Wiesen auf zeitweise vernässten, sommertrockenen Böden sind meist ein Produkt jahrzehntelanger landwirtschaftlicher Nutzung. Nur selten handelt es sich bei solchen Flächen um oligotrophe Biotope, die zu den am schützenswertesten mitteleuropäischen Landschaften gehören. Dennoch können solche Wiesen auch bei mittlerem und höherem Nährstoffstatus recht artenreich sein. Ziel dieses Projektes ist es, die mittel- und langfristigen Folgen der Nutzungsaufgabe auf solchen Grünlandstandorten aufzuzeigen. In welchen Zeiträumen ist mit einschneidenden Veränderungen der botanischen Zusammensetzung und der bodenchemischen Eigenschaften zu rechnen und welche Unterschiede bestehen zwischen der ungestörten Sukzession und einmaligem Mulchen pro Jahr? Der Freilandversuch wurde im Jahr 1979 in langjährig bewirtschaftetem Grünland etabliert, das pflanzensoziologisch als Arrhenatherion elatioris feuchter Ausprägung einzuordnen ist. Der Ausgangsbestand war dominiert von Leguminosen und anderen Kräutern. Der Versuch mit vier Wiederholungen beinhaltet drei Behandlungen, die über 25 Jahre unverändert geblieben sind: ungestörte Sukzession, einmaliges Mulchen pro Jahr im Juli und extensive Wiesennutzung (= moderate mineralische Düngung, ein bis zwei Schnitte pro Jahr, Erstnutzung in der Regel in der ersten Juni-Hälfte).
Die Einflüsse von Bodenheterogenität und Managementpraktiken auf dynamische Veränderungen von ökophysiologischen Wachstumsmustern der wichtigen Kulturarten des Rur Einzugsgebiets werden charakterisiert. Auf einander abgestimmte experimentelle Ansätze, Modellierung und Skalierung werden angewandt, um die Vegetationscharakterisierung in TerrSysMP zu verbessern. Hierbei werden die Kopplung von Pflanzen- und Wurzelmodellen, Einflüsse von Landnutzungsänderung und Management auf Flussmuster, und die Einbeziehung von Fernerkundungsverfahren zur Bestimmung von funktionalen Pflanzentypparametern besonders berücksichtigt.
Um die Ufer von Binnenwasserstraßen vor schädlichen Auswirkungen der schiffsinduzierten und natürlichen hydraulischen Belastungen zu schützen, werden diese bisher überwiegend mit Schüttsteindeckwerken, die aus großen Wasserbausteinen bestehen, gesichert. Mit der im Jahr 2000 eingeführten Europäischen Wasserrahmenrichtlinie soll der ökologische Zustand der Wasserstraßen langfristig verbessert werden. Sie sind naturnäher zu gestalten, um Lebensräume für Tiere und Pflanzen zu schaffen und zu erhalten. Eine solche ökologische Aufwertung kann erreicht werden, indem die Schüttsteindeckwerke durch naturnahe technisch-biologische Ufersicherungen ersetzt werden. Die Ufer werden dabei entweder allein durch Pflanzen oder durch Pflanzen und technische Komponenten geschützt. Wo genau diese umweltfreundlichen Ufersicherungen anwendbar sind, wie sie geplant, bemessen und ausgeführt werden können und wie sie ökologisch zu bewerten sind, damit beschäftigt sich seit einigen Jahren ein interdisziplinäres Forschungsprojekt der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG). Dessen Ziel ist es, Empfehlungen und Grundlagen zu erarbeiten, um die neu entwickelten Ufersicherungsarten an Binnenwasserstraßen einzusetzen. Die enge Zusammenarbeit verschiedener Fachreferate der BAW (Erdbau und Uferschutz; Schifffahrt) und der BfG (Landschaftspflege, Vegetationskunde; Tierökologie) ermöglicht eine fachübergreifende