Hintergrund: Dieses Projekt begleitet die Umgestaltung eines Fichtenwald-Reinbestandes im Nationalpark Eifel vom derzeitigen Ist-Zustand über eine Baumentnahme hin zu einem standortgerechten Laubmischwald. Der Stoffhaushalt (Kohlenstoff, Lösungsfracht, Schwebfracht, Bachgeschiebe und Wasser) sowie die ihn beeinflussenden Faktoren (Klima, Boden, Vegetation, Landnutzung) werden genauer untersucht. Erstmalig werden für dieses Gebiet im Rahmen dieses Projektes CO2-Kreisläufe quantifiziert und Maßnahmen zur Kohlenstoffreduktion beschrieben (durch das Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre - Institut 4: Agrosphäre (ICG-4)). Zudem sollen zu erwartende Veränderungen auf Stoff- und Wasserkreisläufe erfasst werden. Bestehende Datenlücken für die Mittelgebirge werden damit geschlossen (durch den Lehrstuhl für Physische Geographie und Geoökologie (PGG)). Fragestellungen: Aufgabe des Projektes wird sein, präzise Informationen zum Stoff- (u.a. Kohlendioxid, Nitrat, Phosphat, Ammonium) und Wasserkreislauf zu erhalten sowie die Bedeutung standortrelevanter Parameter (Klima, Boden, Vegetation, Landnutzung) bei der Entstehung eines standorttypischen Laubmischwaldes zu erfassen. Während der Umwandlung eines Fichtenreinbestandes zu einem Laubwald - mit Vergleichsuntersuchungen im Freiland (Wiese) - sollen verschiedene Stadien der Umwandlung untersucht werden. Die Ergebnisse werden neue und vor allem quantifizierbare Erkenntnisse zum CO2-Haushalt sowie zum Wasser- und Stoffkreislauf im Ökosystem Wald liefern; Grundbausteine für eine nachhaltige Landnutzung und der Reduzierung atmosphärischen CO2. Von der Arbeitsgruppe PGG und dem ICG-4 bearbeitete Fragestellungen: - Wie wirken sich Landnutzungsänderungen auf Stoff- und Wasserhaushalt aus? - Welche Auswirkungen hat der Klimawandel auf Wasser, Boden und Vegetation? - Wie wirken sich Rückkopplungsprozesse auf terrestrische Systeme aus? - Wie wirken sich großräumige Eingriffe aus? Ziele: Ziele des Lehrstuhls für Physische Geographie und Geoökologie sind insbesondere, in Kooperation mit dem ICG-4 Veränderungen des Kohlenstoff- und Wasserhaushaltes sowie der Nährstoffkreisläufe in Erwartung des absehbaren Klimawandels und der Maßnahmen zur CO2-Reduktion zu erfassen. Gesicherte Erkenntnisse in Bezug auf den Wasserhaushalt und die ihn beeinflussenden Größen in Mittelgebirgsräumen liegen bisher kaum vor. Hier schließt das Projekt eine Datenlücke. Die Rolle der Vegetation sowie der Böden (insbesondere die bodenbildenden periglazialen Deckschichten) sind hier von Bedeutung, da Prozesse der Stoffakkumulation, -umwandlung und -transport von diesen Parametern stark abhängig sind. Deckschichten haben mit ihren Mächtigkeiten und Ausprägungen einen starken Einfluss auf Sickerwasser, Grundwasserneubildung, Retention und Oberflächenabfluss. Zudem ist für die Kooperation mit dem ICG-4 die Betrachtung des Bodenwasserhaushaltes unerlässlich, um den CO2-Vorrat im Boden zu analysieren. Die Retentionskapazitäten der Böden werden präzi
Im ersten Schritt des Vorhabens sollen die Reaktionsmuster des CO2- und H2O Blattgaswechsels von Mistel-Wirt-Paaren bezüglich Mikroklima und Lebensform des Wirts (immer- oder wechselgrün) im Jahreslauf möglichst kontinuierlich untersucht werden, um diese bis heute offen gebliebenen Informationslücke zu schliessen. Dabei soll die Hypothese überprüft werden, derzufolge Misteln vielfach mehr als ihre Wirte transpirieren, um über den Transpirationsstrom Nährstoffe des Wirtes, insbesondere Stickstoff, an sich zu binden. Es sollen hierzu auch Düngungsversuche an getopften Mistel-Wirt-Paaren durchgeführt und dabei besonderes Augenmerk auf die Nettophotosynthese und Wasserumsatz gelegt werden. Weiterhin wird die unterschiedliche Reaktion der beiden pflanzlichen Komponenten auf Wasserstress untersucht. Im fortgeschrittenen Stadium der Untersuchungen ist es das Ziel, über Kronenphotosynthese und deren Bilanzierung die C-Allokationsmuster des Parasiten zu bestimmen. Aufgrund des hohen Mistelbefalls von Forstbeständen und Obstbäumen, insbesondere im Raum Baden-Württemberg, ist diese Grundlagenforschung unmittelbar vor einem angewandten Hintergrund zu sehen.
