Einer der global größten Kohlenstoffspeicher ist die organische Bodensubstanz (OBS), welche eine zentrale Quelle für die Pflanzennährstoffe Stickstoff (N) und Phosphor (P) darstellt. Bodenmikroorganismen sind die Hauptakteure beim Umsatz der OBS und damit ein zentrales Bindeglied zwischen Kohlenstoff- (C) und Nährstoffkreisläufen. Sie sind jedoch stark durch Phagen (also Viren, die Bakterien befallen) beeinflusst. In Ozeanen sterben täglich 20% der bakteriellen Zellen durch Phagen, was zu einem Umsatzpfad („viral shunt“) führt, der große Mengen organischer Substanz und damit assoziierter Nährstoffe aus bakterieller Biomasse freisetzt. Das erhöht die Produktivität der Ozeane und speichert C in bakteriellen Rückständen. Trotz ihrer hohen Abundanz in Böden wurden Phagen in der Bodenbiogeochemie kaum berücksichtigt. Meine Nachwuchsgruppe wird erstmals untersuchen wie die Biophysik des Mikrohabitats die Infektion durch Phagen und damit bakterielle Sterberaten steuert. Wir werden herausfinden, ob hierdurch ein vergleichbarer „viral shunt“ in Böden vorliegt und quantifizieren dessen Auswirkung auf Nährstoff- und CO2-Feisetzung sowie auch der Speicherung von C. Wir möchten gezielt über phänomenologische Beschreibungen hinausgehen und zugrundeliegende Mechanismen aufklären. Bodenmikrohabitate werden mit modernsten bildgebenden Verfahren zur Aufklärung mikroskaliger Strukturen charakterisiert: 3D Wasserverteilung im Habitat durch synchrotronbasierte Mikrotomographie, Verteilung der OBS mit Rasterelektronenmikroskopie und Mineralogie der Porenoberflächen mittels Raman-Mikrospektroskopie. Phagen aus Böden werden isoliert und ihre Phage-Habitat-Interaktionen erfasst, um so die Relevanz des Mikrohabitats für die Phagenausbreitung zu eruieren. Der Einfluss des Mikrohabitats auf die Infektionsrate und damit auf Stoffkreisläufe wird mittels der Kopplung molekularer Methoden mit Isotopenanwendungen untersucht werden, und zwar i) 18O-DNA Markierung (SIP) zur Erfassung der Phagenbildung sowie des bakteriellen Zellsterbens, ii) der Bestimmung der Abundanz relevanter funktioneller Gene und iii) der Quantifizierung der Mineralisationsraten durch Isotopenverdünnung. Der Einsatz isotopisch markierter Phagen (13C, 15N, 33P) wird die phageninduzierte Änderungen der Elementflüsse aufzeigen. Damit wird erstmal ein mechanistisches Verständnis erlangt, wie Bodenphagen in Interaktion mit ihrem Habitat biogeochemische Kreisläufe von globaler Bedeutung beeinflussen. Des Weiteren wird der Einfluss dynamischer Änderungen des Mikrohabitats auf Phagen untersucht sowie evolutionäre Anpassungen der Phagen an ihre Habitate. Detailliertes Prozessverständnis ist hier von höchster Relevanz um die Auswirkung anthropogener Aktivität oder des Klimawandels auf Bodenphagen vorherzusagen. Daher werden diese Erkenntnisse final in ein dynamisches Modell integriert, um erstmals die Vorhersage phageninduzierter Prozesse in Böden zu ermöglichen - für deren Einsatz in Landnutzung und Landwirtschaft.