Projektbearbeitung aus technischer und ökologischer Sicht (ufersicherung.baw.de). Einen besonderen Schwerpunkt des Forschungsprojektes bildet seit 2011 ein Naturversuch auf einem ein Kilometer langen Flussabschnitt am rechten Rheinufer bei Worms (km 440,6 bis km 441,6). In Kooperation mit dem Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt (WSA) Mannheim werden in neun Versuchsfeldern unterschiedliche technisch-biologische Ufersicherungsmaßnahmen an der größten und meist befahrenen Wasserstraße in Deutschland getestet. Im Untersuchungsgebiet verkehren rund 120 Güterschiffe pro Tag. Je nach Abfluss schwankt der Wasserstand um über 6 m. Die Böschungen sind zudem relativ steil geneigt. In vier Versuchsfeldern wurde die Steinschüttung oberhalb des mittleren Wasserstands durch Weidenspreitlagen, vorkultivierte Röhrichtgabionen und Pflanzmatten sowie Steinmatratzen ersetzt. In weiteren vier Feldern blieb die Steinschüttung erhalten und wurde durch verschiedene Maßnahmen ökologisch aufgewertet. Dabei wurde das Ufer mit Weidensetzstangen und -faschinen, mit Busch- und Heckenlagen begrünt, die Uferstruktur wurde mittels Kies, großen Einzelsteinen und Totholzfaschinen verbessert; zudem wurden durch einen der Böschung vorgelagerten Steinwall geschützte Bereiche geschaffen. Ein Versuchsfeld blieb zum Vergleich ohne Sicherung. (Text gekürzt)
Im Hamburger Hafen fallen jaehrlich ca. 1,5 Mio. Kubikmeter feinkoernige Sedimente an, die zur Aufrechterhaltung eines geregelten Schiffsverkehrs laufend mittels Baggereinsatz entfernt werden muessen. Wegen der hohen Metallbelastung dieser Sedimente koennen diese nicht mehr als Bodenverbesserer naehrstoffaermerer landwirtschaftlicher Kulturflaechen verwendet werden, sondern muessen auf Spuelfelder - ausgelegt als Dauerdeponien - verbracht werden. Da die zur Verfuegung stehenden Flaechen aber nur noch kurzfristig zur Aufnahme des Baggergutes ausreichen, sollte untersucht werden, unter welchen Bedingungen eventuell doch ein Anbau von Nutzpflanzen moeglich waere, oder ob man die Spuelfelder sich selbst ueberlassen kann und muss, da auf ihnen eine natuerliche Sukzession verschiedener Pflanzengesellschaften in Richtung auf ein Weidengebuesch bzw. auf einen Auenwald ablaeuft. Diese Waelder koennten dann eventuell als Erholungsgebiet 'genutzt' werden.
Im Rahmen des Feuchtwiesenschutz- und Mittelgebirgsprogramms werden zum Schutz von Tieren und Pflanzen Nutzungsauflagen festgesetzt. Die Auswirkungen dieser Nutzungsauflagen (geringere Duengung, spaetere Nutzung) auf Ertrag, Futterausnutzung, Futterqualitaet und nicht zuletzt auf die pflanzensoziologische Bestandszusammensetzung sind sowohl fuer den Naturschutz als auch fuer die Nutzung und Pflege dieser Flaechen durch die landwirtschaftliche Praxis von Bedeutung. Aus diesem Grund werden nachfolgende Versuche und Untersuchungen durchgefuehrt: 1. Einfluss spaeter Gruenlandnutzung auf Jahresertrag, Futterqualitaet und Pflanzenbestand in einem Feuchtbiotop sowie auf einer bisher intensiv bewirtschafteten Flaeche. 2. Auswirkungen von Bewirtschaftungseinschraenkungen in Feuchtwiesenschutzgebieten auf Ertrag, Futterqualitaet und Pflanzenbestandsentwicklung. 3. Auswirkungen von Bewirtschaftungseinschraenkungen auf Feuchtwiesen in Mittelgebirgsregionen auf Ertrag, Futterqualitaet und Pflanzenbestandsentwicklung.