Es ist die Hypothese aufgestellt worden, dass neben nicht abgebauten Pflanzenresten die organische Substanz des Bodens grob aus zwei Kompartimenten besteht. Bestimmt durch den Ton- und Feinschluffanteil entwickelte sich ein inerter C-Pool während der Genese von Böden. Dieser an die mineralischen Feinanteile gebundene Kohlenstoff nimmt nur über einen langen Zeitraum am Kohlenstoffumsatz von Böden teil. In Abhängigkeit von der landwirtschaftlichen Praxis entwickelt sich während des durch die metabolische Aktivität von Bodentieren und Mikroorganismen verursachten Abbaus von Pflanzenresten und organischen Düngern ein zweiter, labiler C-Pool. Dieser ist im wesentlich verantwortlich für die Nährstoffflüsse in Böden. Das Ziel des geplanten Forschungsprojektes ist es, in Laborexperimenten die Verteilung von frisch zugeführten 14C aus markiertem Weizenstroh zwischen inertem und labilem C-Pool über den Zeitraum eines Jahres zu verfolgen. Zusätzlich wird die Mineralisierung des Pflanzenmaterials zu 14CO2, die Bildung wasserlöslicher 14C-Metabolite und die anabolische Verwertung des markierten Kohlenstoffs durch die mikrobielle Biomasse des Bodens verfolgt. Nach einer physikalischen Fraktionierung der mineralisch-organischen Bodensubstanz in einzelne Größenfraktionen soll deren Gehalt an 14C/12C organischer Substanz über die Zeit bestimmt werden. In einem Inkubationsexperiment werden die isolierten Größenfraktionen mit der autochthonen Bodenflora beimpft werden, und die dabei durch die Aktivität der Mikroorganismen freigesetzten 14CO2 Mengen sind ein Indikator für die Stabilität der organischen Substanz in den einzelnen Fraktionen. Für diese Untersuchungen werden Proben eines landwirtschaftlichen Bodens ausgesucht, der für viele Jahrzehnte verschiedener Düngungspraxis (null, mineralisch, organisch) unterlag. Durch dieses Forschungsprojekt werden Informationen über die kausalen Zusammenhänge von Bodenprozessen bei der Bildung und Speicherung der organischen Substanz im Boden erwartet.
