Das Verhalten anthropogener Schadstoffe im Landschaftsmaßstab stellt eine der größten Herausforderungen heutiger Umweltwissenschaften dar. Forschungsergebnisse der letzten zehn Jahre haben wiederholt gezeigt, dass Umsatzraten von Schadstoffen, die im Labor ermittelt wurden, im Widerspruch zu Feldbeobachtungen stehen. Dies weist darauf hin, dass wir die relevanten Prozesse, die den Schadstoffumsatz in der Natur bestimmen, nur unvollständig verstehen. Entsprechend sind wir nicht in der Lage, zukünftige Entwicklungen der Wasser- und Bodenqualität in Folge des Klima- und Landnutzungswandels zuverlässig vorherzusagen. Der SFB CAMPOS beruht auf der Hypothese, dass auf der Feldskala Prozesse maßgeblich sind, die in Laborexperimenten nur schwer zu erfassen sind. Viele Schadstoffe, die unter Laborbedingungen vergleichsweise schnell abgebaut werden, zeigen eine unerwartete Langlebigkeit im Feld; sie werden in Böden und Grundwasserleitern über lange Zeiträume gespeichert und können noch Jahre, nachdem der anthropogene Eintrag aufgehört hat, nachgewiesen werden. Während wichtige, aber langsame Prozesse in Laborstudien möglicherweise übersehen werden, erschwert die ausgeprägte hydrologische und biogeochemische Dynamik die Interpretation konventioneller Beobachtungskampagnen im Feld. CAMPOS zielt darauf ab, reaktive Landschaftselemente zu identifizieren und ihre Prozessdynamik mit ausführlichen Feldstudien zu biogeochemischen Umsätzen von Schadstoffen in einer beispiellosen Auflösung zu quantifizieren. Derartige Studien sind erst durch den enormen Fortschritt in der Analytik und Messtechnik der letzten Jahre (z.B. substanzspezifische Isotopen- und Enantiomeranalytik, 'non-target screening', Bioanalytik, insitu Sensoren, molekularbiologische Techniken inklusive omics) ermöglicht worden, die bislang noch nicht in gezielten Felduntersuchungen kombiniert wurden. Jedes im SFB vorgesehene Projekt vereinigt Expertise aus unterschiedlichen Disziplinen, die notwendig sind, um den Verbleib von Schadstoffen in der Natur zu verstehen. Die untersuchten Landschaftselemente umfassen Fließgewässer, den Übergang zwischen Gerinnen und dem Untergrund, Transekten im Grundwasser sowie verschiedene Bodenkompartimente. Ein neuer stochastischer Modellieransatz ermöglicht es, den reaktiven Stofftransport im Landschaftsmaßstab prozessbasiert zu modellieren und die damit verbundene Unsicherheit zu quantifizieren. Unser neuartiger multidisziplinärer Ansatz quantifiziert das langfristige Verhalten anthropogener Schadstoffe in der Umwelt, indem Einzugsgebiete als biogeochemische Reaktoren betrachtet werde. CAMPOS trägt somit zum Fortschritt der Umweltwissenschaften bei und schafft die Grundlage für realistischere Projektionen der zukünftigen Boden- und Wasserqualität unter den Bedingungen des Klima- und Landnutzungswandels.
