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Auf künstlicher Intelligenz basierendes System zur Vorhersage der Luftqualität im suburbanen Raum, Teilvorhaben: Technologieentwicklung und Transfer

Oekologie tropischer Ueberschwemmungsgebiete

Oekologie tropischer Ueberschwemmungsgebiete mit Schwerpunkt Amazonien und Pantanal, Brasilien: Struktur und Funktion von Ueberschwemmungsgebieten in Abhaengigkeit vom Flutpuls, der Sedimentfracht und den geochemischen Bedingungen; Anpassungen von Organismen an den Wechsel zwischen aquatischer und terrestrischer Phase, Primaerproduktion und Photosynthese in Abhaengigkeit vom Flutpuls, Abbau von organischem Material, Nahrungsnetze und Bioelementzyklen; Biodiversitaet.

Open Spaces in Megacities: Sociological concepts for the 'urban management' of open space and new settlements

BiodivProtect: Nur Naturschutz? Berücksichtigung der Wertevielfalt für eine gerechte und effektive Biodiversitätsgovernance (BridgingVALUES)

Die Bedeutung von Freiraumflächen für naturnahes Leben in Recife/Brasilien - Teilprojekt: Biodiversität und Ökologie von Freiflächen in Recife, Pernambuco

Für den Zeitraum der ersten zweijährigen Pilotphase ist eine Studie zur Erstellung eines Biotoptypenkonzeptes für Recife geplant. Dabei sollen als organismische Beispielgruppe die spontanen und gepflanzten Gehölze der Stadt, bzw. des Pilotgebietes untersucht werden. In dem etwa 1,5 km2 großen Pilotgebiet werden die Gehölzvegetation sowie häufige krautige Arten (speziell Ruderalvegetation) erfasst, wobei nach Einheimischen und Neophyten unterschieden wird. In einem weiteren Schritt wird der Hemerobiegrad der Vegetation ermittelt.

Antimikrobielle Cumarine und Proteine zur Funktionalisierung der Blattoberfläche für den Pflanzenschutz

Die Sojabohne ist eine weltweit wichtige Nutzpflanze. Vor allem in Brasilien erkrankt sie ökonomisch merklich am Asiatischen Sojabohnenrost (SBR), der vom Pilz Phakopsora pachyrhizi hervorgerufen wird. Weil keine der verfügbaren Sojasorten gegen alle Isolate des Pilzes resistent ist, erfolgt der Schutz der Sojabohne vor dem SBR derzeit durch den intensiven Einsatz von chemisch-synthetischen Fungiziden. Deren Anwendung ist umstritten und soll mittel- bis langfristig deutlich reduziert werden. Um dies ohne merklichen Ertragsverlust bei der Sojabohne zu erreichen sind neue oder zumindest komplementäre Strategien zur Bekämpfung des SBRs notwendig. Unsere bisherigen Arbeiten im Themenfeld zeigten, dass die effektive Nichtwirt-Resistenz der Sonnenblume und der Ackerschmalwand gegen SBR teilweise auf der Anreicherung von antimikrobiellen Proteinen und des Cumarins Scololetin beruht. Tatsächlich hemmt Scopoletin die Keimung von P. pachyrhizi-Sporen effektiv. Es scheint aber in der Sojabohne nicht vorzukommen. Eine Rekonstitution der Scopoletinsynthese in transgenen Sojapflanzen reduzierte die Empfindlichkeit für SBR zwar etwas; eine zu hohe Scopoletinkonzentration aber schädigte die Pflanzen. Wir schlagen nun vor, die Nichtwirt-Resistenz der Sonnenblume gegen SBR auf die Sojabohn zu übertragen und das Scopoletin zunächst mithilfe eines bereits identifizierten Transportproteins auf die Blattoberfläche zu transportieren, wo es P. pachyrhizi-Sporen direkt und ohne pflanzenschädigende Nebenwirkungen bekämpfen soll. Gleiches schlagen wir für Isoscopoletin vor, das P. pachyrhizi ebenfalls sehr effektiv bekämpft, im Gegensatz zu anderen Cumarinen aber besonders lichtstabil ist. Außerdem wollen wir die Biosynthese von Sideretin in transgenen Pflanzen nachstellen und seinen Wirkmechanismus aufklären. Als komplementäre und möglicherweise synergistische Strategie beabsichtigen wir, antimikrobielle Blattoberflächen-Proteine, die bei der Nichtwirts-Resistenz der Sonnenblume gegen den SBR eine wichtige Rolle spielen, in transgenen Ansätzen an die Blattoberfläche der Sojabohne zu transportieren, wo sie P. pachyrhizi effektiv bekämpfen sollen. Sojapflanzen, die Cumarine und/oder gegen P. pachyrhizi aktive Proteine auf der Blattoberfläche akkumulieren, sind vielversprechend, um die Sojabohnenproduktion auch bei verringertem Fungizid-Einsatz sicherzustellen.

