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Einfluss der Vegetationsstruktur auf die Invasibilität von subarktischen Heidesystemen

Der aktuelle Klimawandel hat bereits Auswirkungen auf eine Reihe natürlicher Prozesse (z.B. Walther et al. 2002, Nature 416: 389-395; Walker et al. 2006, PNAS 103: 1342-1346). Ansteigende Temperaturen haben die Phänologie von Arten verändert mit bedeutenden Auswirkungen für komplexe direkte und indirekte Interaktionen zwischen Arten und es gibt deutliche Hinweise auf aktuelle Arealverschiebungen als Reaktion auf Erwärmung (Walther et al. 2002; 2005, P Roy Soc B-Biol Sci 272: 1427-1432). Die Ergebnisse des International Tundra Experiment (ITEX) Forschungsprogramms zu Auswirkungen von Temperaturerhöhung auf die Struktur von Pflanzengemeinschaften deuten an, dass (1) die Produktivität ansteigen wird, (2) der Deckungsgrad toter Pflanzenteile (Streu) und der Deckungsgrad von Zwergsträuchern und Gräsern zunehmen wird, während (3) der Deckungsgrad von Moosen in arktischen Regionen abnehmen wird (Walker et al. 2006). Die für die Zusammensetzung von Pflanzengemeinschaften und die Verbreitungsreale von Arten erwarteten Veränderungen als Folge des Klimawandels hängen von der Invasibilität von Pflanzengemeinschaften ab. Obgleich letztere wiederum unter anderem durch die Vegetationsstruktur (z.B. Deckung, Höhe der Vegetation) bestimmt wird, ist die Bedeutung verschiedener Komponenten der Vegetationsstruktur (Sträucher, Moose, Gräser, Krautige) noch wenig erforscht. Im Lichte der klimainduzierten Veränderungen dieser Komponenten können empirische Studien zur Invasibilität von Pflanzengemeinschaften wichtige Informationen für die realistische Modellierung bezüglich der erwarteten Veränderung der Zusammensetzung von Vegetation und der Verbreitung von Arten liefern. Daher ist es Ziel dieses Projektes die Auswirkungen von Veränderungen verschiedener Komponenten der Vegetationsstruktur (Lebende Pflanzen, Moose, Streu) auf die Etablierung von Keimlingen in einem subarktischen Heidesystem zu analysieren.

Biochemie, Morphologie, Oekologie und Chorologie von hoeheren Pilzen, Naturschutz (Schwerpunkt: Saarland)

a) Aufnahme der Pilzarten und ihre Verbreitung im Saarland; - Morphologie und Zytologie der Fruchtkoerper, Biometrie und  Statistik von Pilzsporen; - Symbiosen mit hoeheren Pflanzen; - Substratwahl der saprophytisch lebenden Pilze; - Pilzsoziologie; - Phaenologie der Fruktifikationen (Fruktifikationsperioden); - Arten/Areal-Kurven; - Dokumentation der Pilzfunde in einer Datenbank; - Belegsammlung der Arten in einem Fungarium incl. DIA-Sammlung; - Einrichtung einer Literatursammlung Thema Pilze; - Leitung einer wissenschaftlichen Arbeitsgruppe Mykologie im Saarland. b) Naturschutz im Saarland, Pilzschutz; - Biotopschutz, Landschafts- und Bodenschutzprogramm des Saarlandes; - Pilzarten-Rueckgang, Pilzgefaehrdung, Pilzschutz; - Erstellung einer Roten Liste der gefaehrdeten Pilze im Saarland Pilzschutz europaweit. c) Biochemie der Pilze - Farb- und Duftstoffe in Pilzen; - Schwermetalle in Pilzen. d) Geschichte der Pilzkunde im Saarland. e) Dendrologie.