Der sogenannte S-Wert ist ein Kennwert zur Bewertung des Bodens als Bestandteil des Nährstoffhaltes und wird über die Nährstoffverfügbarkeit bewertet. Der S-Wert ist die Menge an Nährstoffen (Kationen, nicht z. B. Nitrat), die ein Boden austauschbar an Ton-, Humusteilchen, Oxiden und Hydroxiden binden bzw. sorbieren kann (Kationenaustauschkapazität). Der S-Wert ist somit gut geeignet, die Nährstoffverfügbarkeit zu beschreiben. Ähnlich wie bei der Feldkapazität im effektiven Wurzelraum (FKwe) bedingen hohe Gehalte an Ton, Humus, sowie ein großer effektiver Wurzelraum einen hohen S-Wert und umgekehrt. Auch der pH-Wert hat einen großen Einfluss auf den S-Wert. Der pH-Wert kann in Abhängigkeit von der Nutzung in einem weiten Bereich schwanken. Je höher der S-Wert, desto mehr Nährstoffe kann der Boden an Austauschern binden. Nährstoffeinträge über Luft oder Düngung werden so vor einem Austrag mit dem Sickerwasser geschützt. Gleichzeitig wird dadurch eine gleichmäßigere Nährstoffversorgung der Pflanzen sichergestellt. Mit dem S-Wert wird eine natürliche Bodenfunktionen nach § 2 Abs. 2 BBodSchG bewertet und zwar nach Punkt 1.b) als Bestandteil des Naturhaushalts, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen. Das hierfür gewählte Kriterium ist die Nährstoffverfügbarkeit mit dem Kennwert S-Wert. Die Karten liegen für die folgenden Maßstabsebenen vor: - 1 : 1.000 - 10.000 für hochaufgelöste oder parzellenscharfe Planung, - 1 : 10.001 - 35.000 für Planungen auf Gemeindeebene, - 1 : 35.001 - 100.000 für Planungen in größeren Regionen, - 1 : 100.001 - 350.000 für landesweit differenzierte Planung, - 1 : 350.001 - 1000.000 für landesweite bis bundesweite Planung. In dieser Darstellung wird der S-Wert landesweit einheitlich klassifiziert. Unter dem Titel "Bodenbewertung - Nährstoffverfügbarkeit im effektiven Wurzelraum (SWE), regionalspezifisch bewertet" gibt es noch eine naturraumbezogene Klassifikation des S-Wertes, die den S-Wert regional differenzierter darstellt.
Die Sickerwasserrate ist ein Kennwert zur Bewertung des Bodens als Bestandteil des Wasserhaushaltes und beschreibt diejenige Wassermenge, die der Boden aufgrund seines beschränkten Wasserhaltevermögens nicht mehr halten kann und welche daher den Wurzelraum verlässt bzw. versickert (Grundwasserneubildung). Laterale Abflüsse (Drainage, Grabenentwässerung) werden an dieser Stelle nicht betrachtet. Sandige Böden können weniger Wasser halten als lehmige oder tonige Böden, so dass (unter sonst gleichen Bedingungen) die Sickerwasserrate unter sandigen Böden größer ist als unter lehmigen/tonigen Böden. In niederschlagsreichen Gebieten versickert mehr Wasser als in niederschlagsärmeren Gebieten. Mit der Sickerwasserrate wird eine natürliche Bodenfunktionen nach § 2 Abs. 2 BBodSchG bewertet und zwar nach Punkt 1.b) als Bestandteil des Naturhaushalts, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen. Das hierfür gewählte Kriterium sind die allgemeinen Wasserhaushaltsverhältnisse mit dem Kennwert Sickerwasserrate. Die Karten liegen für die folgenden Maßstabsebenen vor: - 1 : 1.000 - 10.000 für hochaufgelöste oder parzellenscharfe Planung, - 1 : 10.001 - 35.000 für Planungen auf Gemeindeebene, - 1 : 35.001 - 100.000 für Planungen in größeren Regionen, - 1 : 100.001 - 350.000 für landesweit differenzierte Planung, - 1 : 350.001 - 1000.000 für landesweite bis bundesweite Planung. In dieser Darstellung wird die Sickerwasserrate regionalspezifisch klassifiziert. Unter dem Titel "Bodenbewertung - Sickerwasserrate (SWR), landesweit bewertet" gibt es noch eine Klassifikation der Sickerwasserrate, die die Sickerwasserrate über die Naturraumgrenzen hinweg landesweit einheitlich darstellt.