Bodenschutz ist eine Querschnittsaufgabe und erfordert fachübergreifende Handlungsansätze. Für die Berücksichtigung von Belangen des Bodenschutzes in der räumlichen Planung und den Vollzug von Bodenschutzmaßnahmen werden daher Daten aus verschiedenen Bereichen benötigt. So werden unter anderem auch Informationen über Vegetationsbedeckungen, Flächennutzungen oder Versiegelungsdaten verwendet, um Qualitäten des Bodens zu bewerten. Um Bodenschutz umsetzen zu können, müssen diese Daten verfügbar gemacht werden. Im Land Berlin werden bodenschutzrelevante Informationen im Umweltatlas Berlin und im Geoportal Berlin der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen unter anderem auf Grundlage des Informationssystems Stadt und Umwelt (ISU) durch die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt organisiert, verwaltet und erarbeitet. Viele bodenschutzrelevante Informationen werden auch der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Im Umweltatlas und Geoportal Berlin sind eine Vielzahl von Karten zum Thema Boden und zu verwandten Themen veröffentlicht. Bestandteil dieser Karten sind im Umweltatlas auch detaillierte Erläuterungen und Dokumentationen in Textform. Die wesentlichen Informationsgrundlagen für den Bodenschutz werden nachfolgend kurz vorgestellt. Bodenthemenkarten des Umweltatlas Berlin Bodengesellschaftskarte Bodenkundliche Kennwerte Kriterien zur Bewertung der Bodenfunktionen Bodenfunktionen Planungshinweise zum Bodenschutz Moore Entsiegelungspotenziale Ehemalige Rieselfelder Bodendatengrundlagen des vorsorgenden Bodenschutzes Bodenkundliche Kartierungen Bodenpunktdatenbank Forstliche Standorteinheiten Mittelmaßstäbige Landwirtschaftliche Standortkartierung Bodenübersichtskarte 1 : 200 000 Bodenübersichtskarte 1 : 250 000 Versiegelung Grundlagen zur bodenkundlichen Landesaufnahme des vorsorgenden Bodenschutzes Anleitung für die bodenkundliche Kartierung im Land Berlin Die unterschiedlichen Böden werden als Bodentypen beschrieben. Diese wechseln zwar oft kleinräumig, sind in ihrer Nachbarschaft aber nach natürlichen oder nutzungsbedingten Mustern vergesellschaftet. Als Ansatz für eine flächendeckende Darstellung der Verbreitung der Böden im Land Berlin wird seit den 1980er Jahren unter anderem auf Grundlage bodenkundlicher Kartierungen eine Karte der Bodengesellschaften erarbeitet und turnusmäßig alle 5 Jahre weiterentwickelt. Die Karte ist als teilverifizierte Konzeptkarte zu verstehen: Für den überwiegenden Teil der ausgewiesenen Bodengesellschaften liegen detaillierte Beschreibungen einschließlich Profilbeschreibungen, bodenkundlicher Kenngrößen etc. vor. Einige wenige Bodengesellschaften wurden bisher noch nicht im Gelände überprüft. Für eine erste bodenkundliche Einschätzung im Zuge von Planverfahren stellt diese Karte eine ausreichende Grundlage dar. Die Karte ist im Maßstab 1 : 5.000 im Geoportal Berlin digital abrufbar. Ausgehend von der Bodengesellschaftskarte lassen sich zur Parametrisierung der Bodeneigenschaften über die Daten zur (ehemaligen) Nutzung, zur Geologie, zum Grundwasserflurabstand, zur Versiegelung etc. mit den Bodenarten, der nutzbaren Feldkapazität, der Humusmenge, dem organischen Kohlenstoffvorrat, dem pH-Wert, der Basensättigung, der Summe austauschbarer basischer Kationen, der Kationenaustauschkapazität und der gesättigten Wasserdurchlässigkeit wichtige Bodenkundliche Kennwerte ableiten, die eine Charakterisierung der Böden und seiner Eigenschaften ermöglichen. Die einzelnen Themenkarten sind im Maßstab 1 : 5.000 über die Suchfunktion im Geoportal Berlin digital abrufbar. Über die Bodengesellschaften, die Nutzung, die Bodenkundlichen Kennwerte und weitere Parameter ist es möglich, mit der Seltenheit, der naturräumlichen Eigenart, der Naturnähe, der Austauschhäufigkeit des Bodenwassers, dem Nährstoffspeicher- und Schadstoffbindungsvermögen, der Nährstoffversorgung, der Wasserversorgung, dem Filtervermögen, der Bindungsstärke für Schwermetalle