Ökologische Untersuchungen in einem Regenwald (Complex Mesophyll Vine Forest) in Nordost Queensland, Australien

Neben Studien zur Diversität von Gefäßpflanzen in ausgewählten Untersuchungsflächen wurde der Erforschung der endemischen Palmenart Normanbya normanbyi besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Im Mittelpunkt stehen Studien zur Blüten- und Fruchtökologie. Dabei wurde u.a. eine bisher unbeschriebene Gattung der Gallmücken entdeckt. Der interdisziplinäre Forschungsansatz soll wesentliche Erkenntnisse über Tier-Pflanze-Interaktionen in Regenwäldern liefern. Hauptaugenmerk liegt auf der Erfassung der Blüten- und Fruchtphänologie eines tropischen Tieflandregenwaldes in Nordostqueensland. Das Projekt beinhaltet die Erfassung der Phänologie aller Unterwuchsarten, Lianen und Baumarten in einer 1 ha großen Untersuchungsfläche. Weiterführend wird die Blühphänologie einer ausgewählten Palmenart Normanbay normanbyi erfasst und mit Hilfe molekulargenetischer Methoden im Zusammenhang mit der Verwandtschaftsstruktur ausgewählter Populationen betrachtet. Die Feldarbeiten für das 2003 begonnene Projekt wurden im Juli 2005 abgeschlossen.

Intensives Waldmonitoring ( IWM , Level II )

Das ICP-Forests-Programm agiert im Rahmen des UNECE-Übereinkommens über weiträumige grenzüberschreitende Luftverunreinigungen (Genfer Luftreinhaltekonvention, CLRTAP). Das Level-II-Monitoring ergänzt seit 1995 das Level-I-Monitoring. Hier werden Daten über Baumwachstum, Bodenvegetation, Bodenlösung, Bodenfestphase, nasse Deposition, Luftqualität, meteorologische Parameter, Phänologie, Streufall, Nadel- / Blattanalysen und sichtbare Ozonschäden erhoben, die umfänglich und hinsichtlich ihrer zeitlichen Auflösung weit über den Erhebungsrahmen des extensiven Waldmonitorings (Level I) hinausgehen. Die Daten werden in Deutschland auf ca. 50 - 90 Plots (Anzahl variiert je nach Parameter) erhoben. Verteilung Probenahmestandorte: Verteilung systematisch, so dass die Hauptwaldtypen Europas repräsentiert sind (kein Raster) Probenahmemethode: Die Probenahme für chemische Analysen erfolgt grundsätzlich nach Tiefenstufen. Satellitenbeprobung im Radius von 25 m mit einem inneren intensiver zu beprobenden Radius von 3 m. Für alle anderen Erhebungen ausführliche Angaben im ICP-Forests-Manual: https://www.icp-forests.net/monitoring-and-research/icp-forests-manual Entnahmetiefen: 0 bis 10 cm 20 bis 40 cm 40 bis 80 cm Untersuchungsmethode: Analysemethoden sind einheitlich festgelegt im ICP-Forests-Manual (s.o.). Untersuchungshäufigkeit: - bodenchemische Parameter alle 10 Jahre - Boden-Lösung fortlaufend - Blattnährstoffgehalte alle 2 Jahre - Baumdurchmesser und -höhen alle 5 Jahre - Boden-Vegetation mindestens alle 5 Jahre - atmosphärische Deposition fortlaufend - Bedingungen der Umgebungsluft fortlaufend - meteorologische Parameter fortlaufend - Phänologie mehrmals pro Jahr - Streufall fortlaufend - sichtbare Ozonschäden einmal pro Jahr - Kronenzustand jährlich Arbeitsgruppen / Gremien: - Expert Panel on soil and soils solution - Forest Soil Coordination Centre - Expert Panel on foliage and litterfall - Forest Foliar Coordinating Centre - Expert Panel on forest growth - Expert Panel on deposition - Working Group on ambient air quality - Expert Panel on crown condition - Ad hoc group on assessment of biotic damage causes - Expert panel on meteorology and phenology - Expert panel on biodiversity and ground vegetation - Quality Assurance Committee - Project Coordinating Group (PCG) - Scientific Advisory Group (SAG)

