It is well established that reduced supply of fresh organic matter, interactions of organic matter with mineral phases and spatial inaccessibility affect C stocks in subsoils. However, quantitative information required for a better understanding of the contribution of each of the different processes to C sequestration in subsoils and for improvements of subsoil C models is scarce. The same is true for the main controlling factors of the decomposition rates of soil organic matter in subsoils. Moreover, information on spatial variabilities of different properties in the subsoil is rare. The few studies available which couple near and middle infrared spectroscopy (NIRS/MIRS) with geostatistical approaches indicate a potential for the creation of spatial maps which may show hot spots with increased biological activities in the soil profile and their effects on the distribution of C contents. Objectives are (i) to determine the mean residence time of subsoil C in different fractions by applying fractionation procedures in combination with 14C measurements; (ii) to study the effects of water content, input of 13C-labelled roots and dissolved organic matter and spatial inaccessibility on C turnover in an automatic microcosm system; (iii) to determine general soil properties and soil biological and chemical characteristics using NIRS and MIRS, and (iv) to extrapolate the measured and estimated soil properties to the vertical profiles by using different spatial interpolation techniques. For the NIRS/MIRS applications, sample pretreatment (air-dried vs. freeze-dried samples) and calibration procedures (a modified partial least square (MPLS) approach vs. a genetic algorithm coupled with MPLS or PLS) will be optimized. We hypothesize that the combined application of chemical fractionation in combination with 14C measurements and the results of the incubation experiments will give the pool sizes of passive, intermediate, labile and very labile C and N and the mean residence times of labile and very labile C and N. These results will make it possible to initialize the new quantitative model to be developed by subproject PC. Additionally, we hypothesize that the sample pretreatment 'freeze-drying' will be more useful for the estimation of soil biological characteristics than air-drying. The GA-MPLS and GA-PLS approaches are expected to give better estimates of the soil characteristics than the MPLS and PLS approaches. The spatial maps for the different subsoil characteristics in combination with the spatial maps of temperature and water contents will presumably enable us to explain the spatial heterogeneity of C contents.
Untersuchungen ueber die Konstanz von Kreiseleichstrecken ueber Einsatz der astronomischen Orientierung sowohl mittels Kreiseltheodoliteinheit als auch mittels astronomischer Praesizionstheodoliten, bei Errichtung einer neuen Eichbasis am Institut fuer Markscheide- und Bergschadenkunde.
Veranlassung Mit der Novellierung des Wasserhaushaltsgesetzes am 1. März 2010 (WHG) wurde die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) dazu verpflichtet, die ökologische Durchgängigkeit an ihren Staustufen wiederherzustellen. Ziele sind der gute ökologische Zustand (GÖZ) bzw. das gute ökologische Potenzial (GÖP) der Wasserkörper gemäß Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) bzw. WHG. Die WSV hat zunächst Maßnahmen zur Herstellung der fischökologischen Durchgängigkeit und hier speziell zum Fischaufstieg priorisiert. An mehr als 200 Standorten der BWaStr müssen dazu Fischaufstiegsanlagen (FAA) sowie teilweise auch Fischabstiegsanlagen (FAbA) gebaut werden. Die Funktionsfähigkeit dieser Anlagen lässt sich direkt am Standort bewerten. Das BfG-Projekt "Entwicklung eines Methodenstandards zur biologischen Funktionskontrolle