und dem Puffervermögen im organischen Kohlenstoffhaushalt Kriterien zur Bewertung der Bodenfunktionen abzuleiten, anhand derer eine qualitative Bewertung der Bodeneigenschaften ermöglicht wird. Die einzelnen Themenkarten sind im Maßstab 1 : 5.000 über die Suchfunktion im Geoportal Berlin digital abrufbar. Nachhaltiger Bodenschutz muss alle Funktionen sichern und entwickeln. Da jedoch gerade die natürlichen Bodenfunktionen und die Archivfunktion durch die Wahrnehmung der Nutzungsfunktionen eingeschränkt oder ganz unterbunden werden, steht der Schutz der natürlichen Bodenfunktionen somit im Mittelpunkt der Bestrebungen für nachhaltigen Bodenschutz. Zielgerichtete Maßnahmen zum Bodenschutz setzen die Kenntnis der Leistungsfähigkeit, der Schutzwürdigkeit und der Empfindlichkeit der Böden voraus. Die Bodenfunktionen werden für das Land Berlin bewertet und in Karten dargestellt, die turnusmäßig weiterentwickelt werden. Auf Grundlage der Bodengesellschaften, der Bodenkundlichen Kennwerte, der Kriterien zur Bewertung der Bodenfunktionen und weiterer Parameter werden hierfür mit der Lebensraumfunktion für naturnahe und seltene Pflanzengesellschaften, der Ertragsfunktion für Kulturpflanzen, der Puffer- und Filterfunktion, der Regelungsfunktion für den Wasserhaushalt, der Archivfunktion für die Naturgeschichte und der Leistungsfähigkeit der Böden zur Erfüllung der natürlichen Bodenfunktionen und der Archivfunktion die wesentlichen Bodenfunktionen auf Grundlage des Bundes-Bodenschutzgesetzes (BBodSchG § 2 Abs. 2) abgeleitet. Die Karte der Leistungsfähigkeit der Böden stellt dabei zwar eine Art Synthese der einzelnen Bodenfunktionen dar, spiegelt aber nicht die Schutzwürdigkeit der Böden wider. Für die Anwendung bei Planungs- und Zulassungsverfahren ist die nachfolgende Karte der Planungshinweise zum Bodenschutz und der dazu gehörige Leitfaden zu verwenden, in die die Wertung und Wichtung der Bodenfunktionen über fünf verschiedene Schutzwürdigkeitskategorien eingeflossen ist. Die einzelnen Themenkarten sind über die Suchfunktion im Maßstab 1 : 5.000 im Geoportal Berlin digital abrufbar. Das wichtigste Planungsinstrument für den vorsorgenden Bodenschutz im Themenkomplex der Bodenkarten im Umweltatlas Berlin ist die Planungshinweiskarte zum Bodenschutz. Dieses Kartenwerk wurde auf Grundlage des Bundes-Bodenschutzgesetzes (BBodSchG) und des Baugesetzbuches (BauGB) auf Basis verschiedener Bodenthemen des Umweltatlas Berlin erarbeitet, um schutzwürdige Böden im Land Berlin zu erfassen, für die vorrangig Maßnahmen zum Schutz und zur Entwicklung zu ergreifen sind. Die Wichtung der unterschiedlichen Funktionen und Empfindlichkeiten der Berliner Böden ermöglicht eine differenzierte Bewertung. Die Karte dient gemeinsam mit den dazugehörigen Leitfäden Leitbild und Maßnahmenkatalog für den vorsorgenden Bodenschutz sowie Merkblatt und Checklisten zur Berücksichtigung des vorsorgenden Bodenschutzes in der Bauleitplanung der Beurteilung von Eingriffen im Rahmen von Planungs- und Zulassungsverfahren wie der Bauleitplanung. Zielsetzung ist es, Flächeninanspruchnahmen zukünftiger Planungsverfahren auf Flächen geringerer Schutzwürdigkeit in Bezug auf ihre Bodenfunktionen zu lenken. Für die zuständige Bodenschutzbehörde ergibt sich eine zügige Einordnung und Bewertung des Planungsfalls und eine Ableitung ggf. erforderlicher Maßgaben. Planungsentscheidungen und Planungsabläufe können so aus Sicht des Bodenschutzes verbessert werden. Die Planungshinweise zum Bodenschutz fließen auch in den Berliner Leitfaden zur Bewertung und Bilanzierung von Eingriffen sowie das Landschaftsprogramm einschließlich Artenschutzprogramm (LaPro) ein. Die Planungshinweise werden unter Vorsorgender Bodenschutz in der Bauleitplanung näher erläutert und die dazugehörige Planungshinweiskarte ist im Umweltatlas veröffentlicht. Die Karte ist im Maßstab 1 : 5.000 im Geoportal Berlin digital abrufbar. Vor dem Hintergrund der Berliner Strategie zur Biologischen