Magnetic resonance tomography (MRT) on microcosm soil cores (200 mm Ø) used for CeMiX, comprising naturally stacked subsoil down to 700 mm plus topsoil from CeFiT, will be implemented at a laterally partially open Split 1.5 T magnet, with intended final in-plane spatial resolution of 200 Micro m. Three-dimensional biopore distributions and dynamics of their formation within the cores will be determined non-invasively and compared to complementing CT analyses of SP 2. One major aim is a non-invasive differentiation of the biopores into earthworm- and root system-originating ones and currently air-, water-, root- and earthwormfilled ones, based on NMR relaxation parameters. Attempts will additionally be made to classify different wall coatings of the biopores with regard to their water affinity. Dynamics of water distribution within the microcosm core and its biopore structures, starting from initial values taken from CeFiT (SP 3), will be documented with an in-plane resolution of 5 mm, in parallel to measurements of root growth dynamics for calculation of biomass and root surface area. Special emphasis will be put on the role of the plant root system for a re-distribution of water/D2O (and solutes) between different soil layers. Finally we will attempt MRT-controlled sample collection from the microcosm cores, to get - together with our research unit partners of SPs 4-8 - repeated access to minimally invasively acquired data on nutrient and microorganism distributions in concert with non-invasively collected water and root distribution data as a basis for dynamic modelling of water and solute circuits in SP 10. Beside the microcosm cores, flat rhizotrons as used in SP 3 will be employed to enable measurements of root and shoot hydrostatic pressure profiles with pressure probes, in addition to MRT measurements. In this way water distributions and corresponding driving forces and growth dynamics will be measured altogether in a minimally invasive manner.
Das Projekt wird das hochaufgelöste Monitoring von Atmosphärenvariablen und Vegetationsparametern mittels kontinuierlicher bodengebundener Messungen und jährlichen Flugzeugkampagnen fortführen. Der ständig wachsende, mehrjährige Datensatz wird in Zusammenarbeit mit modellierenden Projekten (C4, D6) bzgl. Grenzschichtprozessen und im Zusammenhang mit der Oberfläche stehenden Mustern analysiert. Fluoreszenzbeobachtungen werden in das Community Land Model in TerrSysMP assimiliert, um zu testen, ob eine verbesserte Modellierung von CO2 Flüssen auch unter nicht-stationären Bedingungen möglich ist.
The structural polysaccharides cellulose and chitin of plants, fungi, and arthropods are major components of organic matter in agricultural soils. These biopolymers are carbon sources of soil microbial communities linked to soil redox processes. Soil aggregates of waterunsaturated soil form natural boundaries of oxic conditions outside and oxygen-limited conditions inside. These biogeochemical interfaces lead to a highly heterogeneous oxygen distribution on a millimetre scale. The effects and mechanisms of the toxicity of herbicides on biopolymer degrading communities in such highly compartmentalized soils have not been resolved. The proposed study is a continuation of a project funded within Priority Program 1315 'Biogeochemical Interfaces in Soil'. The preceding project resolved phylogenetic identities of known and novel prokaryotes linked to cellulose degradation under both oxic and anoxic conditions, and demonstrated that the acidic herbicides Bentazon and MCPA impair microbial processes involved in cellulose degradation. The proposed project will (I) identify chitin-degrading prokaryotes, fungi, and protists that are active in oxic and anoxic microzones, (II) determine the tolerance of various cellulolytic and chitinolytic taxa to Bentazon and MCPA, (III) characterize key chitin-degraders, and (IV) will quantitatively assess oxygen distribution in during biopolymer degradation in an agricultural soil. Central methods will include stable isotope probing, analyses of 16S rRNA, 18S rRNA, and chitinase genes, HPLC, GC, and oxygen sensing via analysis of fluorescence dyes.
