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Pflanzen- und Landnutzung der früheisenzeitlichen Kulturen in der borealen Zone an der mittleren Kama und denen Auswirkungen auf die Umwelt

Zusammen mit politischen und sozioökonomischen Ursachen sind Klima- und andere Umweltveränderungen die Auslöser kulturellen Wandels. Ein solches Zusammenspiel von Mensch und Umwelt ist besonders stark in Gebieten mit harschen Klimabedingungen. Ein außergewöhnliches Beispiel für solche Wechselwirkungen sind die Kulturen der frühen Eisenzeit in der Borealen Zone an der mittleren Kama im europäischen Vorural. Archäologen haben zwei Hypothesen entwickelt, um die Entwicklung der Früheisenzeitlichen Kulturen zu erklären: (i) günstige Bedingungen, die während des römischen Klimaoptimums im 3. Jahrhundert v. Chr. begannen, führten an der mittleren Kama zu einer raschen Entwicklung der Wirtschaft und Bevölkerungszahl und einer kulturellen Transformation von der Ananyino zur Glyadenovo-Kultur; (ii) die im 4. bis 5. Jahrhundert n. Chr. begonnene Klimaabkühlung verminderte die biologische Produktivität der Landschaft, was eine Konkurrenz um Weiden und Acherflächen auslöste. Dies führte zur Abwanderung von Teilen der Glyadenovo-Bevölkerung aus der Region und zu Transformationen hin zur Nevolino- und Lomovatovo-Kultur. Ich möchte diese Hypothesen anhand paläoökologischer Rekonstruktionen testen. Dafür plane ich die Pflanzen- und Landnutzung der früheisenzeitlichen Gesellschaften in der Region der mittleren Kama sowie ihre Auswirkungen auf Vegetation und Landschaft zu rekonstruieren. Die Forschung wird anhand von radiokarbondatierten on-site und off-site Archiven durchgeführt. Die Multi-Proxy-Analysen werden traditionelle (Palynologie, Glühverlust, Archäobotanik, Anthrakologie, Holzanatomie) und innovative Methoden (Nicht-Pollen-Palynomorphen-Analyse, Makrocharcoal-Analyse, Isotopenstudien) kombinieren. Basierend auf Pollendaten werden Landbedeckungsrekonstruktionen unter Verwendung der Modelle REVEALS, LOVE und dem Multiple Scenario Approach durchgeführt. Die Best-Modern-Analog-Technik wird zur Abschätzung der Klima- und Waldbedeckungsänderung angewendet. Die erhaltenen Daten werden in Bezug auf die Forschungshypothesen ausgewertet. Zum Ende des Projekts werden wir den zeitlichen Verlauf der Pflanzen- und Landnutzung der früheisenzeitlichen Kulturen rekonstruieren, die Wechselwirkungen zwischen Mensch und Umwelt und die Rolle des Klimawandels bei menschlichen Migrationsprozessen bewerten. Die Ergebnisse werden zu unserem Verständnis der Subsistenzwirtschaft der Früheisenzeitlichen Kulturen in der borealen Zone und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beitragen.

Forschungsprogramm Experimenteller Wohnungs- und Städtebau (ExWoSt), Modellprojekt Stadt Regensburg

