Mit diesem Antrag sollen die physikalischen Prozesse identifiziert, analysiert und quantifiziert werden, die zu dem Austausch von gelösten Substanzen zwischen der Sediment-Wasser Grenzschicht, innerhalb der turbulenten Bodengrenzschicht (bottom boundary layer, BBL) und dem schwach turbulenten Inneren von geschichteten Becken beitragen. Im Fokus stehen dabei der Effekt von geneigten Hängen, an denen die Austauschprozesse durch das Zusammenwirken des Wiederaufbaus der Bodengrenzschichtschichtung , der Turbulenz innerhalb der BBL und sub-mesoskaligen Prozessen, von denen angenommen wird, dass sie den lateralen Austauschraten von Wasser bestimmen, verkompliziert werden. Diese Prozesse werden durch einen kombinierten Ansatz aus Feldmessungen und numerischer Modellierung untersucht. Insbesondere wird sich das Projekt dabei auf den Sediment-Wasser Austausch von Schwefelwasserstoff und Sauerstoff fokussieren, der in Situ mit Hilfe eines Eddy-Korrelationsmessgerätes als auch mit einem Mikroprofilsystem gemessen wird. Diese Messung wird durch ozeanographische Standardmessungen ergänzt, als auch durch Schiffs- und Verankerungsbasierte Turbulenzmessungen. Dieser Datensatz ist neuartig durch die Kombination von (A) der Sediment-Wasserflüsse von Sauerstoff und Schwefelwasserstoff und (B) der Turbulenzmessungen innerhalb der BBL und des Beckeninneren. Zusätzlich zu den Feldmessungen ist eine numerische Modellierung auf der Basis eines einfachen Sedimentmodells in Kombination mit einer Parametrisierung der Transportprozesse an der Sediment-Wassergrenzschicht geplant. Dieses Modell wird in idealisierten, eindimensionalen Parameterstudien, sowie in einem zweidimensionalen Setup verwendet, welches sich auf die Austauschprozesse der Bodengrenzschicht mit dem Beckeninneren konzentriert. Für die Untersuchung von dreidimensionalen Strukturen wie Eddies auf den Sauerstoff/Schwefelwasserstofftransport wird ein voll dreidimensionales realistisches Modell der zentralen Ostsee angewendet.
Rekristallisation des geogenen Kalks mit dem CO2 aus der Atmung von Wurzel und Mikroorganismen führt zur Bildung pedogener Karbonate, die einer der wichtigsten Schlüssel zur Bestimmung des Alters der Bodenbildung (Radiokarbondatierung) und der Rekonstruktion der Paläou-welt (d13C, d18O) unter semiariden und ariden Klimatenbedingungen sind. Deswegen war ein erhöhtes Interesse für pedogene Karbonate seitens der Geowissenschaften in den vergangenen zwei Jahrzehnten zu verzeichnen. Bis jetzt ist die Geschwindigkeit der Bildung pedogener Karbonate völlig unbekannt, obwohl davon die Präzision der Altersbestimmung und der Paläoumweltrekonstruktionen wesentlich abhängt. In diesem Vorhaben wird die Geschwindigkeit der Bildung der pedogenen Karbonate durch den Isotopenaustausch bei der Rekristallisation des geogenen Kalks mit dem 14CO2 aus der Rhizosphärenatmung der in der 14CO2-Atmosphäre markierten Pflanzen bestimmt. Mit dieser sehr sensitiven und bereits erprobten Methode wird der Einfluss der Pflanzenarten, Dauer des Pflanzenwachstums, Temperatur, Feuchte, CaCO3-Gehalte und CaCO3-Verlagerung auf die CaCO3-Rekristallisationsrate bestimmt. Aus den experimentell ermittelten Abhängigkeiten der Rekristallisation von den Umweltvariablen wird ein Modell zur Bildung der pedogenen Karbonate erstellt und anhand der Radiokarbondatierung der unter verschiedenen Bedingungen entnommen pedogenen Karbonate geprüft. Das Forschungsvorhaben ermöglicht erstmalig die Präzision der Bestimmung des Alters der Bodenbildung und der Rekonstruktion der Paläoumwelt anhand der pedogenen Karbonate experimentell zu quantifizieren.
