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Dynamiken von Methanflüssen in Söllen einer postglazialen Landschaft -mikrobielle Ökologie und Biogeochemie

Feuchtgebiete sind eine wichtige natürliche Quelle für Methan, das zweithäufigste Treibhausgas in der Atmosphäre. Die Methangasflüsse aus Feuchtgebieten sind variabel und bestimmt durch die Aktivität methanotropher (Methan verbrauchender) und methanogener (Methan produzierender) Mikroorganismen. Deren Aktivität wird durch verschiedene Umweltfaktoren gesteuert, was jedoch noch nicht sehr gut verstanden ist, da z.B. die Bedeutung der anaeroben Methanotrophen in Feuchtgebieten noch weitgehend unklar ist. Ziel des Projekts ist es, die räumlich-zeitliche Variation der Nettomethanflüsse zu untersuchen und sie durch Verteilungsmuster und Aktivitäten der Methankreislauf-assoziierten Mikroorganismen in Abhängigkeit von verschiedenen Umweltfaktoren zu erklären. Im Projekt werden Sölle untersucht, da diese eine hohe Dynamik in den Methanemissionen über kleine räumliche Skalen aufweisen. Sie kommen häufig in postglazialen Landschaften vor und sind meist von landwirtschaftlich genutzten Flächen umgeben. Sie werden als Methanquelle betrachtet, aber die Mechanismen, die ihre dynamischen Methanemissionen antreiben, sind nicht gut verstanden. Bodenprofile, Bodenchemie, Wasserstand, Redox-Bedingungen, Nährstoffeintrag und Vegetation werden als wichtige Umweltfaktoren antizipiert, die die Häufigkeit, Aktivität und die Biodiversität der mit dem Methankreislauf assoziierten Mikroorganismen beeinflussen. Um die regulatorische Bedeutung dieser Faktoren zu verstehen, wird MeDKet Feldstudien mit Laborexperimenten kombinieren, in denen verschiedene abiotische Faktoren unter kontrollierten Bedingungen moduliert werden. Die räumliche Variation der Methanbildung und -oxidation und die Verteilung der mit dem Methankreislauf assoziierten Mikroorganismen wird in acht Söllen untersucht, während die Auswirkungen der wichtigsten Umweltfaktoren für ein ausgewähltes Soll im Detail analysiert werden. Hochauflösende Gasmessungen werden kombiniert mit Methoden der mikrobiellen Ökologie wie quantitativer PCR, Amplikonsequenzierung, mRNA-Analyse, stabilen Isotopenuntersuchungen und einer Metagenom-Analyse, um Identität, Abundanz, Verteilung und physiologische Eigenschaften der am Methankreislauf beteiligten Mikroorganismen zu bestimmen. Da wir ein ganzheitliches Verständnis über den Beitrag Methan-assoziierter Mikroorganismen in Feuchtgebieten zu Methanflüssen anstreben, weiten wir unsere Analysen auf oberirdische Pflanzenteile aus, ein bisher vernachlässigter Lebensraum für Methanotrophe. Mit einer neu entwickelten Methodik werden wir vertikale Methanprofile in der Atmosphäre oberhalb eines Solls messen und das Vorkommen von Methanotrophen auf oberirdischen Pflanzenteilen untersuchen. Damit werden die Ergebnisse von MeDKet als Grundlage dienen, um (a) die Regulation von Methanotrophie und Methanogenese und damit die hohe Variabilität der Nettomethanflüsse (b) die Bedeutung der anaeroben Methanoxidation und (c) der oberirdischen Methanoxidation in Söllen zu verstehen.

Ökosystemantworten auf kontinuierliche Offshore Schallspektren, Vorhaben: Die Auswirkungen anthropogener Unterwassergeräusche auf Verhalten und physiologische Reaktionen von marinen Invertebraten

Sonderforschungsbereich (SFB) 1439: Degradation und Erholung von Fließgewässer-Ökosystemen unter multiplen Belastungen, Teilprojekt A21: Reaktionen aquatischer Pilzgemeinschaften auf Stressfaktoren und ihre Folgen für den Laubabbau

Mit Experimenten auf verschiedenen Skalen und verschiedener Komplexität wird die Reaktion von Gemeinschaften aquatischer Pilze sowie von Laubabbau auf multiple Stressoren untersucht. Experimente in Mikrokosmen analysieren die Reaktionen vorgestresster Pilzgemeinschaften auf Temperatur, Salz- und Trockenstress über längere Zeiträume, einschließlich möglicher Erholungsprozesse. Darüber hinaus wird die Nahrungswahl vorgestresster Gammariden zwischen verschiedenen Pilzgemeinschaften untersucht. In dem ExStream Experiment, den Freilandrinnen und den Feldstudien von RESIST werden die Auswirkungen multipler Stressoren auf das Nahrungsnetz mit Schwerpunkt auf den Laubabbau untersucht.

