Plastik wurde in einer Vielzahl von Umweltkompartimenten nachgewiesen, überwiegend als Mikroplastik, d.h. Kunststoffteile kleiner als 5 mm. Erste Untersuchungen wurden in marinen und aquatischen Systemen durchgeführt; Böden sind hingegen erst kürzlich in Bezug auf Mikroplastik in den Fokus gerückt, wobei Daten zeigen, dass es sich um eine verbreitete Kontamination der Böden handelt, mit potenziellen Folgen für bodenphysikalische, -chemische und -biologische Parameter. Angesichts der Vielzahl von Eintragspfaden, zu denen Plastikmüll, Kompost, Ablagerung aus der Luft und Straßen gehören, ist davon auszugehen, dass Mikroplastik in Böden der Biodiversitäts-Exploratorien vorhanden ist. Unsere Forschung hat zwei Ziele: Erstens wollen wir wissen, ob Mikroplastik (Vorhandensein und/oder Typ) die Intensität der Landnutzung widerspiegeln kann. Dafür werden wir Böden aus allen 150 EPs im Grünland beproben und mit Extraktions- und Identifikationsmethoden (Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie-Mikroskopie) auf Mikroplastikgehalt, -art und -zusammensetzung untersuchen. Wir können diese Daten dann mit Komponenten der Landnutzungsintensität (LUI) sowie mit Bodeneigenschaften verknüpfen. Zweitens wollen wir die Auswirkungen einer experimentellen Mikroplastik-Zugabe im Feld entlang des Landnutzungsgradienten testen. Wir werden dies mit dem Einsatz und der Wiederentnahme (nach einem Jahr) von kleinen Mesh-Beuteln mit Mikroplastik-kontaminiertem Boden angehen, die in allen VPs im Grünland vergraben werden (mit dem Boden der jeweiligen VPs). Wir verwende hierfür Polyesterfasern, von denen wir bereits wissen, dass sie klare und konsistente Auswirkungen auf bodenphysikalische Eigenschaften und Bodenprozesse haben. Unsere Messvariablen umfassen pilzbezogene Bodenprozesse (Zersetzung, Bodenaggregation) und Pilz-Lebensgemeinschaften, die mittels Illumina MiSeq Hochdurchsatzsequenzierung erfasst werden. Mit unserem Feldversuch wollen wir testen, wie sich Mikroplastik-Effekte zwischen Bodenart und Umweltkontext sowie der Intensität der Landnutzung unterscheiden. Alle experimentellen Objekte werden anschließend aus dem Feld entfernt, um sicherzustellen, dass es keine dauerhafte Kontamination der Exploratorien-Böden gibt. Da wir in diesem Bereich nur einen Mikroplastik-Typ verwenden werden und die Mikroplastik-Verschmutzung aber ein vielschichtiges Thema ist, werden wir auch ein komplementäres Laborexperiment durchführen, bei dem wir nur einen Bodentyp pro Exploratorium verwenden, aber zusätzlich zu den Mikrofasern eine Reihe von verschiedenen Mikroplastik-Typen testen. Insgesamt wird dieses Projekt Einblicke in die Verbreitung und Wirkung von Mikroplastik in Böden liefern, indem sie die einzigartige Fülle der für die Exploratorien verfügbaren Informationen nutzt und gleichzeitig eine neue Variable bietet, die für andere Forscher (z.B. in Syntheseprojekten), aber auch für Stakeholder von Interesse sein kann.
Es wird die Funktion der Koordinierung der oben genannten Forschung für den Regierungsbezirk Leipzig übernommen. Es werden Daten über Verbreitung, Standortansprüche und Bestandsveränderungen von Farn- und Samenpflanzen erhoben und ausgewertet. Belegmaterial wird im Herbarium der Universität archiviert. Wir bieten anderen Institutionen, aber auch Einzelpersonen den Service an, taxonomisch schwierige Sippen zu determinieren bzw. Belege zu revidieren.
Hoehere Pflanzen, die besonders in ihrem Wurzelraum entsprechenden Bakterien Schutz und Lebensmoeglichkeit bieten, koennten gemeinsam in der Lage sein, einen fuer sie voellig neuartigen Biotop zu veraendern; bestimmte Pflanzenanordnung und -auswahl verringern organische und anorganische Belastungen erheblich.