Der neue biologische Prozess der Deammonifikation soll in seiner verfahrenstechnischen Umsetzung zur Reinigung hoch stickstoffbelasteter Abwässer mit niedrigem C:N-Verhältnis grundlegend untersucht werden. Durch die gezielte Kombination von aerober Nitritation und anaerober Ammoniumoxidation in einem Biofilm ist eine vollständige, rein autotrophe N-Elimination aus problematischen Abwässern in einem Verfahrensschritt möglich. An einer Versuchsanlage nach dem Moving-bed Verfahren sollen Einflussfaktoren definiert werden, die sich auf Entwicklung und Umsatzleistungen eines solchen Biofilms auswirken. Für eine genaue Charakterisierung der Prozesse innerhalb des Biofilms und des Zusammenhangs zwischen Biofilmstruktur und -funktion sollen neue in situ-Techniken mit erprobten Methoden verknüpft werden. Selektive Hemmstoffe und 15N-Tracer zur Bilanzierung der Umsetzungen, fluoreszente in situ-Hybridisierung (FISH) mit konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie (CLSM) zur Identifizierung und Lokalisierung der Organismen und konfokale Ramanmikroskopie zur nichtinvasiven Messung der Stickstoffprofile in verschiedenen Biofilmtiefen. Neben der Klärung des Zusammenwirkens verschiedener Organismengruppen können die Umsatzleistungen in Abhängigkeit praxisrelevanter Betriebsparameter beschrieben und Steuerungsmöglichkeiten für den Prozess abgeleitet werden.
Böden speichern große Mengen an Kohlenstoff (C) in der organischen Bodensubstanz (OBS), die durch Einschluss in Aggregate oder Bindung an Oberflächen von Mineralen vor mikrobieller Zersetzung geschützt ist. Je nachdem, welche Fraktion der OBS betrachtet wird, sind die Quellen sehr unterschiedlich. Während die partikuläre organische Substanz hauptsächlich aus Pflanzenresten besteht, stammt die mineralassoziierte organische Substanz größtenteils aus mikrobiellen Rückständen. In Wälder der gemäßigten Zonen spielt zudem die Symbiose zwischen Bäumen und Pilzen, die Mykorrhiza, eine wichtige Rolle für die C-Speicherung im Boden. Wälder, die von Bäumen mit Ektomykorrhiza (ECM) dominiert werden, weisen höhere C-Vorräte auf, verglichen mit Wäldern mit arbuskulärer Mykorrhiza (AM). Diese C-Vorräte sind jedoch weniger stabilisiert und das Verhältnis der partikulären zur mineralassoziierten OBS ist in ECM Wäldern höher als in AM Wäldern. Ein mechanistisches Verständnis der Faktoren und Prozesse, durch die die verschiedenen Mykorrhizatypen die partikuläre und die mineralassoziierte OBS beeinflussen, fehlt jedoch bislang. Wir nehmen an, dass der Mykorrhizatyp die Rhizodeposition beeinflusst, insbesondere die Vielfalt der Metabolite und die Dynamik des C-Eintrags, und dadurch ein Schlüsselfaktor für die C-Speicherung im Boden ist. Unsere Hypothese ist, dass in AM-dominierten Wäldern ein geringer, aber kontinuierlicher Eintrag von hochdiversen Rhizodepositen die mikrobiellen Gemeinschaften fördert, die dann zu einer erhöhten C-Stabilisierung in Form von mineralassoziierter OBS beitragen. Im Gegensatz dazu fördert ein unregelmäßiger und hoher C-Eintrag, bei gleichzeitiger Unterdrückung saprotropher Pilze (Gadgil Effekt), die Akkumulation der partikulären OBS in ECM Wäldern. Um die Hypothesen dieses Gemeinschaftsprojekts zu prüfen, werden wir auf ein etabliertes Experiment zur Diversität von Bäumen, bei dem die Häufigkeit von Mykorrhizatypen manipuliert wird, zurückgreifen. Dieses wird durch innovative Experimente im Labor und modernste Methoden, wie die Markierung mit stabilen Isotopen, die Identifizierung mittels Biomarkermolekülen und die Flüssigkeitschromatographie/Massenspektrometrie, kombiniert. Das vorgeschlagene Projekt wird zu einem umfassenden Verständnis der durch den Mykorrhizatyp bedingten Mechanismen des C-Umsatzes in Wäldern der gemäßigten Breiten beitragen. Dadurch wird es möglich, künftige Veränderungen der C-Vorräte in Waldökosystemen besser vorherzusagen und neue Waldbewirtschaftungsstrategien zu entwickeln, um die C-Speicherung im Boden zu erhalten oder sogar zu erhöhen.
