Viele technische Einrichtungen und bauliche Strukturen in der Stadt können Probleme für die Tierwelt bereiten. Glas und Licht sind zwei typisch städtische Faktoren, die sich erheblich auf die Biodiversität auswirken. Um ihren Einsatz kommen wir nicht herum. Gleichzeitig müssen wir aber alle Möglichkeiten nutzen, um schädliche Auswirkungen zu minimieren. Glas als Problem für Vögel Licht als Problem für Tiere Wieviele Vögel fliegen gegen Glas? Glas ist der menschlich bedingte Faktor, durch den am meisten Vögel umkommen. Die Länderarbeitsgemeinschaft der Vogelschutzwarten hat hochgerechnet, dass jährlich in Deutschland vermutlich über 100 Millionen Vögel an Glas sterben. Das wären über 5 % aller im Jahresverlauf vorkommenden Vogelindividuen (LAG VSW 2017). Damit dürfte Glas inzwischen dafür mitverantwortlich sein, dass die Zahl der Vögel in Deutschland, Europa und weltweit zurückgeht und unser Planet Jahr für Jahr mehr an Biodiversität verliert. Betroffen sind auch zahlreiche Zugvögel. Warum fliegen Vögel gegen Glas? Die Ursachen, die zu Anflügen führen, sind schon lange bekannt: Transparenz oder Reflexion. Entweder sehen Vögel durch die Glasscheibe hindurch Bäume, Sträucher, den Himmel oder ein sonstiges Ziel und wollen dorthin fliegen. Oder sie sehen die Spiegelung ihres Ziels in der Scheibe. Reflexionen sind besonders in der Stadt ein relevanter Faktor. In beiden Fällen prallen fliegende Vögel mit erheblicher Geschwindigkeit gegen das Glas. Die Folge sind meist starke Kopf- oder innere Verletzungen. Beleuchtung kann als verstärkender Faktor hinzukommen: Zugvögel können nachts vom Licht angelockt oder irritiert werden und kollidieren dann an den Glasscheiben der Umgebung. Welche Vögel fliegen gegen Glas? Tatsächlich kann kein Vogel Glas erkennen, betroffen sein kann daher theoretisch jede Art. Es ist vielmehr eine Frage, ob sich Glas in ihrem Lebensraum befindet. Und hierbei muss das gesamte Jahr betrachtet werden. Manche Wasservögel und Vogelarten der offenen Landschaft treffen so gut wie nie auf gläserne Strukturen. Aber die meisten anderen Vogelarten kommen auch in Siedlungsräume, sowohl als Brutvögel als auch als Durchzügler oder im Winter. Das in Berlin dokumentierte Artenspektrum reicht von Haussperling über Nebelkrähe, Gelbspötter, Eisvogel, Sing- und Rotdrossel, Sommer- und Wintergoldhähnchen, Teichrohrsänger bis Habicht und Waldohreule. Direkt an innerstädtischen Gewässern wurden auch Stockente und Höckerschwan als Anprallopfer gefunden. Gerade Zugvögel sind vielfach betroffen. So ist die Waldschnepfe ein regelmäßiges Glasopfer im März und Oktober/November, obwohl diese Art nicht hier brütet. Selbst sehr seltene Arten wie Ringdrossel und Zwergschnäpper, die nur ausnahmsweise beobachtet werden, sind in der Innenstadt als Glasopfer gefunden worden. Welche Glasscheiben sind gefährlich? Jede Glasscheibe hat ein Gefährdungspotenzial, aber die konkrete Gefahrensituation hängt von ihrer Größe, der Menge Glas an der Fassade, Durchsicht, Reflexion und dem Standort ab. Die Länderarbeitsgemeinschaft der Vogelschutzwarten hat ein Bewertungsschema entwickelt, mit dem man die Gefährlichkeit von Glas an Bauwerken abschätzen kann (LAG VSW 2021). Meist unproblematisch sind danach Lochfassaden mit „normalen“ Fenstern unter 1,5 m² Fläche. Häufig problematisch sind hingegen freistehende Glaswände (auch z.B. in Wartehäuschen von Bus und Bahn) oder -gänge mit Durchsichten, auch zusammenhängende Glasbereiche über 6 m². Je mehr Vegetation sich in der Glasscheibe spiegelt, desto größer ist die Vogelschlaggefahr. Straßenbäume reichen hier bereits aus, da sie von zahlreichen Vögeln genutzt werden, auch in der Innenstadt. Aber auch gegen Scheiben, die den freien Himmel spiegeln, können Vögel fliegen. Transparente