In this project, we will investigate the spatial heterogeneity of soil phosphorus (concentration of total P, P speciation) in soils with different P status with modern analytical (synchrotron-based X-ray spectroscopy and spectromicroscopy) and geostatistical methods at different scales (soil aggregates: (sub)micron to mm scale; particular regions of soil profiles (e.g. root channels, surrounding of stones): mm to dm scale; entire soil profiles: dm to m scale; selected patches of the forest stand: m to 5m scale). We expect that our results will provide new insights about spatial heterogeneity patterns of soil P concentration and P speciation in forest soils and their relevance for P availability and P nutritional status of Norway spruce and European beech.
Im 18. und 19. Jahrhundert nehmen die medizinischen Topographien, manchmal auch hygienische oder sanitäre Ortsbeschreibungen genannt, einen wichtigen Platz in der zeitgenössischen Medizinalliteratur ein: Veranlasst durch Verwaltungsvorschriften ('medicinische Policey') oder auch Preisfragen wissenschaftlicher Akademien verfassten Ärzte detaillierte Beschreibungen der Gebiete, in denen sie tätig waren, mit dem Anspruch, alles zu erfassen und zu schildern, was als die Gesundheit der EinwohnerInnen beeinflussend betrachtet wurde - Klimadaten, Wasser- und Luftanalysen sowie demografischen Statistiken haben dort ebenso ihren Platz wie Erörterungen zu städtebaulichen Gegebenheiten oder zu Ernährung und Lebensweise der EinwohnerInnen. Diese Berichte sollten dazu dienen, den zuständigen Behörden einen Maßnahmenkatalog an die Hand zu geben, um die hygienischen Bedingungen in den Städten zu verbessern, wandten sich aber auch in aufklärerischer Absicht an die Bevölkerung. Bisher wurden solche Ortsbeschreibungen vor allem unter medizinhistorischen und volkskundlichen Aspekten als Quellen genutzt. In diesem Projekt sollen medizinische Topographien von großen deutschen Städten unter einer umweltgeschichtlichen Perspektive ausgewertet werden, um die Wahrnehmungs- und Umgehensweisen der Autoren bezüglich ihrer Umwelt, sowohl der naturalen als auch der anthropogen gestalteten, herauszuarbeiten.
Phosphorus (P) solubilization in soils is a crucial process for ecosystem nutrition and ecosystem development. Previous research on biogenic P solubilization focused on single microbial strains, but little is known about P solubilization as a process of soil formation and ecosystem development. The general objective of the project is to gain understanding on how microbial and plant mediated P solubilization and silicate weathering influence the formation of soil and its P forms. For this purpose, we will quantify the rates of P solubilization and of silicate weathering in a sequence of soils on granites of different stages of development in the coastal range of Chile. We aim at determining mechanisms of microbial P solubilization such as the release of protons and organic acid anions, the factors controlling P solubilization, and the abundance of P-solubilizing bacteria at different stages of soil development. The rates of P solubilization and silicate weathering will be related to soil P fractions (Hedley fractions) that have formed during pedogenesis. We will test the hypothesis that mechanisms, rates, controlling factors and abundances of P-solubilizing bacteria strongly change during soil development. The main value of the project will be that it relates microbial P solubilization taking place at a time scale of several weeks to the development of soils and P fractions taking place over hundreds of years.So far, it is not known how microbial activity in soil affects soil formation in different soil depths and under different climatic conditions. The overarching aim of the project proposed here is therefore to study how microbial cycling of C, N, P and Si affects soil formation. For this purpose, we will, first, study microbial biomass, microbial respiration, and the age of total organic C and respired C in soil and saprolite along a climate gradient in the Costal Cordillera of