Das Edelgasradioisotop 39Ar ist von großem Interesse für die Datierung in Ozeanographie, Glaziologie und Hydrogeologie, da es das einzige Isotop ist, das den wichtigen Altersbereich zwischen ca. 50 und 1000 Jahren abdeckt. Die fundamental neue Messmethode der Atom Trap Trace Analysis (ATTA), welche die 81Kr Datierung zum ersten Mal möglich gemacht hat, besitzt das Potenzial, die Anwendungen von 39Ar zu revolutionieren, indem sie die benötigte Probengröße um einen Faktor 100 bis 1000 reduziert. In einem Vorgängerprojekt haben wir zum ersten Mal gezeigt, dass die Messung von 39Ar an natürlichen Proben mit ATTA möglich ist, allerdings benötigten wir dazu immer noch Tonnen von Wasser. Vor kurzem haben wir anhand von Proben aus ersten Pilotprojekten mit Ozeanwasser und alpinem Eis gezeigt, dass die 39Ar-ATTA (ArTTA) Messung an Proben von ca. 25 L Wasser oder 10 mL Ar oder weniger möglich ist. Dieser Erfolg eröffnet komplett neue Perspektiven für die Anwendung der 39Ar-Datierung, die sehr wertvolle Information ergeben wird, die ansonsten nicht zugänglich wäre. Der Bedarf für solche Analysen, insbesondere im Gebiet der Spurenstoff-Ozeanographie, ist gut etabliert und dokumentiert durch Unterstützungsschreiben von unseren derzeitigen Partnern für ArTTA Anwendungen. Dieser Antrag wird es uns ermöglichen, die weltweit ersten ArTTA Geräte zu bauen, die auf Routinebetrieb mit kleinen Proben ausgelegt sind. Wir streben den Aufbau einer 39Ar-Datierungsplattform an, welche die Anforderungen für die Datierung in den Feldern der Grundwasserforschung, Ozeanographie und Gletscherforschung erfüllt. Um sinnvolle Anwendungen in der Tracerozeanographie zu ermöglichen, wird eine Kapazität von mindestens 200 Proben pro Jahr benötigt. Das neue Gerät für die Forschung wird damit lange angestrebte Anwendungen erlauben, die sonst nicht möglich wären. Basierend auf bisheriger Forschung haben wir einen klaren Plan für den Aufbau einer kompletten Plattform für den Betrieb von ArTTA: Eine neue Probenaufbereitungslinie basierend auf dem Gettern von reaktiven Gasen erlaubt die Abtrennung von bis zu 10 mL reinem Ar aus kleinen (kleiner als 25 L Wasser oder 10 kg Eis) Umweltproben in wenigen Stunden. Diese Proben werden zum ArTTA Gerät transferiert, welches aus zwei Modulen besteht: Das Optik-Modul erzeugt die benötigten Laserfrequenzen und Laserleistung, das Atom-Modul ist der Teil in dem die Atome mit atomoptischen Werkzeugen detektiert werden, die wir im Prototyp aus dem vorherigen Projekt realisiert haben. So weit als möglich wird die Anlage aus zuverlässigen, hochleistungsfähigen kommerziellen Teilen gebaut. Das System wird in einer hochkontrollierten Containerumgebung installiert, was einen modularen Aufbau gewährleistet, der in Zukunft an unterschiedlichen Orten aufgebaut werden kann.
Der asiatische Monsun spielt eine wichtige Rolle beim Verständnis der chemischen und klimarelevanten Prozesse in der globalen Atmosphäre, nicht zuletzt wegen seines Einflusses auf die Aerosol- und Wolkeneigenschaften in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre. Bereits seit einigen Jahren wird die sogenannte Asian Tropopause Aerosol Layer (ATAL) mit Fernerkundungsmethoden und Ballon-basierten Messungen untersucht. Es existieren allerdings nur wenige in-situ Beobachtungen innerhalb der ATAL, beziehungsweise in der Ausströmregion (Outflow) des asiatischen Monsuns in Richtung mittlere Breiten, die Informationen über die chemischen Zusammensetzung der Aerosolpartikel geben. Es wird davon ausgegangen, dass die Luftmassen im Outflow des asiatischen Monsuns Aerosolpartikel enthalten, die aufgrund von photochemischer Prozessierung und sekundärer Bildung während des Transports veränderte Eigenschaften aufweisen. Diese Prozesse haben einen Einfluss auf die Fähigkeit der Partikel zur Eisnukleation und damit wiederum auf den indirekten Klimaeffekt dieser Partikel. Dieser Antrag zielt daher auf die in-situ Untersuchung der chemischen Zusammensetzung der Aerosolpartikel im submikrometer Bereich ab. Wir schlagen vor, das Hybrid-Aerosolmassenspektrometer ERICA (ERC instrument for the chemical composition of aerosols) im Rahmen der PHILEAS Kampagne auf dem Forschungsflugzeug HALO einzusetzen. Das ERICA kombiniert zwei Typen von Aerosolmassenspektrometrie-Methoden und ermöglicht es somit, zeitgleich Einzelpartikel- und Ensemblemessungen zur chemischen Zusammensetzung durchzuführen. Zusätzlich wird die Messkapazität zum einen durch den Einbau eines Impaktors erweitert, welcher eine spätere offline-Analyse der Partikel mittels Röntgenstrahlung und Elektronenmikroskopie ermöglicht. Zum anderen wird ein neuer Messmodus zur quantitativen chemischen Analyse von Einzelpartikeln in das ERICA integriert. Dieser Datensatz, zusammen mit Spurengasmessungen und der lagrangeschen Modellierung der Luftmassenherkunft, wird somit die Untersuchung von Quellen, Bildungsprozessen sowie der photochemische Entwicklung der Aerosolpartikel während des Transports ermöglichen.
