Dieses Projekt untersucht mikrobiell vermittelte Schlüsselprozesse im Zuge des Nitrat-Eintrages in bzw. Stickstoffverlustes aus den Kalkstein-Aquiferen des Hainich CZE. Unsere Untersuchungen befassen sich mit Änderungen von Nitrifikationspotential und Nitrifikanten-Gemeinschaften von den Baumkronen bis hin zu den Aquiferen, inklusive einer Abschätzung der möglichen Rolle der vollständigen Nitrifikation (Comammox), sowie mit der Relevanz der anaeroben Ammonium-Oxidation (Anammox) im Vergleich zur Denitrifikation für Stickstoff-Verluste aus dem Grundwasser. Unter Verwendung von 15N-basierten Techniken, quantitativer PCR, Illumina Amplikon-Sequenzierungen und Single Cell Genomics werden Aktivitätsmessungen von Nitrifikation, Anammox und Denitrifikation zu räumlichen Verbreitungsmustern und transkriptioneller Aktivität der entsprechenden mikrobiellen Gruppen in Beziehung gesetzt.
Mikroorganismen sind im Boden, in kryptogamen Gemeinschaften und in der Atmosphäre von zentraler Bedeutung. Verschiedene Spezies von Bakterien, Pilzen, Flechten und Pollen wurden bereits als Eiskeime, welche eine Eisbildung bei relativ hohen Temperaturen initiieren können, identifiziert, und besonders biologische Bestandteile aus dem Boden sind eine vermutlich bedeutsame Quelle atmosphärischer Eiskeime. Die genauen Quellen biologischer Eiskeime in der Atmosphäre sind jedoch kaum bekannt, obwohl ein potentieller Beitrag dieser, zur Eis- und Niederschlagsbildung mittlerweile von verschiedenen Studien untermauert wird. Aktuelle Untersuchungen verschiedener Boden- und Luftproben zeigen Hinweise, dass verschiedene eisaktive Pilze unterschiedlicher Phyla nicht nur im Boden und in der Luft vorhanden sind, sondern auch häufig in der kultivierbaren Fraktion vorkommen können. Aus diesem Grund befasst sich das vorgeschlagene Projekt mit der Suche nach weiteren bisher unbekannten eisaktiven Mikroorganismen und Bestandteilen aus dem Boden, von Pflanzen und kryptogamen Gemeinschaften und mit der Erforschung ihres Einflusses auf die Eiskeimaktivität des Bodens. Die nötigen Methoden für ein Screening verschiedenster Kulturen z.B. von Cyanobakterien sind in unserem Labor gut etabliert. Zudem sollen die jeweiligen Eiskeime der neu gefundenen eisaktiven Organismen auf molekularer Ebene charakterisiert werden.
Der mikrobielle Abbau Kohlenwasserstoffen findet hauptsächlich am Rand von Schadstofffahnen im Grundwasser statt. Dementsprechend kommt es in diesen Hot-Spots auch zu einem erhöhten Biomassewachstum und erhöhtem Nähstoffverbrauch (P, N). In diesem Projekt wollen wir untersuchen inwiefern mikrobielle Gemeinschaften eine potentielle Limitierung von P und N durch ein Nährstoffrecycling von toter Biomasse (Nekromasse) kompensieren können. Wir werden quantifizieren, inwiefern der Subsurface Microbial Loop zu einem höheren Abbau von Kohlenwasserstoffen führt. Da durch den Abbau von Nekromasse viele verschiedene Stoffe freigesetzt werden, untersuchen wir auch, ob es dadurch zu einer Erhöhung der Biodiversität von Mikroorganismen kommt. Um den Subsurface Microbial Loop und den Anteil der involvierten Mikroorganismen an der Gesamtbiomasse quantifizieren zu können, entwickeln wir eine neue Hochdurchsatzmethode um aktivitäts- und funktionsbasiert Zellen sortieren zu können. Durch die Kopplung von Raman-Mikroskopie mit Microfluidic wird die Funktion von Zellen aufgrund ihrer Inkorporation von stabilen Isotopen identifiziert und quantifiziert. Die Zellen werden dann mit der Microfluidic sortiert und einer molekularen Analyse zur phylogenetischen Identifizierung zugeführt.
