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Die Rolle von Viren beim mikrobiellen Schadstoffabbau

Das Projekt "Die Rolle von Viren beim mikrobiellen Schadstoffabbau" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt GmbH, Institut für Virologie.Die Verunreinigung unserer Wasserressourcen mit organischen Schadstoffen, wie etwa Öl-bürtigen Kohlenwasserstoffen, ist ein ernstzunehmendes Problem und hat vielerorts bereits zu einer chronischen Belastung des Grundwassers geführt. Der biologische Abbau ist der einzige natürliche Prozess, der im Untergrund zu einer Schadstoffreduktion führt. Als Steuergrößen gelten hier die Anwesenheit von Abbauern (Mikroorganismen) und die Verfügbarkeit von Elektronenakzeptoren und Nährstoffen. In den letzten Jahren wurde zudem die Bedeutung dynamischer Umweltbedingungen (z.B. Hydrologie) als wichtige Einflussgröße erkannt. Ein wichtiger Aspekt wurde jedoch bisher nicht in Betracht gezogen, nämlich die Rolle der Viren bzw. Phagen. Viren sind zahlenmäßig häufiger als Mikroorganismen und ebenso ubiquitär vorhanden. Mittels verschiedener Mechanismen können sie einen enormen Einfluss auf die mikrobiellen Gemeinschaften ausüben. Einerseits verursachen sie Mortalität bei ihren Wirten. Andererseits können sie über horizontalen Gentransfer den Wirtsstoffwechsel sowohl zu dessen Vorteil als auch Nachteil modifizieren. In den vergangenen Jahren konnten verschiedene mikrobielle Phänomene der Aktivität von Viren zugeschrieben werden. Die klassische Ansicht, dass Viren ausschließlich Parasiten sind, ist nicht mehr zutreffend. Als Speicher und Überträger von genetischer Information ihrer Wirte nehmen sie direkten Einfluss auf biogeochemische Stoffkreisläufe sowie auf die Entstehung neuer Schadstoffabbauwege. Biogeochemische Prozesse in mikrobiell gesteuerten Ökosystemen wie dem Grundwasser und die dynamische Entstehung und Anpassung an neue Nischen als Folge von Veränderungen der Umweltbedingungen kann nur verstanden werden, wenn der Genpool in lytischen und lysogenen Viren entsprechend mit berücksichtigt wird. Das Projekt ViralDegrade stellt Paradigmen in Frage und möchte eine völlig neue Perspektive hinsichtlich der Rolle der Viren beim mikrobiellen Schadstoffabbau eröffnen, welche zur Zeit noch als Black Box behandelt werden. ViralDegrade postuliert, dass Viren (i) durch horizontalen Gentransfer und den Einsatz von metabolischen Genen den Wirtsstoffwechsel modulieren (Arbeitshypothese 1) und (ii) für den temporären Zusammenbruch von dominanten Abbauerpopulationen und, damit verbunden, für den Wechsel zwischen funktionell redundanten Schlüsselorganismen verantwortlich sind (Arbeitshypothese 2). Sorgfältig geplante Labor- und Felduntersuchungen und vor allem der kombinierte Einsatz von (i) neu entwickelten kultivierungsunabhängigen Methoden, wie etwa dem Viral-Tagging, und (ii) ausgewählten schadstoffabbauenden aeroben und anaeroben Bakterienstämmen, garantieren neue Erkenntnisse zur Rolle der Viren beim mikrobiellen Schadstoffabbau sowie ähnlichen mikrobiell gesteuerten Prozessen. Ein generisches Verständnis der Vireneinflüsse wird zudem zukünftig neue Optionen für die biologische Sanierung eröffnen.