Diepholz – Kiebitz, Uferschnepfe, Rotschenkel – so heißen einige der selten gewordenen Wiesenvögel, um deren Schutz sich das Land Niedersachsen im LIFE-Projekt „Grassbird Habitats“ bemüht. In der Bleckriede, im Vogelschutzgebiet Diepholzer Moorniederung, wachsen die Brutbestände entgegen europaweiten Trends durch gezieltes Wassermanagement und Prädatorenmanagement an. Während beispielsweise die Bestände der Uferschnepfe europaweit seit 1990 um mehr als die Hälfte zurückgingen, hat sich ihr Bestand in der Bleckriede durch die Schutzbemühungen im gleichen Zeitraum verdoppelt. Kiebitz, Uferschnepfe, Rotschenkel – so heißen einige der selten gewordenen Wiesenvögel, um deren Schutz sich das Land Niedersachsen im LIFE-Projekt „Grassbird Habitats“ bemüht. In der Bleckriede, im Vogelschutzgebiet Diepholzer Moorniederung, wachsen die Brutbestände entgegen europaweiten Trends durch gezieltes Wassermanagement und Prädatorenmanagement an. Während beispielsweise die Bestände der Uferschnepfe europaweit seit 1990 um mehr als die Hälfte zurückgingen, hat sich ihr Bestand in der Bleckriede durch die Schutzbemühungen im gleichen Zeitraum verdoppelt. Vor einem Jahr endeten in der Bleckriede Modernisierungsarbeiten am Stausystem durch den Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN). Die Wiesenvögel finden nun optimale Brutbedingungen vor: Nasse, kurzrasige Wiesen in einer weithin offenen norddeutschen Kulturlandschaft. Cedric Gapinski, der seit 2022 als Betreuer des NLWKN im EU-LIFE-Projekt „Grassbird Habitats“ für das Gebiet zuständig ist, gibt daher einen optimistischen Ausblick auf die kommende Brutsaison in der Bleckriede, wo NLWKN und der BUND Diepholzer Moorniederung (BUND DHM) seit über 20 Jahren gemeinsam erfolgreichen Wiesenvogelschutz betreiben. Zum Start in die neue Wiesenvogel-Brutsaison könnten die Bedingungen in der Bleckriede kaum besser sein: Die Gräben sind maximal gefüllt, und weite Teile der Wiesen und Weiden sind flach mit Wasser überstaut. Obwohl der Winter insgesamt trocken war, sind die Vorzeichen ähnlich gut wie im sehr nassen Rekordjahr 2024. Mit den neuen Stauanlagen soll das Wasser länger auf den Flächen zurückgehalten werden. Der Erfolg der Maßnahme kann gemessen werden: „Hierzu sind mehrere Wasserstands-Messpegel in der Bleckriede installiert“, berichtet Gapinski. Das Stausystem und die Messpegel wurden mit EU-Fördermitteln finanziert. „Die Messpegel sind Teil einer aktuell laufenden Machbarkeitsstudie. Deren Ergebnisse sollen helfen, das Wassermanagement zu optimieren, auch wenn Wasser in Folge des Klimawandels knapp wird.“ Wiesenvogelschutz braucht Zeit Wiesenvogelschutz braucht Zeit Seit über 20 Jahren werden in der Bleckriede erfolgreich Wiesenvögel geschützt. Dokumentiert ist dies in einem Beitrag in den Vogelkundlichen Berichten der Niedersächsischen Ornithologischen Vereinigung (NOV). (Quelle: Obracay, K., J. Wobker & T. Obracay (2024): Erfolgreicher Wiesenvogelschutz im NSG „Bleckriede“. Vogelkdl. Ber. Nieders. 50: 389–412.) Wichtigstes Ergebnis: Es ist gelungen, die Brutpaare der Wiesenvögel von zwischenzeitlichen Tiefstwerten von ca. 30 auf 293 Brutpaare zu erhöhen (bisheriger Höchstwert). Damit gehört die Bleckriede zu einem der wenigen Wiesenvogel-Brutgebiete Europas, das wachsende Bestände an diesen seltenen Brutvögeln aufweisen kann. Dies ist ein Beleg dafür, dass Wiesenvogelschutz erfolgreich sein kann, wenn alle wichtigen Faktoren optimiert werden und die verschiedenen Akteure gut zusammenarbeiten. Deshalb blickt Gapinski durchaus zuversichtlich in die Zukunft: „Mit den erneuerten Wehren und den Elektroschutzzäunen sind die Weichen für eine erfolgreiche Brutsaison gestellt.