von Fischaufstiegsanlagen an Bundeswasserstraßen" adressiert hierzu die Herausforderungen an BWaStr. Um aber einzuschätzen, ob die Maßnahmen Bedingungen schaffen, unter denen GÖZ oder GÖP des Wasserkörpers tatsächlich erreichbar sind, muss es möglich sein, die Betrachtung auf den betroffenen Flussabschnitt und darüber hinaus zu erweitern. Dafür ist entscheidend, ab welchem Grad der Durchgängigkeit sich dort stabile Populationen der Fischzönose etablieren können. Dies ist in den BWaStr bislang nicht quantifizierbar, da es aktuell keine passenden Modelle oder Werkzeuge gibt, die eine entsprechend integrative Beurteilung ermöglichen. An dieser Stelle setzt das Projekt FischPop an. Für die BWaStr soll es ein Werkzeug entwickeln, welches Populationsaspekte in Verbindung mit der Ausprägung und Verfügbarkeit von Habitaten sowie ihrer Konnektivität modellhaft abbildet. Durch einen Metapopulationsansatz sollen die drei Komponenten miteinander verknüpft werden, um großskalig populationsökologische Prozesse zu modellieren. Dies ermöglicht es nicht nur, die Auswirkungen einer konkreten FAA auf die Populationen zu beurteilen, sondern auch kumulative Auswirkungen mehrerer Barrieren einzuschätzen, was der Realität der meisten BWaStr entspricht. Während zunächst der Fokus auf der Bewertung der Durchgängigkeit liegen wird, kann ein solches Modell perspektivisch auch dabei helfen, die Bedeutung der verfügbaren Fischhabitate für die Fischpopulationen zu quantifizieren und zu beurteilen. Ziele Gesamtziel: - Modellanwendung entwickeln, mit der abgeschätzt werden kann, ob die gegebene Durchgängigkeit einer FAA bzw. eines Querbauwerks-Standortes die Entwicklung vitaler Fischpopulationen ermöglicht (Populationsmodell inklusive Konnektivitätsmodul und Habitatmodul) Teilziele: - theoretisches Modell entwickeln, zunächst für eine Art/Artengruppe - theoretisches Modell ausweiten auf insgesamt mindestens drei Arten/Artengruppen mit unterschiedlichen Ansprüchen an den Lebensraum - Modellanwendung anhand konkreter Projektgebiete kalibrieren und verifizieren - auf Grundlage der Modellanwendung Bewertungswerkzeug für konkrete Querbauwerks-Standorte entwickeln Das Projekt "Bedeutung der Durchgängigkeit für Populationen wandernder Fischarten in Bundeswasserstraßen" ist Teil des FuE-Rahmenkonzeptes zur ökologischen Durchgängigkeit der Bundeswasserstraßen (BWaStr). Die übergreifenden Ziele und die weiteren in diesem Rahmen durchgeführten FuE-Projekte sind unter der Projektnummer M39630404009 nachzulesen (Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit für Fische an den Staustufen der Bundeswasserstraßen - Rahmenkonzept für Forschung und Entwicklung). Die ökologische Resilienz von Fischpopulationen in Flussökosystemen basiert auf einer erfolgreichen Fortpflanzung und Rekrutierung, dem Zugang zu verfügbaren Ressourcen und der Erreichbarkeit von unterschiedlichen Habitaten. Bei der Restaurierung von Flüssen verbessern vor allem solche Projekte die Diversität der Fischfauna und die Bestandsentwicklung einzelner Fischarten, deren Maßnahmen eine Verbesserung sowohl der hydromorphologischen Habitate als auch der ökologischen Durchgängigkeit beinha
Das Projekt zielt darauf ab, die Fahrdynamik eines Schiffs aus Fahrtaufzeichnungen zu charakterisieren und abzuleiten. Im nächsten Schritt wird für das individuelle Schiff ein passender Satz an Koeffizienten für ein Manövriermodell in der Schiffsführungssimulation generiert. Dazu bedarf es der Unterstützung durch Verfahren des maschinellen Lernens. Aufgabenstellung und Ziel Schiffsführungssimulationen für wasserbauliche Maßnahmen und/oder zur Festlegung schifffahrtspolizeilicher Regelungen an den Wasserstraßen erfordern im Vergleich zu Simulationen für Trainings- und Ausbildungszwecke eine höhere Präzision und Detailtiefe