HerbAdapt - Anpassung von Waldunterwuchskräuter an WaldmanagementAnpassung von Pflanzen an Landnutzung wurde häufig im Kontext von Grünländern untersucht, während Studien über die Anpassung von Waldunterwuchspflanzen fehlen. Das ist überraschend, da Waldmanagement einen starken Einfluss auf die Umweltbedingungen in der Krautschicht hat, vor allem auf Licht und Bodenfeuchte, welche wiederum das Waldunterwuchspflanzen stark beeinflussen. Ich vermute, dass diese Umweltvariation eine divergierende Selektionskraft ist, die zu phänotypischer Merkmalsdifferenzierung und lokaler Anpassung von Waldunterwuchspflanzen an Waldmanagement führt. In meinem Projekt HerbAdapt werde ich zwei Common Garden Experimente - eines davon mit einer Licht- und Trockenheitsbehandlung - sowie ein reziprokes Transplantationsexperiment durchführen, um diese Hypothese für mehrere weitverbreitete Waldunterwuchspflanzen (vier Kräuter, zwei Gräser), die sich in ihrer Ausbreitungsrate unterscheiden, zu testen. Ich werde Fitness- und funktionelle Merkmale untersuchen, sowie Blühphänologie, da diese in Beobachtungsstudien im Feld mit Waldmanagement korreliert. Die Mittelwerte der phänotypischen Merkmale und deren Reaktionen auf experimentelle Behandlungen werden in den Common Garden Experimenten gemessen, und mit Waldstruktureigenschaften und mikroklimatische Variablen korreliert. Mit dem reziproken Transplantationsexperiment werde ich explizit die Anpassung an Waldmanagement testen, in dem ich ein Transplantationsdesign auf Ebene der Exploratorien entlang eines Managementintensitäts-Gradienten anwende.Damit wird mein Projekt zum Verständnis der Auswirkungen von Waldmanagement auf phänotypische Merkmalsvariation in Waldunterwuchskräutern beitragen. Als wichtige Ebene der Biodiversität ist phänotypische Merkmalsvariation innerhalb dieser Arten entscheidend für die Anpassung an zukünftige Veränderungen des Waldmanagements und den voranschreitenden globalen Wandel.
Die oekologische Versuchsfarm des Instituts fuer Oekologie der Pflanzen im ariden Suedwesten Afrikas wird von einem Salzfluss durchschnitten, dessen Flussbett und Flussufer auf ca 10 km Laenge und 200 m Breite von dichten Phragmites-Bestaenden bewachsen wird. An diesen Bestaenden werden produktionsbiologische Untersuchungen durchgefuehrt mit dem Ziel, die Eignung von Phragmites australis als nachwachsender Rohstoff zu charakterisieren.
Im Stadtgebiet von Durban (Suedafrika) gibt es noch Mangrovenbestaende, die stark gefaehrdet sind. In Zusammenarbeit mit der Universitaet Durban-Westville, Botany Department, untersuchen wir diese Mangrovenbestaende mit dem Ziel der nachhaltigen Sicherung dieser Bestaende. Die Arbeiten werden in Abstimmung mit der Nationalparkverwaltung vor Ort durchgefuehrt.
Auf dem Schauinsland bei Freiburg, auf den ARINUS-Flächen im Forstbezirk Schluchsee, auf den Versuchsflächen des Sonderforschungsbereiches SFB-433 im Forstbezirk Tuttlingen und in der Oberrheinebene bei Hartheim werden auf verschiedenen Standorten Radialveränderungen der Baumschäfte von Fichten, Buchen und Kiefern hochaufgelöst, kontinuierlich registriert. An einem Teilkollektiv der Untersuchungsbäume werden zusätzlich Radialveränderungen in größeren Schafthöhen, an Ästen sowie an flachstreichenden Wurzeln registriert. Gleichzeitig werden Temperaturen ( Luft-, Kambial- und Boden-Temperaturen), die Luftfeuchte und Bodenfeuchten gemessen sowie die Phänophasentermine registriert. Aus den Analysen werden Informationen über die Bedeutung verschiedener Standortsfaktoren in den Untersuchungsgebieten auf das kurz-, mittel- und langfristige Wuchsverhalten von Bäumen erwartet. Aus dem Vergleich des Wachstumsverhaltens auf Standorten in verschiedenen Höhenlagen sollen tiefere Einblicke in die Umweltabhängigkeit des Baumwachstums gewonnen werden.
Salzpflanzen koennen auch in Industriewaessern wachsen; koennen sie auch eliminieren? Gezeiten sind ganz wesentlich; Verfahren in hochbelasteten Binnengewaessern angewendet.
Wie, warum und wo überleben Baumarten zunehmenden Stress? Das Projekt wird in in Zusammenarbeit mit einem Konsortium europäischer Institutionen durchgeführt.
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