In der nächsten Phase der Biodiversitäts Exploratorien sollen Experimente dabei helfen die Effekte verschiedener Landnutzungskomponenten auf Ökosysteme zu ermitteln. 'Common garden' Experimente werden genutzt, um die Umweltheterogenität zu minimieren, die ansonsten interessante Effekte verschleiert. Wir planen Grasnarben, die von n = 42 Plots der Biodiversitäts Exploratorien entnommen werden, in einem 'common garden' auszubringen wo die Intensität der Mahd und der Düngung manipuliert werden soll. In den nächsten drei bis 15 Jahren werden die Veränderungen in den Pflanzen- und Bakteriengemeinschaften auf den Grasnarben verfolgt. Hierfür wird die Zusammensetzung und Diversität der Pflanzen und Bakterien (next-generation 16S rRNA gene amplicon sequencing) ermittelt. Zusätzlich werden noch 3D-Modelle der Pflanzengemeinschaften, die durch multispektrale Information ergänzt werden, erstellt (PlantEye F500, Phenospex, Heerlen, The Netherlands). Diese Modelle erlauben die Errechnung von Parametern, die ganze Pflanzengemeinschaften charakterisieren. Änderungen in den Pflanzen- und Bakteriengemeinschaften werden mit der Landnutzung der Plots in den vergangenen Jahren ins Verhältnis gesetzt. Wir erwarten, dass Gemeinschaften, die aus verschiedenen Plots stammen, aber die gleiche Landnutzung erfahren in Ihrer Zusammensetzung und Diversität konvergieren; Gemeinschaften aus den gleichen Plots, die aber unterschiedliche Landnutzung erfahren, sollten divergieren. Das Projekt nutzt das Vorwissen zu den einzelnen Plots in Bezug auf Landnutzung und Artenzusammensetzung, liefert neuartige Daten für die Biodiversitäts Exploratorien, und stellt einen unabhängigen und neuartigen Beitrag zu der Frage, wie Landnutzug Ökosysteme beeinflusst, dar.
Unwetter richten in der Schweiz jährlich Schäden von rund 360 Millionen an (Mittel der Jahre 1972 bis 2007, teuerungsbereinigt). Diese Schäden werden von der WSL, im Auftrag des Bundesamtes für Umwelt BAFU, seit 1972 aufgrund von Zeitungsmeldungen systematisch erfasst und analysiert. Berücksichtigt werden Schäden durch auf natürliche Weise ausgelöste Hochwasser, Murgänge, Rutschungen und (seit 2002) Felsbewegungen. Die vorgeherrschten Witterungsbedingungen werden, wenn möglich, als Ursache ebenfalls aufgenommen. Die Datenbank wird in Bezug auf Ort, Ausmass und Ursache, aber auch im Hinblick auf die zeitliche und räumliche Verteilung der Unwetterereignisse ausgewertet und analysiert. Die Ergebnisse werden jährlich in der Zeitschrift Wasser Energie Luft publiziert. Die Schadensdaten werden öffentlichen Institutionen auf Anfrage zur Verfügung gestellt und dienen somit als breite Informationsbasis für die Gefahrenbeurteilung.
Epiphyte stellen eine wichtige Komponente tropischer Wälder dar, und es wird angenommen, dass diese mehr als andere Lebensformen unter Klimaveränderungen leiden werden. Da Epiphyten viele Prozesse tropischer Wälder beeinflussen, könnte sich dies seinerseits negativ auf das ganze Ökosystem auswirken. Publizierte Langzeitstudien, die sich dieser Hypothese widmen und die Dynamik und Zusammensetzung epiphytischer Gefäßpflanzen in situ dokumentieren, gab es bis vor kurzem nicht. Deswegen wurden im Jahr 1997 in Zentralpanama verschiedene plots eingerichtet, die 1) auf Populations- und Gemeinschaftsebene durch wiederholte Zensus die Langzeitdynamik im natürlichen Lebensraum direkt dokumentieren und 2) dadurch die Grundlagen für experimentelle Analysen schaffen. Die bisherigen, teilweise bereits publizierten Ergebnisse belegen eine überraschende Dynamik, zeigen aber auch, dass als zeitlicher Horizont für aussagekräftige Ergebnisse sicher mehrere Jahrzehnte avisiert werden müssen.
Seegraswiesen sind bedeutende Ökosysteme der Meere, die u.a. im Küstenschutz für Wellendämpfung und Sedimentstabilisierung sorgen. Gleichzeitig sind sie jedoch stark gefährdet und vom Rückgang bedroht. Die Wiederansiedlung von Seegras gestaltet sich problematisch, da ohne etablierten Seegrasbewuchs hydrodynamische Energie und Trübung steigen, was wiederum Seegraswachstum verhindert.
Um diesen Kreislauf zu durchbrechen, entwickeln Wissenschaftler in einem niedersächsischen Verbundprojekt in den kommenden vier Jahren künstliches Seegras, das optisch dem natürlichen Seegras ähnelt, die Eigenschaften der echten Pflanzen nachahmt und somit gute Anwuchsbedingungen für transplantierte Seegräser herstellt.
Eine Schlüsselrolle in dem Projekt kommt dabei der Materialauswahl für das künstliche Seegras zu: Es werden ausschließlich bioabbaubare Materialien verwendet, damit weder möglicherweise schädliche Substanzen in das System eingebracht noch künstliche Strukturen langfristig erhalten bleiben. Langfristig sollen so rein natürliche Seegraswiesen entstehen.
Die Forschung der letzten Jahre hat dafür gesorgt, dass die in Vergessenheit geratene Wild-Pflanze Taraxacum koksaghyz (Tks) als Kautschuk produzierende Kulturart für Deutschland wieder entdeckt wurde. Grundlagen der nachhaltigen Nutzung entlang der Wertschöpfungskette wurden geschaffen: Von Züchtung/Agronomie über Rohstoffgewinnung bis zur Kautschukverarbeitung in Produktprototypen. Die Prototypen weisen äquivalente Eigenschaften auf wie die Produkte aus Hevea-Kautschuk, wodurch die Perspektive für die vollständige Industrialisierung absehbar ist. Obwohl Fortschritte in der Züchtung von Tks erzielt wurden, gilt es für die Steigerung der langfristigen Wirtschaftlichkeit die Züchtung zu forcieren. Basis moderner Pflanzenzucht ist die Selektion von Elitepflanzen anhand von 'SMART breeding' Technologien. Dafür ist ein umfassendes Verständnis der Genom-Struktur und -Sequenz notwendig, das aber für Tks nicht vorliegt. Daher ist das übergeordnete Projektziel die Etablierung einer SMART breeding Plattform für Tks durch Sequenzierung, Annotation und Integration von genomischen, epigenomischen und transkriptomischen Sequenzen. Die Datenanalyse mittels innovativer Bioinformatik wird in praktischen und interaktiven Trainings-Modulen an Nachwuchswissenschaftler vermittelt. Die Expertisen im Projektteam bestehend aus drei KMUs (Pflanzenzucht, -kultivierung und Bioinformatik) und einem anwendungsnahen F&E-Institut garantieren eine schnellstmögliche Umsetzung der Projektziele und somit eine wirtschaftliche Verwertung der Ergebnisse. Umfassende Sequenzierungen durch das Fraunhofer IME mit bioinformatischer Auswertung durch die Firma ecSeq von ausgewähltem Zuchtmaterial und gezielten Kreuzungen der Partner ESKUSA und hortilab werden ein tiefergehendes Verständnis wichtiger komplexer agronomischer Merkmale generieren.