Die Prozesse der Wasser- und Stoffbewegung sowie des Gasaustausches in Böden werdenmaßgeblich durch das an die Bodenstruktur gebundene Porensystem gesteuert. Die Funktionalität des Porensystems beruht hierbei sowohl auf den Anteilen unterschiedlicher Porengrößen als auch auf der Geometrie des Porenraumes. Während die Porengrößenverteilung mit bodenphysikalischen Standardmethoden unter der Annahme von Kapillarität quantifizierbar ist, lassen sich die realen Porenformen in ihrer räumlichen Anordnung (u.a. Kontinuität, Bottlenecks, Konnektivität, Tortuosität) nur durch optische Verfahren erschließen. Die präferentiellen Fließwege der Makro- und Grobporen (größer als 50 mym) wurden bereits in zahlreichen Studien in 2D und 3D analysiert. Für die mittleren Porengrößen (0,2 - 50 mym) mit hoher ökologischer Wirksamkeit in ungesättigten Böden liegen jedoch kaum morphologische Informationen vor. In diesem Projekt sollen die Verfahren der Kunstharzeinbettung und der Mikrofokus- Computertomographie (myCT) für eine qualitative und quantitative räumliche Analyse des Porensystems in verbesserter hoher Auflösung (bis zu 1 mym) eingesetzt werden. Die Darstellung der mittleren Porengrößen wird mit der neuesten hochauflösenden Technik der myCT bei gleichzeitiger Differenzierung von Matrix, Wasser und Luft realisiert. Die zu analysierenden Geometrieparameter unterschiedlicher Porengrößen werden mit den Funktionen der Wasser- und Luftleitfähigkeit korreliert. Die Darstellung der Wasserverteilung in realen Poren bei unterschiedlichem Entwässerungsgrad ermöglicht zudem eine Überprüfung der Kapillartheorie, die als allgemeine Grundlage für Wasserverteilung und Wasserfluss vorausgesetzt wird.
Beach sand deposits are widespread in the area around Sandefjord, at the western coast of the Oslofjord, southern Norway. The age of the deposits continuously increases with elevation, as the area has been subject to steady glacio-isostatic uplift throughout the Holocene. Existing local sea level curves provide age control related to elevation. Thus, the area offers excellent conditions to test hypotheses on soil formation and OSL dating. A chronosequence covering the last 10 000 years will be established. A preliminary study showed that soil formation leads to Podzols within 4300 - 6600 years. Micromorphological analyses suggest that clay illuviation takes place before and below podzolisation. It is hypothesised that clay translocation goes on contemporarily with podzolisation, but at greater soil depth, where the chemical conditions are suitable. This hypothesis will be proved by more detailed micromorphological investigation and chemical analyses. The factors controlling soil forming processes and their rates, will be determined by analyzing elemental composition, primary minerals and clay mineralogy. Preliminary OSL dating tests suggest that the beach sand deposits are OSL dateable despite the high latitude. This hypothesis will be checked by comparing OSL datings to ages derived from the 14C-based sea level curves.
Teilprojekt E7 hat in Phase 1 (als F3) Methoden zur Analysen von schwarzem Kohlenstoff entwickelt und, in Phase 2 (als D6), auf verschiedene geoarchäologische Archive angewendet, um Paläoumwelt- und menschliche Einflüsse auf die lokale Brandgeschichte zu rekonstruieren. Die Feuersignale korrelieren mit menschlicher Aktivität und Paläoklima . Ziel ist, die Feuersignale aus den Geoarchiven und archäologischen Fundstellen des SFB von NE-Afrika bis zum Balkan zwischen 190-15 kaBP zu vernetzen, auch durch räumliche Modellierung der Transportweiten von Brandrückständen. Wir erwarten, dass die Interaktion zwischen Feueraktivität, Paläoklima und menschlicher Mobilität sich entlang des Korridors von Afrika nach Europa verändert. Die Synthese der natürlichen und menschlichen Feuergeschichte wird helfen, die Rolle von Feuern für unseren 'Unseren' Weg nach Europa zu verstehen.
Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist es, die interspezifische Diversität von Ektomykorrhizapilzen (EcM) für die Phosphoraufnahme und Ernährung von Bäumen in Pakquirierenden und P-rezyklierenden Ökosystemen zu untersuchen. Der Fokus wird auf der Buche als einer ektomykorrhizalen Hauptbaumart dieser Ökosysteme liegen. Folgende Punkte sollen adressiert werden:(i) Die Pilzgesellschaften P-akquirierender und -rezyklierender Ökosysteme unterscheiden sich, weil in dem ersten Fall P mit Hilfe organischer Exsudate aus Mineralien gelöst werden muss und im zweiten Fall P mit Hilfe saprophytischer Enzyme aus der organischen Materie freigesetzt werden muss, um pflanzenverfügbar zu sein. Um diese Hypothese zu prüfen, werden Pilze in verschiedenen Bodenkompartimenten und Wurzel-assoziierte Pilze mittels Hochdurchsatzsequenzierung erfasst und funktionalen Gruppen zugeordnet. Die aktive EcM Gesellschaft wird durch Kombination von Morphotyping und ITS Sequenzierung quantifiziert. Die Pilzprofile werden in Relation zu Bodenparametern, mikrobieller Aktivität und sekretierten Phosphatasen und Oxalat-produzierenden EcM Aktivitäten analysiert.(ii) Der zeitliche Verlauf des P Bedarfs und der P Aufnahme in Relation zu Phänologie und saisonalen Veränderungen der EcM Gesellschaft ist nicht bekannt. Durch Applikation von radioaktivem Phosphat zu verschiedenen wichtigen Zeitpunkten wie Blattaustrieb, früher Sommer, Spätsommer, Herbst und Winter soll die Aufnahme und pflanzeninterne Allokation von P bestimmt werden. Dabei wird auch die P-Akquisition der EcM Gesellschaft spezifisch erfasst und ihre enzymatischen Aktivitäten untersucht. Des Weiteren werden Biomasse der Pflanze und Morphologie des Wurzelsystems, Gesamt-P sowie der Einbau von P in freie Mikroben untersucht. Mit Hilfe dieser Daten soll ein Modell für die Aufnahme und Allokation von P in Relation zu ektomykorrhizaler, mikrobieller und pflanzlicher Aktivität entwickelt werden.(iii) Um die Beiträge spezifischer EcM für die P Aufnahme zu erfassen, soll eine neue Methode für zeitlich und räumlich aufgelöste Flussmessungen von radioaktivem P etabliert werden. Nach Installation und Kalibrierung der Messanlage mit Hilfe einfacher Modellpflanzen (Pappel), sollen die Beiträge unterschiedlicher EcM Arten für die P Aufnahme und Translokation an jungen Buchen untersucht werden. Dies Daten sollen zur Verbesserung des obigen Modells genutzt werden. Insgesamt werden diese Untersuchungen einen wichtigen Beitrag zur Rolle der EcM Diversität im P Zyklus unterschiedlich P versorgter Ökosysteme liefern.
Im Laufe ihrer Entwicklung gehen Waldökosysteme zur Deckung ihres Phosphorbedarfs von der Nutzung gesteinsbürtiger Mineralquellen zum Recycling organisch gebundenen Phosphors über. Da anorganischer Phosphor sehr stark durch Sekundärminerale gebunden wird, ist er kaum pflanzenverfügbar, unterliegt aber auch kaum der Auswaschung. Austräge gelösten Phosphors erfolgen überwiegend in organischer Form, egal in welcher Entwicklungsphase sich das System befindet. Allerdings ist nur wenig über die Zusammensetzung und Dynamik gelösten organischen Phosphors (DOP) bekannt. Wahrscheinlich sind insbesondere mikrobielle Produkte, wie Nukleotide und Nukleinsäuren, mobil. Hingegen scheinen pflanzliche Phosphorverbindungen, z.B. Phytate, weniger der Auswaschung zu unterliegen, weil sie vermutlich stärker gebunden werden. Die mobilen mikrobiellen Verbindungen sind potentiell enzymatisch hydrolysierbar; daher ist es möglich, dass der in ihnen enthaltene Phosphor von Pflanzen aufgenommen wird und sich so die Austräge aus Recyling-Systemen verringern. Unser Vorhaben hat zum Ziel, zu klären welche stofflichen Eigenschaften phosphorhaltiger organischer Verbindungen ihre Mobilität kontrollieren, welche Einflüsse ihre Zusammensetzung steuern, und welche Bedeutung sie als Phosphorquelle für Bäume haben. Dazu sammeln wir Auflagensickerwässer und Bodenlösungen an Standorten entlang des für der das SPP1685 vorgeschlagenen Phosphorverfügbarkeitsgradienten. Diese werden mittels spektroskopischer Methoden (v.a. NMR, an ausgewählten Proben auch XPS und XANES) auf Phosphorspezies sowie die enzymatische Umsetzbarkeit (in Kombination mit spektroskopischen Methoden) untersucht. Dadurch können mobile wie labile Substanzen identifiziert werden. Ähnliche Untersuchen werden an Lösungen aus Manipulationsexperimenten (Trockenheit, pH) andere SPP-Antragsteller zur Steuerung der Mobilisierung gelösten Phosphors vorgenommen, so dass Änderungen der Zusammensetzung und damit der chemischen und biologischen Reaktivität betrachtet werden können. Einen weiteren Schwerpunkt bilden Laborversuche zur potentiellen Mobilität bestimmter organischer Phosphorspezies (Sorptionsexperimente, in Kombination mit spektroskopischen Methoden) sowie Versuche mit 13C-, 14C- und 33P-markierten Substanzen zur potentiellen Aufnahme gelöster organischen Phosphors durch Baumsetzlinge, wobei zwischen Aufnahme nach Hydrolyse und direkter Aufnahme organischer Moleküle unterschieden werden soll.
