Global betrachtet bilden biologische Bodenkrusten (Biokrusten) die produktivste Biomasse der -Kritischen Zone- arider Regionen der Erde. Sie bestehen aus heterotrophen Bakterien, Pilzen, Flechten, Moosen, Cyanobakterien und Algen sowie deren Ausscheidungsprodukten. Mittels extrazellulärer organischer Substanzen verkleben sie mineralische Bodenpartikel und bilden eine Art stabile -Haut- an der Bodenoberfläche. Diese aggregierte, gegenüber Wassererosion stabile Schicht trägt multifunktional zur Primärproduktion, Mineralisierung, biogenen Verwitterung, Festlegung trockener und nasser Deposition sowie zur Stabilisierung von Böden, Hängen und ganzen Landschaften bei. Als sogenannte Ökosystem-Ingenieure beeinflussen sie die Nährstoff- und hydrologischen Kreisläufe klein- und großräumig. Intensive Literaturstudien ergaben zweifelsfrei, dass die Biokrusten in ganz Südamerika nahezu unerforscht sind, obwohl sie in den Gebieten des SPP EarthShape sehr häufig vorkommen. Daher sind die Hauptziele unseres interdisziplinären Forschungsprogramms, 1) die weitgehend unbekannte Strukturierung und Zusammensetzung chilenischer Biokrusten mittels Feld- und Labormethoden zu untersuchen, um deren Verbreitung und organismische Zusammensetzung zu erfassen; 2) herauszufinden, wer von den abundanten Organismen mit welchen biochemischen Prozessen zur biogenen Verwitterung beiträgt, und die Verwitterungsraten in Abhängigkeit von Struktur und Zusammensetzung der Biokrusten und Umweltbedingungen (z.B. Mikroklima) aufzuklären; 3) die Funktion von Biokrusten in den gekoppelten biogeochemischen Kreisläufen von P- (Schwerpunkt!), C- und N-Verbindungen über räumliche Skalen, von atomar/molekular über Einzelminerale, Biokrustenmuster und Bodenprofile bis zu Hängen bzw. Einzugsgebieten zu erfassen, letzteres mittels fernerkundlich erfasster Spektraldaten und gemeinsam entwickelter Transferfunktionen sowie 4) zu verstehen, wie mikroklimatische Bedingungen und Wasserverfügbarkeit die Biokrustenzusammensetzung, Aktivität, Bedeckungsgrad und Funktion in ariden Ökosystemen steuern. Die Forschungsarbeiten beginnen mit einer gemeinsamen Feldkampagne zur Beschreibung pedologischer, geobotanischer und physisch-geographischer Gegebenheiten der Untersuchungsgebiete. Dabei werden die Forschungsflächen instrumentiert sowie Biokrusten- und Bodenproben gesammelt. Der methodisch moderne Ansatz nutzt neueste molekularbiologische, elektronenmikroskopische, pflanzenphysiologische, chemisch-analytische (massen- und synchrotronbasierte Spektroskopie) und Fernerkundungstechniken, kombiniert mit multivariater Datenanalyse. Wir erwarten, dass die Ergebnisse bisher unbekannte Biokrustenorganismen und physiologische/ökologische Funktionen erschließen sowie deren Beitrag zur biogenen Verwitterung und anderen fundamentalen Prozessen der Oberflächenformung der Erde erfassen, und damit grundlegende Erkenntnisse mit entsprechenden Daten für Geosystemmodelle auf regionaler und globaler Ebene generieren.
Zu den Waldschutzgebieten nach §32 Landeswaldgesetz zählen in Baden-Württemberg Bann- und Schonwälder. Während Bannwälder der natürlichen Entwicklung überlassen werden, ist die waldbauliche Behandlung in Schonwäldern auf ein spezielles Naturschutzziel ausgerichtet. Bannwälder stellen wertvolle Referenzflächen für die Erforschung von natürlichen Prozessen auf die Waldentwicklung und Waldbiodiversität da. Grundlage hierfür ist ein langfristiges Waldstrukturmonitoring auf systematisch angelegten, dauerhaft vermarkten Stichprobenpunkten, das durch fernerkundungsbasierte Strukturerhebungen ergänzt wird. In ausgewählten Bannwäldern werden floristische und faunistische Daten erhoben. Die Daten liefern Informationen über die strukturelle Entwicklung unbewirtschafteter Wälder und deren Lebensraumeignung für Tier- und Pflanzenarten. In Schonwäldern findet im Gegensatz zu Bannwäldern gezielter Naturschutz statt. Einige Tier- und Pflanzenarten sind auf besondere Strukturen angewiesen, die durch Pflegemaßnahmen oder bestimmte (z.B. historische) Waldnutzungsformen gefördert werden können. Schonwälder werden deswegen so bewirtschaftet, dass gewünschte strukturelle Bedingungen und damit verbundene seltene Arten erhalten oder gefördert werden. Schwerpunkt der Forschung in Schonwäldern ist die Quantifizierung des Einflusses und der Effektivität biodiversitätsfördernder Maßnahmen zur Erreichung des Schutzziels.
Untersucht werden in erster Linie die Wachstumsreaktion von Einzelbäumen und Beständen auf Düngung: Auswirkungen auf das Wachstum, die ökonomische Leistung und die Risiken als Ergebnis verschiedener Düngung. Auswirkung von Düngungsmaßnahmen auf Wachstum und Wertleistung von Beständen.