Chile. Second, we aim at quantifying non-symbiotic N2 fixation along the climate gradient, and at understanding the factors that limit N2 fixation, microbial respiration and silicate weathering. We will test the hypotheses (i) that microbial respiration in the saprolite that advances weathering is fueled by young organic matter, (ii) that CO2 concentrations in saprolite are positively correlated with the net primary production, and that (iii) N2 fixation is strongly limited by water availability along the climate gradient in the Costal Cordillera of Chile. In order to test these hypotheses, we will quantify microbial biomass in 10 m deep saprolite cores taken from four study sites along the climate gradient, and we will quantify the age of total organic C and respired C based on radiocarbon dating. Furthermore, we will quantify N2 fixation in incubations with 15N-N2. Finally, we will synthesize and model the results on biogenic weathering and microbial C, N, P, and Si cycling along the climate gradient in the Costal Cordillera that have been collected during the first a
Phosphor wird auf verschiedensten Skalen rezykliert: Diese reichen von der Ökosystemebene über Kreisläufe innerhalb der mikrobiellen Gemeinschaft bis hin zu Kreisläufen innerhalb von Einzelorganismen. Ziel des Projektes ist es, mikrobielle P-Umsatzmodelle auf der Organismenebene und auf der Ebene mikrobieller Gemeinschaften zu unterscheiden. Es wird davon ausgegangen, dass P-Kreisläufe auf der Organismenebene überwiegend zur Aufrechterhaltung (Maintenance) der eigenen Zellfunktionen erfolgen. Dagegen umfassen P-Kreisläufe auf der Ebene mikrobieller Gemeinschaften i) die P-Freisetzung durch Absterben und Zelllyse mit anschließendem ii) mikrobiellem Wachstum und P-Aufnahme. Unserem Vorhaben liegen folgende Hypothesen zugrunde: 1) Erfogen P-Umsätze überwiegend aufgrund von Zelltod und Wachstum, so sind diese wesentlich schneller als Kreisläufe zur Aufrechterhaltung der Zellfunktion. 2) In P-reichen Böden (akquirierenden Ökosystemen) erfolgt mikrobieller P-Umsatz schneller und vor allem durch Zelltod und Wachstum, während in P-armen Böden (rezyklierenden Ökosystemen) P-Umsatz überwiegend zur Aufrechterhaltung und langsamer erfolgt, da die eingeschränkte P-Verfügbarkeit eine effizientere Ressourcennutzung fordert. 3) Eine hohe C- und N-Verfügbarkeit stimuliert P-Umsatz vor allem in Folge von Zelltod und Wachstum, 4) was in bakteriellen Gemeinschaften schneller als in pilzlichen erfolgt.Fünf unabhängige Ansätze ermöglichen die Untersuchung und Unterscheidung von P-Umsätzen auf Organismen- und Gemeinschaftsebene: 1) Unterschiedlicher Einbau von 33P, 14C und 13C in Phospholipide , 2) Unterschiedlicher Einbau von 33P und 14C in DNA, 3) ATP-Gehalt und Adenylat-Energie-Ladung, 4) Modifikation der CO2-Freisetzung durch P-Applikation und 5) Wärmeabgabe (Kalorimetrie) des Bodens. Zudem wird ein neuer präperativer Ansatz entwickelt, um den 33P-, 14C- und 13C-Einbau in Phospholipide individueller Mikrobengruppen zu analysieren. Die Hypothesen werden an Böden getestet, die sich hinsichtlich ihres P-Gehaltes (Luess vs. Bad Brückenau) und ihrer P-Speziierung (Mittelfels vs. Achenpass) unterscheiden. Hierfür werden Mikrokosmen- und Feldexperimente durchgeführt. Aus der Dynamik von Einbau und Freisetzung von 33P und 14C in spezifische Mikrobengruppen lassen sich P-Umsätze infolge von Zelllyse und Wachstum von solchen zur Aufrechterhaltung in akquirierenden und rezyklierenden Ökosystemen unterscheiden und abschätzen. In Kooperation werden Mikrokosmen- und Feldexperimente durchgeführt um den Einfluss der C-Freisetzung in die Rhizosphäre bei variabler P-Verteilung auf die P-Rezyklierung zu untersuchen. Der Effekt von P- und N-Addition auf mikrobielle P-Kreisläufe wird in einem faktoriellen NxP-Düngungsversuch unter Freilandbedingungen analysiert.Diese Untersuchungen werden neue Wege zur Unterscheidung der P- und Nährstoffkreisläufe zwischen Gemeinschafts- und Organismusebene weisen und den Beitrag von Tod/Wachstum vs. Aufrechterhaltung in Ökosystemen bestimmen.