Ausgangslage/Betroffenheit: Die Stadt Regensburg hat etwa 134.000 Einwohner (Erstwohnsitze) und ist damit die viertgrößte Stadt Bayerns. Unter den Modellvorhaben weist Regensburg das stärkste Bevölkerungswachstum auf - sowohl in der zurückliegenden Einwohnerentwicklung als auch in den Prognosen bis 2025, nach denen ein Anstieg der Bevölkerung um 5,4Prozent erwartet wird. Regensburg liegt am nördlichsten Punkt der Donau und den Mündungen der linken Nebenflüsse Naab und Regen. Es wird von den Winzerer Höhen, den Ausläufern des Bayrischen Waldes und dem Ziegetsberg umrandet, wodurch die Entstehung von Inversionswetterlagen begünstigt wird. Durch die topographische Pfortenlage weist die Stadt zudem eine hohe Nebelhäufigkeit auf und ist insbesondere in den Wintermonaten anfällig für Feinstaubbelastungen. Im Gegensatz zu vielen anderen Städten hat Regensburg einen relativ kompakt gegliederten Stadtkörper und eine insgesamt homogene Siedlungsstruktur. Prägend ist die historische Altstadt mit ca. 1.000 denkmalgeschützten Gebäuden. Diese gilt als einzige authentisch erhaltene, mittelalterliche Großstadt Deutschlands und ist seit 2006 Welterbe der UNESCO (Organisation der Vereinten Nationen für Erziehung, Wissenschaft und Kultur). Die Regensburger Altstadt wird als 'Steinerne Stadt' charakterisiert. Ihre historisch gewachsene dichte Baustruktur mit steinernen Plätzen und Gassen, wenig Bäumen im öffentlichen Raum und einer hohen Nutzungsdichte (Wohnen, Einkaufen, Arbeiten, Tourismus) erwärmt sich insbesondere im Sommer stärker als das Umland und wirkt als Hitzespeicher. So können die Temperaturunterschiede im Stadtgebiet bis zu 6 GradC betragen. Das Phänomen der Wärmeinsel, das sich im Zuge des fortschreitenden Klimawandels deutlicher ausprägt, impliziert einen sinkenden thermischen Komfort, löst zusätzliche Energiebedarfe aus und stellt u.U. veränderte Ansprüche an die Gestaltung von Freiflächen. Aufgrund der Lage an der Donau muss sich Regensburg ferner auf häufigere Schwüle und Gefährdung durch Hochwasser einstellen. Aus der Notwendigkeit zur Anpassung an den Klimawandel erwächst in Verbindung mit anderen Zielbildern einer nachhaltigen Siedlungsentwicklung ein umfassender planerischer Handlungsbedarf. Im Rahmen des Modellprojekts thematisiert die Stadt Regensburg den Widerspruch zwischen einer Stadtentwicklungs- und Bauleitplanung, die auf Flächensparsamkeit und Innenentwicklung ausgerichtet ist, und erforderlichen Anpassungsstrategien an den Klimawandel, die bei der besonderen städtebaulichen Kompaktheit der Stadt Regensburg tendenziell eine Auflockerung von Baustrukturen und Flächenentsiegelung beinhalten. Im Sinne einer klimaangepassten Stadtentwicklung galt es: - auf strategischer Ebene die Weichen für eine klimaangepasste Flächennutzung für die zukünftige Stadtentwicklung zu stellen - auf operativer Ebene Maßnahmen für restriktive bis persistente Stadt- und Freiraumstrukturen zu entwickeln.

Süßwasserperlmuscheln als Archive für stabile Isotopen in Fließgewässern

Isotopendaten von Fließgewässern sind von essentieller Bedeutung, um unser Verständnis und Modelle für hydrologische, ökologische, biogeochemische und atmosphärische Prozesse zu verbessern. Jedoch läßt sich das volle Potential wegen viel zu kurzer und unvollständiger Zeitreihen gar nicht ausschöpfen. Hier schlagen wir einen innovativen Beitrag vor, um zur Lösung des Problems, nämlich limitierter Gewässerisotopen-Archive, beizutragen: die Nutzung von Süßwassermuscheln als langzeitliche delta18O-Archive von Fließgewässern. Im Rahmen einer Pilotstudie haben wir die Sauerstoffisotopendaten von Muschelschalen (kompiliert aus 10 Studien) analysiert, die von 18 Lokalitäten aus insg. 16 Flüssen unterschiedlicher geographischer Breiten weltweit stammen. Wir haben signifikante Zusammenhänge zwischen delta18O-Werten des Niederschlags, des Fließgewässers und der Muschelschalen ermittelt. Sowohl die Wasser- als auch die Schalendaten weisen relativ zum Niederschlag stark gedämpfte saisonale Amplituden auf. Aufbauend auf dieser Studie wollen wir nun multidekadische Rekonstruktionen von delta18O-Werten in Fließgewässern vornehmen. Zunächst wollen wir prüfen, ob sich die Wassertemperatur - als wichtige Voraussetzung zur präzisen Rekonstruktion des delta18O-Wertes des Wassers aus delta18O-Werten der Schalen - aus der (a) Zuwachsrate, (b) mikrostruktureller Merkmale und/oder (c) elementchemischer Daten der Schalen rekonstruieren lassen. Dann wollen wir testen inwiefern sich hochauflösende in-situ Messungen der delta18O-Werte der Schalen via SIMS komplementär zur traditionellen naßchemischen Methode via CF-IRMS (Stichwort: Micromilling oder Microdrilling) eignen, vor allem mit welcher Genauigkeit. Insbesondere könnte SIMS, dank wesentlich kleinerer, flacherer Probenpunkte, für langsam wachsende Schalenabschnitte in späten Lebensstadien der Tiere von großem Nutzen sein. Außerdem lassen sich die Meßpunkte wesentlich präziser zeitlich alignieren. Schließlich wollen wir die rekonstruierten delta18O(Wasser)-Zeitreihen von drei Einzugsgebieten in Luxemburg, Schweden und Deutschland mit multidekadischen delta18O-Niederschlags-Zeitreihen vergleichen, um über das derzeitige Verständnis zur Kontrolle der geologischen Begebenheiten auf hydrologische Funktionen hinauszugehen. Wir testen die Hypothese, daß Änderungen im Abfluss-Regime eines Einzugsgebiets (ausgelöst durch den Klimawandel) mechanistisch zu einer Modifikation des Wasseranteils führen, der über schnelle Fließwege zum Strom fließt - mit der zusätzlichen Annahme, daß das Ausmaß dieser Modifikation durch das Gestein moduliert wird. Um unsere Hypothese zu prüfen, bauen wir auf einer Metrik auf, nach der der Anteil jungen Wassers (Fyw) proportional zur Abflußmenge steigt und dadurch einen Anstieg des proportionalen Beitrags schneller Durchläufe bei hohen Abflußmengen aufzeigt. Dieser Ansatz ist besonders geeignet für die Bestimmung von Transitzeiten des Wassers in stationären und heterogenen Einzugsgebieten.

