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Die Beziehung zwischen Krautschichtdiversität und standörtlicher Heterogenität nach Windwurf in einem naturnahen Buchenwald

Das beantragte Projekt basiert auf den Ergebnissen fünfjähriger Sukzessionsuntersuchungen im Naturschutzgebiet 'Gipskarstlandschaft Hainholz' im südwestlichen Harzvorland nach einem flächenhaften Windwurf in naturnahem Buchenwald im Jahr 1997. Die bisherige vegetationskundliche Beobachtung von 42 Dauerflächen, die alle durch einen außerordentlichen Zufall schon im Jahr vor dem Sturm angelegt worden waren, zeigte eine starke Zunahme von Diversität der Krautschichtvegetation in Abhängigkeit vom Ausgangszustand und von der Störungsintensität. Ziel des Projekts ist es, die Mechanismen für diese Diversitätszunahme zu analysieren. Haupt-Hypothese ist, dass die Diversität der Krautschicht eine Funktion der kleinräumigen durch den Windwurf hervorgerufenen Heterogenität in den Probeflächen ist. Als Maß für Heterogenität sollen die kleinräumige Variation der drei Standortsfaktoren Licht (PAR), Boden (vor allem Gründigkeit) und Struktur (Totholz Wurzelteller etc.) innerhalb der Probeflächen und ihr jeweiliger Einfluss auf die Diversität untersucht werden. Ziel ist es ferner, die jeweilige Bedeutung dieser Faktoren für ausgewählte Arten zu quantifizieren, wobei der Schwerpunkt auf Waldgräser gelegt wird. Für die Waldgräser Brachypodium sylvaticum, Bromus ramosus, B. benekenni und Hordelymus europaeus soll die Mikrohabitatpräferenz durch populationsökologische Studien im Gelände quantifiziert werden und zusätzlich durch Experimente unter kontrollierten Bedingungen im Labor und im Common Garden ergänzt werden.

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).

Pollen- und makrofossilanalytische sowie vegetationskundliche Untersuchungen an ausgewaehlten Mooren im Bereich des Allgaeus und des Kleinen Walsertals

Ueber suedliches Allgaeu und Kleines Walsertal liegen noch keine vegetationsgeschichtlichen und noch kaum vegetationskundliche Mooruntersuchungen vor, hier klafft insofern noch eine Luecke zwischen weit besser untersuchten, viel weiter westlich und weiter oestlich gelegenen schweizerischen, bayerischen und oesterreichischen Randalpengebieten. Die Moore reichen im Gebiet von der montanen bis in die subalpine Hoehenstufe, sind teils als Hang-, teils als Sattel- und z. T. auch als Muldenmoore entwickelt; sie tragen teilweise den Charakter von Bergkiefern-Hochmooren, teilweise den von Rasensimsen- oder Kleinseggenmooren. Aehnlich unterschiedlich ist auch ihr Alter, das - bei Torfmaechtigkeiten zwischen 1 und 7 m - nach den bislang vorliegenden Befunden z. T. ans Spaetglazial heranreicht, teilweise aber auch nur ein bis hoechstens zwei Jahrtausende umfasst. Damit besteht Aussicht, neben vegetationskundlichen und moorentwicklungsgeschichtlichen Befunden auf pollenanalytischem Wege (sowie mit ergaenzenden 14 C-Datierungen) auch zu Aussagen ueber die Landschaftsentwicklung des Gebiets seit dem Rueckzug der Wuermgletscher sowie zu vertieften wald-, vegetations- und siedlungsgeschichtlichen Erkenntnissen zu kommen.