Anhand von zeitlichen Trends der Phosphor-Blatt- und Nadelspiegelwerte von Bäumen auf Dauerbeobachtungsflächen wurde für die vergangenen 2-3 Jahrzehnte eine Verschlechterung der P-Ernährung in vielen europäischen Regionen festgestellt. Als mögliche Ursachen dafür werden Bodenversauerung, Eutrophierung der Waldökosysteme mit N und dadurch ein verbessertes Wachstum, sowie Bodenschutzkalkungen und Auswirkungen des Klimawandels diskutiert. Hier soll untersucht werden, ob anhand der P-Gehalte in den Jahrringen von Picea abies und Fagus sylvatica, bestimmt mittels LA-ICP-MS (Laser Ablation - Induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie), langfristige Trends und historische Variabilität in der P-Verfügbarkeit festgestellt werden können. Bisher gibt es nur ganz wenige Studien zu P-Gehalten in Jahrringen und es ist nicht klar, ob deren inter-annuelle Variation zu Veränderungen der P Verfügbarkeit in Beziehung steht. Daher soll hier in einem ersten Schritt die Beziehung zwischen P in Jahrringen und P-Verfügbarkeit für zwei Arten von Bohrkerneproben analysiert werden: a) von P Düngungsversuchen mit bekannten Zeitpunkten und Applikationsraten, und b) von den Dauerbeobachtungsflächen des DFG-Schwerpunktprogramms mit verfügbaren Zeitreihen der P-Konzentrationen in Blättern/Nadeln und Streu. Zweitens wird analysiert, ob die P-Gehalte in Jahrringen aus Wäldern in denen die P-Versorgung hauptsächlich durch Rezyklierung geleistet wird ('recycling systems') eine höhere zeitliche Variation aufweisen als in Wäldern, die einen größeren Teil des P aus der mineralischen Festphase aufnehmen ('acquiring systems'); siehe grundlegende Hypothese des Schwerpunktprogramms, die postuliert, dass 'recycling systems' sensibler auf menschliche Einflüsse und Umweltveränderungen reagieren. Drittens wird quantifiziert, ob die Effizienz der Rezyklierung von P im Stammholz, gemessen als prozentuale Rückverlagerung vom äußeren Kernholz bis zum jüngsten Splintholz, in 'recycling systems' höher ist als in 'acquiring systems'. Viertens wird untersucht ob sich im Kernholz der 'P-rezyklierenden' und der 'P-akquirierenden' Waldökosysteme unterschiedliche, langfristige Trends in der P-Versorgung darstellen und ob diese durch Gehalte anderer Elemente (N, S, K, Ca, Mg, Al, ermittelt durch ICP-OES), Elementverhältnisse (N/P, P/Ca, P/Al, etc.) oder Wachstumstrends erklärt werden können. Mittels Regressionen zwischen diesen Variablen lassen sich einige der zentralen Fragen des Schwerpunktprogramms adressieren. Sollte die P-Verfügbarkeit infolge von Bodenversauerung abgenommen haben, so sollten abnehmende P Gehalte in Jahrringen mit einer Abnahme der Ca- und Mg-, sowie einer Zunahme der Al-Gehalte einhergehen. Dieses Projekt wird nicht nur Information zu langfristigen Trends der P-Ernährung der Hauptbaumarten der Standorte des Schwerpunktprogramms liefern, sondern auch wichtige Daten zur Speicherung und Aufnahme von P im Holz, um damit Nährstoffbilanzen und biogeochemische Modelle zu unterstützen.
Das Vorhaben verfolgt vier übergreifende Zielsetzungen. Zum einen sollen Ernährungssicherungsanalysen in ausgewählten ländlichen Räumen in bürgerkriegsbetroffenen Dörfern der Ostprovinz von Sri Lanka durchgeführt werden. Es wird sich um Nahrungssystemanalysen im Sinne einer Zusammenschau der Aspekte von Nahrungsmittelproduktion, Nahrungsmittelverteilung und Nahrungsmittelkonsum handeln. Zum zweiten soll dabei versucht werden, systematisch Aspekte von Ernährungssicherungsforschung und Konfliktforschung zusammenzuführen. Zum dritten soll das Vorhaben einen empirischen Beitrag zur aktuellen entwicklungspolitischen Diskussion über Krisenprävention und Konfliktbearbeitung leisten. Viertens sollen schließlich durch den Einsatz von Dozenten der Universität Colombo in der Eastern Province von Sri Lanka und durch die systematische Einbeziehung und Förderung von Nachwuchswissenschaftlern der Eastern University von Sri Lanka im Bereich der empirischen Sozialforschung und speziell der Ernährungssicherungs- und Konfliktanalyse die Forschungskapazitäten und die wissenschaftliche Leistungsfähigkeit dieser Einrichtung gestärkt werden.