Seit langem ist bekannt, dass die artenmaessige Zusammensetzung von Pflanzenbestaenden in der freien Landschaft genaue Rueckschluesse auf die Standortverhaeltnisse erlaubt. Diese Kenntnisse muessen laufend vertieft werden. Durch pflanzensoziologischen Vergleich der Vegetationseinheiten auf den Bodeneinheiten der Bodenkarte von Bayern 1:25000 sollen Beziehungen der Pflanzengesellschaften zu den Bodentypen aufgezeigt werden. Die hiervon abgeleiteten Erfahrungen finden Anwendung in der Land- und Forstwirtschaft bei der Landschaftspflege sowie im Naturschutz.
Stickstoffverluste bei Guelleduengung auf landwirtschaftlicher Nutzflaeche finden hauptsaechlich ihre Ursache in einer unsachgemaessen Anwendung: falscher Zeitpunkt, ueberhoehten Menge, schlechte Verteilung. Zur Vermeidung von Stickstoffverlusten muss die Guelle dem Naehrstoffbedarf des Pflanzenbestandes entsprechend eingesetzt werden. Anhaltspunkte hierfuer liefern nur Versuchsergebnisse. Nachfolgende Versuche und Untersuchungen werden durchgefuehrt: 1. Naehrstoffwirkung und Naehrstoffverlagerung von Rinder- und Schweineguelle in Abhaengigkeit von Aufwandmenge, Ausbringungstermin und Ergaenzungsduengung mit mineralischem Stickstoff. 2. Auswirkung von Guelleverduennung und Nachregnen auf die Naehrstoffwirkung. 3. Einfluss von mineralischer sowie von Guelleduengung auf den Nitrataustrag mit dem Sickerwasser. 4. Guellestickstoffwirkung bei differenzierter mineralischer Stickstoffergaenzungsduengung bei Ausbringung von Guelle im Herbst, Winter und Fruehjahr. Bei allen Untersuchungen werden zusaetzlich die pflanzensoziologischen Veraenderungen der Weidenarbe ermittelt.
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens werden die oekologischen Auswirkungen von nach Baum- und Straucharten und nach Pflanzendichten variierenden Vorwaeldern untersucht. Es wird insbesondere den Fragen der Schutzwirkungen, z.B. Spaetfrostschutz und der Beeinflussung des Wasser- und Naehrstosshaushaltes nach Sukzessionen, bzw. gezielt eingebrachten Vorwaldbaumarten, nachgegangen. In zusaetzlichen Versuchsparzellen (in nicht vom Sturm geschaedigten Fichtenparzellen und auf vegetationslos zu haltenden Flaechen) werden Vergleichsdaten gewonnen.
Vier Fragestellungen stehen hierbei im Mittelpunkt: 1) Wie setzt sich die Vegetation im extrem trockenen Kernbereich der Atacama zusammen und welchen räumlichen und zeitlichen Schwankungen ist sie unterlegen? 2) Erfolgte die Besiedlung und Diversifizierung korreliert mit klimatischen und geologischen Ereignissen, welche als Ursache für die Aridität der Atacama zu sehen sind? 3) Sind diversifizierte Pflanzengruppen in der Atacama das Produkt einer einmaligen oder mehrmaligen Kolonisierung? 4) Spiegelt sich die Fragmentierung ausgewählter Arten in der Atacama in der genetischen Diversität wider oder wird diese positiv durch die Samenbank bzw. Ausbreitungsereignisse beeinflusst. Um diese Fragen zu beantworten, schlagen wir eine Kombination floristischer und molekularbiologischer Methoden vor: floristische Aufnahmen, ex-situ Kultivierung, molekulare Phylogenien ausgewählter und artenreicher Atacama Gruppen, sowie Populationsgenetik von Modelarten.
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