Der sogenannte S-Wert ist ein Kennwert zur Bewertung des Bodens als Bestandteil des Nährstoffhaltes und wird über die Nährstoffverfügbarkeit bewertet. Der S-Wert ist die Menge an Nährstoffen (Kationen, nicht z. B. Nitrat), die ein Boden austauschbar an Ton-, Humusteilchen, Oxiden und Hydroxiden binden bzw. sorbieren kann (Kationenaustauschkapazität). Der S-Wert ist somit gut geeignet, die Nährstoffverfügbarkeit zu beschreiben. Ähnlich wie bei der Feldkapazität im effektiven Wurzelraum (FKwe) bedingen hohe Gehalte an Ton, Humus, sowie ein großer effektiver Wurzelraum einen hohen S-Wert und umgekehrt. Auch der pH-Wert hat einen großen Einfluss auf den S-Wert. Der pH-Wert kann in Abhängigkeit von der Nutzung in einem weiten Bereich schwanken. Je höher der S-Wert, desto mehr Nährstoffe kann der Boden an Austauschern binden. Nährstoffeinträge über Luft oder Düngung werden so vor einem Austrag mit dem Sickerwasser geschützt. Gleichzeitig wird dadurch eine gleichmäßigere Nährstoffversorgung der Pflanzen sichergestellt. Mit dem S-Wert wird eine natürliche Bodenfunktionen nach § 2 Abs. 2 BBodSchG bewertet und zwar nach Punkt 1.b) als Bestandteil des Naturhaushalts, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen. Das hierfür gewählte Kriterium ist die Nährstoffverfügbarkeit mit dem Kennwert S-Wert. Die Karten liegen für die folgenden Maßstabsebenen vor: - 1 : 1.000 - 10.000 für hochaufgelöste oder parzellenscharfe Planung, - 1 : 10.001 - 35.000 für Planungen auf Gemeindeebene, - 1 : 35.001 - 100.000 für Planungen in größeren Regionen, - 1 : 100.001 - 350.000 für landesweit differenzierte Planung, - 1 : 350.001 - 1000.000 für landesweite bis bundesweite Planung. In dieser Darstellung wird der S-Wert regionalspezifisch klassifiziert. Unter dem Titel "Bodenbewertung - Nährstoffverfügbarkeit im effektiven Wurzelraum (SWE), landesweit bewertet" gibt es noch eine Klassifikation des S-Wertes, die den S-Wert über die Naturraumgrenzen hinweg landesweit einheitlich darstellt.
Zielsetzung und Anlass: Die Eutrophierung stellt eine der größten ökologischen Bedrohungen der Ostsee dar, was sich aktuell in einer riesigen Todeszone (Sauerstoffmangel) am Meeresboden der tiefen Becken wiederspiegelt. Deshalb soll in dieser Machbarkeitsstudie eine nachhaltige marine Biomasse-Produktion des Blasentangs (Fucus vesiculosus) in Freilandversuchen in der Ostsee durchgeführt werden, um mit Hilfe dieser Makroalge eine Abreicherung von überschüssigen Nährstoffen herbeizuführen. In mehreren Schritten werden wir untersuchen inwiefern eine Hochskalierung vom Labor- zum offshore-Maßstab möglich und wie groß das Potenzial von großflächigen offshore-Freilandkulturen von Makroalgen ist. Weiterhin untersuchen wir ob die Biomasse umweltschonend produziert und als Wertstoff (Kosmetik), organischer Dünger, und/oder Biogas-Rohstoff (Energieträger) genutzt werden kann. Das Gesamtziel des Vorhabens in diesem Konsortium ist somit die Beurteilung der Chancen und Möglichkeiten von großflächigen Makroalgen-Freilandkulturen hinsichtlich: I. Schaffung eines regional möglichst geschlossenen Nährstoffkreislaufs zur Reduzierung der Nährstoffanreicherung in der südwestlichen Ostsee, II. Produktion von nachhaltigen Rohstoffen ohne dünge-, pflanzenschutz- und wasser-intensiven Landverbrauch, sowie III. Prüfung zusätzlicher Ertragsmöglichkeiten für Fischer und Einsparmöglichkeiten für Landwirte. Das vielfältige Potenzial der Ökosystemdienstleistungen von Blasentang-Freilandkulturen wird somit erstmalig experimentell in der Ostsee untersucht, und trägt zu den UN Nachhaltigkeitszielen bei. Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und regionalen Stakeholdern (Fischer, Windparkbetreiber, Landwirte, Anlagenbetreiber für Biogas) durchgeführt. Arbeitsschritte und Methoden: Während der Projektdauer von drei Jahren bearbeiten wir vier Schwerpunkte: I. Kultivierung, II. Biomassecharakterisierung, III. Ernte und IV. Nutzung des Blasentangs. I. die bereits etablierte Nachzucht von Blasentang auf für die Freilandkultur geeignete Substrate wird optimiert. Danach wird die gut funktionierende Algenkultivierung vom Labor- und Mesokosmen-Maßstab zu mittleren Feldkulturen in der Eckernförder Bucht ( Prototyp einer Offshore-Kultur) heraufskaliert. Während all der Stufen der Hochskalierung werden die Effekte auf die Umwelt (abiotisch: Nährstoffgehalte, Sauerstoffkonzentration, pH; biotisch: Biodiversität organismisch und per eDNA) detailliert untersucht. Weiterhin soll die Zusammenarbeit mit Fischern und Windanlagenbetreibern als auch Genehmigungsbehörden (BSH, LLUR etc.) als Stakeholdern in Anspruch genommen werden, zu denen bereits intensive Kontakte bestehen. II. Die erzeugte Blasentasng-Biomasse wird ökophysiologisch und biochemisch charakterisiert, um bspw. Überlebensgrenzen, optimale Erntezeitpunkte und vielversprechende Wertstoffe zu identifizieren. III. Die Erntemethodik und Erstbehandlung an Land muss sorgfältig untersucht werden. Hier ist zum einen die Expertise von Fischern gefragt, die zumindest partiell von Fischfang auf die Wartung der Algenkulturen und die Algenernte umsteigen wollen. Der Schwerpunkt liegt auf der Nutzung der Biomasse an Land. Eine energieaufwändige Trocknung soll als Vorbehandlung vermieden werden. IV. Aus den biochemischen Analysen unter II. lassen sich bereits interessante Wertstoffe (Naturstoffe) z.B. für die kosmetische Industrie ableiten. Ansonsten ist die einfachste und bereits bewährte Nutzungsmöglichkeit das Einarbeiten der Algenbiomasse nach vorheriger Extraktion von Wertstoffen als Ersatz für mineralische Kunstdünger. Vor einer großflächigen und langfristigen Nutzung der Algenbiomasse als natürlicher Mineraldüngerersatz muss deren Belastung mit Schadstoffen, z.B. Schwermetallen, geprüft werden. (Text gekürzt)
Die Bodenfunktion „Bestandteil des Wasserhaushaltes“ ist eine Teilfunktion der natürlichen Bodenfunktion „Bestandteil des Naturhaushalts, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen“ (BBodSchG, § 2, Abs. 2, Punkt 1.b). Ein Bewertungskriterium hierfür sind die allgemeinen Wasserhaushaltsverhältnisse mit dem Kennwert „Feldkapazität“, die die Menge an Wasser kennzeichnet, die im Boden entgegen der Schwerkraft zurückgehalten werden kann. Je höher das Wasserrückhaltevermögen bzw. die Feldkapazität ist, desto mehr und länger wird das Wasser dem Kreislauf Atmosphäre – Boden – Gewässer entzogen und steht bodenbezogenen Prozessen wie z. B. der Versorgung der Pflanzen mit Wasser und Nährstoffen oder Zersetzung organischer Substanz zur Verfügung. Die konkreten Werte für das Wasserrückhaltevermögen bzw. die Feldkapazität werden in fünf Stufen von sehr gering bis sehr hoch klassifiziert. Je höher das Wasserrückhaltevermögen ist, desto höher ist auch die Erfüllung der Bodenfunktion „Bestandteil des Wasserhaushaltes“. Die regionale Klassifikation gibt die dem Naturraum entsprechende Bedeutung dieser Bodenfunktionen wieder. Dies stellt bei kleinräumigen Planungen, z. B. auf Gemeindeebene oder Detail- oder Ausführungsplanungen häufig eine fachlich angemessene Grundlage dar. Um möglichst viele Nutzer zu erreichen und verschiedene Zwecke abdecken zu können, stellt das LLUR das Kartenwerk in fünf verschiedenen Maßstabsebenen bereit: 1 : 2.000 für die konkrete Landbewirtschaftung oder Bauausführung vor Ort oder für eine hochaufgelöste Planung, 1 : 25.000 für Planungen auf Gemeindeebene, 1 : 100.000 für Planungen in größeren Regionen, 1 : 250.000 für eine landesweit differenzierte Planung, 1 : 1000.000 für eine landesweite bis bundesweite Planung.