der zugrundeliegenden Daten. Das betrifft neben den Umweltdaten, Seekarten, Peilungen, Wetterbedingungen und Tideströmungen insbesondere die Fahrdynamik der zu untersuchenden Schiffe. In den meisten Fällen sind die verfügbaren fahrdynamischen Daten und Informationen nicht umfangreich oder genau genug, um scharfe Aussagen zu wasserbaulichen Maßnahmen oder schifffahrtspolizeilichen Regelungen treffen zu können. Im Sinne der Vorlaufforschung sollen Techniken und Möglichkeiten geschaffen werden, die Fahrdynamik des zu untersuchenden Schiffs oder Schiffstyps mit höherer Genauigkeit und in kürzerer Zeit als bisher zu generieren. Daher wird ein Verfahren entwickelt, das die Koeffizienten der Fahrdynamik in der Schiffsführungssimulation aus Aufzeichnungen einzelner realer Fahrten des jeweiligen Schiffs ermittelt. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Die Aussageschärfe von Schiffsführungssimulationen zur Überprüfung wasserbaulicher Maßnahmen auf nautische Belange und für wasserpolizeiliche Regelungen wird verbessert. Zusätzlich kann erwartet werden, dass die Akzeptanz der Untersuchungsergebnisse aus einer Schiffsführungssimulation erhöht wird, indem die simulierte Fahrdynamik auf der des realen Schiffes beruht, das in der jeweiligen Schiffsführungssimulation gefahren wird. Untersuchungsmethoden Die Möglichkeiten zur Erstellung und Kalibrierung der Fahrdynamik im Schiffsführungssimulator wird erweitert. Das erfolgt auf Grundlage von Daten und Messwerten, die aus dem Forschungsprojekt ManoevIdent zur Verfügung stehen. Die Erweiterung wird zunächst am See-Schiffsführungssimulator der BAW eingerichtet und getestet, sodass diese Erweiterungen zuverlässig an Seefahrtschulen und Trainingszentren mit einem Schiffsführungssimulator ANS6000 von Rheinmetall eingesetzt werden können.
Die Antragsteller sind durch erfolgreiche, jahrelange Forschungsarbeit Experten für das Thema N-Kreislauf, N-Verluste und Modellierung und möchten die vorhandene Kompetenz sowie schon vorhandene eigene Versuchsdaten und -ergebnisse verwenden, um den N-Kreislauf einschließlich der N-Emissionen zu simulieren. Hierfür werden wir ausgewählte Varianten von fünf Feldversuchen untersuchen, für die schon für Zeiträume zwischen vier und 116 Jahren relevante Daten z.B. zur N-Aufnahme, Gehalte des organischen Kohlenstoffs und des Gesamtstickstoffs, oder Klimagasmessungen zur Verfügung stehen. Die Versuche wurden an unterschiedlichen Standorten in ganz Deutschland angelegt und decken verschiedenste Bodencharakteristika und Klimata ab. Durch die Verwendung schon vorhandener Daten und die erweiterte eigene Beprobung kann ein viele Jahrzehnte umfassender Datensatz (Pflanze x Management x Umwelt-Interaktionen) an verschiedenen Standorten modellbasiert und damit kostengünstig ausgewertet werden. In dem vorgestellten Projekt soll die prozessbasierte dynamische open-source-Modellplattform SIMPLACE eingesetzt werden. SIMPLACE berechnet u.a. den täglichen Nährstoffumsatz im Boden, den Nitrataustrag, die N2O-Emissionen abhängig von den Bodencharakteristika sowie das Pflanzenwachstum. Die Ziele des vorgestellten Projekts sind 1) den C-/N-Kreislauf und die Verluste besser zu verstehen, 2) die vielen Daten der unterschiedlichen Standorte zu verwenden, um das Modell robust zu kalibrieren und validieren, 3) Managementszenarien (Fruchtfolgen, Zwischenfrüchte, organische und anorganische Düngung) und deren Auswirkungen auf N-Verluste zu messen und zu simulieren, um die Wirksamkeit von Maßnahmen standortdifferenziert und unter verschiedenen Wetterbedingungen zu quantifizieren, sowie 4) Emissionsminderungspotentiale unterschiedlicher Bodenmanagementstrategien aufzuzeigen, um modellgestützte deutschlandweite Handlungsempfehlungen für ein klimaschonendes Stickstoffmanagement zu ermöglichen.