Das Projekt Wasserdichte Daten untersucht den Umgang und die Steuerung wasserbezogener Risiken mit Fokus auf soziale und kulturelle Aspekte beim Einsatz von Daten. Klassischerweise fließen derzeit Daten von der lokalen Ebene zu (wissenschaftlichen) Kompetenzzentren. Dort werden diese zentral verarbeitet und fließen beispielsweise in Form von Überschwemmungswarnungen oder konkreten Einsatzplänen über lokale Verwaltungen zurück in die betroffenen Gemeinden. Im Rahmen dieses Projektes werden die existierenden hochwasserbezogenen Datenströme untersucht und überdacht, um nachhaltige, hochwasserresistente Gemeinschaften aufzubauen. Besonderer Fokus liegt dabei auf der Art der Produktion dieser Daten. Der Schwerpunkt der Arbeiten des deutschen Teilprojektes wird auf der Integration und Pflege von Daten zur Entscheidungsunterstützung bzgl. des Hochwasserschutzes liegen (Arbeitspaket 3). Es entwickelt Methoden in den Feldern Geoinformatik und Geostatistik zur Integration heterogener hochwasserbezogener Daten. Es wird eine geo-basierte Berechnungsmethode entwickeln, um heterogene, hochwasserbezogene Daten qualitativer und quantitativer Natur aus 'zuverlässigen Quellen' von Kompetenzzentren (AP1) und Bürgern (AP2) zu integrieren. Diese Methode umfasst die Entwicklung von Schnittstellen zur Datenvisualisierung, die Entscheidungsprozesse verschiedener Endbenutzergruppen unterstützen können.
Nachhaltiges Bauen und Sanieren ist ein zentrales Handlungsfeld zur Erreichung von Umweltzielen. Zugleich handelt es sich um ein Arbeitsfeld mit enormen Potenzialen und bietet wegen seiner Transdisziplinarität für Beschäftigte verschiedenster Disziplinen Entwicklungsperspektiven. Aufgrund der Komplexitivität des Themenfeldes sind Kooperationen zwischen AkteurInnen notwendig und wünschenswert, diese gestalten sich jedoch durch die derzeit besonders stark ausgeprägte Wettbewerbssituation (Konzentrazionsprozesse, Arbeitsplatzabbau etc.) im Baubereich schwierig. Darüber hinaus sind Frauen speziell im Baubereich unterrepräsentiert. Lösungsansätze für verbesserte Kooperationen im Baubereich sind nötig, damit die Potenziale, die das Segment des nachhaltigen Bauens in sich birgt, genützt werden können. Ziel des vorliegenden Projekt ist es, ein Modell zu entwickeln, um in einem transdisziplinären Prozess die Netzwerkbildung des nachhaltigen Bauens und Sanierens zu erforschen und daraus Handlungsempfehlungen für künftige Netzwerkbildungen abzuleiten. Das Projekt trägt dadurch dazu bei, vorhandene Beschäftigungs- und Umweltpotenziale im Bereich des nachhaltigen Bauens besser nutzbar zu machen. Erprobt wird das Modell anhand des Netzwerkes 'Stärkefeld Nachhaltiges Bauen, das vom Eco und Co-Ökotechnik Netzwerk Steiermark in Kooperation mit dem Projekt WINBAU initiiert wird. Der Erfolg der Netzwerkbildung kann durch das Forschungsprojekt langfristig optimiert werden. Ein wichtiges Ziel liegt in der Vermittlung des entwickelten und gesammelten Wissens über Netzwerkbildung zwischen WissenschaffterInnen und PraktikerInnen. Insbesondere werden folgende Projektziele verfolgt: Erarbeitung eines transdisziplinären Forschungsansatzes zur Analyse und Dokumentation von transdisziplinären Netzwerkbildungen; Darstellung des Kommunikations- und Wissensmanagements im Netzwerk 'Stärkefeld Nachhaltiges Bauen und Ableitung von Empfehlungen für die Transferierbarkeit von tacit knowledge; Entwicklung von geschlechtergerechten Strategien im Bereich des nachhaltigen Bauens; Nutzbarmachung der Forschungsergebnisse auf interaktive Weise für WissenschaffterInnen und AkteurInnen im Bereich des nachhaltigen Bauens und Sanierens.