Die Bodenfunktion „Bestandteil des Wasserhaushaltes“ ist eine Teilfunktion der natürlichen Bodenfunktion „Bestandteil des Naturhaushalts, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen“ (BBodSchG, § 2, Abs. 2, Punkt 1.b). Ein Bewertungskriterium hierfür sind die allgemeinen Wasserhaushaltsverhältnisse mit dem Kennwert „Feldkapazität“, die die Menge an Wasser kennzeichnet, die im Boden entgegen der Schwerkraft zurückgehalten werden kann. Je höher das Wasserrückhaltevermögen bzw. die Feldkapazität ist, desto mehr und länger wird das Wasser dem Kreislauf Atmosphäre – Boden – Gewässer entzogen und steht bodenbezogenen Prozessen wie z. B. der Versorgung der Pflanzen mit Wasser und Nährstoffen oder Zersetzung organischer Substanz zur Verfügung. Die konkreten Werte für das Wasserrückhaltevermögen bzw. die Feldkapazität werden in fünf Stufen von sehr gering bis sehr hoch klassifiziert. Je höher das Wasserrückhaltevermögen ist, desto höher ist auch die Erfüllung der Bodenfunktion „Bestandteil des Wasserhaushaltes“. Vor allem bei großräumigeren oder die Naturraumgrenzen überschreitenden Planungen, stellt eine Übersicht nach (landesweit) einheitlichen Klassifikationen, die nicht naturräumlich differenziert sind, häufig eine fachlich angemessene Grundlage dar. Um möglichst viele Nutzer zu erreichen und verschiedene Zwecke abdecken zu können, stellt das LLUR das Kartenwerk in fünf verschiedenen Maßstabsebenen bereit: 1 : 2.000 für die konkrete Landbewirtschaftung oder Bauausführung vor Ort oder für eine hochaufgelöste Planung, 1 : 25.000 für Planungen auf Gemeindeebene, 1 : 100.000 für Planungen in größeren Regionen, 1 : 250.000 für eine landesweit differenzierte Planung, 1 : 1000.000 für eine landesweite bis bundesweite Planung.