Veränderung der jahreszeitlichen Entwicklungsphasen bei Pflanzen

<p>Die Klimaveränderung ist in Deutschland inzwischen deutlich an Veränderungen der zeitlichen Entwicklung von Pflanzen (Phänologie) ablesbar. Vor allem die Temperaturerhöhung führt zu zeitigerem Austrieb, Blüte und Fruchtbildung im Vergleich zu früheren Jahrzehnten. Die Folgen für die biologische Vielfalt sowie Strukturen und Funktionen von Ökosystemen sind bisher kaum erforscht.</p><p>Pflanzen als Indikatoren für Klimaveränderungen</p><p>Der Begriff „Phänologie“ bezeichnet heute im Wesentlichen die Beobachtung von Entwicklungsvorgängen von Lebewesen im Freien. Zum Beispiel erfassen Akteure in einem deutschlandweiten Beobachtungsnetz, wann in den einzelnen Jahren der Blattaustrieb, die Blüte oder Fruchtbildung bestimmter Zeigerpflanzen einsetzte oder wann sich die Blätter der Laubbäume färbten oder abfielen. Diese phänologischen Phasen hängen wesentlich von der Temperaturentwicklung und der Wasserversorgung in den jeweiligen Jahren ab. Phänologische Daten sind deshalb sehr gute Indikatoren für die Wirkung der Klimaveränderung auf die Vegetation. Die existierenden Zeitreihen umfassen inzwischen bis zu sieben Jahrzehnte.</p><p>Die Abbildungen in den nachfolgenden Abschnitten enthalten jeweils die jährlichen Angaben zur Anzahl der Tage vom Jahresbeginn bis zum Beginn des phänologischen Ereignisses (Blüte usw.) als Mittel über die Beobachtungen in Deutschland und die statistische Trendlinie über die Jahre.</p><p>Die Dauer der Vegetationsperiode nimmt zu</p><p>Die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=Vegetationsperiode#alphabar">Vegetationsperiode</a>⁠, also die Zeit des Jahres, in der Pflanzen wachsen, blühen und fruchten, nahm in Deutschland seit 1961 im mittleren Trend um mehr als 26 Tage zu. Ihre Dauer erreichte im Jahr 2024 mit rund 248 Tagen ein neues Maximum. Die Vegetationsperiode beginnt mit dem Vorfrühling, dessen Start durch den Blühbeginn des Huflattichs angezeigt wird. Sie endet mit dem Spätherbst, wofür der beginnende Blattfall der Stieleiche steht. Trotz witterungsbedingter Schwankungen von Jahr zu Jahr zeigen die folgenden Diagramme die genannten Trends deutlich.</p><p>Weitere Zeigerpflanzen bestätigen den zeitigeren Frühlingsbeginn</p><p>Neben dem Huflattich werden zum Beispiel auch das Schneeglöckchen und die Salweide genutzt, um den Beginn des phänologischen Vorfrühlings zu datieren. Nachfolgend sind Zeitreihen für Zeigerarten abgebildet, die den Frühlingsanfang anzeigen und den zeitigeren Beginn dieser Jahreszeit im Vergleich zu früheren Jahrzehnten belegen. Ähnliche Tendenzen zeigen sich beim Blattaustrieb von Waldbäumen oder beim Ährenschieben von Getreide.</p><p>Eine weitere Zeitreihe verdeutlicht anhand des Beginns der Apfelblüte das zeitigere Eintreten des Vollfrühlings.