Ungefähr ein Drittel des gesamten Bodenoberflächenkohlenstoffs auf der Erde ist in Permafrostböden eingeschlossen. Auftauende Permafrostböden sind als bedeutende Quelle der Treibhausgase Kohlendioxid, Methan und Lachgas erkannt worden. Bis zum Ende dieses Jahrhunderts wird für die arktischen Permafrosttorfgebiete eine Erwärmung von unter 2°C auf jährlich durchschnittlich 5,6 bis 12,4°C vorhergesagt, was zu einem erheblichen Auftauen des Permafrosts und einer anschließenden Mobilisierung von organischem Kohlenstoff und Stickstoff führt. Daher wird der mikrobielle Umsatz von neu mobilisiertem organischem Material eine unvorhersehbare Menge an produzierten Treibhausgasen widerspiegeln. Neben der mikrobiellen Produktion von Treibhausgasen in Permafrosttundren muss auch die anschließende Freisetzung der produzierten Treibhausgase aus dem Boden in die Atmosphäre berücksichtigt werden. Permafrosttundren werden erfolgreich von verschiedenen Pflanzen besiedelt, deren Wurzeln während des saisonalen Auftauens durch den Boden wachsen. Die physikalische Wirkung wachsender Wurzeln mit unterschiedlicher Morphologie, einschließlich Lufteinschluss in wurzelnahen Lufttaschen, und ihre unzähligen Möglichkeiten des Zusammenspiels mit der abiotischen und mikrobiellen Bodenumgebung verändern zahlreiche biogeochemische und physikalische Bodenprozesse. Zum Beispiel kann die Freisetzung von organischem Kohlenstoff in Form von Wurzelexsudaten die mikrobielle Produktion von Treibhausgasen anregen. Radialer Sauerstoffverlust von Wurzeln in überschwemmten Böden führt zur Bildung von Eisenmineralbelägen um Wurzeln. Solche Beläge sind hochreaktive Grenzflächen zwischen Wurzel und Boden und beherbergen eine Vielzahl ökologischer Nischen für mikrobielle Gemeinschaften, die den Treibhausgaszyklus treiben. Welche Rolle das Wurzel-Boden-System für die Produktion, den Verbrauch, den Transport und die Freisetzung von Treibhausgasen aus Permafrosttundren spielt, ist Gegenstand dieses Antrags. Wir werden einzigartige Unterschiede in der Wurzelarchitektur, der Exsudation von organischem Kohlenstoff und der Bildung von Wurzelbelägen von Graminoid- und Strauchpflanzen mit einer sich ändernden mikrobiellen Gemeinschaftsstruktur und gekoppeltem Treibhausgaszyklus aufzeigen. Zu diesem Zweck werden wir Feldstudien mit Laborexperimenten verknüpfen. Rhizosphären von Graminoiden und Sträuchern werden während einer gesamten Auftausaison visuell überwacht, indem Beobachtungsfenster entlang eines Permafrost-Tau-Gradienten platziert werden. Die mikrobielle Zusammensetzung, Aktivität und Funktion wird in Abhängigkeit von der Wurzelarchitektur, der Art des ausgeschiedenen organischen Kohlenstoffs und der Bildung von Wurzeleisenmineralen untersucht und mit dem lokalen Treibhausgaszyklus und der Gesamttreibhausgasemission korreliert. Insgesamt wird in diesem Antrag die Nutzung des Wurzel-Boden-Systems zur Reduzierung/Kontrolle der Emission von Treibhausgasen aus Permafrostböden untersucht.
Rechts- und verwaltungswissenschaftliche Untersuchung der umweltschutzbedeutsamen Sach-, Verfahrens- und Zustaendigkeitsregelungen auf den Gebieten der Raumordnung, der Landschaftsordnung, der staedtebaulichen Entwicklung sowie der Stadtbild- und Denkmalpflege / im Hinblick auf bestehende Vollzugsmaengel und Moeglichkeiten der Verbesserung des Vollzugs / mit Anregungen zur Aenderung und Ergaenzung von Sach-, Verfahrens- und Zustaendigkeitsregelungen des raumbezogenen Umweltschutzrechts. Vorgehensweise: Durchleuchten der Rechts- und Verwaltungsvorschriften - Herausarbeiten der tragenden Sachgebote und Wertungsgrundsaetze - Praktikervortraege - Feldstudien - Zusammenfassende Dikussionen - Schlussbericht.
Die landschaftsweite Modellierung des reaktiven Stofftransports beinhaltet eine nichteindeutige Auswahl von Teilmodellen (konzeptionelle Unsicherheit). Die vorliegende Komplexität der Landschaft macht den Einsatz komplexer Modelle erforderlich, wobei eine zu große Komplexität problematisch ist: solche Modelle lassen sich an eine Vielzahl von Datensätzen anpassen, besitzen aber nur begrenzte Vorhersagekraft. Das Projekt wird die konzeptionelle Unsicherheit des genutzten Modells untersuchen und quantifizieren, und prüfen, ob das Modell zulässig im Sinne der verfügbaren Daten ist. Das Modell wird dann genutzt, um Monitoringstrategien und die damit verbundene Modellierungs- und Feldaktivitäten des gesamten Konsortiums zu optimieren.
