a) Bei hohem Ertragsniveau ist die adaequate Zufuhr der mineralischen Duengung, insbesondere der Stickstoffduengung, ein bisher nicht geloestes Problem, so dass weitere Untersuchungen erforderlich sind. b) Freiland-, Gefaess- und Modelluntersuchungen in Verbindung mit chemischen Analysen bilden den Kern der Arbeiten. c) Langfristig.
This pre-study pilot project will be carried out in Kenya and Tanzania and is part of a more extensive remote sensing project (initiated by the European Space Agency, ESA) aiming to develop a monitoring system for the assessment of land cover change of farmlands, rangelands and forest standings (logging, fires, uncontrolled deforestation, new settlements, etc.) at a national regional level. An integrated approach of remote sensing techniques (both through the use of satellite and ground data), physical vegetation models and ground measurements will be adopted. Operatively, the execution will consist of a 6-month period (pre-study) consisting in a ground campaign along a north-south transect, which is almost unknown to the current vegetation cartography. Based on the field results of the pre-study and within an on-going 30 month period (extended study, see Annexed 3), new classification methods and algorithms will be developed for assessment of land use and cover change using ENVISAT-data. An outcoming of this research will be a system capable to monitor and plan the available agricultural food resources for those developing regions.
Die Kenntnis rezenter Lebensräume wird genutzt, um Modelle zur Rekonstruktion neogener und pleistozäner Habitate zu entwickeln. Es wird erwartet, dass die Nahrungsspezifität von Huftieren wichtige Hinweise liefert auf die Habitate der untersuchten Faunen. Evolutionstrends lassen sich dann mit Veränderungen im Habitat korrelieren.
Excessive nutrient input largely impacts community structure and functioning of stream ecosystems in Central Europe (eutrophication). Within this project, we aim to evaluate the eutrophication potential of stream ecosystems. As a first step to achieve this aim, main control mechanisms influencing stream eutrophication have to be identified. We will analyze the impact of soil nutritional status (especially phosphorus), soil storage capacity, and soil nutrient release as well as land use on periphyton-grazer interaction. Therefore, we will study the periphyton-grazer interaction in the running water of 4 small catchments that differ with respect to their nutritional status, speciation and release at a forest site and an pasture site. In the field survey we will study (1) The input of macro nutrients (P and N), (2) community structure and biomass of periphyton and grazers, (3) emergence and (4) complexity of the food web and compare the results among the catchments. The periphyton-grazer interaction along nutrient gradients will be studied in more detail using laboratory flumes. By the use of geostatistical and remote sensing techniques we will interpolate macro nutrient input, -speciation and seasonality for the different catchments and link this information to periphyton quantity and quality as well as to periphyton-grazer interaction.
Coccolithophoriden sind eine Gruppe von ca. 200-300 marinen Phytoplanktonarten, die in allen Weltmeeren vorkommt. Sie besitzen die besondere Fähigkeit eine Kalkschale (Coccosphäre) zu bauen, die sie aus vielen kleinen Kalkplättchen (Coccolithen) zusammensetzen. Aufgrund ihrer Fähigkeit zu kalzifizieren sind sie ein wichtiger Bestandteil im Klimasystem, denn die Produktion von Kalk nahe der Meeresoberfläche führt zu einem vertikalen Gradienten der Seewasseralkalinität, beschleunigt den Kohlenstoffexport in die Tiefsee und erhöht die Rückstrahlung von einfallender Sonnenenergie von der Erdoberfläche ins Weltall. Trotz intensiver Forschung an der Physiologie der Kalzifizierung und dessen biogeochemischer Relevanz konnten wir eine der entscheidenden Fragen immer noch nicht beantworten: Wozu bauen Coccolithophoriden eine Kalkschale? Die Beantwortung dieser Frage ist von außerordentlicher Bedeutung, denn