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Global Precipitation Analysis Products of the GPCC

The Global Precipitation Climatology Centre (GPCC) has been established in 1989 on request of the World Meteorological Organization (WMO). It is operated by Deutscher Wetterdienst (DWD, National Meteorological Service of Germany) as a German contribution to the World Climate Research Programme (WCRP). Mandate of the GPCC is the global analysis of precipitation on earth’s land surface based on in situ rain gauge data. These gridded analyses provide long-term means, monthly and daily totals, quantiles and a drought index.

Can the resistance and resilience of trees to drought be increased through thinning to adapt forests to climate change?

Recent and predicted increases in extremely dry and hot summers emphasise the need for silvicultural approaches to increase the drought tolerance of existing forests in the short-term, before adaptation through species changes may be possible. We aim to investigate whether resistance during droughts, as well as the recovery following drought events (resilience), can be increased by allocating more growing space to individual trees through thinning. Thinning increases access of promoted trees to soil stored water, as long as this is available. However, these trees may also be disadvantaged through a higher transpirational surface, or the increased neighbourhood competition by ground vegetation. To assess whether trees with different growing space differ in drought tolerance, tree discs and cores from thinning experiments of Pinus sylvestris and Pseudotsuga menziesii stands will be used to examine transpirational stress and growth reduction during previous droughts as well as their subsequent recovery. Dendroecology and stable isotopes of carbon and oxygen in tree-rings will be used to quantify how assimilation rate and stomatal conductance were altered through thinning. The results will provide crucial information for the development of short-term silvicultural adaptation strategies to adapt forest ecosystems to climate change. In addition, this study will improve our understanding of the relationship between resistance and resilience of trees in relation to extreme stress events.

Erhaltung der Biodiversität in Schutzgebieten und Agrarwirtschaft in Westafrika in Zeiten des Klimawandels

Dem Bericht über die menschliche Entwicklung 2020 des United Nations Development Programme (UNDP) folgend sind 13 von 15 Nationen Westafrikas der niedrigsten Entwicklungsstufe zuzuordnen. Mit dieser Situation gehen verringerte Anpassungskapazitäten einher hinsichtlich der Herausforderungen, die der Klimawandel in der Region mit sich bringen wird. Extreme Niederschlagsereignisse (Starkregen, aber auch längere Dürren) führen immer wieder zu einer verringerten Nahrungsmittelproduktion und damit zu Hungerperioden, die sich insbesondere zu Beginn der anstehenden Regenzeit einstellen. Das hohe Bevölkerungswachstum in der Region stellt dagegen zunehmende Anforderungen an die Nahrungsmittelversorgung. In vielen Regionen wird der Boden bereits so stark ausgebeutet, dass eine Regenerierung über die übliche Brache oft nicht mehr ausreichend ist. Gutes Ackerland wird zusehends knapp. Andererseits besteht eine verstärkte Schutzbedürftigkeit naturbelassener Flächen, die zudem von den Veränderungen des Klimas betroffen sind. Schlechtes Management der Schutzgebiete, fehlende Akzeptanz in der Bevölkerung und die zunehmende Verknappung freier Flächen zur weit verbreiteten Selbstversorgung zwingen Menschen zur Nutzung von Gebieten, die für die Erhaltung der natürlichen Landschaft vorgesehen sind. Der vorliegende Beitrag präsentiert Karten als Ergebnis von Landnutzungsanalysen in Westafrika und zeigt raumzeitlich auf, welche Wechselwirkungen zwischen Landnutzung, Biodiversität und Klima bestehen.

Auswirkungen physikalisch-ozeanographischer Extremereignisse auf Ökosystemdienstleistungen im Elbe-Ästuar-Küstensystem, Vorhaben: Auswirkungen von Extremereignissen auf die Gesundheit von Schlüssel-Bodenorganismen

Restoration of populations of trigger bird species in the SPA Paríske mo?iare marshes through wetland revitalization and reconstruction of the meanders of the Pari stream

Ecological valuation of crop pollination in traditional Indonesian homegardens

Traditional Indonesian homegardens harbour often high crop diversity, which appears to be an important basis for a sustainable food-first strategy. Crop pollination by insects is a key ecosystem service but threatened by agricultural intensification and land conversion. Gaps in knowledge of actual benefits from pollination services limit effective management planning. Using an integrative and agronomic framework for the assessment of functional pollination services, we will conduct ecological experiments and surveys in Central Sulawesi, Indonesia. We propose to study pollination services and net revenues of the locally important crop species cucumber, carrot, and eggplant in traditional homegardens in a forest distance gradient, which is hypothesized to affect bee community structure and diversity. We will assess pollination services and interactions with environmental variables limiting fruit maturation, based on pollination experiments in a split-plot design of the following factors: drought, nutrient deficiency, weed pressure, and herbivory. The overall goal of this project is the development of 'biodiversity-friendly' land-use management, balancing human and ecological needs for local smallholders.