</p><p>Veränderungen beim phänologischen Sommer und Herbst</p><p>Im <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/monitoringbericht-2023">Monitoringbericht 2023</a> zur Deutschen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Anpassungsstrategie#alphabar">Anpassungsstrategie</a>⁠ an den ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a>⁠ steht der Blühbeginn der Sommerlinde für den Beginn des Hochsommers, die Entwicklung erster reifer Früchte beim Schwarzen Holunder für den Beginn des Frühherbstes. Die Beobachtungen belegen einen zeitigeren Start des phänologischen Sommers sowie eine Verlängerung des Herbstes, so dass der phänologische Winter später beginnt.</p><p>Wirkungen auf Tiere und ökosystemare Prozesse</p><p>Bisher ist nur ansatzweise geklärt, wie sich die Verschiebungen phänologischer Phasen auf die Bestände von Tieren auswirken. So reagieren etwa bestimmte Vogelarten mit erhöhtem Bruterfolg infolge kürzerer Winter. Andere werden beeinträchtigt, weil zum Beispiel die Phasen erhöhten Futterbedarfs während der Brut nicht mehr mit einem entsprechend hohen Nahrungsangebot (bestimmte Pflanzen oder Insekten) zusammenfallen. Das gilt ähnlich auch für das Auftreten von Blüten und spezialisierten Bestäubern bei Pflanzen oder in Räuber-Beute-Systemen bei Tieren. Das kann sich drastisch auf die Bestandsentwicklung bestimmter Arten auswirken.</p><p>Weiterführende Informationen</p><p>Detailliertere Informationen zur Verschiebung der phänologischen Phasen finden Sie im Monitoringbericht 2023 zur Deutschen ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Anpassungsstrategie#alphabar">Anpassungsstrategie</a>⁠ an den ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a>⁠ ab Seite 202. Die „Länderinitiative Kernindikatoren“ stellt auf ihrer <a href="https://www.liki.nrw.de/">Internetseite</a> phänologische Daten auch für die einzelnen Bundesländer dar. Der Deutsche Wetterdienst (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/d?tag=DWD#alphabar">DWD</a>⁠) stellt auf seiner <a href="https://www.dwd.de/DE/klimaumwelt/klimaueberwachung/phaenologie/produkte/produkte_node.html">Internetseite</a> verschiedene Produkte zur aktuellen Pflanzenentwicklung bereit.<br><br><em>Tipps zum Weiterlesen:</em></p><p><em>Menzel A., Estrella N., Fabian P. 2001: Spatial and temporal variability of the phenological seasons in Germany from 1951 to 1996. Global Change Biology 7: 657-666.</em></p><p><em>Sparks T.H., Menzel A. 2002: Observed changes in seasons: an overview. International Journal of Climatology 22: 1715-1725.</em></p><p><em>Root T.L., Hughes L. 2005: Present and Future Phenological Changes in Plants and Animals. In: Lovejoy T.E., Hannah L. (Hrsg.): Climate Change and Biodiversity. Yale University Press, New Haven, Con418 S.</em></p><p><em>Schliep R., Ackermann W., Aljes V., et al. (2020): Weiterentwicklung von Indikatoren zu Auswirkungen des Klimawandels auf die biologische Vielfalt, ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BfN#alphabar">BfN</a>⁠-Skripten 576, Bundesamt für Naturschutz, Bonn – Bad Godesberg, Download unter: http:// <a href="http://www.bfn.de/skripten.html">www.bfn.de/skripten.html</a></em></p>