solange wir nicht wissen wozu die Kalkschale dient können wir auch nicht vorraussagen in welchem Maße sich die durch die Ozeanversauerung zu erwartende Abnhame in der Kalzifizierung negativ auf die Fitness dieser Lebewesen in ihrem natürlichen Lebensraum auswirkt. In dem hier vorgestellten Projekt möchten wir die Frage nach der Bedeutung der Kalzifizierung erforschen, indem wir untersuchen ob die Coccosphäre einen Schutz gegen planktonische Räuber, Bakterien und Viren darstellt. Dazu haben wir eigens einen experimentellen Ansatz entwickelt wobei kalzifizierte und dekalzifizierte Coccolithophoridentzellen zusammen mit deren Fressfeinden und Pathogenen kultiviert werden. Dieser Ansatz erlaubt es uns folgende Fragestellungen zu untersuchen: 1) Sind kalzifizierte Zellen besser in der Lage sich gegen Fraß und Infektion zu schützen als Zellen ohne Coccosphäre? 2) Bevorzugen Fressfeinde und Pathogene solche Zellen, bei denen die Coccosphäre entfernt wurde, wenn ihnen beides angeboten wird? 3) Sind Wachstum und Reproduktion von Fressfeinden und Pathogenen verlangsamt, wenn sie kalzifizierte Zellen fressen oder infizieren?
Schädlinge und die Möglichkeiten ihrer Bekämpfung sind für menschliche Gesellschaften von großer Bedeutung. Seit den Anfängen von Ackerbau und Viehzucht waren es neben den Krankheitserregern und Hausschädlingen vor allem die Ertragsverluste in Agrar- und Forstwirtschaft sowie der Verlust von Nutzvieh und Jagdwild, die eine Bekämpfung von schädlichen Tieren notwendig machten. Bis heute bestimmen Schädlinge große Bereiche des menschlichen Lebens und beeinträchtigen Gesundheit, Ernährung und Wohlbefinden. Über die Geschichte ihrer Bekämpfung und der damit verbundenen impliziten und expliziten Wert- und Unwertvorstellungen über Organismen liegen bisher nur geringe Kenntnisse vor. Seit dem 18. Jahrhundert finden sich in den deutschen Territorien zunehmend gedruckte Ratschläge und Verordnungen zur Schädlingsbekämpfung. Neben solchen Erfahrungsberichten finden sich auch theoretische Schriften über die Naturgeschichte der Schädlinge und ihre Stellung in der Schöpfung. Die Bekämpfung sogenannter 'culturschädlicher Thiere' spielt in dieser Zeit als Untertanenschutz und Vorsorge zur Verbesserung der Lebensbedingungen auch eine zentrale Rolle im staatlichen Handeln, wobei sie sich in den allgemeinen Forschungsgedanken integriert. Trotz vereinzelt auftretender religiöser Bedenken wird die Schädlingsbekämpfung aufgrund der menschlichen Lebensansprüche in öffentliches wie privates Handeln integriert. Ende des 18. Jahrhunderts sind zahlreiche schädliche bzw. als schädlich betrachtete Wirbeltiere aus der Kulturlandschaft verschwunden, sodass sich die vorher auf jene fixierte Schädlingsbekämpfung im 19. Jahrhundert überwiegend auf den Kampf gegen Wirbellose konzentriert. Nach den Ergebnissen der vorausgehenden Projekte des Graduiertenkollegs und der Begleitforschung ist eine weitere thematische Fokussierung auf den Vergleich der Schädlingsbekämpfung in der Land- und Forstwirtschaft lohnend. Diskurse zur Schädlingskunde und zur Schädlingsbekämpfung liefen in beiden Bereichen nicht synchron. Der Arbeit liegt die Beobachtung zugrunde, dass die Systematisierung und Verwissenschaftlichung der praktischen Agrarschädlingskunde in Deutschland mehrere Jahrzehnte später erfolgten als bei der Forstschädlingskunde. Dieser Umstand ist erstaunlich, da eine Schädlingskalamität in der Getreidewirtschaft eher noch zu einer existenziellen Bedrohung werden konnte als eine Forstkalamität und die wissenschaftlichen Voraussetzungen und Erkenntnismittel in beiden Wirtschaftsbereichen gleicher Art waren. Das Ziel der Arbeit ist eine Überprüfung und Analyse dieser Diskrepanz im 18. und 19. Jahrhundert und ihrer möglichen biologischen und gesellschaftlichen Ursachen. In die Analyse werden unterschiedliche Quellengattungen einbezogen. Neben der deutschen Hausväterliteratur des 17. und 18. Jahrhunderts, findet der Gelehrtendiskurs aus wissenschaftlichen Monographien und Artikeln aus Forst-, Agrar- und Jagdzeitschriften Verwendung. usw.