Sichere und grundlastfähige erneuerbare Energiequellen sind essentiell für das Erreichen globaler Klimaziele. Die Tiefengeothermie kann Wärme und Strom unabhängig von Wetterbedingungen liefern und spielt eine Schlüsselrolle bei dem Vorantreiben der grünen Energiewende. Mit unserem Vorhaben gehen wir die Hauptfaktoren, die ein schnelleres Wachstum des Geothermiesektors verzögern, an: lange Amortisationszeiten und hohe sozioökonomische Risiken im Zusammenhang mit induzierter Seismizität. SIEGFRIED zielt darauf ab, neue Standards für die geothermische Exploration in der Niederrheinischen Bucht und darüber hinaus einzuführen sowie neue Methoden und Arbeitsabläufe zu schaffen, um große Mengen an interdisziplinären und maßstabsübergreifenden Daten in Studien zur seismischen Gefährdung zu kombinieren. Es ist der erste Versuch dieser Art, geomechanische und seismologische Ansätze zu kombinieren, um ein gemeinsames Bild der seismischen Gefährdung zu erstellen und so darzustellen, dass die Energiebetreiber es für die Planung, den Aufbau und später den Betrieb tiefer geothermischer Systeme in der Niederrheinischen Bucht nutzen können. SIEGFRIED wird zum ersten Mal die direkte Messung des Spannungstensors in den Tiefen eines tiefen geothermischen Reservoirs in der Niederrheinischen Bucht ermöglichen. Diese Informationen werden die Kalibrierung von physikalisch informierten numerischen Modellen der Krustenspannung und ihrer anthropogenen Veränderungen in situ ermöglichen sowie die seismische Gefährdungsabschätzung unterstützen. Letztendlich besteht die Hauptaufgabe der RWTH innerhalb von SIEGFRIED darin, den Zustand der initialen Spannung, die Stabilität der Hauptstörungszonen und die anthropogenen Spannungsänderungen zu verstehen, die während der geothermischen Produktion in der Niederrheinischen Bucht entstehen.
Ziel von Teilvorhaben 5 ist die Entwicklung eines standardisierten Monitoringsystems und -protokolls zur Erfassung und Analyse von Wachstumsreaktionen. Darauf aufbauend werden wichtige mitteleuropäische Waldbaumarten modelliert mit Fokus auf klimatische Extreme. Unter Verwendung von bereits vorhandenen Klima-, Dendrometer-, Saftfluss- und Bodenwasserdaten für den Standort Hohes Holz werden die Dürrejahre 2018/19 bezüglich Kohlenstoff- und Wasserkreislauf analysiert. Die etablierten Standards zur Messung, Prozessierung und Dokumentation der dendrophysiologischen (DHC)-Daten sollen einer breiten Wissenschafts- und Forstcommunity zur Verfügung gestellt werden. Um die Auswirkungen des Klimawandels und Extremereignissen auf das Waldwachstum in Deutschland abzuschätzen, wird die Parametrisierung des individuen-basierten Waldmodels FORMIND mittels der im Projekt erhobenen Daten verfeinert und auf weitere Baumarten ausgeweitet. Mit zusätzlichen standardisierten Echtzeiterfassungen der dendrophysiologischen, bodenhydrologischen und klimatologischen Messdaten aller Standorte, sowie Fernerkundungsdaten können durch die FORMIND-Modellierung unterschiedliche Wachstumsbedingungen analysiert werden. Ziel ist es, eine Abschätzung der Auswirkungen verschiedener Klimaszenarien auf Kohlenstoffflüsse der Wälder in Deutschland zu ermöglichen. Vor allem die langfristigen Folgen von Extremereignissen auf Wachstumsreaktionen für verschiedene Baumarten und Waldtypen, sollen quantifiziert werden. Darauf aufbauend sollen Klimasensitivitäten und Wachstumsprognosen für unterschiedliche heimische und nicht-heimische Waldbaumarten erstellt und Handlungsempfehlungen für die aktuelle und zukünftige Forstpraxis abgeleitet werden.
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