Ein Brennpunkt steigenden Nahrungsmittelbedarfs ist das Albertine Rift in Afrika. Diese Region leidet unter massiver Bodendegradation aufgrund von steilen Hängen, hoher Frequenz von erosiven Starkniederschlägen und einer geringen Vegetationsbedeckung über die gesamte Vegetationsperiode. Aus dem hohen Landnutzungsdruck auf Bodenressourcen resultieren zahlreiche soziale und ökologische Probleme (Ernährungsunsicherheit, politische Unruhen, Migration). Da der Bodenverlust auf ackerbaulich genutzten Flächen die Bodenneubildung in der Region substanziell übersteigt, ist die landwirtschaftliche Nutzbarkeit der Bodensysteme zeitlich begrenzt. Flächen mit einem vollständigen Verlust der Bodenoberfläche verlieren dauerhaft das Potenzial eine gesunde Biozönose zu beherbergen. Dabei ist die Zeitskala bis zum endgültigen Verlust der Bodenoberfläche sehr heterogen und wird durch die lokale Bodenerosionsrate und die Tiefe des Bodens bis zum Ausgangsgestein bestimmt. Solozori hat zum Ziel die Bodendegradationsdynamik und ihre Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Produktivität, die Bodenqualität und schließlich den Zusammenbruch der Ökosystemleistungen im tropischen Afrika zu verstehen und zu quantifizieren. Solozori untersucht das Ruwenzori-Gebirge von Uganda, in welchem ein hoher Landnutzungsdruck besteht und zur Entwaldung und ackerbaulichen Nutzung von steilen Hängen führt. Diese Ackerflächen sind einer enorm hohen Degradationsgeschwindigkeit ausgesetzt, welche ihre Ertragsfähigkeit aufgrund flacher Böden innerhalb von Jahrzehnten verlieren. Aufgrund dieser flachen Böden ist die Region ein ideales Beispiel für die Untersuchung von Prozessen im Zusammenhang mit begrenzten Bodenressourcen, die langfristig die Nahrungsmittelsicherheit gefährden und die Chancen einer erfolgreichen Wiederaufforstung verhindern. Solozori nutzt Fernerkundungsinformationen zur Erschließung der Landnutzungsgeschichte und Vegetationsmuster, während topografische Landschaftsmerkmale und Fallout-Radionuklide Aufschluss über die langfristigen Bodenumverteilungsraten geben. Diese Bodenumverteilungsraten werden mit den vorhandenen Bodenressourcen (Bodentiefe bis zum Ausgangsgestein) verglichen, um die räumliche Ausdehnung und die verbleibende Zeit bis zum Verlust der Anbauflächen des Rwenzori-Gebirges zu ermitteln. Solozori ist ein Beispielprojekt zur Demonstration von Ertragseffekten vor dem Hintergrund von sich verknappenden Bodenressourcen. Solozori dient damit dem dringend notwendigen Verständnis über langfristige Bodendegradationsprozesse, welche die Grundlage zur Entwicklung von nachhaltigen Agroökosystemnutzungsstrategien sind, um den Landnutzungsdruck auf Waldressourcen zu verringern und den dramatischen Verlust von bodenbezogenen Ökosystemleistungen einzudämmen. Solozori setzt den Verlust von Ackerland in eine zeitliche Dimension, was den Handlungsbedarf zum Schutz von Bodensystemen der afrikanischen Tropen auf einer neuen Ebene veranschaulicht.
Das hier beantragte Projekt widmet sich der gesellschaftlichen Dimension von Stickstoff. Reaktiver Stickstoff, der in der Lage ist, Verbindung mit anderen Elementen einzugehen, ist eine unverzichtbare Grundlage für pflanzlichen und tierischen Stoffwechsel - und damit auch der Landwirtschaft und der Welternährung. Gemessen an der Gesamtmenge des Stickstoffs auf der Erde, des häufigsten Elements in der Atmosphäre, ist die Menge an reaktivem Stickstoff extrem limitiert. Zugleich stellt reaktiver Stickstoff aber auch ein erhebliches ökologisches Problem dar. Auf Äckern und in Ställen reagiert er zu Stickoxiden wie Lachgas, einem bedeutenden Treiber der Klimaerwärmung. Er gelangt über Oberflächengewässer und Kanalisationen ins Trinkwasser, wo er in Form von Nitrit eine Bedrohung für die menschliche Gesundheit darstellt. Stromabwärts sammelt er sich schließlich in Senken wie Seen und Meeren. Dort führt seine übermäßige Verfügbarkeit zur Eutrophierung, massenhaftem Algenwachstum und damit zur Zerstörung von aquatischen, vor allem küstennahen Ökosystemen. Die fortschreitende Zunahme von reaktivem Stickstoff in Gewässern und auf ökologisch sensiblen Magerflächen gilt als eines der drängendsten Umweltprobleme unserer Zeit: Die ökologisch verkraftbare Menge an reaktivem Stickstoff weltweit gilt als längst überschritten. Seit einiger Zeit haben es sich Industrienationen daher nicht mehr allein zur Aufgabe gemacht, die Verfügbarkeit von reaktivem Stickstoff zu erhöhen, um für Ernährungssicherheit zu sorgen. Sie versuchen heute zugleich auch, sie umgekehrt wieder einzudämmen, um Schäden für Mensch und Umwelt zu minimieren. Dabei werden verschiedene Akteurinnen, Akteure und Instanzen mit in die Pflicht genommen: kommunale Wasserwerke, landwirtschaftliche Betriebe, staatliche Messstellen und Umweltbehörden. Ihnen wird aufgetragen, sinnvoll mit Stickstoff zu wirtschaften, um seine negativen Auswirkungen auf Mensch und Natur zu minimieren. Dabei agieren die in der Stickstoffwirtschaft Involvierten auf Basis unterschiedlicher Interessen, Anreize, Wissensbestände und Handlungsspielräume, was die Stickstofffrage zu einem klassischen Untersuchungsfall für sozialwissenschaftliche Analyse macht. Trotz der gesellschaftlichen Bedeutung von Stickstoff und der Tragweite der mit ihm verbundenen Probleme hat es in Deutschland in den vergangenen 30 Jahren nur wenig Forschung aus Soziologie oder anderen Sozialwissenschaften zu seiner sozialen Zirkulation gegeben. Das hier vorgestellte Projekt möchte dies beheben. Auf Basis einer empirischen Untersuchung der zeitgenössischen Stickstoffwirtschaft und -regulierung soll es eine Übersicht über den Stand der Debatten und Probleme liefern, einen soziologischen Zugriff auf Stickstoff und seine Rolle in modernen Gesellschaften erarbeiten sowie einen Beitrag zur Umweltsoziologie im Allgemeinen leisten.