Das Wohnbauerbe der Sowjetunion in Zeiten multipler Krisen, Teilvorhaben: Neubewertung und Wiederaufbau

Resilienz der Wasserversorgung und -speicherung im ländlichen Raum, Teilprojekt 3

Zukunftsfähiges Wassermanagement kommunaler Wasserversorger in Zeiten des Klimawandels, Teilprojekt 2

Dendrochronologische Untersuchungen zur Klimavariabilität und Gletschergeschichte in Südwestchina (Gongga Shan, Minya Gonkar)

Das Forschungsvorhaben soll zur Rekonstruktion der Klima- und insbesondere der Monsunvariabilität in Südwestchina beitragen. Anhand von Bohrkernen klimasensitiver Bäume entlang klimatischer Höhengradienten sollen Jahrringchronologien mehrerer Baumarten für die letzten ca. 500 Jahre erstellt werden. Diese bilden die Basis zur Rekonstruktion verschiedener saisonaler Klimaelemente, die dann zum Witterungsverlauf während des gesamten Jahres rekombiniert werden. Durch die dendrochronologische Datierung verschieden alter Moränen soll die Gletschergeschichte der letzten Jahrhunderte rekonstruiert werden. Diese Daten werden durch Altersdatierungen mit der C14-Methode von fossilen Pflanzen- und Bodenresten ergänzt. Ein Vergleich der Gletschergeschichte des Gongga Shan mit dem zentralen Osttibet soll Unterschiede in der Dynamik des ostasiatischen Zweigs des Monsunsystems und des Indischen Monsunsystems zutage treten lassen. In Zusammenarbeit mit Prof. Richter (Erlangen) werden Studien zum Bestandesalter und zur Vegetationsdynamik von Pflanzenbeständen durchgeführt, die auf den Obermoränen der rezenten Gletscher gedeihen. Studien zum Entwicklungsgrad der Böden und der Bodentemperaturen im Wurzelraum dienen der besseren ökologischen Interpretation der dendrochronologischen Befunde.

Veränderung globaler Umweltfaktoren und Zyklizität in Tiefseesedimenten des Pazifik (Leg 185) und des Atlantik von der Kreide bis heute

Die paläoklimatische und paläozeanographische Entwicklung des nordwestlichen Pazifik (ODP Leg 185) soll auf unterschiedlichen Zeitskalen untersucht und mit Daten aus dem Atlantik versehen werden. Anhand von sedimentologischen, mikropaläontologischen, geochemischen und stabilen Isotopen-Daten sollen Veränderungen der Akkumulationsraten klimatisch und ozeanographisch sensitiver Komponenten dokumentiert werden. Diese sollen mit biostratigraphischen und chemostratigraphischen Methoden sowohl im Hinblick auf die langfristigen zeitlich-räumlichen Trends, als auch mit frequenzanalytischen Methoden hochauflösend analysiert werden. Von besonderem Interesse sind die Intensitäten der atmosphärischen Zirkulation und die marine Produktivität sowie deren räumliche und zeitliche Variabilität. Diese Umwelt-Parameter sind vor allem in der Zusammensetzung der Feinfraktion und in den Akkumulationsraten von äolischem Staub, biogenem Opal und organischem Material überliefert. Der Vergleich mit ausgewählten DSDP/ODP-Sites im Atlantik soll Hinweise auf Zirkulationsregime und Wasseraustausch beider Ozeane geben.

Entwicklung nachhaltiger, kostengünstiger Composites aus Bast-, recycelten Carbon- und Thermoplastfasern für lasttragende Bauteile mit einstellbaren mechanischen Eigenschaften

Reversibles ressourcenoptimiertes Fertigteildeckensystem

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