Phosphorus (P) is an essential nutrient for living organisms. Whereas agriculture avoids P-limitation of primary production through continuous application of P fertilizers, forest ecosystems have developed highly efficient strategies to adapt to low P supply. A main hypothesis of the SPP 1685 is that P depletion of soils drives forest ecosystems from P acquiring system (efficient mobilization of P from the mineral phase) to P recycling systems (highly efficient cycling of P). Regarding P fluxes in soils and from soil to streamwater, this leads to the assumption that recycling systems may have developed strategies to minimize P losses. Further, not only the quantity but also the chemistry (P forms) of transported or accumulated P will differ between the ecosystems. In our project, we will therefore experimentally test the relevance of the two contrasting hypothetical nutritional strategies for P transport processes through the soil and into streamwater. As transport processes will occur especially during heavy rainfall events, when preferential flow pathways (PFPs) are connected, we will focus on identifying those subsurface transport paths. The chemical P fractionation in PFPs will be analyzed to draw conclusions on P accumulation and transport mechanism in soils differing in their availability of mineral bound P (SPP core sites). The second approach is an intensive streamwater monitoring to detect P losses from soil to water. The understanding of P transport processes and P fluxes at small catchment scale is fundamental for estimating the P exports of forest soils into streams. With a hydrological model we will simulate soil water fluxes and estimate P export fluxes for the different ecosystems based on these simulations.
Im 18. und 19. Jahrhundert nehmen die medizinischen Topographien, manchmal auch hygienische oder sanitäre Ortsbeschreibungen genannt, einen wichtigen Platz in der zeitgenössischen Medizinalliteratur ein: Veranlasst durch Verwaltungsvorschriften ('medicinische Policey') oder auch Preisfragen wissenschaftlicher Akademien verfassten Ärzte detaillierte Beschreibungen der Gebiete, in denen sie tätig waren, mit dem Anspruch, alles zu erfassen und zu schildern, was als die Gesundheit der EinwohnerInnen beeinflussend betrachtet wurde - Klimadaten, Wasser- und Luftanalysen sowie demografischen Statistiken haben dort ebenso ihren Platz wie Erörterungen zu städtebaulichen Gegebenheiten oder zu Ernährung und Lebensweise der EinwohnerInnen. Diese Berichte sollten dazu dienen, den zuständigen Behörden einen Maßnahmenkatalog an die Hand zu geben, um die hygienischen Bedingungen in den Städten zu verbessern, wandten sich aber auch in aufklärerischer Absicht an die Bevölkerung. Bisher wurden solche Ortsbeschreibungen vor allem unter medizinhistorischen und volkskundlichen Aspekten als Quellen genutzt. In diesem Projekt sollen medizinische Topographien von großen deutschen Städten unter einer umweltgeschichtlichen Perspektive ausgewertet werden, um die Wahrnehmungs- und Umgehensweisen der Autoren bezüglich ihrer Umwelt, sowohl der naturalen als auch der anthropogen gestalteten, herauszuarbeiten.