“ Hintergrundinformation zur Bleckriede und zum LIFE IP Projekt „GrassBirdHabitats“ (LIFE19 IPE/DE/000004) Hintergrundinformation zur Bleckriede und zum LIFE IP Projekt „GrassBirdHabitats“ (LIFE19 IPE/DE/000004) Die Bleckriede ist ein Niedermoor in der Diepholzer Moorniederung, das bereits 1989 als Naturschutzgebiet ausgewiesen wurde. Zuvor war es stark entwässert worden, und das Grünland wich vermehrt dem Ackerbau. „Dann kaufte das Land Niedersachsen etwa 170 der insgesamt 225 Hektar und etablierte wieder eine extensive Grünlandwirtschaft mit später Mahd und wenig Düngung“, erläutert Dr. Jan-Erik Dickopp, der im NLWKN seit 2021 die Landesnaturschutzflächen in der Diepholzer Moorniederung betreut. Bereits 2003 startete der NLWKN mit der Entfernung von Gehölzen, da diese von Wiesenvögeln gemieden werden und Verstecke für Beutegreifer wie Füchse bieten. Zur gleichen Zeit begann der Bau von zwölf regulierbaren Stauanlagen in den Gräben, die letzte davon in 2012. Dadurch kann Grabenwasser angestaut und Regenwasser zurückgehalten werden. Nennenswerte Erfolge blieben aber noch aus, da Küken und Eier größtenteils Beute von Füchsen und Mardern wurden. Deshalb wurde 2011 mit der Einzäunung von Brutflächen begonnen. Spezielle, 1,40 Meter hohe Elektrozäune schließen Fressfeinde seitdem zuverlässig aus. Das so eingezäunte Grünland misst inzwischen 50 Hektar. Die Überwachung des Vogelbestands und die Wartung der Zäune übernimmt der BUND DHM, was durch die Förderung als Ökologische Station durch das Land Niedersachsen ermöglicht wird. Mit dem LIFE-Projekt „Grassbird-Habitats“ stehen bis 2030 rund 27 Millionen Euro, davon zwölf Millionen Kofinanzierung durch das Land Niedersachsen, für den Wiesenvogelschutz zur Verfügung. In Niedersachsen werden dafür in 27 Projektgebieten, darunter der Diepholzer Moorniederung, wiesenvogelfreundliche Maßnahmen wie die Optimierung der Wasserstände und extensive Flächennutzung umgesetzt. Das Niedersächsische Umweltministerium als Projektträger hat die Staatliche Vogelschutzwarte im Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) mit der Umsetzung des Projekts beauftragt. Mehr Informationen zum Projekt: https://www.grassbirdhabitats.eu/de .
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 1652 |
| Europa | 12 |
| Global | 1 |
| Kommune | 3 |
| Land | 84 |
| Weitere | 20 |
| Wirtschaft | 3 |
| Wissenschaft | 767 |
| Zivilgesellschaft | 13 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 1646 |
| Mitmachportal | 1 |
| Text | 41 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 8 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 43 |
| Offen | 1651 |
| Unbekannt | 3 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1457 |
| Englisch | 473 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
| Bild | 9 |
| Dokument | 25 |
| Keine | 1147 |
| Webseite | 536 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1312 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1576 |
| Luft | 996 |
| Mensch und Umwelt | 1697 |
| Wasser | 1127 |
| Weitere | 1666 |