Dynamik und Anpassung der Naturwälder an den Klimawandel

Das Projekt "Dynamik und Anpassung der Naturwälder an den Klimawandel" wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Weihenstephan-Triesdorf, Zentrum für Forschung und Wissenstransfer, Institut für Ökologie und Landschaft.Das Projekt ermittelt Ausmaß, Stärke und ökologische Wirkungen der dürre- und hitzebedingten Waldschäden in Wäldern ohne forstliche Bewirtschaftung und vergleicht sie mit benachbarten Wirtschaftswäldern. Es wird geprüft, ob und unter welchen Voraussetzungen sich Wälder selbstgesteuert an den Klimawandel anpassen und leitet daraus Empfehlungen für die Einbindung natürlicher Prozesse in Anpassungsstrategien für Wirtschaftswälder ab. Wälder mit natürlicher Waldentwicklung bilden ein wichtiges Referenzsystem für den Waldnaturschutz und den naturnahen Waldbau. Diese unbewirtschafteten Naturwälder bestehen zum Teil schon seit Jahrzehnten in Form von z.B.Naturwaldreservaten und Kernzonen von Nationalparks. Die Entwicklung der Waldschäden der Trockenjahre 2018 und 2019 und die damit verbundene Veränderung von Störungsregimen und Lückendynamik zeigt, dass ihnen darüber hinaus in der Erkennung der Klimafolgen und der Anpassung der Wälder an den Klimawandel eine Schlüsselrolle zukommt. DANK lotet dieses Potenzial einschließlich der Transfermöglichkeiten in Wirtschaftswälder aus und erarbeitet daraus Empfehlungen für das Risikomanagement und Klimaanpassungsstrategien. Um dieses Ziel zu erreichen, werden entlang eines für Süd- und Mitteldeutschland repräsentativen Klimagradienten in zwei Nationalparks (Hainich und Berchtesgaden), 14 Naturwaldreservaten (NWR) und angrenzenden Wirtschaftswäldern die lang- und kurzfristigen Wirkungen des Klimawandels untersucht hinsichtlich: 1. Mortalität der Bäume, Lückendynamik und Waldstruktur, 2. Reaktionen in Radialwachstum und Wassernutzungseffizienz der Bäume, 3. Dynamik der Bodenvegetation einschließlich der Verjüngung, 4. Veränderungen in der Vogel- und Insektenfauna sowie der Funga. Aus der kombinierten Betrachtung lang- und kurzfristiger Ökosystemreaktionen werden praktische Handlungsempfehlungen für die Bewältigung von Schadereignissen sowie wissenschaftliche Grundlagen für die Entwicklung von Klimaanpassungsstrategien erarbeitet.

Fischwanderung ohne Grenzen Zur Durchgängigkeit an Wasserstraßen: Fischen die Reise erleichtern - Fische auf Wanderschaft: Wasserstraßen verbinden