Soil organic matter is considered to become an increasingly important source of bioavailable phosphorus (P) with depletion of inorganic P within primary minerals. Current concepts on P cycling and mobilization of organic P largely ignore the formation of mineral-organic associations. This project aims to link processes occurring at the nanoscale on mineral surfaces with the bioavailability of organic P, with particular focus on the influence of biodiversity and establishment of functional niches by microbial communities on P recycling in soils. Along a soil P availability gradient the proportion of mineral-associated P as well as its composition (31P NMR and X-ray absorption near edge structure spectroscopy) will be determined and related to mineralogical soil properties. Based on adsorption and desorption experiments using both, monomeric and polymeric P sources, the recycling potential of mineral-bound organic P by various biotic communities (plants, mycorrhiza, bacteria) will be determined in mesocosm and field experiments. We expect to assess the relevance of mineral-associated organic P for the P recycling of forest ecosystems and to identify the major controlling abiotic and biotic variables.
Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist es, die interspezifische Diversität von Ektomykorrhizapilzen (EcM) für die Phosphoraufnahme und Ernährung von Bäumen in Pakquirierenden und P-rezyklierenden Ökosystemen zu untersuchen. Der Fokus wird auf der Buche als einer ektomykorrhizalen Hauptbaumart dieser Ökosysteme liegen. Folgende Punkte sollen adressiert werden:(i) Die Pilzgesellschaften P-akquirierender und -rezyklierender Ökosysteme unterscheiden sich, weil in dem ersten Fall P mit Hilfe organischer Exsudate aus Mineralien gelöst werden muss und im zweiten Fall P mit Hilfe saprophytischer Enzyme aus der organischen Materie freigesetzt werden muss, um pflanzenverfügbar zu sein. Um diese Hypothese zu prüfen, werden Pilze in verschiedenen Bodenkompartimenten und Wurzel-assoziierte Pilze mittels Hochdurchsatzsequenzierung erfasst und funktionalen Gruppen zugeordnet. Die aktive EcM Gesellschaft wird durch Kombination von Morphotyping und ITS Sequenzierung quantifiziert. Die Pilzprofile werden in Relation zu Bodenparametern, mikrobieller Aktivität und sekretierten Phosphatasen und Oxalat-produzierenden EcM Aktivitäten analysiert.(ii) Der zeitliche Verlauf des P Bedarfs und der P Aufnahme in Relation zu Phänologie und saisonalen Veränderungen der EcM Gesellschaft ist nicht bekannt. Durch Applikation von radioaktivem Phosphat zu verschiedenen wichtigen Zeitpunkten wie Blattaustrieb, früher Sommer, Spätsommer, Herbst und Winter soll die Aufnahme und pflanzeninterne Allokation von P bestimmt werden. Dabei wird auch die P-Akquisition der EcM Gesellschaft spezifisch erfasst und ihre enzymatischen Aktivitäten untersucht. Des Weiteren werden Biomasse der Pflanze und Morphologie des Wurzelsystems, Gesamt-P sowie der Einbau von P in freie Mikroben untersucht. Mit Hilfe dieser Daten soll ein Modell für die Aufnahme und Allokation von P in Relation zu ektomykorrhizaler, mikrobieller und pflanzlicher Aktivität entwickelt werden.(iii) Um die Beiträge spezifischer EcM für die P Aufnahme zu erfassen, soll eine neue Methode für zeitlich und räumlich aufgelöste Flussmessungen von radioaktivem P etabliert werden. Nach Installation und Kalibrierung der Messanlage mit Hilfe einfacher Modellpflanzen (Pappel), sollen die Beiträge unterschiedlicher EcM Arten für die P Aufnahme und Translokation an jungen Buchen untersucht werden. Dies Daten sollen zur Verbesserung des obigen Modells genutzt werden. Insgesamt werden diese Untersuchungen einen wichtigen Beitrag zur Rolle der EcM Diversität im P Zyklus unterschiedlich P versorgter Ökosysteme liefern.
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