Vielfalt wurden im Zuge des UEP-Projektes Berliner Moorböden im Klimawandel zwischen 2011 und 2015 insgesamt 76 periphere Moorstandorte im Land Berlin bodenkundlich aufgenommen und bewertet. Insgesamt repräsentiert der Datensatz zu den Berliner Mooren im Umweltatlas eine Fläche von 740 ha. Neben der bodenkundlichen Aufnahme wurden auch Ökosystemleistungen bewertet und Abschätzungen zum Kohlenstoffvorrat vorgenommen. Die Karte zu Moorgebieten und Bodentypen ist im Maßstab 1 : 5.000 im Geoportal Berlin digital abrufbar. Um eine verbesserte Verfügbarkeit von potenziellen Entsiegelungsflächen zu erreichen, wurde das Projekt “Entsiegelungspotenziale in Berlin” initiiert. Das Projekt hat die Erfassung und Bewertung von Flächen mit Entsiegelungspotenzial zum Inhalt und dient dazu, Flächen im Land Berlin zusammenzufassen, die im Rahmen von baurechtlichen oder naturschutzfachlichen Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen in absehbarer Zukunft dauerhaft entsiegelt werden können. Das Projekt wird unter Entsiegelungspotenziale näher erläutert und die dazugehörige Karte der Entsiegelungspotenziale ist im Umweltatlas veröffentlicht. Die Karte ist im Maßstab 1 : 10.000 im Geoportal Berlin digital abrufbar. Der Datensatz der ehemaligen Rieselfelder repräsentiert alle ehemaligen Berliner Rieselfeldflächen innerhalb und außerhalb des Landes Berlin in ihrer maximalen Ausdehnung. Berliner Abwässer wurden ab 1876 auf Rieselfeldern im damaligen Umland der Stadt Berlin verrieselt. 1998 wurden die letzten Rieselfelder aus der regulären Nutzung genommen. Der Bodenaufbau dieser Flächen ist je nach Beschickungsintensität auch heute noch von dieser Nutzung geprägt und wird zum Teil auch durch höhere Schwermetallgehalte charakterisiert. Die Karte ist im Maßstab 1 : 25.000 im Geoportal Berlin digital abrufbar. Bodenkundliche Kartierungen Die bodenkundlichen Kartierungen sind eine seit 1997 geführte Datensammlung aus insgesamt über 250 bodenkundlichen Profil- und Flächendatensätzen, bestehend aus inselhaft über das Land Berlin verteilten bodenkundlichen Kartierungen, die zwischen 1969 bis heute erhoben wurden. Es handelt sich zumeist um Gutachten ökologischer Standortuntersuchungen und verschiedenen Untersuchungen der Technischen Universität Berlin. Jüngere bodenkundliche Aufnahmen gehen vor allem auf die Humboldt-Universität zu Berlin oder Neubewertungen der Schutzwürdigkeit der Böden verschiedener bodenkundlich arbeitender Planungsbüros zurück. Die Karte ist im Maßstab 1 : 50.000 im Geoportal Berlin digital abrufbar. Bodenpunktdatenbank Die Bodenpunktdatenbank (BPDB) des Landes Berlin repräsentiert den vorliegenden digitalen Bodenpunktdatenbestand, bestehend aus punktuellen Untersuchungsergebnissen bodenkundlicher Aufnahmen inkl. Boden- und Substratsystematik sowie Horizont- und Schichtdaten, erhoben ab 1971 durch Universitäten sowie Planungs- und Ingenieurbüros in Form von Bodenprofilaufnahmen und -darstellungen auf Grundlage der Bodenkundlichen Kartieranleitung KA5 sowie der Anleitung für die bodenkundliche Kartierung im Land Berlin . Eine Kartendarstellung der Bodenpunktdatenbank ist im Geoportal Berlin digital abrufbar. Forstliche Standorteinheiten Die Forstlichen Standorteinheiten stehen in der Zuständigkeit der Berliner Forsten. Neben einer forstlichen Klassifikation verschiedener Bodentypen geben die Daten Auskunft über Nährstoff- und Wasserverfügbarkeit von Waldböden. Die vorliegenden Kartierergebnisse stammen aus unterschiedlichen Kartierzeiträumen mit teils voneinander abweichenden Verfahren. Der größte Teil der Kartierarbeiten fand im Zeitraum um 1990 statt. Sofern möglich wurde die Feinbodenform der Forstlichen Standorteinheiten in die Bodenform der Bodenkundlichen Kartieranleitung KA5 (2005) überführt. Die Karte ist im Maßstab 1 : 5.000 im Geoportal Berlin digital abrufbar. Mittelmaßstäbige Landwirtschaftliche Standortkartierung (MMK) Die Mittelmaßstäbige Landwirtschaftliche Standortkartierung (MMK) wurde im Auftrag des Forschungszentrums für Bodenfruchtbarkeit Müncheberg der Akademie der Landwirtschaftswissenschaften der DDR, Bereich Bodenkunde/Fernerkundung Eberswalde in den 1970er Jahren als bodenkundliches Grundlagenwerk für die Landwirtschaft erarbeitet. Im Land Berlin sind nur die landwirtschaftlichen Flächen im Nordosten erfasst. Die Karte ist im Maßstab 1 : 25.000 im Geoportal Berlin digital abrufbar. Bodenübersichtskarte 1 : 200 000 (BÜK 200) Für länderübergreifende Aussagen zum Boden- und Umweltschutz wird von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Zusammenarbeit mit den Staatlichen Geologischen Diensten der Bundesländer der Bundesrepublik Deutschland (SGD), vertreten durch die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt und das Landesamt für Bergbau, Geologie und Rohstoffe Brandenburg (LBGR), die digitale mittelmaßstäbige flächendeckende Bodenübersichtskarte 1:200 000 (BÜK 200) und ihre Flächendatenbank bereitgestellt. Wegen der einheitlichen Bearbeitung der Berliner und der Brandenburger Gebiete ist sie vor allem für die Regionalplanung geeignet. Die Karte ist im Geoportal des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie (BKG) digital abrufbar und kann im Geoportal Berlin als externer WMS-Dienst eingebunden werden. Bodenübersichtskarte 1 : 250 000 (BÜK 250) Bei der Bodenübersichtskarte 1 : 250 000 (BÜK 250) handelt es sich um ein digitales Nachfolgeprodukt der Bodenübersichtskarte 1:200 000 (BÜK 200). Dieses Kartenwerk zur Verbreitung und Vergesellschaftung der Böden bildet eine detaillierte, bundesweit einheitliche und flächendeckende Informationsgrundlage für länderübergreifende Aussagen zu Bodennutzung und Bodenschutz in Deutschland. Im Geoportal der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe sind zusätzlich zu den grafisch blattschnittfreien Vektordaten detaillierte bodenkundliche Informationen separat in einer relationalen Datenbank abgelegt. Versiegelung (Umweltatlas) Die Kenntnis des Versiegelungsgrades sowie die Art und Weise der Versiegelung (Oberflächenbeläge, Bebauung) ist eine unverzichtbare Datengrundlage für den Bodenschutz. Die kontinuierlich aktualisierten Versiegelungsdaten und die Versiegelungskarte werden durch die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen erarbeitet und sind eine wichtige Grundlage für die gesamtstädtische Ebene. Die Karte ist im Geoportal Berlin digital abrufbar. Anleitung für die bodenkundliche Kartierung im Land Berlin Mit dieser Fachanleitung wird eine moderne Grundlage für eine einheitliche und validierbare Aufnahme bodenkundlicher Daten bereitgestellt, abgestimmt auf die besonderen Charakteristika anthropogener Böden im urbanen Raum des Landes Berlin. Weitere Informationen
Die Groesse der Quellen und Senken fuer atmosphaerisches CO2 sind bislang noch unzureichend bekannt, um zukuenftige CO2-Gehalte der Atmosphaere vorhersagen zu koennen. Neben direkten Messungen des derzeitigen CO2-Anstiegs erlauben Isotopenuntersuchungen wichtige Rueckschluesse der CO2-Fluesse zwischen den einzelnen Reservoiren (Atmosphaere, Biosphaere, Hydrosphaere); Vorgaenge in der Vergangenheit lassen sich einzig und allein nur durch Isotopenuntersuchungen von fixiertem atmosphaerischen CO2 erkennen. Die Untersuchungen im Institut fuer Chemie befassen sich mit der Ermittlung des CO2-Inputs in die Atmosphaere aufgrund von C-13-Messungen an datierten Holzproben, um biosphaerische CO2-Senken oder Quellen der Vergangenheit erkennen zu koennen. Bisher vorliegende Messungen an Baeumen der noerdlichen Hemisphaere und des industriellen Zeitraumes sind statistisch genuegend abgesichert. Die Messungen sollen an Baeumen der suedlichen Hemisphaere und des vorindustriellen Zeitraumes weitergefuehrt werden. Daneben werden C-13 Messungen an derzeitigen atmosphaerischen CO2 Proben durchgefuehrt. Zur Modellauswertung der Ergebnisse sind ferner Isotopenuntersuchungen zum CO2-Austausch zwischen Atmosphaere und Meer erforderlich.