Wachstumsforschung in den Subtropen und Tropen

Die in den äquatornahen Bereichen der Tropen innerhalb des ganzen Jahres relativ gleichbleibenden Lufttemperaturen veranlassten viele Wissenschaftler dazu, zu glauben, dass die Jahrringforschung in den gesamten Tropen nicht bzw. nur sehr schwer möglich ist. Sie gingen von einem kontinuierlichen Wachstum der Bäume und infolgedessen von einem Nichtvorhandensein von Jahrringen aus. In den letzten Jahren gelang es jedoch verschiedenen Wissenschaftlern die Existenz von Jahrringen und Zuwachszonen anderer Periodizität in tropischen Hölzern nachzuweisen. Somit konnten die bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts erbrachten Ergebnisse früher Pioniere auf dem Gebiet der Jahrringforschung bestätigt werden. Zuwachszonen in tropischen Hölzern entstehen dann, wenn die kambiale Aktivität aufgrund ungünstiger Wuchsbedingungen reduziert wird oder zum erliegen kommt. Als Ursache können hier die Trockenphasen in Gebieten mit Trockenzeiten sowie die submerse Phase in periodisch überschwemmten Gebieten genannt werden. Die Periodizität des Wachstums tropischer Bäume zu erkennen und zu verstehen, ist eine wichtige Voraussetzung für die Beantwortung vieler Fragen zu Zustand und Entwicklung der tropischen Wälder. Nur mit diesem Wissen und durch die Kenntnis der Zusammenhänge zwischen Umwelt und Wachstum können ökologische Fragestellungen angegangen, Fragen bezüglich der nachhaltigen Bewirtschaftung tropischer Waldökosysteme geklärt und auch die gerade in jüngster Zeit an Bedeutung gewinnenden Aspekte der Bedeutung der tropischen Wälder für das globale Klimageschehen ausreichend genau beantwortet werden. Das Institut für Waldwachstum erforscht in Zusammenarbeit mit Partnern an der Universidade Federal de Santa Maria (Brasilien) das Wachstum verschiedener wertvoller heimischer Baumarten aus Rio Grande do Sul (Brasilien). Es werden Ansätze zur nachhaltigen Bewirtschaftung naturnaher Wälder hergeleitet. Das Institut für Waldwachstum hat darüber hinaus das Ziel, für tropische Bäume geeignete Analysemethoden zu schaffen, mit deren Hilfe auch große Stichproben weitestgehend automatisiert analysiert werden können. In diesem Zusammenhang besteht eine enge Kooperation in Forschung und Lehre mit Dr. Martin Worbes, Universität Göttingen.

Typische Ursache-Wirkungsmuster der Landnutzungsänderung und deren qualitative Modellierung in ausgewählten Entwicklungs- und Schwellenländern

Es soll die Frage bearbeitet werden, ob die vielfältigen gesellschaftlichen und natürlichen Ursachen sowie Folgen von Landnutzungsänderungen, wie sie in einer großen Zahl von Fallstudien zu regionalen Entscheidungsformen Globaler Umweltveränderungen vorliegen, sich zu einem überschaubaren Satz von typischen Mustern der Mensch-Natur-Interaktionen verdichten lassen. Hierzu soll eine neue entwickelte Methode der Überprüfung der Gültigkeit von Ursache-Wirkungsgeflechten verwendet werden, bei der beobachtete Zeitverläufe von sozial- und naturräumlichen Variablen auf ihre Konsistenz mit hypothetisierten Ursache-Wirkungszusammenhängen zwischen diesen Variablen untersucht werden, wobei die neue mathematische Theorie der qualitativen Differentialgleichungen verwendet werden sollen. Diese Methode der Identifikation typischer qualitativer Ursache-Wirkungsmuster auf der Basis strenger mathematischer Validierung soll in einer vergleichenden Studie über gut dokumentierte Regionen vornehmlich in Brasilien, Mexiko, Indonesien und Burkina Faso exemplifiziert werden (...). In der ersten Phase des Projektes soll sowohl bezüglich der Zusammenhangshypothesen als auch der qualitativen Zeitverläufe auf bestehende Literatur zu den Untersuchungsregionen zurückgegriffen werden. (...) Weitergehendes Ziel ist es, einige wenige typische Ursache-Wirkungsmuster zu identifizieren und zu validieren, um damit zu einer systematischen Herleitung von mustergültigen Politikoptionen zur Eindämmung nicht-nachhaltiger Landnutzungsentwicklungen zu kommen.

Einführung von solaren Trocknungsanlagen für land- und forstwirtschaftliche Zwecke

Forschungsziel: - Markteinführung und Produktion solarer Trocknungsanlagen in Brasilien Methoden: - Erarbeitung eines technischen Anforderungskatalogs für Trocknungsanlagen o Ermittlung von Marktpotential, sozioökonomischen Rahmenbedingungen und Wirtschaftlichkeit - Ableitung einer Umsetzungsstrategie Ergebnisse: o Identifikation der Zielgruppen - Erarbeitung einer Umsetzungsstrategie für die Trocknung tropischer Früchte.

Agroforstliche Produktionssysteme

Initiiert durch das Lehrangebot zu Agroforstwirtschaft und entsprechende Nachfrage nach Diplomthemen entwickelt sich das o.g. Forschungsvorhaben zunehmend zu einem eigenstaendigen Schwerpunkt des Fachgebietes. Regelmaessig werden Erhebungen zur Baumintegration in landwirtschaftliche Produktionssysteme am tropisch/subtropischen Standort (bisher: Brasilien, Philippinen, Lesotho, Suedspanien) zur Produktivitaet einzelner Arten (Botswana, Australien) oder Literaturauswertungen ueber traditionelle und moderne Agroforstsysteme (Haiti, Kuba, Ostafrika) durchgefuehrt. Die Ausweitung dieses Forschungsschwerpunktes durch vertiefende Promotionsvorhaben (Indonesien, Mexiko) ist in Vorbereitung.

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