Dreidimensionale Wirbel in der Ostsee - eine 10-Jahres Perspektive ihrer physikalischen und biologischen Auswirkungen

Im Rahmen des vorliegenden Projekts wird der Einfluss von dreidimensionalen Wirbeln auf die Verteilung von Plankton und Nährstoffen in der Ostsee untersucht. Da umfassende Algenblüten (Planktonblüten) wie unter anderem schädliche Cyanobakterienblüten nicht nur ein wiederkehrendes, sondern auch ein wachsendes Problem in der Ostsee sind, wird die Beantwortung der Frage, welche Faktoren diese Blüten beeinflussen, immer dringlicher. In diesem Kontext wurde im Baltic Sea action plan das Ziel eines guten ökologischen Zustands der Ostsee bis 2021 festgesetzt. Vor dem Hintergrund, dass eine Reduktion des Nährstoffeintrags in die Ostsee bisher nicht den gewünschten Effekt zeigte, rückt nun eine Analyse der Wechselwirkung von hydrodynamischen und biogeochemischen Prozessen in den Fokus. Im Rahmen dieses Projekts soll der Frage nachgegangen werden, ob und wie Wirbel das Planktonwachstum fördern oder unterdrücken. Diese Erkenntnisse sind nicht nur für das Verständnis des Systems Ostsee elementar, sondern dienen auch dem übergreifenden Verständnis von Wechselwirkungsmechanismen von Hydrodynamik und biogeochemischen Prozessen im Meer.Zu diesem Zweck sollen vier Unterfragen (SQ), die Mechanismen der Beeinflussung des Planktonwachstums durch Wirbel beschreiben, beantwortet werden:SQ1: Wie viele und welche Arten von dreidimensionalen Wirbeln gibt es in der westlichen und zentralen Ostsee? Die Antwort auf diese Frage liefert einen Überblick über das Forschungsgebiet Ostsee. Zur Ostsee wurden bisher keine umfassenden dreidimensionalen Wirbelstudien durchgeführt und es bestehen unzureichende Kenntnisse über die saisonale und regionale Verteilung von Wirbeln.SQ2: Welches Ausmaß an horizontalem Volumentransport verursachen dreidimensionale Wirbel? Die Beantwortung dieser Frage dient der Abschätzung der Transporteigenschaften von Wirbeln im Hinblick auf mögliche Nährstoff- und Planktontransportwege.SQ3: Welche vertikalen Transportprozesse gibt es innerhalb dreidimensionaler Wirbel? Die Beantwortung dieser Frage gibt Einblicke in den Einfluss des vertikalen Transports von z.B. wärmerem oder kälterem, salzigerem oder weniger salzigem Wasser innerhalb des Wirbels auf die Zu- oder Abnahme von Biomasse der unterschiedlichen Planktongruppen im Wirbel.SQ4: Welchen Einfluss haben dreidimensionale Wirbel auf biologische Prozesse? Die Untersuchung der Biomassenänderungen verschiedener Planktongruppen im Wirbel soll zu einem tieferen Verständnis der Nahrungsnetzdynamik im Wirbel führen.Die Studie basiert auf modellierten Geschwindigkeits-, Temperatur-, Salz-, Nährstoffkonzentrations- und Planktonkonzentrationsdaten aus dem GETM-ERGOM Modell für die westliche und zentrale Ostsee im Zeitraum 2006-2016 (www.getm.eu, www.ergom.net).

Der Vollzug des raumbezogenen Umweltrechts

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.

Biotechnische Bekaempfung von Diabrotica spp. im Maisanbau mittels Verwirrungsmethode

Sonderforschungsbereich (SFB) 990: Ökologische und sozioökonomische Funktionen tropischer Tieflandregenwald-Transformationssysteme (Sumatra, Indonesien), Teilprojekt C08: Politikinstrumente zur Förderung nachhaltiger Landnutzung

Dieses Projekt untersucht verschiedene Politikmaßnahmen und deren Einfluss auf individuelle Umweltpräferenzen und nachhaltige Landnutzungsentscheidungen. Zum einen verwenden wir ökonomische Feldexperimente um verschiedene monetäre Anreizsysteme hinsichtlich ihrer Umwelt- und ökonomischen Verteilungseffekte zu untersuchen. Zum anderen evaluieren wir die Auswirkungen von Umweltbildungsmaßnahmen auf Umweltpräferenzen und Landnutzungsentscheidungen mit Hilfe von randomisierten kontrollierten Versuchen. Ein wichtiger Schwerpunkt liegt dabei auf der Messung von Umweltpräferenzen und der Bewertung von ökologischen Dienstleistungen.

