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Monitoring, Forschung

Karten zum Monitoring und zu Forschungsaufgaben im Nationalpark Sächsische Schweiz (Dauerbeobachtungsflächen, Fauna, Flora, Offenlöand)

Beitrag von Totholz zum Nährstoffhaushalt von Buchenwaldökosystemen

Die bundesweite Bodenzustandserhebung ergab, dass die Mehrzahl der Waldstandorte eine geringe bis sehr geringe Basensättigung aufweisen. Die Nährstoffnachlieferung für den aufwachsenden Baumbestand erfolgt auf diesen Standorten fast ausschließlich durch Nährstoffrückführung aus der Biomasse (Streu, starkes Totholz). Ziel des Forschungsvorhabens ist es, den Beitrag des Totholzes zur Nährstoffnachlieferung zu erfassen und die bei der Totholzzersetzung ablaufenden Stoffumsatzprozesse (Respiration, Auswaschung, Fragmentierung, Stickstoff-Fixierung, Stickstoff-Mineralisation) zu analysieren. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf eine Baumart, die Buche, als dominierende Baumart der Waldgesellschaften Mitteleuropas, und eine Versuchsfläche, auf der seit 10 Jahren Stoffflüsse (Eintrag, Austrag) und -umsätze (Streuzersetzung, Mineralisation, Pflanzenaufnahme) nach Bestandesauflichtung und Kalkung gemessen werden. Die Versuchsfläche zeichnet sich durch einen hohen Totholzvorrat aus, dessen Anfall datiert werden kann. Das Forschungsvorhaben dient zur Abschätzung des Totholzvorrates, der für einen nachhaltig ausgewogenen Nährstoffhaushalt eines Buchenwaldökosystems auf basenarmen Standort notwendig ist.

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.

Regeneration- und Renaturierungsmassnahmen im Schwenninger Moos

Problemstellung: Untersuchung zur Regenerationsfaehigkeit in einem degradierten ehemaligen Regenmoorkomplex in Abhaengigkeit der standortskundlichen Faktoren, Topographie und Wasserhaushalt. Zielsetzung: Naehrstoffverhaeltnisse und Vegetationsentwicklung in an- bzw. ueberstauten Flaechen; Einrichtung von Dauerbeobachtungsflaechen zur Untersuchung des Torfmooswachstums in Abhaengigkeit von Wasser- und Naehrstoffhaushaltes; Geophysikalische Untersuchungen zur vertikalen und horizontalen Ausbreitung von Gipskeuperquellen im Torfkoerper.

Ueberwachung der Lebensraumtypen im Kanton Aargau

Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Erprobung einer Methodik zur Langzeit-Ueberwachung (Flaeche, Raummuster) der Lebensraumtypen im Kanton Aargau, welche den folgenden Anforderungen genuegt: Die Erfassung der vorhandenen Lebensraeume und deren Veraenderung bezueglich Flaeche und Verteilung muss mit ertraeglichem Aufwand an Zeit und finanziellen Mitteln flaechendeckend ueber einen groesseren Raum (Kanton) moeglich sein. Den zustaendigen Naturschutz-Behoerden soll eine anwendungsreife Methode fuer die Langzeit-Ueberwachung zur Verfuegung gestellt werden. Die Methode soll den zustaendigen Behoerden eine periodische Kontrolle von Ist- und Sollzustaenden, also eine Gewinn- und Verlustrechnung im Bereich der Lebensraumdiversitaet ermoeglichen.

Tree inventory dataset of floodplain forest, Leipzig, Germany

Leipzig is the only major German city in which extensive hardwood floodplain forests have been preserved. At present, drying out and a lack of hydrodynamics pose the greatest challenges for the conservation of the floodplain landscape. Restoring typical floodplain hydrological conditions and habitats can sustainably safeguard biodiversity and numerous ecosystem services in the medium term. To this end, the Lebendige Luppe project aim to reactivate typical floodplain hydrodynamics with inundation over large areas, the restoration of old river courses and the conversion of intensively farmed areas into typical floodplain habitats. The Lebendige Luppe project, itself is a joint project of cities of Leipzig and Schkeuditz and the NABU Saxony as implementation partner and the University of Leipzig and the UFZ-Helmholtz Centre (Partner for accompanying natural and social science) (Scholz et al. 2022). The implemented and planned restoration measures are accompanied by long-term scientific monitoring (UFZ and Leipzig University). For this purpose, 60 permanent observation plots were set up in the area of the measures according to the BACI design (Before-After / Control-Impact), on which the diversity of selected indicator groups (vegetation, molluscs, ground beetles) as well as groundwater dynamics, water and material balance in the soil, carbon storage and forest growth are recorded (Scholz et al. 2022). By integrating further landscape ecology and nature conservation data, a comprehensive analysis of the status quo and the changes in site conditions, biodiversity and ecosystem functions of the floodplain resulting from the expected floodplain dynamisation is possible, which goes beyond what has been available to date. The resulting simulation of hardwood forest responses to the changing abiotic environmental variables are already the basis for assessing the impact of the planned measures in the implementation process. This data publication contains the tree inventory data of the scientific accompanying research of the winters 2013/2014 and 2016/2017 (first inventory) and a repeat inventory from the winter of 2020/21. The Leipzig riparian forest distributed on old hardwood riparian forest (main tree population older than 90 years) of the forestry office of the city of Leipzig and Sachsenforst as state forest (Scholz et al. 2022). All stands were identified as Riparian mixed forests of Quercus robur, Ulmus laevis and Ulmus minor, Fraxinus excelsior or Fraxinus angustifolia, along the great rivers (Ulmenion minoris) – Annex I habitat type (code 91F0).