Gebäudeecken und -kanten, bergen ein großes Anprallrisiko. Vegetation hinter Glas kann eine regelrechte Vogelfalle darstellen, z.B. Gewächshäuser oder Wintergärten. Wie sind Hochhäuser zu bewerten? Bei Hochhäusern können die unteren Bereiche genauso wie andere Bauwerke bewertet werden (siehe vorstehend). Die Häuser ragen aber meist über die umliegende Bebauung hinaus. Mit einem höheren Glasanteil, der den freien Himmel spiegelt, steigt damit die Gefahr für alle über Baumhöhe fliegenden Vögel. Auf dem Durchzug kann das jede Vogelart sein. Hier gilt ebenfalls, dass Lochfassaden in der Regel unproblematischer sind als Fassaden mit größeren zusammenhängenden Glasflächen. Ein weiterer relevanter Aspekt für Hochhäuser ist die Beleuchtung. Die Bauwerke ragen in den Raum der nächtlich ziehenden Vögel. Bei bestimmten Wetterlagen können diese von Licht angelockt und irritiert werden. Sie fliegen Kreisbahnen um die Lichtquelle und können gegen Glas und andere Hindernisse prallen. Wie kann man Vogelschlag erfassen? Selten wird man direkt Zeuge eines Anfluges. Auch die Kadaver findet man kaum, weil diese schnell von Verwertern wie Krähen und anderen Vögeln (tagsüber) oder Füchsen, Mardern, Ratten und anderen Säugetieren (vor allem nachts) abgesammelt werden. In der Stadt beseitigen auch Reinigungsdienste die toten Vögel, gerade an öffentlich genutzten Orten. Sichtbare Spuren an den Scheiben hinterlassen meist größere Vögel, während die Anprallstellen von Kleinvögeln allenfalls durch ein paar unauffällige Federchen erkannt werden können. Systematische Untersuchungen über mehrere Monate (vor allem von Juli bis November) können trotzdem gute Erkenntnisse über das Vogelschlaggeschehen erbringen, auch wenn man von einer hohen Dunkelziffer ausgehen muss. Der Aufwand hängt von den jeweiligen Fassaden ab und steigt vor allem bei Höhen über ca. 5 m an, weil die Flächen dann kaum noch optisch absuchbar sind. Die Frequenz der morgendlichen Kadaversuchen muss dann erhöht werden. Vereinzelt kann eine Kontrolle von innen hilfreich sein. Was kann man gegen Vogelschlag tun? Vogelschlag an Glas kann durch eine umsichtige Objektplanung und -gestaltung vermieden werden. Sollen trotzdem potenziell problematische Glasdimensionen zur Realisierung kommen, müssen die Glasflächen durch technische Maßnahmen sichtbar gemacht werden (z.B. Sandstrahlen, Ätzen, Digital- oder Siebdruck). Diese dauerhaft wirksamen Maßnahmen sind wirtschaftlicher als nachträgliche Lösungen wie z.B. das Aufkleben von Folien, denn diese müssen in mehrjährigen Abständen erneuert werden. Welche Markierungen sind wirkungsvoll? Als Faustregel gilt: Vögel nehmen senkrechte Linien ab 5 mm Breite wahr, und Kantenabstände von maximal 95 mm sind erforderlich, damit Vögel nicht zwischen ihnen hindurch fliegen („alle 10 cm eine Linie“). Bei horizontalen Linien sind 3 mm Breite ausreichend, bei einem maximalen Kantenabstand von 47 mm („alle 5 cm eine Linie“). Der Deckungsgrad derartiger Markierungen beträgt 5 % bzw. 6 %, so dass der Lichtverlust sehr gering ist. Ein guter Kontrast ist hierbei essenziell – Vögel müssen die Markierungen gut erkennen können. Dies gilt insbesondere auch für Punkte, die erst in den letzten Jahren intensiver untersucht werden (siehe hierfür die Webseite der Wiener Umweltanwaltschaft für aktuelle Ergebnisse). Um gegen Reflexionen wirksam sein zu können, müssen Markierungen in der Regel außen auf das Glas angebracht werden (Ebene 1 der Glasscheibe). Es deutet sich an, dass glänzend-helle oder weiße Strukturen, die das Sonnenlicht spiegeln, auch auf der Innenseite (Ebene 2) angebracht werden können. Über deren Wirksamkeit liegen aber erst wenige Befunde vor (siehe hierfür ebenfalls die Webseite der Wiener Umweltanwaltschaft für aktuelle