Bildung partikulärer organischer Masse in Wolken: Kammer- und Laborstudien, Mechanismen, Modellierung und Integration

Labor- und Feldstudien zeigen, dass chemische Prozesse in Wolken zur organischen Aerosolpartikelmasse beitragen. Aus der HCCT-2010-Feldstudie und der CUMULUS-Kammerstudie geht hervor, dass die organische Massenproduktion beträchtlich sein kann und diese von der Konzentration der organischen Vorläuferverbindungen in der Gasphase abhängt. Es bestehen jedoch große Unsicherheiten, bei der Art der resultierenden Aerosolpartikel, welche metastabil sein können und einen Teil ihrer organischen Masse während der Evaporation der Wolkentropfen wieder verlieren. Ziel des Projekts PARAMOUNT ist die Untersuchung der Chemie in Wolkentropfen, welche organische Wolkeninhaltsstoffe prozessiert und zur Bildung organischer Aerosolpartikelmasse beiträgt. PARAMOUNT ist auf die Untersuchung der Multiphasenchemie relevanter Vorläuferverbindungen wie polyfunktioneller Carbonyle und Säuren fokussiert. Mit diesen Verbindungen sollen kombinierte Labor- und CESAM-Kammerstudien zur Multiphasenchemie durchgeführt werden. Dabei sollen die Untersuchung der Reaktionskinetik und der Produktverteilung in der wässrigen Phase zur Reaktionsmechanismusformulierung als Grundlage dienen. Die CESAM-Experimente stehen im Mittelpunkt des PARAMOUNT-Projektes und konzentrieren sich hauptsächlich auf die Untersuchung der organischen Masseproduktion durch chemische Wolkenprozesse. Zur Untersuchung der organischen Massenproduktion unter variierenden Umweltbedingungen werden die CESAM Kammerstudien mit verschiedenen Anfangsbedingungen durchgeführt. Die organische Massenzunahme soll während der künstlichen Wolkenepisoden in der CESAM-Kammer mit neusten analytischen Methoden untersucht werden. Ferner sollen mögliche Anreicherungen von organischen Carbonylverbindungen, welche in Feldproben während der Wolkenfeldmesskampagne HCCT-2010 beobachtet wurden, eruiert werden. Zwei Aerosol-Massenspektrometer dienen der Online-Bestimmung der organischen Aerosolfraktion. Des Weiteren erfolgt die Analyse prozessierter interstitieller Gasphasenverbindungen und deren Partitionierungverhalten zwischen Gas- und Flüssigphase unter Verwendung eines PTR-MS und eines mini CVI (counter virtual impactor) in Kombination mit Offline-Analytik.Abschließend werden die CESAM-Experimente mit dem komplexen MCM / CAPRAM Multiphasenchemiemechanismus modelliert. Die verknüpfte Modellierung soll den auf den experimentellen Ergebnissen basierenden Mechanismus validieren und die Interpretation der Kammermessungen unterstützen. Insgesamt stellt das hier vorgeschlagene Projekt PARAMOUNT einen wissenschaftlichen Durchbruch für das Verständnis von chemischen Wolkenprozessen dar, sowie deren Bedeutung für die Produktion von sekundärem organischem Aerosol.

WIR! - Gipsrecycling - MobilGips

Stimulation des mikrobiellen Stickstoffkreislaufs in aquatischen Sedimenten durch bioturbierende Makroinvertebraten

Bioturbierende Makroinvertebraten können den mikrobiellen Stickstoffkreislauf in aquatischen Sedimenten vermutlich erheblich stimulieren. Vor dem Hintergrund der hohen Belastung limnischer und brackiger Ökosysteme mit Nitrat und Ammonium kommt diesem Phänomen eine überaus wichtige ökosystemare Funktion als Senke für anorganische Stickstoffverbindungen zu. Der eigentliche Ort der stimulierten mikrobiellen Stoffumsetzungen, das Ökosystemkompartiment 'Wohnröhre' (gemeinsames Habitat von Makroinvertebraten und Mikroorganismen) ist in bisherigen Studien fast immer ausgeklammert worden, so dass keine Details über das quantitative Ausmaß der dort stattfindenden Prozesse bekannt sind. Daher soll die mikrobielle Lebensgemeinschaft der Wohnröhren bioturbierender Makroinvertebraten erstmals mit moderner Methodik auf (1) struktureller Ebene (Fluoreszuenzin-situ-Hybridisierung und Mikroautoradiografie) und (2) funktioneller Ebene (Mikrosensorentechnik) in Labor- und Freilandexperimenten untersucht werden.

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