Kohlenstoff aus Erdoel und Erdoelderivaten unterscheidet sich in seiner Isotopenzusammensetzung von natuerlichen Kohlenstoffverbindungen im Meer und muesste, auch wenn er biologisch aufgearbeitet worden ist, bei hinreichender Konzentration nachweisbar sein. Messungen an jetzt geborgenen Proben sollen Bezugswerte liefern fuer Vergleiche in einigen Jahren, wenn die Erdoelfoerderung moeglicherweise zu staerkeren Verschmutzungen gefuehrt hat. An Proben, die vor den Raffinerien von Southampton entnommen wurden, deutet sich eine derartige Verschmutzung evtl. bereits an.
Sukkulenten, die ueber den Crassulaceen-Saeurestoffwechsel (CAM) verfuegen, vermoegen in der Nacht CO2 aus der Atmosphaere zu binden und dieses in Form von Aepfelsaeure zu speichern. Am folgenden Tag wird die Aepfelsaeure decarboxyliert und das dabei entstehende CO2 ueber den Calvin-Zyklus der Photosynthese zugefuehrt. Diese Form des Kohlenstoffgewinns ermoeglicht einen besonders sparsamen Wasserhaushalt. Es handelt sich also um eine oekologische Anpassung an wasserarme Standorte. In dem vom hier vorliegenden Bericht abgedeckten Zeitraum wurden besonders folgende Teilaspekte des CAM erforscht: 1. Charakterisierung der PEP-Carboxylase, des Schluesselenzyms des CAM und Untersuchung seiner Regulierbarkeit in vivo und in vitro. 2. Vergleich verschiedener Sukkulententypen und verschiedener Organe bzw. Gewebe einer Pflanze hinsichtlich ihrer Faehigkeit CAM durchzufuehren oder nicht. Erkenntnisziel: Erforschung der Voraussetzungen fuer das Zustandekommen des CAM bei Pflanzen. 3. Untersuchung des Weges des Kohlenstoffs im CAM. Besonders untersucht wurde das Problem, ob in den Plastoglobuli der Chloroplasten gespeicherte Lipide im CAM umgesetzt werden.