Ergebnisse). Einige neue Gläser und Materialien mit anderen Eigenschaften sind in der Testphase, so dass sich der Blick auf die Webseite der Wiener Umweltanwaltschaft von Zeit zu Zeit lohnt. Welche Markierungen sind (weitgehend) nutzlos, entgegen der Versprechungen? Die seit langem angewandten Greifvogelsilhouetten sind leider völlig wirkungslos. Zwar fliegt kein Vogel gegen die Silhouette, aber schon wenige Zentimeter daneben gegen das Glas. Denn die Vögel sehen in dem Aufkleber keinen “Greifvogel”, sondern nur das schwarze oder farbige Hindernis, dem sie ausweichen. Den gleichen Effekt hätte man mit einem beliebigen Aufkleber. Ebenfalls völlig bis weitgehend wirkungslos sind UV-Licht reflektierende Strukturen . Diesen liegt die Idee zugrunde, dass einige Vogelarten im Unterschied zum Menschen Licht im ultravioletten Bereich wahrnehmen können. Die Entwickler entsprechender Produkte nahmen daher an, dass Vögel applizierten UV-Strukturen ausweichen, die wir Menschen nicht sehen. In der Praxis funktioniert dies vermutlich aus mehreren Gründen nicht oder nur sehr wenig (siehe hierzu die Testergebnisse auf der Webseite der Wiener Umweltanwaltschaft). Und schließlich sind Gläser mit geringer Außenreflexion (maximal 15 %) allein in der Regel keine wirksame Lösung. Es ist zwar richtig, dass stärker spiegelnde Gläser die Gefährlichkeit von Glas häufig erhöhen, jedoch spiegelt grundsätzlich jedes Glas, wenn es in dem dahinter liegenden Raum deutlich dunkler ist als draußen. Und dies ist tagsüber fast überall der Fall, insbesondere wenn die Sonne scheint. Wann gibt es Handlungsbedarf? Ist dieser rechtlich durchsetzbar? Auch an den kleineren Glasscheiben einer Lochfassade können Vögel verunglücken – völlig auszuschließen ist die Gefährdung nie. Wenn sich aber Anflüge häufen, ist Handlungsbedarf gegeben. Tatsächlich gibt es ein striktes Tötungsverbot bei allen in Europa natürlicherweise vorkommenden Vogelarten in § 44 Abs. 1 Bundesnaturschutzgesetz. Nach geltender Rechtsauslegung greift dieses Verbot bei nicht beabsichtigen Tötungen (wie bei Windkraft, Straßentrassen oder eben Glas) dann, wenn das Tötungsrisiko „signifikant erhöht“ wird. Dies ist fachlich zu erläutern, und die Länderarbeitsgemeinschaft der Vogelschutzwarten hat dies getan (LAG VSW 2021). Danach sind auf 100 m Fassadenlänge 2 Vogelschlagopfer je Jahr noch „normal“ und rechtlich hinzunehmen, mehr als doppelt so viele (also ab 5 Vogelschlagopfer jährlich auf 100 m Fassadenlänge) „signifikant erhöht“. Wenn diese Situation erreicht ist, kann die zuständige Naturschutzbehörde über Anordnungen tätig werden. Die Gefahrenstelle muss entschärft werden. Unter der Überschrift „Lichtverschmutzung“ ist in den letzten Jahren bekannt geworden, dass sich Licht ungünstig auf Mensch und Tier auswirken kann. Die drei wichtigsten Aspekte für Vögel, Insekten und Fledermäuse werden nachfolgend benannt. Wann ist Licht für Vögel gefährlich? Wie schon im Abschnitt über Hochhäuser angesprochen, kann Licht unter bestimmten Umständen für Zugvögel kritisch sein und insbesondere nachts bei bestimmten Wetterlagen (Wolkendecke, Regen, Nebel) eine anlockende oder irritierende Wirkung haben. In Kombination mit Hindernissen (z.B. Glasscheiben, Abspannungen) kann es hierbei zu Massenanflügen kommen. Bei Untersuchungen im Jahr 2020 hat sich gezeigt, dass Zugvögel nachts auch in Bodennähe von starken Lichtquellen angelockt werden können. Dies kann Leuchtreklame sein, aber auch helle Innenbeleuchtung, die nach außen dringt. Vögel verunglücken dann an den Glasscheiben in der Nähe der Lichtquelle. Wichtig ist daher, keine deutlich über das allgemeine Beleuchtungsniveau der Umgebung hinausragende Lichtstärke zu installieren. Darüber hinaus können sogenannte “Skybeamer”, stark