Labor- und Feldstudien zeigen, dass die Oberflächengrenzschicht des Ozeans (â€Ìsurface microlayerâ€Ì, kurz SML) die biogeochemischen Kreisläufe von klimaaktiven und atmosphärisch wichtigen Spurengasen wie Kohlenstoffdioxid (CO2), Kohlenstoffmonoxid (CO), Methan (CH4), Lachgas (N2O) und Dimethylsulfid (DMS) stark beeinflusst: (i) Jüngste Studien aus den PASSME- und SOPRAN-Projekten haben hervorgehoben, dass Anreicherungen von oberflächenaktiven Substanzen (d.h. Tensiden) einen starken (dämpfenden) Effekt sowohl auf die CO2- als auch auf die N2O-Flüsse über die SML/Atmosphären-Grenzfläche hinweg haben und (ii) Spurengase können durch (mikro)biologische oder (photo)chemische Prozesse in der SML produziert und verbraucht werden. Daher kann der oberste Teil des Ozeans, einschließlich der SML, verglichen mit dem Wasser, das in der Mischungsschicht unterhalb der SML zu finden ist, eine bedeutende Quelle oder Senke für diese Gase sein, was von sehr großer Relevanz für die Forschungseinheit BASS ist. Die Konzentrationen von CO2, N2O und anderen gelösten Gasen in der SML (oder den oberen Zentimetern des Ozeans) unterscheiden sich nachweislich von ihren Konzentrationen unterhalb der SML. Typischerweise werden die Nettoquellen und -senken wichtiger atmosphärischer Spurengase mit Konzentrationen berechnet, die in der Mischungsschicht gemessen wurden und mit Gasaustauschgeschwindigkeiten, die die SML nicht berücksichtigen. Diese Diskrepanzen führen zu falsch berechneten Austauschflüssen, die in der Folge zu großen Unsicherheiten in den Berechnungen der Klima-Antrieben und der Luftqualität in Erdsystemmodellen führen können. Durch die Verknüpfung unserer Spurengasmessungen mit Messungen von (i) der Dynamik und den molekularen Eigenschaften der organischen Materie und speziell des organischen Kohlenstoffs (SP1.1; SP1.5), (ii) der biologischen Diversität und der Stoffwechselaktivität (SP1.2), (iii) den optischen Eigenschaften der organischen Materie (SP1.3), (iv) der photochemischen Umwandlung der organischen Materie (SP1.4) und (v) den physikalischen Transportprozessen (SP2.3) werden wir ein umfassendes Verständnis darüber erlangen, wie die SML die Variabilität der Spurengasflüsse beeinflusst.
Im abgeschlossenen Projekt F0054 'Haeufigkeit atopischer Stigmata und deren diagnostische Relevanz bei atopischen Ekzemen' wurde ein Atopie-Score entwickelt, mit dem standardisiert und reproduzierbar die Auspraegung einer Atopie anhand anamestischen, klinischen und laborchemischen Kriterien diagnostiziert werden kann. - Ziel: Validierung des Atopie-Score durch eine Feldstudie; neue Erkenntnisse zum Zusammenwirken von endogenen und exogenen Risikofaktoren bei der Entstehung von Berufsekzemen und Allergien. - Methodik: Prospektive epidemiologische Studie; Untersuchung von Berufsanfaengern in besonders hautbelastenden Berufen (Friseur, Krankenpflege, Metallberufe) zu Beginn der Ausbildung (insbesondere endogene Risikofaktoren) und anschliessend ausbildungsbegleitend mindestens zweimal; gleiches Untersuchungsinstrumentarium wie Projekte 38-08, OF-21 und OF-23 (Projekte sind koordiniert). Ergaenzend je eine Fallkontrollstudie bei Friseuren und Baeckern mit angezeigtem Verdacht auf berufsbedingte Hauterkrankung (mit entsprechenden Kontrollgruppen). - Umsetzung geplant: Verbesserung der Praevention von Berufsekzemen und Allergien durch gezielte Beratung von Berufsanfaengern und durch effektive arbeitsmedizinische Vorsorge in hautbelastenden Berufen.