In der Arktis ist aktuell die stärkste Temperaturerhöhung im Zuge des Klimawandels zu beobachten. Diese Tatsache beruht auf einer komplexen Kette von Prozessen und Rückkopplungen, in denen Aerosolpartikel durch ihren Einfluss auf Strahlungsbilanz und Wolkenbildung eine wesentliche Rolle spielen. Um die Auswirkungen der sich ändernden Eisbedeckung abschätzen zu können, müssen die Wechselwirkungen zwischen Ozean sowie Eis und der Atmosphäre besser verstanden werden. Grundsätzlich mangelt es besonders im Bereich des arktischen Ozeans an atmosphärischen Messungen, die zum Verständnis der Prozesse aber auch zur Vorhersage der zu erwartenden Änderungen dringend benötigt werden. Austauschprozesse zwischen Ozean/Eis und Atmosphäre sind in diesen Regionen ebenfalls wenig untersucht. Im Rahmen dieses Projektes sollen mithilfe der RV Polarstern vertikale Austauschprozesse oberhalb von Wasser und Eis im Detail betrachtet werden und damit verbundene Quellen für Aerosolpartikel lokalisiert werden. Dazu ist eine Reihe von kontinuierlichen Aerosolmessungen an Bord des Schiffes geplant, die die Anzahlgrößenverteilungen, optische Parameter (Streuung, Absorption), das Mischungsverhältnis von Partikeln, die schwarzen Kohlenstoff (BC) enthalten, die Konzentration von eisbildenden Partikeln (INP) sowie die chemische Zusammensetzung der Aerosolpartikel umfassen. Weiterhin werden in den im Sommer häufig auftretenden Nebelphasen Nebelwasserproben gesammelt, sowie während der gesamten Kampagne täglich Wasserproben aus dem Ozean entnommen. Diese Proben werden nach der Kampagne auf die Konzentration von INP und BC untersucht. Weiterhin sollen erstmals mit Laser-Inkandeszenz Methoden die BC-Konzentrationen sowohl im luftgetragenen Aerosol als auch in Wasserproben gemessen werden. Zur Vorbereitung der Wasserproben mit hoher Salinität werden neuartige Methoden angewandt. Durch diese Kombination der parallelen Untersuchung von Bestandteilen in Luft und Wasser sollen Transport- und Austauschprozesse dieser Aerosolpartikel quantifiziert werden. Während langsamer Fahrt des Schiffes oder Drift mit dem Eis wird Messtechnik zur Bestimmung von vertikalen Partikelflüssen am vorderen Ausleger des Schiffes eingesetzt. Damit werden Zeitreihen des Windvektors und der Partikelkonzentration erfasst, mit deren Hilfe im Anschluss der vertikale, turbulente Partikelfluss über unterschiedlichen Oberflächen durch die Eddy Kovarianz Methode bestimmt werden soll. Kombiniert mit diesen Messungen wird die Konzentration der INP erfasst, um deren Ursprung und Quellen lokalisieren zu können. Ein weiteres Messsystem, das aus einer eindimensionalen Windmessung und einem Partikelzähler besteht, wird am Kranhaken des vorderen Auslegers befestigt und bestimmt Vertikalprofile der Partikelkonzentration, aus denen ebenfalls eine Abschätzung des Vertikalflusses von Partikeln möglich ist. Diese Methoden sind erprobt und etabliert, wurden nur bisher noch nie in dieser Form über dem arktischen Ozean angewendet.
Rhizodeposition der Pflanzen ist eine wichtige primäre Kohlenstoff- (C) und Energiequelle für Bodenorganismen. Die Ziele dieses Projektes sind die Abschätzung des C-Eintrages durch Mais in den Boden, die Verfolgung des wurzelbürtigen C in der ganzen Nahrungskette im Boden und die Aufstellung von C-Bilanzen. Mais wird in der 13CO2- und 14CO2-Atmosphäre markiert, um zwischen den wurzelbürtigen und bodenbürtigen C zu unterscheiden und den Haushalt des wurzelbürtigen C zu bestimmen. Der Einbau von wurzelbürtigem C in Mikroorganismen, Nematoden, Collembolen und Predatormakrofauna wird quantifiziert. 14C-Phosphor-Imaging der Wurzel ermöglicht es Hotspots der Rhizodeposition und der Exsudation zu lokalisieren. 13C-Pulsmarkierung wird die Empfindlichkeit der Koppelung des 13C mit Biomarker der Bakterien und Pilze (PLFA, Ergosterol) und Collembolen (neutrale Lipide) wesentlich erhöhen. Die Verzögerung zwischen der Photoassimillation der Pflanze, Wurzelexsudation in die Rhizosphäre und Einbau vom wurzelbürtigen C in die einzelnen Organismen wird bestimmt. Dies wird die Aufstellung und Modellierung des C-Flusses durch die Nahrungsketten im Boden ermöglichen. Durch mehrfache 13C-Pulsmarkierung von Mais wird eine hohe 13C-Anreicherung der Mikroorganismen erreicht, um anschließend die aktivsten Spezies in der Rhizosphäre mit Hilfe von Stable Isotope Probing (SIP) zu bestimmen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 387 |
| Land | 26 |
| Wissenschaft | 7 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 2 |
| Förderprogramm | 383 |
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| Text | 10 |
| unbekannt | 6 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 12 |
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| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 342 |
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| Resource type | Count |
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| Boden | 361 |
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