gebündelte Lichtstrahlen, zu Irritationen bei Zugvögeln führen, bis hin zum Absturz der Vögel. Aus dem Tötungsverbot in § 44 Abs. 1 Bundesnaturschutzgesetz ergibt sich daraus, dass derartige Beleuchtungen zu den Vogelzugzeiten verboten sind. In Berlin betrifft dies die Zeiträume 1. März bis 31. Mai und 15. August bis 30. November. Was ist für Insekten schädlich und wie sehen Vermeidungsmaßnahmen aus? Die Anlockwirkung von Licht auf Insekten ist altbekannt. Vor allem in der Nähe von Stadtgrün und Gewässern kann hierbei die örtliche Artenvielfalt (Biodiversität) erheblich gemindert werden, wenn viele Insekten aus ihren Lebensräumen quasi herausgezogen werden. Denn sie umkreisen die Lichtquelle und verhungern dort oft. Diese Tiere gehen dann für den Populationserhalt verloren. Hieraus wird deutlich, dass man mit Licht in durchgrünten Gebieten sehr sorgsam umgehen muss. Handlungsmöglichkeiten hat fast jeder auch im privaten Bereich: Möglichst wenig Licht verwenden, mit geringstmöglicher Helligkeit. Später in der Nacht nicht benötigtes Licht abschalten. Leuchtkörper mit geringen blauen und UV-Anteilen verwenden, also eher gelbliches Licht wie LED-Amber oder Natriumdampflampen. Wenn weißes Licht unbedingt erforderlich ist, kann warmweißes LED-Licht verwendet werden. Beleuchtung niedrig anbringen und nur nach unten abstrahlen – keine Abstrahlung in die Landschaft. Was ist für Fledermäuse wichtig? Zwar gibt es einige Fledermäuse, die gezielt Lichtquellen anfliegen, um die dort angesammelten Insekten zu erbeuten, doch grundsätzlich weichen die meisten Fledermäuse hell beleuchteten Bereichen aus. Dies geht so weit, dass sie für ihre Flüge durch die Stadt nur dunkle Verbindungsstrukturen verwenden können, z.B. nicht beleuchtete Grünzüge. Fledermäuse werden also durch Licht gleich doppelt betroffen: Zum einen verringert sich ihr Nahrungsangebot, weil die Insektenpopulationen verkleinert werden. Und zum anderen wird ihre Bewegungsfähigkeit durch Beleuchtung eingeschränkt. In der Folge verringert sich auch die Zahl der Fledermäuse, die in der Stadt leben können.
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.
Untersuchungen zur Geschiebedynamik mithilfe von Radiotelemetrie- und RFID-Tracern Die BAW strebt in Kooperation mit der Universität für Bodenkultur Wien die Nutzung von Radiotelemetrie-Tracern am Oberrhein an. Die Tracer sollen Informationen über die Geschiebedynamik (u.a. Transportbeginn, Transportweiten/-geschwindigkeiten) in Abhängigkeit von verschiedenen hydrologischen Bedingungen liefern. Aufgabenstellung und Ziel Der Oberrhein ist aufgrund von Laufverkürzungen und Staustufenbau anthropogen hochgradig überprägt. Unterhalb der Staustufe Iffezheim erfordert Geschiebeknappheit eine dauerhafte Sedimentzugabe, die zusätzlich zur Komplexität der morphologischen Prozesse beiträgt. Heterogene Sohllagenentwicklungen und sich lokal ausprägende Anlandungen und Kolke machen ein aufwändiges Geschiebemanagement notwendig (BAW 2010; BfG 2010). Trotz des stetig wachsenden Systemverständnisses verbleiben jedoch Kenntnislücken zur Geschiebedynamik, die es mit Blick auf verkehrliche, ökologische und wasserwirtschaftliche Maßnahmen in der Strecke zu schließen gilt. Auf Höhe des Lorcher Werths am Mittelrhein findet Geschiebetrieb hauptsächlich im Hauptarm des Rheins statt. Dieser Bereich stellt einen verkehrlichen Engpass dar (BAW 2022), dessen Ursachen es besser zu verstehen gilt. Zusätzlich muss die Wirkung der zur Engpassbeseitigung umzusetzenden Maßnahmen gut dokumentiert sein. Geschiebedynamik-Untersuchungen im Haupt- und Nebenarm können hier einen wertvollen Beitrag leisten. Ziel dieses FuE-Vorhabens ist es, mit innovativen Verfahren gegenüber konventionellen Methoden weiter reichende Informationen über die Geschiebetransportprozesse im Ober- und Mittelrhein zu erlangen. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Durch den Einsatz von Radiotelemetrie-Tracern können zeitlich wie räumlich hoch aufgelöste Erkenntnisse zur abflussabhängigen Grobkiesdynamik gewonnen werden. Dies ist sowohl im Bereich der Geschiebezugabe Iffezheim als auch lokal, z. B. in Anlandungs- und Erosionsbereichen und in anderen Strecken möglich. Ergänzend zu bestehenden Monitoring-Maßnahmen bieten die gewonnenen Erkenntnisse eine fundierte Grundlage für die zukünftige Erarbeitung und Weiterentwicklung von Geschiebezugabe- und Geschiebemanagement-Strategien, die Überprüfung von Sohlstabiliserungsmaßnahmen sowie die Planung von verschiedenen flussregelnden Maßnahmen. Sie tragen somit zur Gewährleistung der Sicherheit und Leichtigkeit der Schifffahrt bei. Mittelfristig ist die Nutzung der Tracer auch außerhalb des Rheingebiets denkbar. Radiofrequenz-Identifikations-Tracer (RFID) können zeitlich hoch aufgelöste Erkenntnisse zur abflussabhängigen Mittel- und Grobkiesdynamik in Nebenarmen liefern. Am Lorcher Werth soll ihr Einsatz den Ist-Zustand dokumentieren, um eine Bewertung der Wirkung von Maßnahmen zur Engpassbeseitigung zu ermöglichen. Ihre Anwendung ist zudem für morphodynamische Fragestellungen bei zukünftigen ökologisch orientierten Seitengewässeranbindungen denkbar. Untersuchungsmethoden Radiotelemetrie-Geschiebetracer sind künstlich gefertigte Tracersteine (Liedermann et al. 2013). Um einen Sender im Kern wird mit Zwei-Komponenten-Knetmasse ein künstlicher, natürlich geformter Stein modelliert (Bild 1). Die Beigabe von Bleikügelchen gewährleistet eine natürliche Dichte des Tracers. Nach Ausbringung der Tracer auf die Flusssohle erfolgt die bootsgestützte Suche mittels Richtantenne von der Wasseroberfläche aus. Die Tracer sind z. T. über ihre Sendefrequenz und v. a. über IDs unterscheidbar und können je nach Sendergröße und entsprechend gewählten Einstellungen mehrere Jahre aktiv bleiben. Gemeinsam mit der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) wurden die Sender eines Herstellers und die bewährte Tracer-Bauvariante sowie die Detektiermethodik im Oberrhein getestet und anschließend für diesen optimiert. Die optimierte Variante wurde dann in Rinnen- und Naturversuchen überprüft. (Text gekürzt)
Die Auswirkungen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) auf die Luftqualität und damit auf die Gesundheit der Menschen auf lokaler oder regionaler Skala sind direkt offenkundig durch die schädlichen Effekte auf die Lebenswelt. Noch bedeutender ist die kritische Rolle, die VOC in chemischen Prozessen der Atmosphäre einnehmen. Die Bildung vieler sekundärer organischer Schadstoffe in der Atmosphäre wie Ozon, Peroxide, Aldehyde, Peroxyacetylnitrate und sekundäre organische Aerosole hängt entscheidend von der Verfügbarkeit der VOC und ihrer Vorläufersubstanzen ab. Wir planen die Messung von Isotopenverhältnissen und Konzentrationen spezifischer VOC in der Abluft großer Ballungszentren (MPC) in Europa und Asien durch Einsatz des Luftprobensammlers MIRAH auf den HALO-Missionen EMeRGe-EU und EMeRGe-Asia. Die Luftproben werden im Labor mittels Gaschromatographie-Verbrennungs-Isotopen-Massenspektrometrie analysiert. Isotopenverhältnisse in VOC sind wertvolle Indikatoren zur Untersuchung von Reaktionen, die derzeitigen Messverfahren nicht direkt zugänglich sind. Transport- und Mischungsprozesse in der Atmosphäre können damit visualisiert werden, wertvolle Information über dominante Prozesse, an denen VOC beteiligt sind, gewonnen werden. Bereits in den letzten HALO-Missionen, TACTS/ESMVal und den beiden OMO-Missionen, konnten wir zeigen, dass die beantragte Messmethode ein sensitives