Ökosystemare Umweltbeobachtung in den Biosphärenreservaten im Land Brandenburg

Hauptaufgabe der ökosystemaren Umweltbeobachtung (ÖUB) in den Brandenburger Biosphärenreservaten (BR) ist die ganzheitliche langfristige Erhaltung, Dokumentation und Bewertung des Zustandes regionaltypischer Ökosysteme auf repräsentativen Probeflächen. Die Daten dienen der Beurteilung der Entwicklung der ausgewählten Ökosystemtypen sowie der Referenz für Forschungs- und Monitoringprojekten. Dazu ist die ÖUB medienübergreifend ausgelegt und beinhaltet sowohl die Beobachtung verschiedener Schutzgüter und landschaftsökologischen Parameter als auch Aussagen zu naturschutzfachlichen Zielen. Im Rahmen einer arbeitsteiligen Umweltbeobachtung sowohl zwischen den drei Biosphärenreservaten Brandenburgs als auch deutschlandweit wurde unter Berücksichtigung der jeweiligen Besonderheiten der BR die Verteilung der Dauerbeobachtungsflächen auf Gebiete und zu beobachtende Ökosystemtypen vorgenommen.

Wald und Wild Monitoring im Mathislewald

Die Feldaufnahme für das Projekt findet im Mathislewald statt, der seit diesem Jahr als Lehrrevier der Uni Freiburg genutzt wird. Der Einfluss des Wildes auf die Verjüngungsentwicklung soll künftig über dauerhafte Untersuchungsflächen dokumentiert werden. Hierfür wurden im Sommer 2011 Flächen angelegt und die erste Datenaufnahme durchgeführt. Das Projekt führt die Aufnahmen fort und fürt erste Auswertungen durch.

Wachstumsmonitoring von Fichten, Buchen und Kiefern im Schwarzwald, auf der Schwäbischen Alb und in der Oberrheinebene

Auf dem Schauinsland bei Freiburg, auf den ARINUS-Flächen im Forstbezirk Schluchsee, auf den Versuchsflächen des Sonderforschungsbereiches SFB-433 im Forstbezirk Tuttlingen und in der Oberrheinebene bei Hartheim werden auf verschiedenen Standorten Radialveränderungen der Baumschäfte von Fichten, Buchen und Kiefern hochaufgelöst, kontinuierlich registriert. An einem Teilkollektiv der Untersuchungsbäume werden zusätzlich Radialveränderungen in größeren Schafthöhen, an Ästen sowie an flachstreichenden Wurzeln registriert. Gleichzeitig werden Temperaturen ( Luft-, Kambial- und Boden-Temperaturen), die Luftfeuchte und Bodenfeuchten gemessen sowie die Phänophasentermine registriert. Aus den Analysen werden Informationen über die Bedeutung verschiedener Standortsfaktoren in den Untersuchungsgebieten auf das kurz-, mittel- und langfristige Wuchsverhalten von Bäumen erwartet. Aus dem Vergleich des Wachstumsverhaltens auf Standorten in verschiedenen Höhenlagen sollen tiefere Einblicke in die Umweltabhängigkeit des Baumwachstums gewonnen werden.

Am Puls der Bäume: Hochaufgelöste Messung und Analyse des Dickenwachstums und Wasserhaushalts von Buchen, Fichten, Tannen und Kiefern

Die Baumarten Rotbuche (Fagus sylvatica,) Rot-Fichte (Picea abies), Weiß-Tanne (Abies alba) und Wald-Kiefer (Pinus sylvestris) besitzen für die Wälder Europas und die europäische Forst- und Holzwirtschaft große Bedeutung. Daher ist es von großem Interesse, wie sich Umweltveränderungen und insbesondere klimatische Extremereignisse (z.B. Hitze und Trockenheit) auf deren Wachstum und Produktivität auswirken. Mit Hilfe hochpräziser Messfühler, sogenannter Punkt-Dendrometer, können Dickenänderungen von Baumstämmen registriert und aufgezeichnet werden. Diese werden sowohl durch den Prozess der Jahrringbildung als auch durch den täglichen Wechsel zwischen Quellen und Schwinden der nicht-verholzten Gewebe innerhalb des Stammes verursacht. Mit den Messungen können damit nicht nur Informationen über die jahreszeitliche Dynamik des Dickenwachstums, sondern auch über den Zustand der internen Wasserspeicher der Bäume gewonnen werden. Das Institut für Waldwachstum betreibt bereits seit 1990 Freiland-Messstationen, die mit Punkt-Dendrometern und Sensoren u.a. zur Messung von meteorologischen und bodenkundlichen Parametern ausgestattet sind. Vier Messstationen in der Umgebung von Freiburg sind entlang eines Höhengradienten von der Rheinebene zu den Schwarzwaldhochlagen angeordnet. Die Analyse dieser einzigartig langen Zeitreihen trägt dazu bei, die komplexen Interaktionen verschiedener Standortsfaktoren mit der kurz-, mittel- und langfristigen Wachstumsdynamik der untersuchten Baumarten im Freiland aufzuklären. Die Analyse der Dendrometerdaten wird durch die Untersuchung weiterer Wachstumsparameter wie Jahrringbreite, Zellparameter und hochaufgelöste Dichteprofile von Stammquerschnitten ergänzt. Ein besonderes Augenmerk wird auf die Analyse der Reaktion der Baumarten auf die trocken-warmen Sommer der Jahre 2003 und 2006 gelegt. Die Ergebnisse erlauben eine bessere Abschätzung der möglichen Auswirkungen des prognostizierten Klimawandels auf den saisonalen Ablauf des Baumwachstums und geben Aufschluss über die Erholungsfähigkeit der Bäume nach Belastungssituationen.

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