Das Projekt "Fischwanderung ohne Grenzen Zur Durchgängigkeit an Wasserstraßen: Fischen die Reise erleichtern - Fische auf Wanderschaft: Wasserstraßen verbinden" wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Wasserbau.Die frei fließenden und staugeregelten Flüsse unter den Bundeswasserstraßen sind für die Fische wichtige Verbindungsgewässer zwischen den Habitaten im Meer und an den Flussoberläufen. Fische, die große Distanzen zurücklegen, orientieren sich an der Hauptströmung und werden deshalb an Staustufen entweder zum Kraftwerk oder zum Wehr geleitet. Dort gibt es keine Möglichkeit mehr, aufwärts zu wandern, wenn nicht in der Nähe der Wehr- oder Kraftwerksabströmung eine funktionierende Fischaufstiegsanlage vorhanden ist. Da Schiffsschleusen keine kontinuierliche Leitströmung erzeugen, werden sie von den Fischarten, die der Hauptströmung folgend lange Distanzen zurücklegen, nicht gefunden. Arten, die auf ihrer Wanderung nicht der Hauptströmung folgen, können auf- oder abwandern, wenn sie eine offene Schleusenkammer vorfinden. Flussabwärts: Fische vor Kraftwerken schützen und vorbeileiten: An Staustufen ohne Wasserkraftanlagen ist die abwärts gerichtete Wanderung über ein Wehr hinweg in der Regel unproblematisch. Voraussetzung: Das Wehr ist in Betrieb, die Fallhöhe beträgt nicht mehr als 13 Meter und im Tosbecken ist eine Wassertiefe von mindestens 0,90 Metern vorhanden. Dagegen können bei Abwanderung durch eine Kraftwerksturbine leichte bis tödliche Verletzungen auftreten. Diese turbinenbedingte Mortalität ist von der Fischart und der Körperlänge der Tiere sowie von Turbinentyp und -größe, der Fallhöhe und den jeweiligen Betriebsbedingungen abhängig. Um hier einen gefahrlosen Fischabstieg zu gewährleisten, sind die Betreiber von Wasserkraftanlagen nach Wasserhaushaltsgesetz verpflichtet, die Wasserkraftanlagen mit geeigneten Maßnahmen zum Schutz der Fischpopulation (z. B. mit Feinrechen und einem Bypass am Kraftwerk vorbei ins Unterwasser) aus- bzw. nachzurüsten. Flussaufwärts: Hier helfen nur Fischaufstiege: Verschiedene Untersuchungen der Durchgängigkeit an Rhein, Mosel, Main, Neckar, Weser, Elbe und Donau haben gezeigt, dass zwar ein großer Teil der Staustufen mit Fischaufstiegsanlagen ausgestattet ist, diese für die aufstiegswilligen Fische jedoch schwer zu finden oder zu passieren sind. Im Mai 2009 stimmten die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) und die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) gemeinsam mit dem Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS heute: Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, BMVI) folgendes Rahmenkonzept für die erforderlichen Arbeiten ab: - Aufstellung fachlicher Grundlagen, insbesondere zu fischökologischen Dringlichkeiten - Fachliche Beratung der WSV sowie Schulungen - Forschungs- und Entwicklungsprojekte für die Erstellung eines technischen Regelwerks, und - Standardisierung der Anforderungen und Ausführung von Fischaufstiegs-, Fischschutz- und Fischabstiegsanlagen. (Text gekürzt)

Dynamik des Feinwurzelsystems von Buche und Fichte bei unterschiedlicher Ozonbelastung

Das Projekt "Dynamik des Feinwurzelsystems von Buche und Fichte bei unterschiedlicher Ozonbelastung" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Ulm, Fachrichtung Biologie, Institut für Systematische Botanik und Ökologie (Biologie V).Wachstum und Mortalität des Feinwurzelsystems hängen von vielen abiotischen Faktoren wie Nährstoff-, Wasser- und Sauerstoffversorgung ab. Neben diesen Faktoren kann die Ozonbelastung der oberirdischen Pflanzenteile zur Verringerung des Wurzelwachstums führen. Im Zusammenhang mit der zentralen Hypothese des SFB 607, dass 'Steigerung der Stresstoleranz zu Einschränkungen im Wachstum und Konkurrenzverhalten führt', sollen folgende Fragen beantwortet werden: 1. Wie eng ist der Zusammenhang zwischen Dynamik des Feinwurzelsystems und den abiotischen Faktoren im Wurzelraum? 2. Welchen Einfluss hat darüber hinaus doppelt ambiente Ozonkonzentration im Kronenraum auf die Dynamik des Feinwurzelsystems? 3. Wie verändert sich die Feinwurzeldynamik der Jungbäume unter interspezifischer Konkurrenz und bei zusätzlichem Phytophthora-Befall? Die Dynamik des Feinwurzelsystems wird mit Hilfe von Minirhizotronen mit gekoppelter TDR-, Sauerstoff- und Temperatursensoren und Minisaugkerzen erfasst. Die Auswertung der Feinwurzelaufnahmen erfolgt lagegenau anhand der entzerrten digitalen Bilder mit einem geographischen Informationssystem. Die so analysierten Daten gewinnen aufgrund ihres Raumbezuges eine höhere Aussagekraft gegenüber bisherigen Rhizotronuntersuchungen. Neben der Beantwortung der obigen Fragen liefert das Vorhaben auch eine wichtige Datengrundlage für mehrere Teilprojekte des SFB 607 'Wachstum und Parasitenabwehr'.