Böden beherbergen die komplexesten Lebensgemeinschaften der Erde und sind lebenswichtige Ressourcen, die der Menschheit wichtige Ökosystemleistungen und Ernährungssicherheit bieten. Aufgrund der Komplexität der Böden und der immensen organismischen Vielfalt wurden bisher für keinen Boden eindeutige Zusammenhänge zwischen der Zusammensetzung des Mikrobioms (sowohl taxonomisch als auch funktionell), der mikrobiellen Physiologie und den Energieflüssen hergestellt. Tatsächlich gab es keine einzige Methode, um die Diversität, Abundanz und Gemeinschaftszusammensetzung der Bodenmikrobiota und der Bodenfauna mit hoher taxonomischer Auflösung zu bewerten. Die Doppel-RNA-Metatranskriptomik ermöglicht nun solche ganzheitlichen Zählungen über phylogenetische Domänen und trophische Ebenen hinweg auf der Grundlage von rRNA und mRNA. Dies hat das Potenzial, mechanistische Verbindungen zwischen trophischen Interaktionen im Mikrobiom und Energie- und Kohlenstoffflüssen entlang der bakteriellen und pilzlichen Energiekanäle herzustellen. MYXED-UP 2 sieht die Untersuchung einer vernachlässigten Gruppe von Mikroorganismen im Nahrungsnetz des Bodens vor: die räuberischen Bakterien. Wir wollen die Rolle der räuberischen Myxobakterien im Nahrungsnetz des Bodens und ihre Fähigkeit, das Mikrobiom sowie die Energie- und Stoffflüsse zu modulieren, explizit identifizieren. Zu diesem Zweck haben wir uns zu einem interdisziplinären Konsortium aus insgesamt fünf Arbeitsgruppen aus den Bereichen Bodenbiologie, Biogeochemie, Mikrobiologie und Modellierung zusammengetan, das sich dieser Herausforderung durch eine einzigartige Kombination von Fachwissen und zentralen Laborexperimenten stellen wird. In Experimenten mit natürlichen mikrobiellen Konsortien werden wir die Auswirkungen von Nematoden und Myxobakterien auf die Struktur des Mikrobioms und die Energie- und Stoffflüsse untersuchen. Die hochintegrierten Experimente werden reichhaltige und heterogene Datensätze liefern, die letztlich in die Modellierung des mikrobiellen Wachstums und des Umsatzes spezifischer funktioneller Gilden in den Mikrokosmen einfließen werden. Im Rahmen der gemeinsamen Forschung wird MYXED-UP2 mit Hilfe der quantitativen Metatranskriptomik einen umfassenden Einblick in Mikrobiome geben, der Verbindungen zwischen Mikrobiom-Mitgliedern und Thermodynamik herstellen wird. In Arbeitspaket 2 wollen wir die Auswirkungen der “Death pathways” (räuberische Myxobakterien vs. Bakteriophagen) auf die Zusammensetzung der bakteriellen und pilzlichen Nekromasse verstehen.
Durch Solar Radiation Modification (SRM) kann weder das bisherige Klima konserviert, noch das vorindustrielle Klima wiederhergestellt werden. Es würde ein unvorhersagbares, neues Klima mit erheblichen regionalen Auswirkungen entstehen. In dieser Broschüre werden die Risiken von SRM für Ernährungssicherheit, Gerechtigkeit und echten Klimaschutz erläutert. Die verschiedenen Ansätze und deren Wirkweise werden erklärt. Zudem wird die rechtliche Ausgangslage beschrieben und Bedingungen für eine verantwortliche Governance, einschließlich eines Nicht-Nutzungs-Abkommens, formuliert.
Solar Radiation Modification (SRM) can neither conserve the current nor restore the pre-industrial climate. It would create an unpredictable new global climate with significant regional impacts. This brochure explains the risks of SRM for food security, justice and actual climate action. It explains the various SRM approaches and how they are supposed to work. It also describes the state of regulation and formulates conditions for responsible governance, including a non-use agreement. Veröffentlicht in Broschüren.