Eine große Herausforderung bei der Erforschung der Beziehung zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen besteht darin, diese Beziehung auf die Landschaftsskala zu skalieren und die Rolle von Biodiversität für eine Vielzahl von Ökosystemdienstleistungen zu demonstrieren (Landschaftsmultifunktionalität). In der vorherige Phase der Biodiversitäts-Exploratorien haben wir die Biodiversität und Funktionalität von Graslandökosystemen mit deren Management sowie mit deren Biodiversität und den Eigenschaften der umgebenden Landschaft in Verbindung gebracht. Das gewonnene Wissen wird nun genutzt, um die Ökosystemdienstleistungen von Graslandökosystemen auf die Landschaftsebene hoch zu skalieren. Gleichzeitig sammeln wir im SoCuDES-Projekt sozialwissenschaftliche Daten zur Nachfrage verschiedener Interessensgruppen nach bestimmten Ökosystemdienstleistungen.In BEF-Up2 werden wir den Ansatz von BEF-Up auf Wälder und Ackerflächen ausdehnen, um anschließend ein GIS-basiertes Modell für die Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen (WPs1 & 2) zu erstellen. Ziel ist es, Karten für die Bereitstellung der wichtigsten Ökosystemdienstleistungen für jede der drei Untersuchungsregionen zu erstellen. Diese werden dann mit den SoCuDES-Daten zur Nachfrage nach Ökosystemdienstleistungen kombiniert, um mögliche Maße der Multifunktionalität von Ökosystemdienstleistungen auf Landschaftsebene zu entwickeln. Im GIS-Modell wird es möglich sein, Änderungen der Nachfrage der Interessengruppen, des Landmanagements und der Biodiversität zu simulieren, um besser zu beurteilen, wie sich diese Änderungen auf eine Vielzahl von Ökosystemdienstleistungen auswirken würden (WP3). Die Ergebnisse dieses Projektes tragen maßgeblich zur besseren Erforschung der Beziehung zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen bei, da hier detaillierte Messungen auf den Untersuchungsflächen der Exploratorien mit umfassenden Daten zum sozialökologischen System verknüpft werden. BEF-Up2 ist ein bedeutender Gewinn für die Biodiversitäts-Exploratorien, da es darauf abzielt die bisherigen Ergebnisse der Forschungprojeckt in einen breiteren gesellschaftlichen Kontext zu stellen.
Diese Versuche haben den Vergleich des Wachstums verschiedener Baumarten und Provenienzen unter ähnlichen Standortsbedingungen zum Ziel. Hieraus lassen sich Erkenntnisse über ihre Leistungen und ihr Verhalten gewinnen und Empfehlungen für die Praxis ableiten.
Die Betriebsinventur ist das zentrale Instrument für die Erfassung des naturalen Waldzustand und liefert alle benötigten quantitativen und bis zu einem gewissen Grad auch qualitative Informationen für die Nachhaltskontrolle und -sicherung im Rahmen der Forsteinrichtung. Insbesondere die permanenten Inventuren bilden das Rückgrat eines langfristig angelegten Monitoringkonzepts, welches die Walddynamik mit hoher Genauigkeit beschreibt. Gerade vor dem Hintergrund sich wandelnder Umweltbedingungen und dem daraus resultierenden Konzept einer adaptiven Waldbewirtschaftung ist eine konsequente und möglichst umfassende, zuverlässige Erfassung des Waldzustands erforderlich. Im Rahmen dieser Daueraufgabe wird zum einen die Beratung der Nutzer von BI-Daten und -Auswertungen gewährleistet, die über Standardauswertungen hinausgehen. Die Verfügbarkeit wachsender Datenbestände sowie die zunehmende Anzahl von Wiederholungsinventuren eröffnen neue und weitergehende Auswertungsmöglichkeiten, welche auch anspruchsvollere statistische Analysetechniken erfordern. Die verstärkte Nutzbarmachung und Erschließung des Informationspotenzials der Betriebsinventuren ist daher vordringlich. Dabei sollen die Daten auch für andere Fragestellungen wissenschaftlicher Art (Waldwachstum, Waldökologie, Standortskunde) nutzbar und entsprechend aufbereitet werden. Nutzungspotenzialabschätzungen auf lokaler Ebene (Landkreise) werden zunehmend nachgefragt und erfordern spezifische Auswertungen und Analysen. Die Weiterentwicklung, im Hinblick auf Optimierung und Verbesserung des Informationsgewinns, z.B. durch Verfahren der Kleingebietsschätzung, ist eine weitere Aufgabe. Eine konzeptionelle Herausforderung besteht darin, die Betriebsinventur, die auf lokaler/regionaler Ebene operiert, zusammen mit der Großrauminventur (BWI) in ein integriertes Informationssystem einzubeziehen. Zu den konzeptionellen Fragen gehört auch die Einbeziehung externen Informationsquellen, wie Fernerkundungsdaten (Luftbilder, flugzeuggetragenes Laserscanning). Daraus lassen sich unter Umständen Konzepte zur Optimierung des Inventurdesigns ableiten.
| Origin | Count |
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