Lernen mit der WasserFarm - Hydroponik in der Bildung

Zielsetzung: Die auch hierzulande zunehmenden Dürreperioden und sinkenden Grundwasserstände rücken das Thema wassereffiziente Nahrungsmittelproduktion vermehrt in den Fokus. Dennoch fehlt im laufenden Schulbetrieb häufig der Bezug oder die Möglichkeit, zusammenhängende Prozesse praxisnah zu erkunden, zu erleben und zu verstehen. Schülerinnen und Schülern diese wichtigen Lernprozesse zu ermöglichen und im Sinne des BNE-Ansatzes interdisziplinäre, reflexive und forschende Gestaltungskompetenzen an Schulen zu fördern, ist wesentlicher Inhalt des vorliegenden Projekts 'WasserFarm'. Zentrale Bestandteile der 'WasserFarm' sind die Schulung von Lehrpersonal, die Vermittlung von Basiswissen der hydroponischen Kultivierung und systemspezifischer Inhalte mit MINT-Bezug sowie die Unterstützung eines partizipativen Lern- und Verständnisprozesses von Schülerinnen und Schülern bezüglich globaler Nachhaltigkeit. Hydroponik ist eine erdlose und damit standortunabhängige Anbaumethode von Pflanzen. Die Pflanzen werden dabei durch eine Nährstofflösung mit allen wichtigen Nährstoffen versorgt. Durch die kontinuierliche Wiederverwendung des Wassers, also die Kreislaufführung dieser wasserbasierten Nährstofflösung, zeichnet sich der hydroponische Anbau durch eine hohe Ressourceneffizienz und die Vermeidung von umweltbelastenden Nährstoffüberschüssen, Pestiziden, Insektiziden und Herbiziden aus. Ziel des Projektes ist es, durch ein objektbezogenes interdisziplinäres Schulungskonzept einen Lernrahmen zu schaffen, in dem Schülerinnen und Schülern durch Partizipation und Mitgestaltung fächerübergreifende Themen wie die nachhaltige Lebensmittelproduktion, Funktionsweisen von Kreislauftechnologien, Nährstoff- und Wasserkreisläufe, Ressourceneffizienz erlernen und so ein Bewusstsein für globale Herausforderungen und Lösungsansätze im Sinne der Sustainable Development Goals entwickeln können. Darüber hinaus soll den Schülerinnen und Schülern das Wissen und die Mittel mitgegeben werden, um auch eigenständig eine Hydroponikanlage einrichten und betreiben zu können. Dadurch sollen deren Nachhaltigkeits- und Gestaltungskompetenzen gefördert und ein Bewusstsein für globale Herausforderungen und Lösungsansätze in Zeiten des Klimawandels geweckt werden. Das Projekt wird an drei Pilotschulen in zwei Bundesländern (Brandenburg, Schleswig-Holstein) durchgeführt.

Co-Design eines hydrometeorologischen Informationssystems für eine nachhaltige Bewirtschaftung der Wasserressourcen im südlichen Afrika, Teilprojekt 2

Simulated field environment with combined salt and drought stresses as a platform for phenotyping plant tolerance to salinity

Salinity occurs often simultaneously with drought stress. Therefore, breeding for tolerance to combined both stresses can contribute significantly to crop yield. However, classical selection in salinity has generally been unsuccessful, partly due to high variability of salt stress resulting from the different salinity and drought status. Unfortunately, the use of unrealistic stress protocols for mimicking salinity and drought stress is the norm rather than the exception in biotechnological studies. Therefore, the great challenge is to gain knowledge required to develop plants with enhanced tolerance to field conditions. Our overall hypothesis is that a realistic stress protocol simulating a field environment with combined salt and drought stress as a platform for precision phenotyping of plant tolerance to salinity may solve this problem. This study will demonstrate that highly managed stress environments can be created and key traits of plants can be characterised by using advanced non-destructive sensors that are able to identify relevant traits of plants.

Regionale Modellierung der Auswirkungen des Klimawandels auf Weizen unter besonderer Berücksichtigung von Hitze- und Trockenstress und erhöhter CO2-Konzentration

Regionale Abschätzungen zu Auswirkungen des Klimawandels auf die Nutzpflanzenproduktion erfordern Modelle, die großräumig angewendet werden können. Pflanzenwachstumsmodelle finden zunehmend Berücksichtigung in der Klimafolgenforschung, haben aber Beschränkungen, da sie ursprünglich für kleinskalige Anwendungen auf Feldbestandsebene entwickelt wurden. Systematische Untersuchungen zur Übertragbarkeit dieser Modelle auf die regionale Ebene liegen bislang kaum vor. Das betrifft vor allem die Modellierung der Ertragsbeeinflussung durch Hitze- und Trockenperioden, die hohe zeitliche und räumliche Variabilitäten aufweisen und deren Häufigkeit und Intensität künftig zunehmen wird. Im vorliegenden Projekt wird eine systematische Analyse und Fehlerabschätzung verschiedener Regionalisierungsmethoden in den Simulationen von Pflanzenwachstumsmodellen zu Auswirkungen des Klimawandels vorgenommen. Es wird beispielhaft für Winterweizen geprüft, inwiefern regionale Prognosen zum Einfluss von Hitze- und Trockenstress in Kombination mit erhöhter CO2-Konzentration auf die Zielgrößen Biomasseproduktivität und Kornertrag durch die Berücksichtigung detaillierter Modellierungsansätze physiologischer Prozesse verbessert werden können. Besonderer Schwerpunkt liegt auf der Eignung von integrierten Multiskalenmodellen, die im Rahmen des Gesamtvorhabens entwickelt werden.

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