Werkzeug ist, z.B. für Quellstudien von VOC, zur Ableitung von Transportwegen und deren Einfluss auf die Verteilung der VOC, zur Abschätzung des Mischungsgrads, der Unterscheidung zwischen dynamischen und chemischen Prozessen, als auch zur Untersuchung atmosphärischer Umwandlung und Verweilzeit spezifischer VOC. Die Wertstellung dieser Ergebnisse wird sogar noch gesteigert durch den Vergleich mit Ergebnissen aus 3-dimensionalen Chemie-Transport-Modellen. Die folgenden geplanten wissenschaftlichen Zielsetzungen betten sich in die übergreifenden Ziele von EMeRGe-EU and EMeRGe-ASIA: (1) Messung der Zusammensetzung der in Europa und Asien entspringenden Schadstofffahnen und Bestimmung des Beitrags bestimmter VOC an der Zusammensetzung der Atmosphäre; (2) Bestimmung der weitreichenden Luftverschmutzung sowie deren Einfluss auf die Verteilung bestimmter VOC; (3) Identifizierung möglicher Unterschiede im Transport und der Umwandlung von VOC, die mit besonderen einzigartigen Charakteristiken europäischer und asiatischer MPCs verbunden sind; (4) Identifizierung von Oxidations- und Zwischenprodukten des VOC-Abbaus; (5) Informationsgewinnung über Oxidationswege durch Messung von Vorläufer- und Oxidationsprodukten; (6) Altersbestimmung von Luftmassen in unterschiedlichen Stadien der Schadstofffahnen; (7) Gegenüberstellung photochemischer Prozessierung gegen Transport und Mischung; (8) Verbindung der Informationen aus Isotopenverhältnissen mit bestimmten regionalen meteorologischen Daten; (9) Bereitstellung der Messdaten für Chemietransportmodelle.
In Projekt P2 werden wir die Chrolonolgie und Intensität der menschlichen Besiedelung der Bale-Mountains untersuchen und deren Auswirkungen auf die Entwaldung des Sanetti-Plateaus durch Feuer. Um diese Zusammenhänge zu untersuchen, werden wir uns auf folgende Punkte konzentrieren:1. In Zusammenarbeit mit Projekt P1 (Archäologie) werden wir Chronologie (mittels Radio-Kohlenstoff- und Optisch stimulierter Lumineszenz-Datierungen) und Art und Intensität der menschlichen Besiedelung untersuchen. Hierzu dienen Anthrosole unter Felsvorsprüngen und Höhlen als Archive und molekulare Marker als Landnutzungs-Indikatoren, wie z.B. Phosphor-Mapping (Birk et al. 2007), Benzolpolycarbonsäuren (Glaser et al. 1998) und Sterole und Gallensäuren als Fäkalbiomarker (Birk et al. 2012). 2. In Zusammenarbeit mit den Projekten P3 (Basis-Umweltdaten-Erhebung) und P7 (Erd-Käfer) werden wir typische Standortseigenschaften (Böden und Topographie) erhoben. Diese Daten erlauben uns die Rekonstruktion der ehemaligen Erica-Ausbreitung sowie von gegenwärtigen reellen und potenziellen Erica-Standorten. 3. Mit der gleichen Intension werden wir potenzielle molekulare Erica-Marker untersuchen wie z.B. Cutin und Suberin (Spielvogel et al. 2014), CuO lignin und Monosaccharide (Spielvogel et al. 2007; Eder et al. 2010), Phytolithe (Iriarte et al. 2010), n-Alkane, Stabilisotopen-Signaturen (Glaser und Zech 2005).Sollten keine Erica-spezifischen Biomarker gefunden werden, wenden wir Metabolomics-Techniken an, um zwischen Erica und Gras-Vegetation im Boden zu unterscheiden.4. Um mögliche Interaktionen zwischen der menschlichen Besiedelung und der zeitlichen und räumlichen Dynamik der Erica-Vegetation zu identifizieren, werden Sedimente von konkaven glazialen Ablagerungen auf dem Sanetti-Plateau mit den oben beschriebenen molekularen Markern untersucht. Wir gehen davon aus, dass die Chronologie und Intensität von Feuer die Dynamik der Erica-Vegetation bestimmt. In Zusammenarbeit mit P4 (Paleoökologie, Pollen) und P5 (Paleoclimatologie, 18O-Zucker) werden wir identifizieren, ob das Brennen der Erica-Standorte mehr durch die menschliche Besiedelung oder durch paläoklimatische Fluktuationen bestimmt wird.