Establishment of Teak plantations for high-value timber production in Ghana

Das Projekt "Establishment of Teak plantations for high-value timber production in Ghana" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ) GmbH. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hamburg, Arbeitsbereich für Weltforstwirtschaft und Institut für Weltforstwirtschaft des Friedrich-Löffler-Institut, Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit.Background and Objectives: The project area is located in the Ashanti Region of Ghana / West Africa in the transition zone of the moist semideciduous forest and tropical savannah zone. Main land use in this region is subsistence agriculture with large fallow areas. As an alternative land-use, forest plantations are under development by the Ghanaian wood processing company DuPaul Wood Treatment Ltd. Labourers from the surrounding villages are employed as permanent or casual plantation workers. Within three forest plantation projects of approximately 6,000 ha, DuPaul offers an area of 164 ha (referred to as Papasi Plantation) - which is mainly planted with Teak (Tectona grandis) - for research purposes. In return, the company expects consultations to improve the management for sustainable timber and pole production with exotic and native tree species. Results: In a first research approach, the Papasi Plantation was assessed in terms of vegetation classification, timber resources (in qualitative and quantitative terms) and soil and site conditions. A permanent sampling plot system was established to enable long-term monitoring of stand dynamics including observation of stand response to silvicultural treatments. Site conditions are ideally suited for Teak and some stands show exceptionally good growth performances. However, poor weed management and a lack of fire control and silvicultural management led to high mortality and poor growth performance of some stands, resulting in relative low overall growth averages. In a second step, a social baseline study was carried out in the surrounding villages and identified landowner conflicts between some villagers and DuPaul, which could be one reason for the fire damages. However, the study also revealed a general interest for collaboration in agroforestry on DuPaul land on both sides. Thirdly, a silvicultural management concept was elaborated and an improved integration of the rural population into DuPaul's forest plantation projects is already initiated. If landowner conflicts can be solved, the development of forest plantations can contribute significantly to the economic income of rural households while environmental benefits provide long-term opportunities for sustainable development of the region. Funding: GTZ supported PPP-Measure, Foundation

Dynamik und Anpassung der Naturwälder an den Klimawandel, Teilvorhaben 1: Reaktionen von Bodenvegetation und Verjüngung in Natur- und Wirtschaftswäldern

Das Projekt "Dynamik und Anpassung der Naturwälder an den Klimawandel, Teilvorhaben 1: Reaktionen von Bodenvegetation und Verjüngung in Natur- und Wirtschaftswäldern" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Weihenstephan-Triesdorf, Zentrum für Forschung und Wissenstransfer, Institut für Ökologie und Landschaft.Das Projekt ermittelt Ausmaß, Stärke und ökologische Wirkungen der dürre- und hitzebedingten Waldschäden in Wäldern ohne forstliche Bewirtschaftung und vergleicht sie mit benachbarten Wirtschaftswäldern. Es wird geprüft, ob und unter welchen Voraussetzungen sich Wälder selbstgesteuert an den Klimawandel anpassen und leitet daraus Empfehlungen für die Einbindung natürlicher Prozesse in Anpassungsstrategien für Wirtschaftswälder ab. Wälder mit natürlicher Waldentwicklung bilden ein wichtiges Referenzsystem für den Waldnaturschutz und den naturnahen Waldbau. Diese unbewirtschafteten Naturwälder bestehen zum Teil schon seit Jahrzehnten in Form von z.B.Naturwaldreservaten und Kernzonen von Nationalparks. Die Entwicklung der Waldschäden der Trockenjahre 2018 und 2019 und die damit verbundene Veränderung von Störungsregimen und Lückendynamik zeigt, dass ihnen darüber hinaus in der Erkennung der Klimafolgen und der Anpassung der Wälder an den Klimawandel eine Schlüsselrolle zukommt. DANK lotet dieses Potenzial einschließlich der Transfermöglichkeiten in Wirtschaftswälder aus und erarbeitet daraus Empfehlungen für das Risikomanagement und Klimaanpassungsstrategien. Um dieses Ziel zu erreichen, werden entlang eines für Süd- und Mitteldeutschland repräsentativen Klimagradienten in zwei Nationalparks (Hainich und Berchtesgaden), 14 Naturwaldreservaten (NWR) und angrenzenden Wirtschaftswäldern die lang- und kurzfristigen Wirkungen des Klimawandels untersucht hinsichtlich: 1. Mortalität der Bäume, Lückendynamik und Waldstruktur, 2. Reaktionen in Radialwachstum und Wassernutzungseffizienz der Bäume, 3. Dynamik der Bodenvegetation einschließlich der Verjüngung, 4. Veränderungen in der Vogel- und Insektenfauna sowie der Funga. Aus der kombinierten Betrachtung lang- und kurzfristiger Ökosystemreaktionen werden praktische Handlungsempfehlungen für die Bewältigung von Schadereignissen sowie wissenschaftliche Grundlagen für die Entwicklung von Klimaanpassungsstrategien erarbeitet.