Winter cod 2023: Monitoring data recorded during RV ALKOR cruise AL585 - Gadus morhua body and gonad measurements

This data contains monitoring data of the RV ALKOR cruise AL585 conducted in January 2023 (January 23rd – January 31st) in the Western Baltic Sea by the University of Hamburg. The cruise was part of the 5-year monitoring programme Winter cod 2021-25 (Monitoring winter spawning activity of Western Baltic cod (Gadus morhua) (2021-25)) of the University of Hamburg aiming at investigating the early-winter spawning activity of Western Baltic cod to identify potential climate-induced shifts in spawning phenology. The data set includes cod single fish analysis data. All single fish measurements were made directly on board. Full wet weights of cod were measured and subsequently cod were gutted and liver weights, gonad weights and sexes, gutted wet weights (i.e., gutted wet mass), gonad stages and liver nematode infestations were recorded, and Otoliths were taken.

Winter cod 2024: Monitoring data recorded during RV ALKOR cruise AL606 - Gadus morhua body and gonad measurements

This data contains monitoring data of the RV ALKOR cruise AL606 conducted in January 2024 (January 22nd – January 30th) in the Western Baltic Sea by the University of Hamburg. The cruise was part of the 5-year monitoring programme Winter cod 2021-25 (Monitoring winter spawning activity of Western Baltic cod (Gadus morhua) (2021-25)) of the University of Hamburg aiming at investigating the early-winter spawning activity of Western Baltic cod to identify potential climate-induced shifts in spawning phenology. The data set includes cod single fish analysis data. All single fish measurements were made directly on board. Full wet weights of cod were measured and subsequently cod were gutted and liver weights, gonad weights and sexes, gutted wet weights (i.e., gutted wet mass), gonad stages and liver nematode infestations were recorded, and Otoliths were taken.

Winter cod 2022: Monitoring data recorded during RV ALKOR cruise AL568b - Gadus morhua body and gonad measurements

This data contains monitoring data of the RV ALKOR cruise AL568b conducted in January 2022 (January 24th – February 1st) in the Western Baltic Sea by the University of Hamburg. The cruise was part of the 5-year monitoring programme Winter cod 2021-25 (Monitoring winter spawning activity of Western Baltic cod (Gadus morhua) (2021-25)) of the University of Hamburg aiming at investigating the early-winter spawning activity of Western Baltic cod to identify potential climate-induced shifts in spawning phenology. The data set includes cod single fish analysis data. All single fish measurements were made directly on board. Full wet weights of cod were measured and subsequently cod were gutted and liver weights, gonad weights and sexes, gutted wet weights (i.e., gutted wet mass), gonad stages and liver nematode infestations were recorded, and Otoliths were taken.

Winter cod 2021: Monitoring data recorded during RV ALKOR cruise AL549 - Gadus morhua body and gonad measurements

This data contains monitoring data of the RV ALKOR cruise AL549 conducted in January 2021 (January 25th – February 1st) in the Western Baltic Sea by the University of Hamburg. The cruise was part of the 5-year monitoring programme Winter cod 2021-25 (Monitoring winter spawning activity of Western Baltic cod (Gadus morhua) (2021-25)) of the University of Hamburg aiming at investigating the early-winter spawning activity of Western Baltic cod to identify potential climate-induced shifts in spawning phenology. The data set includes cod single fish analysis data. All single fish measurements were made directly on board. Full wet weights of cod were measured and subsequently cod were gutted and liver weights, gonad weights and sexes, gutted wet weights (i.e., gutted wet mass), gonad stages and liver nematode infestations were recorded, and Otoliths were taken.

Zostera marina seedling emergence count in field experiments, Kiel, Germany (2023)

Seed-based seagrass restoration is expanding globally, to speed up the slow natural recolonization success of Zostera marina meadows. This study aimed to find practical guidelines to enhance seed-based restoration efforts in the German Baltic Sea, and other regions. To this end, parallel field and laboratory experiments were conducted, to examine the effects of six biotic and abiotic factors on seedling emergence (germination) over time. Seeds were collected by snorkelers from two sites (Falckenstein, Kiekut) in Schleswig-Holstein, Germany between July and August 2022. In the field, located in Kiel, Germany, 62 plots (50 x 50 cm) were sown with 100 seeds each of different seed coat colours (mixed from both sites) at three sowing time points (February, March, April 2023). Seedling and Arenicola marina mounds were counted biweekly from April until August 2023. Kiel Fjord temperature and salinity were taken from (Hiebenthal et. al., 2023).

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