Beim mikrobiellen Umsatz von organischen Verbindungen wird ein beträchtlicher Anteil des Kohlenstoffs zunächst zum Aufbau von Biomasse durch Bakterien genutzt. Diese Biomasse unterliegt nach ihrem Absterben wieder einem Abbau durch andere Mikroorganismen. In diesem Prozess werden Fragmente der abgestorbenen Zellen entweder selbst wieder zum Substrat für andere Organismen oder direkt in der Bodenmatrix festgelegt. Damit tragen sie substanziell zur Bildung der organischen Bodensubstanz (SOM) bei. Im Rahmen der geplanten Arbeiten sollen vorwiegend durch Markierungsexperimente mit stabilen und radioaktiven Isotopen die mikrobiellen Umsatzraten und die Bildung von Huminstoffen aus bakterieller Biomasse und fraktionierten Zellbestandteilen wie auch aus mikrobiellen Mineralisationsprodukten wie CO2 und NH4 in Modellböden des Schwerpunktprogrammes detailliert untersucht werden. Dazu wird die Transformation isotopisch markierter Biomassebestandteile (14C; 13C; 15N) in Bodenbioreaktoren untersucht. Die festgelegten und umgewandelten Produkte der markierten Biomasse sollen in den verschiedenen Partikel- und Huminstofffraktionen des Bodens bilanziert und mit isotopenchemischen und strukturchemischen Methoden charakterisiert werden. Damit können der stoffliche Beitrag der Biomasse an der Bildung von Huminstoffen im Boden bilanziert und Konversionsfaktoren sowie Raten für die Stoffverteilung abgeschätzt werden. Ergebnisse aus ersten Versuchen lassen zudem auf einen signifikanten Einbau von Kohlenstoff aus CO2 in die SOM schließen. Daraus könnte sich eine Neubewertung von Tracerexperimenten zur Bildung von gebundene Resten aus Xenobiotika ergeben. Im zweiten Schritt sollen Methoden zur Ermittlung der Struktur und Funktionalität der festgelegten Biopolymere entwickelt werden. Besonderes Augenmerk wird auf die Festlegung von Zellwandbestandteilen, Strukturproteinen und Nukleinsäuren gelegt.
Chemische Diversität sowie metabolische Aktivitäten innerhalb der Critical Zone (CZ) sind Gegenstand dieses Projekts. Mit einer multi-Methoden massenspektrometrischen Plattform werden wir spezifische Markerverbindungen identifizieren, diese strukturell charakterisieren und funktionelle Untersuchungen durchführen. Metabolische Muster zur Aufklärung von biogeochemischen Prozessen in der CZ werden erstellt. Mit den identifizierten Markern werden Inkubationsexperimente mit mikrobiellen Gemeinschaften durchgeführt um Schlüsselorganismen zu identifizieren, die für die charakteristischen metabolischen Umwandlungen in den jeweiligen Bereichen verantwortlich sind. Letztendlich sollen in diesem Projekt Informationen aus strukturchemischen Untersuchungen genutzt werden um die Prozesse zu identifizieren, die sie in verschieden Tiefen und Standorten der CZ hervorrufen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 1962 |
| Land | 58 |
| Wissenschaft | 44 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 1 |
| Daten und Messstellen | 21 |
| Förderprogramm | 1890 |
| Taxon | 1 |
| Text | 102 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 45 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 117 |
| offen | 1933 |
| unbekannt | 11 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1728 |
| Englisch | 564 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 10 |
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| Dokument | 53 |
| Keine | 1338 |
| Multimedia | 2 |
| Unbekannt | 1 |
| Webdienst | 1 |
| Webseite | 651 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 1618 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1811 |
| Luft | 1213 |
| Mensch und Umwelt | 2059 |
| Wasser | 1438 |
| Weitere | 2002 |