Vegetationskundliche und oekologische Studien in den Karmooren der Hornisgrinde (Schwarzwald)

Die Zusammenhaenge zwischen gegenwertiger Moor-Vegetation und Chemismus des Wassers werden untersucht. Torfprofile aus Mooren des Schwarzwaldes werden auf Pollen, Grossreste und ihre chemische Zusammensetzung untersucht. Durch parallele Untersuchungen der heutigen Vegetation und der Standortsbedingungen in Mooren wird auf die Verhaeltnisse in der Vergangenheit zurueckgeschlossen. Von besonderem Interesse sind dabei die Veraenderungen der Standortsbedingungen und die Gruende dafuer.

Vegetationskundliche Untersuchungen im Bergwald am Kilimanjaro

Der Kilimanjaro weist zur Zeit noch einen weitgehend geschlossenen Waldgürtel auf. Durch eine stark unterschiedliche Niederschlagsverteilung einerseits und eine ausgeprägte Höhenzonierung andererseits ergibt sich eine hohe Diversität der Waldbestände im Hinblick auf Artenzusammensetzung, Schichtung und Lebensformen. Insbesondere der Bergwald des Südhanges ist in seiner Vielfalt nicht nur wegen seines Epiphyten- und Farnreichtums einzigartig in Ostafrika. Hier finden sich große Gebiete, die aufgrund ihrer Unzugänglichkeit noch unberührt sind. Somit bietet sich die einmalige Gelegenheit, diesen interessanten Lebensraum in natürlicher Ausprägung zu studieren. Dies wurde vom Antragsteller in einem vorangegangenen DFG-Projekt begonnen. Im Rahmen des hier beantragten Habilstipendiums soll dieses umfangreiche Projekt abgeschlossen werden. Erstes Ziel ist die Vervollständigung der vegetationskundlich ökologischen Bestandserfassung aller Waldtypen und ihrer Regeneration. Im Anschluss daran eine Vegetationskarte erstellt werden. Mit diesen Arbeiten wird eine wissenschaftliche Grundlage für die immer dringlicher werdenden gezielten Schutzmaßnahmen geschaffen.

Botanisches Artenmonitoring

Seit 2005 führt Duene e.V. im Auftrag des Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie M.-V., im Rahmen der Förderung ökologischer Umweltbeobachtung durch Vereine und Verbände ein botanisches Artenmonitoring durch, bei dem für raumbedeutsame Rote-Liste-Arten Dauerbeobachtungsflächen angelegt und kontrolliert werden. Die so gewonnenen Daten über Vegetation, Standort, Nutzung und Populationsentwicklung sollen zu Schutzkonzepte führen, um die wenigen Wuchsorte zu erhalten. Zu den Zielarten gehören Radiola linoides, Rhinanthus halophilus, Scorzonera humilis und Potentilla wismariensis an den Küsten, Bromus racemosus und Carex pulicaris in Mooren sowie die in MV besonders seltenen Dianthus arenarius und Stipa borystheniac.

Datenbank fuer tropische und subtropische Nutzpflanzen (mit Literaturangaben)

Am Institut fuer Pflanzenbau und Tierproduktion in den Tropen und Subtropen, Bereich Pflanzenbau, Grisebachstr. 6, besteht eine EDV-Datenbank, in der Angaben ueber botanische Namen, Volksnamen, Verbreitung, oekophysiologische Ansprueche und Nutzungsmoeglichkeiten fuer ueber 5000 Nutzpflanzenarten gespeichert sind. Damit verbunden ist eine Literaturdatei mit etwa 20.000 Publikationen. Diese Datenbank ermoeglicht es, Hinweise auch zu wenig bekannten Nutzpflanzenarten zu finden, die fuer bestimmte Zwecke und Gebiete geeignet sind, und damit zur Diversifikation beitragen koennen. Der Inhalt der Datenbank wird seit 25 Jahren bearbeitet und laufend ergaenzt. Die Nutzpflanzen sind im Programm 'asksam', die Literatur in 'dbase' gespeichert und benoetigen als Betriebssystem MS-DOS. Eine Umwandlung in Windows-Access ist zur Zeit in Arbeit.