Breeding and Rearing of Ornamental Organisms under Controlled Conditions

Das Projekt "Breeding and Rearing of Ornamental Organisms under Controlled Conditions" wird/wurde ausgeführt durch: Zentrum für Marine Tropenökologie an der Universität Bremen.

Dynamik und Anpassung der Naturwälder an den Klimawandel, Teilvorhaben 2: Mortalität, Lückendynamik, Waldstruktur, Wachstum und Wassernutzungseffizienz in Natur- und Wirtschaftswäldern

Das Projekt "Dynamik und Anpassung der Naturwälder an den Klimawandel, Teilvorhaben 2: Mortalität, Lückendynamik, Waldstruktur, Wachstum und Wassernutzungseffizienz in Natur- und Wirtschaftswäldern" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan, Fachgebiet Land Surface - Atmosphere Interactions.Das Projekt ermittelt Ausmaß, Stärke und ökologische Wirkungen der dürre- und hitzebedingten Waldschäden in Wäldern ohne forstliche Bewirtschaftung und vergleicht sie mit benachbarten Wirtschaftswäldern. Es wird geprüft, ob und unter welchen Voraussetzungen sich Wälder selbstgesteuert an den Klimawandel anpassen und leitet daraus Empfehlungen für die Einbindung natürlicher Prozesse in Anpassungsstrategien für Wirtschaftswälder ab. Wälder mit natürlicher Waldentwicklung bilden ein wichtiges Referenzsystem für den Waldnaturschutz und den naturnahen Waldbau. Diese unbewirtschafteten Naturwälder bestehen zum Teil schon seit Jahrzehnten in Form von z.B.Naturwaldreservaten und Kernzonen von Nationalparks. Die Entwicklung der Waldschäden der Trockenjahre 2018 und 2019 und die damit verbundene Veränderung von Störungsregimen und Lückendynamik zeigt, dass ihnen darüber hinaus in der Erkennung der Klimafolgen und der Anpassung der Wälder an den Klimawandel eine Schlüsselrolle zukommt. DANK lotet dieses Potenzial einschließlich der Transfermöglichkeiten in Wirtschaftswälder aus und erarbeitet daraus Empfehlungen für das Risikomanagement und Klimaanpassungsstrategien. Um dieses Ziel zu erreichen, werden entlang eines für Süd- und Mitteldeutschland repräsentativen Klimagradienten in zwei Nationalparks (Hainich und Berchtesgaden), 14 Naturwaldreservaten (NWR) und angrenzenden Wirtschaftswäldern die lang- und kurzfristigen Wirkungen des Klimawandels untersucht hinsichtlich: 1. Mortalität der Bäume, Lückendynamik und Waldstruktur, 2. Reaktionen in Radialwachstum und Wassernutzungseffizienz der Bäume, 3. Dynamik der Bodenvegetation einschließlich der Verjüngung, 4. Veränderungen in der Vogel- und Insektenfauna sowie der Funga. Aus der kombinierten Betrachtung lang- und kurzfristiger Ökosystemreaktionen werden praktische Handlungsempfehlungen für die Bewältigung von Schadereignissen sowie wissenschaftliche Grundlagen für die Entwicklung von Klimaanpassungsstrategien erarbeitet.