Das übergeordnete Ziel des DOME SPP ist es, Lösungen für grundlegende Fragen des Elementtransports und der Mineralisierung in heterogenen chemischen Systemen zu finden, die komplex, dynamisch und hochgradig transient sind. Das Thema Erzgenese wurde lange Zeit aus einer kombinierten Feld-/Laborperspektive oder aber experimentell in vereinfachten Systemen untersucht. Selten wurden diese Techniken auf koordinierte Weise mit einer dritten Perspektive, der numerischen Prozessmodellierung, integriert. Originalität und Innovation dieses SPP liegen in der Koordination empirischer Feldstudien, die den geologischen/mineralogischen Rahmen natürlicher Erzsysteme definieren, mit experimentellen Arbeiten und numerischen Modellen, die ein quantitatives Verständnis der beteiligten Prozesse liefern. Dieser koordinierte Ansatz ist wichtig, um ein Verständnis von natürlichen Erzsystemen zu erreichen, welches z.B. dazu führt, Explorationsmodelle für tief bedeckte Lagerstätten zu entwickeln. Das Programm umfasst zwei sich ergänzende Themenbereiche: A) Erzbildende Systeme - natürliche Randbedingungen, d.h. feldbasierte Studien an beispielhaften natürlichen Systemen, B) Simulation der Prozesse - Randbedingungen der Metallmobilisierung und -ausfällung, d.h. Laborsimulationen zur Bestimmung von thermodynamischen und kinetischen Parametern, die für die thermochemisch-mechanische Prozessmodellierung von Erzsystemen benötigt werden. Das SPP wird diese beiden Bereiche integrieren, um Verbindungen und Rückkopplungen zwischen Schlüsselprozessen in Erzsystemen zu untersuchen und integrierte Modelle der Erzbildung abzuleiten.
Dieses Projekt ist Teil des internationalen Mesoscale Alpine Programme (MAP). Der Brennpunkt des Interesses ist auf die Föhnströmung im Wipptal nördlich der Brennersenke gerichtet. Mit Hilfe eines dichten Meßnetzes und der Entwicklung und des Einsatzes neuer Meßmethoden soll ein hochwertiger Datensatz im Rahmen der MAP-Feldmeßkampagne und ihrer Vorbereitung erstellt werden. Weiters werden mit eigens angepaßten effizienten Analysemethoden die selbst gemessenen und von anderen beteiligten Gruppen erstellten Daten gesammelt, aufgearbeitet und ausgewertet. Zur Bestimmung der Luftmasse auf der Südseite des Alpenhauptkamms werden während den extra ausgerufenen Intensivphasen (IOPs) Radiosondenaufstiege durchgeführt. Die Strömungsverhältnisse im Wipptal werden erfaßt durch Bodenstationen entlang von Hangprofilen, die auch Information über die vertikale Struktur der Atmosphäre im Wipptal bieten. Die vertikale Windverteilung wird zur Bestimmung des Volumenflusses direkt am Brennerpaß sowie stromabwärts bestimmt. Ergänzt wird das Programm durch mobile Messungen aus dem Auto, Pilotierungen im Wipptal und ein auf einer Seilbahngondel montiertes meteorologisches Meßsystem. Die Feldphase ist abgestimmt und eingebunden in Aktivitäten anderer Gruppen, einschließlich generell 3- bis 6-stündiger Radiosondenaufstiege im Alpenraum, Messungen aus Forschungsflugzeugen, Daten von Routineflügen und der speziellen Untersuchung der Föhnströmung beim Eindringen in das Inntal und der Wechselwirkung mit den Seitentälern des Wipptales. Ziel ist die Verbesserung der Wettervorhersage in Gebirgen bei Föhnsituationen.
