrika ist dabei ein wichtiger globaler Hotspot von Klima- und Landnutzungswandel. Schnell wachsende Bevölkerung, Abholzung der Primärwälder zur Schaffung von Ackerflächen sowie die damit einhergehende Bodendegradation stellen die Region vor große Herausforderungen. Es wird erwartet, dass dort noch in diesem Jahrhundert bedeutende Änderungen sowohl in Bezug auf biogeochemische Kreisläufe in Böden, als auch den Fluss von Kohlenstoff (C) zwischen Boden, Vegetation und der Atmosphäre auftreten werden. Da sich der Großteil unseres Prozessverständnisses des Kohlenstoffzyklus aus den Klimazonen der mittleren Breiten ableitet, ist unklar wie sich die Kohlenstoffdynamik in den Tropen entwickeln wird. Es ist wichtig, diese Wissenslücke zu füllen, da tropische Ökosysteme Dienstleistungen von globaler Bedeutung übernehmen, wie zum Beispiel der Kohlenstoffspeicherung in Pflanzen und Böden, Biomasseproduktion und letztlich Lebensmittelversorgung der Region. Ziel des vorgeschlagenen Projektes TROPSOC ist es daher ein mechanistisches Verständnis der Kohlenstoffsequestrierung und -mineralisierung in Böden des tropischen Afrikas zu entwickeln. Die Studienflächen im östlichen Bereich des Kongo-Einzugsgebietes bieten eine einzigartige Kombination aus geologisch unterschiedlichem Ausgangsmaterial für die Bodenbildung und verschiedenen Ebenen der Störung durch den Menschen, welche unter tropisch-feuchtem Klima stattfindet. TROPSOC wird wesentlich dazu beitragen, die folgenden Fragen zu beantworten: 1. Wie werden sich Kohlenstoffflüsse und -speicherung in tropischen Systemen zwischen Böden, Pflanzen und der Atmosphäre entwickeln und unterscheiden mit Bezug auf die Steuerungsfaktoren: Geologie, Boden, Störungen durch den Menschen und Topographie? 2. Wie beeinflusst die Biogeochemie von tropischen Böden die Schwere der erosiven Störung des tropischen Kohlenstoffzyklus? 3. Wie kann man die Kontrollmechanismen der Bodenkohlenstoffdynamik in einer räumlich expliziten Weise modellieren? TROPSOC wird maßgeblich zum besseren Verständnis der Faktoren beitragen, welche die räumliche Verteilung und zeitliche Dynamik von organischen Kohlenstoff in tropischen Böden steuern. TROPSOC wird Daten und Modelle erzeugen welche die Lücke zwischen lokalem Prozessverständnis und großräumlicher Modellierung des Kohlenstoffzyklus in tropischen Böden schließt. Dies wird letztlich dazu beitragen, die Unsicherheit im Zusammenhang mit terrestrischen Kohlenstoffflüssen und der Reaktion von Böden auf Störungen zu reduzieren, was eines der größten Probleme in aktuellen Erdsystemmodellen und bei der Beurteilung von Ökosystemdienstleistungen darstellt.
Das Bodenmikrobiom ist zentral für den Bodenkohlenstoffkreislauf. Seine energetische und Substratnutzungseffizienz hat daher großen Einfluss von Bodengesundheit bis hin zum globalen Klima. Die hohe Diversität und das nahezu unbegrenzten Kooperationspotential der Bodenmikroorganismen stellen eine Herausforderung für die Charakterisierung des Mikrobiomes und seiner Kohlenstoff- und Energienutzungseffizienz (CUE und EUE). Diese Projekt untersucht die zunehmend in den Fokus rückenden kooperative Interaktionen, im speziellen Metabolitaustausch (ein Mikroorganismus konsumiert das metabole Produkt eines anderen) und gemeinsame Nutzung extrazellulärer Enzyme (ein Mikroorganismus profitiert vom monomeren Produkt des Exoenzymes eines anderen Mikroorganismus). Wir postulieren, dass a) Metabolitaustausch die CUE und EUE erhöht, da nur ein reduziertes Spektrum intrazellulärer Enzyme für den Metabolismus benötigt wird und eine verbesserte Spezialisierung auf bestimmte Stoffwechselwege erfolgen kann, und dass b) die gemeinsame Enzymnutzung ebenso CUE und EUE erhöht, da weniger ähnliche Isoenzyme produziert werden und stattdessen hocheffiziente Enzyme den Substratabbau dominieren. WP 1 trennt mittels tiefer Metagenom- und Transkriptomsequenzierung die beiden Kooperationsmechanismen, während WP2 dann kontrastierende Böden in Bezug auf diese inkubiert um den Zusammenhang zwischen CUE, EUE und der Substratnutzungseffizienz (SUE) zu eruieren. WP3 nutzt metabole Flussmodellierung und DNA und RNA Stabilisotopenmarkierung (SIP) um die zugrundeliegenden Mechanismen zu verifizieren. In WP4 wird die Koaleszenz mikrobieller Gemeinschaften eingesetzt um herauszufinden ob die Merkmalsvielfalt oder die kooperativen Interaktionen maßgeblich für hohe Nutzungseffizienzen verantwortlich sind. WP5 schließt sich dem Zentralexperiment zu funktioneller Komplexität an und bestimmt CUE,das metabole Netzwerk und die mikrobiellen Interaktionen um den Einfluss der Komplexität von Gemeinschaften und von ökologischen Störungen auf Nutzungseffizienzen zu ermitteln. Damit wird das Projekt neue und dringend erforderliche Erkenntnisse bezüglich mikrobieller Interaktionen und dem Kohlenstoffkreislauf liefern. Es wird einen fokusierten, ökologisch-integrativen Beitrag zum SPP „Soil Systems“ leisten, welcher in seiner ökologischen Relevanz aber auch über das reine Bodenökosystem hinaus geht.
The project aims at achieving a better understanding of the processes that drive or limit the response of grassland systems in a world of increasing atmospheric pCO2. We will test the hypothesis that the previously shown increase in below-ground allocation of C under elevated pCO2 provides the necessary energy excess and will stimulate free-living N2 fixers in a low N grassland environment. The project thus aims at assessing the occurrence and importance of free-living N2 fixers under elevated pCO2 and identify the associated microbial communities involved in order to better understand ecosystems response and sustainability of grassland systems. This project had the last opportunity to obtain soil samples from a grassland ecosystem adapted to long-term (10 year) elevated atmospheric pCO2 as the Swiss FACE experiment. The project aims to identify the relevant components of free-living diazotrophs of the microbial community using 15N stable isotope - DNA probing.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 211 |
| Europa | 9 |
| Land | 46 |
| Weitere | 26 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 78 |
| Zivilgesellschaft | 4 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 3 |
| Förderprogramm | 169 |
| Text | 97 |
| unbekannt | 8 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 92 |
| Offen | 184 |
| Unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 206 |
| Englisch | 115 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 3 |
| Bild | 16 |
| Datei | 4 |
| Dokument | 28 |
| Keine | 143 |
| Unbekannt | 1 |
| Webseite | 120 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 277 |
| Lebewesen und Lebensräume | 277 |
| Luft | 207 |
| Mensch und Umwelt | 277 |
| Wasser | 204 |
| Weitere | 277 |