Zielsetzung: Die Art, wie wir uns ernähren, hat erhebliche Auswirkungen auf die planetaren Grenzen. In Deutschland verursacht die Ernährung etwa 17 % der pro-Kopf-Treibhausgasemissionen. Auch der Verlust an Biodiversität oder die Störung der Nährstoffkreisläufe - insbesondere durch die industrielle Tierhaltung - sind eng mit unserem Ernährungssystem verknüpft. Tierische Lebensmittel belasten die Umwelt deutlich stärker als pflanzliche. Eine Umstellung auf die Planetary-Health-Diet bietet ein großes Potenzial, diese ökologischen Belastungen deutlich zu reduzieren. Gleichzeitig zeigen sich auch auf gesundheitlicher und sozialer Ebene gravierende Probleme. In Deutschland sind 15,4 % der Kinder und Jugendlichen übergewichtig, 5,9 % leiden an Adipositas. Besonders betroffen sind Kinder aus sozioökonomisch benachteiligten Familien. Sie tragen nicht nur ein höheres Risiko für Übergewicht, sondern sind auch häufiger unzureichend mit essenziellen Nährstoffen versorgt. Hier setzt das Projekt Food Empowerment an. Ziel ist es, mittel- und langfristig negative ökologische, gesundheitliche und soziale Wirkungen des Ernährungssystems zu verringern. Im Reallabor-Setting des Quartiers Schotthock in Rheine werden exemplarisch Konzepte entwickelt und erprobt, die sowohl den individuellen Kompetenzerwerb fördern als auch gemeinschaftliche Veränderungen im Ernährungsverhalten ermöglichen. Dabei knüpft das Projekt an das integrierte städtebauliche Entwicklungskonzept „Unser Schotthock - auf gute Nachbarschaft“ an, das den sozialen Zusammenhalt stärkt und Klimaschutz sowie infrastrukturelle Transformationen in den Blick nimmt. Um Veränderungen hin zu einem nachhaltigen Ernährungssystem zu erreichen, braucht es einen Wandel sozialer Praktiken. Gerade ein geringes Einkommen und wenig Zugang zu Bildung sind dabei große Herausforderungen. In schulformübergreifender Zusammenarbeit mit den Schulen im Quartier entstehen im Rahmen eines Co-Creation-Prozesses innovative Bildungsformate. Diese orientieren sich an der Diversität der Schüler*innen, binden sie aktiv ein und stärken ihre Selbstwirksamkeit. So wird Ernährung zum Lernfeld für Gesundheitsförderung, soziale Teilhabe und ökologische Verantwortung. Zentrales Ziel ist es gemeinsam mit der Stadt, den Akteuren aus den Schulen und den Netzwerken des Stadtteils gute Ernährungsumgebungen zu schaffen, um es Schüler*innen zu ermöglichen sich gesund und nachhaltig zu ernähren.
Die Sickerwasserrate ist ein Kennwert zur Bewertung des Bodens als Bestandteil des Wasserhaushaltes und beschreibt diejenige Wassermenge, die der Boden aufgrund seines beschränkten Wasserhaltevermögens nicht mehr halten kann und welche daher den Wurzelraum verlässt bzw. versickert (Grundwasserneubildung). Laterale Abflüsse (Drainage, Grabenentwässerung) werden an dieser Stelle nicht betrachtet. Sandige Böden können weniger Wasser halten als lehmige oder tonige Böden, so dass (unter sonst gleichen Bedingungen) die Sickerwasserrate unter sandigen Böden größer ist als unter lehmigen/tonigen Böden. In niederschlagsreichen Gebieten versickert mehr Wasser als in niederschlagsärmeren Gebieten. Mit der Sickerwasserrate wird eine natürliche Bodenfunktionen nach § 2 Abs. 2 BBodSchG bewertet und zwar nach Punkt 1.b) als Bestandteil des Naturhaushalts, insbesondere mit seinen Wasser- und Nährstoffkreisläufen. Das hierfür gewählte Kriterium sind die allgemeinen Wasserhaushaltsverhältnisse mit dem Kennwert Sickerwasserrate. Die Karten liegen für die folgenden Maßstabsebenen vor: - 1 : 1.000 - 10.000 für hochaufgelöste oder parzellenscharfe Planung, - 1 : 10.001 - 35.000 für Planungen auf Gemeindeebene, - 1 : 35.001 - 100.000 für Planungen in größeren Regionen, - 1 : 100.001 - 350.000 für landesweit differenzierte Planung, - 1 : 350.001 - 1000.000 für landesweite bis bundesweite Planung. In dieser Darstellung wird die Sickerwasserrate landesweit einheitlich klassifiziert. Unter dem Titel "Bodenbewertung - Feldkapazität im Sickerwasserrate (SWR), regionalspezifisch bewertet" gibt es noch eine naturraumbezogene Klassifikation der Sickerwasserrate, die die Sickerwasserrate regional differenzierter darstellt.
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| Agrarwirtschaft | 2 |
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