Daily HUME: Daily Homogenization, Uncertainty Measures and Extremes (Homogenisierung täglicher Daten, Fehlermaße und Extreme)

Das Projekt "Daily HUME: Daily Homogenization, Uncertainty Measures and Extremes (Homogenisierung täglicher Daten, Fehlermaße und Extreme)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Meteorologisches Institut.Global change not only affects the long-term mean temperature, but may also lead to further changes in the frequency distribution and especially in their tails. The study of the whole frequency distribution is important as, e.g., heat and cold waves are responsible for a considerable part of morbidity and mortality due to meteorological events. Daily datasets are essential for studying such extremes of weather and climate and therefore the basis for political decisions with enormous socio-economic consequences. Reliably assessing such changes requires homogeneous observational data of high quality. Unfortunately, however, the measurement record contains many non-climatic changes, e.g. homogeneities due to relocations, new weather screens or instruments. Such changes affect not only the means, but the whole frequency distribution. To increase the quality and reliability of global daily temperature records, we propose to develop an automatic homogenisation method for daily temperature data that corrects the frequency distribution. We propose to describe homogenisation as an optimisation problem and solve it using a genetic algorithm. In this way, entire temperature networks can be homogenised simultaneously leading to an increase in sensitivity, while avoiding setting false (spurious) breaks. By not homogenising the daily data directly, but by homogenising monthly indices (probably the monthly moments), the full power and understanding of monthly homogenization methods can be carried over to the homogenisation of daily data. Furthermore, in an optimisation framework, the optimal temporal correction scale can be determined objectively and straightforwardly, that is whether the corrections are best applied annually (all twelve months get the same correction), semi-annually, seasonally or monthly. All three aspects are new: the simultaneous homogenisation of an entire network, the objective selection of the degrees of freedom of the adjustments and of the temporal averaging scale of the correction model. This new method will be applied to homogenise the temperature datasets of the International Surface Temperature Initiative. This large dataset necessitates an automatic homogenisation method. To validate the method, we will generate an artificial climate dataset with known inhomogeneities. To be able to generate such a validation dataset with realistic inhomogeneities, we need to understand the nature of inhomogeneities in daily data much better. Therefore, we intend to collect and study parallel measurements (two set-ups at one location), which allow us to study the changes in the frequency distribution if one set-up is replaced by the other. Finally, we will study and quantify the uncertainties due to persistent errors remaining in the dataset after homogenisation and utilise this to improve the accuracy of the homogenisation algorithm. The knowledge of uncertainties is also indispensable for climatologists using the homogenised data.

Wirkungserhebung im Belastungsgebiet Ruhrgebiet-West: Geruchsfeststellung durch Probanden, Best. der Absterberate exponierter Flechten, Ermittlung d. Schwermetallgehalte in Boeden, Ermittlung der Anreicherung luftverunr. Substanzen in exp. Pflanzen

Das Projekt "Wirkungserhebung im Belastungsgebiet Ruhrgebiet-West: Geruchsfeststellung durch Probanden, Best. der Absterberate exponierter Flechten, Ermittlung d. Schwermetallgehalte in Boeden, Ermittlung der Anreicherung luftverunr. Substanzen in exp. Pflanzen" wird/wurde ausgeführt durch: Landesanstalt für Immissionsschutz Nordrhein-Westfalen.

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