Im Rahmen eines geplanten 2-jährigen Forschungsaufenthaltes in Chicago sollen morphologische Anpassungswege der Mundwerkzeuge bei pilzsporenfressenden Käfern innerhalb der Überfamilie der Staphylinoidea (Coleoptera) untersucht werden. Dies soll unter funktionellen Gesichtspunkten auf der Grundlage bereits bestehender sowie im Rahmen des Projektes zu erarbeitender Stammbaumhypothesen erfolgen. Ein breit angelegter Vergleich der Mundwerkzeuge in verschiedenen Unterfamilien, in denen obligate Sporophagie sowie als vergleichbarer Ernährungstyp Pollenophagie mehrfach unabhängig evolviert wurden, soll dabei dazu dienen, die verschiedenen Lösungswege für die im Zusammenhang mit diesem Ernährungstyp auftretenden funktionellen Anpassungsprobleme zu ermitteln. Im Rahmen dieses Vergleiches soll versucht werden, das jeweilige Ausmaß von Divergenz und Konvergenz bei der Adaptionsgenese dieser mikrophagen Ernährungsweise aufzuklären sowie den Effekt unterschiedlicher phylogenetischer und ökologischer Ausgangssituationen festzustellen. Aufbauend auf diesen Untersuchungen soll ein detaillierter Vergleich der (Fein-) Struktur der Mundwerkzeuge innerhalb eines ausgewählten Taxons erfolgen, um exemplarisch das Potential möglicher Verbesserungen (Optimierung) innerhalb einer bestimmten Evolutionslinie, aber auch etwaige Beschränkungen, die einer weitergehenden Verbesserung entgegenstehen, zu erkennen. Die Ergebnisse dieses Ansatzes sollen auf der Basis einer Verwandtschaftsanalyse, welche im Rahmen des Projektes unter Anleitung der US-amerikanischen Kollegen erstellt werden soll, ausgewertet und interpretiert werden
Ein Programm, das regelmaessig den Studenten einer Hochschule die Moeglichkeit gibt, einen Studienaufenthalt (Mindestdauer 3 Monate) an einer Hochschule eines anderen Mitgliedstaates durchzufuehren. Die dort erbrachten Studienleistungen werden im Rahmen eines Studienganges von der entsendenden Hochschule voll anerkannt. Zusaetzlich werden Kurspraktika (Intensivprogramme) (max. 1 Monat) ueber ein spezifisches Thema abgehalten, an denen Studenten und Dozenten aus verschiedenen Laendern der Gemeinschaft teilnehmen. Der Zuschuss betrifft die Vorbereitungskosten fuer das Lehrmaterial sowie die Reisekosten der Dozenten und Studenten. In Kooperation mit verschiedenen Universitaeten, insbesondere Wageningen (Niederlande), Gent (Belgien) und Trondheim (Norwegen) werden an ausgewaehlten Aquakulturorganismen (z.B. Clarias und Macrobrachium) elektronenmikroskopische und biochemische Untersuchung unter verschiedenen Ernaehrungsbedingungen durchgefuehrt. Das Ziel besteht in der Verbesserung der Aufzucht von Larven bzw. Jugendstadien.
In dieser Studie wird untersucht, welche Rahmenbedingungen notwendig sind, um die teilweise in der Öffentlichkeit diskutierten externen Umweltkosten von Lebensmitteln zu internalisieren. Am Beispiel des Klimakostenaufschlags (KKA) werden verschiedene Optionen der Umsetzung wie auch deren spezifischen Folgeeffekte auf, die im Falle der nicht beabsichtigten negativen Effekten mit zusätzlichen Maßnahmen flankiert werden sollten. Für die praktische Umsetzung eines KKA müsste eine Produkt(gruppen)-übergreifende Rahmenmethode entwickelt, eine geeignete Dateninfrastruktur aufgebaut und ausreichende Kapazitäten in den beteiligten (Finanz)Behörden geschaffen werden. Angesichts des hohen Handlungsdrucks zur Transformation des Ernährungssystems wird eine zeitnahe Einführung von wenig aufwändigen Maßnahmen und die Weiterentwicklung von Datengrundlagen und Rahmenbedingungen empfohlen, um mittelfristig einen KKA einzuführen, welcher zu einem Umweltkostenaufschlag weiterentwickelt werden kann. Veröffentlicht in Texte | 121/2025.
a) Bei hohem Ertragsniveau ist die adaequate Zufuhr der mineralischen Duengung, insbesondere der Stickstoffduengung, ein bisher nicht geloestes Problem, so dass weitere Untersuchungen erforderlich sind. b) Freiland-, Gefaess- und Modelluntersuchungen in Verbindung mit chemischen Analysen bilden den Kern der Arbeiten. c) Langfristig.
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