Das Einzugsgebiet des Schwingbachs in der Großgemeinde Hüttenberg wird seit Anfang 2009 als Studienlandschaft für Studierende des Fachbereichs Agrarwissenschaften und Umweltmanagement der Justus-Liebig-Universität Gießen genutzt. Insbesondere die Professuren Bodenkunde und Bodenerhaltung , Ressourcenmanagement , sowie Landschaftsökologie und Landschaftsplanung werden Lehrveranstaltungen in der Studienlandschaft durchführen sowie Bachelorund Masterarbeiten in diesem Raum anfertigen lassen. Dabei besteht durch Zusammenarbeit der drei Professuren ein interdisziplinärer Lehransatz, der ein sehr breites Spektrum der Umweltwissenschaften abdeckt. Praxisnahe fachübergreifende Themen, insbesondere zur Bedeutung unterschiedlicher Landnutzungen für Ökosystemdienstleistungen, werden z. B. von studentischen Projektgruppen bearbeitet. Die Studierenden der Justus-Liebig-Universität Gießen erlangen durch das Arbeiten in der Gruppe Teamfähigkeit, Organisationstalent sowie Fachwissen, um sich im späteren Berufsleben selbständig behaupten zu können. Zur Unterstützung der Lehre und Forschung werden Untersuchungsflächen, Bodenprofile, Messgeräte sowie ein Landschafts-Lernpfad eingerichtet. Vegetationsökologische, hydrologische, meteorologische, bodenphysikalische und bodenchemische Daten sowie landschaftsökologische Aspekte der kulturhistorischen und landwirtschaftlichen Nutzung dieser Landschaft werden erfasst, dokumentiert und umweltwissenschaftlich bewertet. So wird eine ganzheitliche Betrachtung der ökologischen Zusammenhänge dieser Landschaft ermöglicht. Es bietet sich an, auch der interessierten Öffentlichkeit Informationen über die Lehre und Forschung an der Justus-Liebig-Universität zugänglich zu machen. Hier ist zugänglich machen im Sinne von Wissensvermittlung zu verstehen. Der oben genannte Landschafts-Lernpfad soll auch diesem Zweck dienen. Das Konzept eines solchen Lernpfades beruht darauf, dass neben der rationalen Komponente (Fachwissen) eine emotionale Komponente (sinnliche Wahrnehmung der Natur) wichtig ist, um die Ziele der Umweltbildung zu erreichen. Ziel des Lernpfades ist es, Informationen zu geben und für die Wahrnehmung der Umgebung zu sensibilisieren. Die Informationsvermittlung muss interessant und ansprechend sein. Anstelle langer belehrender Texte sollte sie wechselseitig gestaltet sein. Benutzer und Betrachter können selbst tätig werden. Über interaktive Wissensvermittlung, sinnliche Wahrnehmung und schöne Eindrücke , setzt sich der Mensch handelnd mit der Umgebung auseinander. Ein Lernpfad soll für Natur und Umwelt sensibilisieren und dabei Spaß machen. Schon vor 200 Jahren forderte Johann Heinrich Pestalozzi das Lernen mit Kopf, Herz und Hand . So werden die drei Lernziele der Umweltbildung - Handlungskompetenz, Handlungsbereitschaft und Handlungsausführung - erreicht und damit die Grundvoraussetzungen für einen erfolgreichen Natur- und Umweltschutz geschaffen. (Text gekürzt)
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 1522 |
| Global | 20 |
| Kommune | 7 |
| Land | 185 |
| Wissenschaft | 6 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 23 |
| Förderprogramm | 1418 |
| Hochwertiger Datensatz | 5 |
| Repositorium | 2 |
| Text | 67 |
| unbekannt | 121 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 74 |
| offen | 1532 |
| unbekannt | 30 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1414 |
| Englisch | 581 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 19 |
| Bild | 5 |
| Datei | 4 |
| Dokument | 52 |
| Keine | 1015 |
| Unbekannt | 1 |
| Webdienst | 41 |
| Webseite | 574 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1537 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1498 |
| Luft | 877 |
| Mensch und Umwelt | 1636 |
| Wasser | 976 |
| Weitere | 1604 |