Dokumentation der Vegetation einheimischer Landschaften und ihre oekolgischen Beziehungen

Vegetationskundliche Kartierung schuetzenswerter Lebensgemeinschaften. Floristische Kartierung; Feststellung von gefaehrdeten Pflanzengesellschaften.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1530: Flowering time control: from natural variation to crop improvement, Metabolit-Regulation von Cryptochrom 2 Aktivität und Blühzeitpunkt

Der UV-A/Blaulichtrezeptor Cryptochrom 2 (cry2) spielt eine zentrale Rolle bei der photoperiodischen Blühinduktion. Wichtige Komponenten der Signalleitung von cry2 sind mehrere nah verwandte bHLH Transkriptionsfaktoren (CIB1, CIB2, CIB4, CIB5), die Blaulicht-abhängig an cry2 binden, als Heterodimere an nicht-kanonische E-Box Motive in der Promotorregion des FLOWERING LOCUS T (FT) Gens binden und hierdurch die Expression dieses zentralen Blühgens induzieren. Weiterhin interagiert cry2 im Blaulicht mit SPA-Proteinen und inhibiert damit die Aktivität der E3 Ubiquitin Ligase CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENESIS 1 (COP1), die maßgeblich am Abbau des FT-Transkriptionsaktivators CONSTANS (CO) beteiligt ist. Wir haben gezeigt, dass der FAD-Chromophor im signalaktiven Zustand von cry2 in der neutralen Semichinonform vorliegt und die Bildung dieser Form durch Metabolite wie ATP und NADPH verstärkt wird. Gerichte und strukturbasierte Mutagenese von CRY2 lieferte Hinweise darauf, welche Aminosäuren für die Metabolit-Kontrolle erforderlich sind. Diese Information soll genutzt werden, um die Rolle dieser Metabolite bei der photoperiodischen Blühinduktion aufzuklären. Geplant ist hierfür die Expression entsprechender cry2 Allele in planta und die Analyse der generierten Pflanzenlinien hinsichtlich Blühverhalten, FT-Expression und Interaktion mit down-stream Komponenten. Diese Untersuchungen sollen durch in vitro Studien mit rekombinanten Proteinen komplettiert werden. Im Gegensatz zum Wildtyp Allel von cry1 induziert die cry1L407F Mutante gesteigerte Expression von CO und FT sowie frühes Blühen im Kurztag. In vitro Analysen zeigten ein tryptisches Spaltmuster von cry1L407F im Dunkeln, welches dem von Wildtyp cry1 im Blaulicht entspricht. Das geplante Vorhaben soll klären, ob cry1L407F die gleichen Komponenten wie cry2 für die Induktion von FT nutzt. Hierfür sind Analysen der cry1L407F Mutante im cib1/cib2/cib5 Hintergrund sowie Interaktionsstudien mit cry2 Partnern geplant. Direkte Zusammenarbeiten ergeben sich mit den Vorhaben von Christian Jung (Blühkontrolle bei Beta vulgaris) und Markus Schmid (Regulation des Blühzeitpunkts durch Trehalose-6-P).

Ökologie des Kronenraumes eines Leipziger Auenwaldes, Ökologie des Kronenraumes eines Leipziger Auenwaldes

Das vom Bereich Spezielle Botanik koordinierte interdisziplinäre Langzeitprojekt stellt ein Gemeinschaftsvorhaben der Universität Leipzig, des Umweltforschungszentrums Leipzig-Halle und der Stadt Leipzig dar. Am Projekt sind Biologen unterschiedlicher Fachrichtungen sowie Forstwissenschaftler und Meteorologen beteiligt. Das Themenspektrum reicht von strukturellen, funktionellen, genetischen und ökosystemaren Aspekten, über Fragestellungen zur Biodiversität und Verbreitung bis hin zur angewendeten Forschung auf den Gebieten Bioindikation, Forstbotanik und Umweltschutz.

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