The proposed project examines the nematode fauna at the two field experiments 'Long-term recalcitrant C input' and 'Carbon flow via the herbivore and detrital food chain'. A gradient from resource rich to deeper oligotrophe habitats, i.e. from high to low diverse food webs, is investigated. The impact of resource availability and quality (recalcitrant versus labile) and presence or absence of living plants (rhizosphere versus detritusphere) on the nematode population are assessed. Insight into micro-food web structure is gained by application of the nematode faunal analysis concept, based on the enrichment, structure and channel index. In laboratory model systems carbon flux rates for food web links are determined between bacteria/fungi and their nematode grazers for dominant taxa in the arable field. Further, carbon leakage from plant roots induced by herbivore nematode is studied as link between root and bacterial energy channels. By using 13C/12C stable isotope probing (FA-SIP) fatty acids serve as major carbon currency. Coupling qualitative and quantitative data on nematode field populations, with carbon flow via biomarker fatty acids in microorganisms and grazers will allow to connect microbial and faunal food web, and to directly link nematode functional groups with specific processes in the soil carbon cycle.
Seit Jahrhunderten werden Stauanlagen zur Energieerzeugung, zur Schiffbarmachung von Flüssen, zur Verbesserung des Schutzes vor Hochwasser und zum Zweck der Speicherung von Trink- und Betriebswasser errichtet. Dies führte im Zusammenspiel mit der Zerstörung von Laichgewässern sowie Überfischung und Wasserverschmutzung zu einem dramatischen Rückgang der Fischbestände. Bei der Errichtung der meisten Stauanlagen an den Bundeswasserstraßen Main, Neckar und Mosel wurden Fischtreppen angelegt, um eine Wanderung flussaufwärts zu ermöglichen. Diese waren jedoch oftmals zu steil, zu klein oder zu weit von natürlichen Wanderrouten entfernt und wurden zudem nicht ausreichend gewartet, um einen bestandserhaltenden Fischaufstieg zu gewährleisten. Die Entwicklungen des internationalen und nationalen Umweltrechts, die einem breiten gesellschaftlichen Bewusstseinswandel Rechnung trugen, führten ab den 1970er-Jahren sukzessive zu einer Verbesserung der Wasserqualität. Ein umweltpolitischer Meilenstein war die Verabschiedung der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) durch das Europäische Parlament im Jahr 2000. Diese fordert die EU-Mitgliedstaaten auf, Maßnahmen zur Verbesserung der ökologischen Bedingungen in heimischen Fließgewässern zu ergreifen. Ziel ist es, einen 'guten ökologischen Zustand' oder bei erheblich veränderten Gewässern ein sogenanntes 'gutes ökologisches Potenzial' zu erreichen. Um die Ziele der WRRL in Bezug auf die ökologische Durchgängigkeit zu erfüllen, muss die Durchgängigkeit an den Bundeswasserstraßen an ca. 250 Stauanlagen sichergestellt werden. Dies erfordert in den meisten Fällen den Bau einer neuen Fischaufstiegsanlage. Deren Funktionsfähigkeit und Effizienz soll für mehr als 60 heimische Fischarten gewährleistet werden, obwohl sich Eigenschaften wie Leistungsfähigkeit, Migrationsverhalten und Schwarmverhalten von Art zu Art stark unterscheiden können. Feldstudien zur Gewinnung der notwendigen Daten werden durch die natürliche Variabilität der Fischbestände und weiterer variabler Einflussgrößen erschwert. Laboruntersuchungen sind in ihren Dimensionen begrenzt und werden durch die künstliche Umgebung beeinflusst. Eine alternative Möglichkeit für die Bewertung der Effizienz von Fischtreppen sind numerische Simulationsmethoden für die Hydraulik und das Verhalten von Fischen. Sie zielen auf eine quantitative Bewertung von baulichen Alternativen ab, wie sie in der Planungspraxis häufig benötigt wird. 2015 wurde in der BAW in enger Kooperation mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) ein Forschungsprojekt begonnen, um einen neuen Ansatz auf der Basis individuenbasierter Modellierung zu entwickeln.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 1400 |
| Europa | 11 |
| Kommune | 6 |
| Land | 78 |
| Weitere | 1 |
| Wirtschaft | 3 |
| Wissenschaft | 538 |
| Zivilgesellschaft | 17 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 1385 |
| Text | 22 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 20 |
| Offen | 1387 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1300 |
| Englisch | 296 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 3 |
| Dokument | 29 |
| Keine | 746 |
| Webseite | 644 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1010 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1219 |
| Luft | 913 |
| Mensch und Umwelt | 1407 |
| Wasser | 856 |
| Weitere | 1397 |