Das Projekt "Erforschung der Oekophysiologie der Flechten und der hoeheren Pflanzen (z.B. Halophyten, Kulturpflanzen usw.)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Botanisches Institut und Botanischer Garten.(1) Poleotoleranz von Flechten der Stadt Wuerzburg (Kartierung, S-Gehalt, Pb-Gehalt-Beziehungen zur spezifischen Klimasituation). (2)Temperaturresistenz und photosynthetische Stoffproduktion von Flechten von extremen Standorten (im Bereich heisser Exhalationen auf Hawaii, in der Antarktis, in Australien, in Wuestengebieten). (3) Hitze- und Kaelteresistenz von Sukkulenten atlantischer Inseln. (4) Frostresistenz und ihre Ursachen bei Halophyten der Nordseekueste. (5) Frostresistenz und ihre Ursachen bei verschiedenen Sorten der Weinrebe.
Das Projekt "BioKreativ 1 - BioPV4H2: Biophotovoltaics für die Herstellung von Bio-Wasserstoff aus Wasser, Kohlenstoffdioxid und Sonnenlicht" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Solare Materialien.
Das Projekt "Optimization of a Method for the Isolation of Chloroplasts from Fresh Plant Material for the Development of a Bioassay Test for the Determination of Pesticides in Water" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bonn, Landwirtschaftliche Fakultät, Institut für Landwirtschaftliche Botanik und Landwirtschaftlich-Botanischer Garten.Bio-assays are increasingly used in supplement to classical analyses to determine the effect of contamination of waters with herbicides, some of which have been shown to be able to determine herbicides within the limits in compliance with EC-ordonance for drinking water. Preliminary work carried out at the University of Bonn has demonstrated that contamination of different water systems can be identified using inhibition of the light dependent production of oxygen by chloroplasts. Further experiments at IRMM have shown a potential to transfer membrane systems of chloroplasts into stable powder that can be used to carry out such bio-assays. Results: A method has been developed tor the isolation and breakage ot chloroplasts that allow freeze drying of the thylakoid membranes. The photosynthetic activity of the lyophilized material was maintained to 86 - 95 per cent. This powder can be stored for over five month without loss of activity.
Das Projekt "Struktur und Abundanz oligotropher Bakterien in Nord- und Südpolarmeer" wird/wurde ausgeführt durch: Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. (AWI).Der Antarktische Ozean ist mit Chlorophyllgehalten von weniger als 0,3 my g per Liter und Primärproduktionsraten von weniger als 50 mg C pro m2 pro Tag extrem nährstoffarm oder ultraoligotroph. In den Wintermonaten mit kaum messbarer Photosynthese werden die biologischen Umsetzungen im Pelagial im wesentlichen von den Bakterien dominiert. So konnten obligat und fakultativ oligotrophe Bakterien als die dominante Population über den Gunnerus- und Astrid-Rücken im Antarktischen Ozean nachgewiesen werden. Sie machten hier mit etwa 10 Prozent der gesamten Bakterienzahlen einen beträchtlichen Anteil der kultivierbaren Bakterien aus. Der Arktische Ozean ist dagegen starken terrestrischen Einflüssen durch die Einträge größerer Wasserfrachten von sibirischen Flüßen ausgesetzt. Maximale Produktionsraten von 1320 mg pro m2 pro Tag wurden im Sommer in der Frobisher Bay, Kanada, gemessen. Die Chlorophyllkonzentrationen im Meerwasser schwankten in Abhängigkeit der Wassertiefe zwischen 0,22 und 1,4 my g pro Liter im nördlichen Foxe Basin, im östlichen Teil der kanadischen Arktis. Von 9 Stationen in der Framstraße und der westlichen Grönlandsee konnten obligat oligotrophe Bakterien nur an einer Station nachgewiesen werden. Die Abundanz und Struktur oligotropher Bakteriengemeinschaften in Nord- und Südpolarmeer soll nun mit klassischen und molekularbiologischen Methoden eingehender untersucht werden. Es wird erwartet, dass nach Anreicherung der oligotrophen Bakterien in der Dialysekammer durch den Einsatz der Laserpinzette und Einzelzellkultivierungen der Anteil und die Diversität der oligotrophen Isolate erheblich vergrößert werden können.
Das Projekt "Regeneration in an Ethiopian montane forest with special emphasis on tree biology and nurse-tree functions" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bayreuth, Fachgruppe Biologie, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Pflanzenphysiologie.
Das Projekt "Der Einfluss von SO2-Immissionen auf den Stoffwechsel von Flechten als Bioindikatoren fuer Luftverunreinigungen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Würzburg, Institut für Botanik und Pharmazeutische Biologie mit Botanischem Garten, Lehrstuhl für Botanik II.Wirkung von Schwefeldioxid auf Nettophotosynthese und Atmung von Flechten; Kartierung von Flechten im Stadtgebiet; Schwefel-Analysen in Flechten.
Das Projekt "Untersuchungen von Luftschadstoffen im Hinblick auf eine Klaerung der Ursachen der neuartigen Waldschaeden unter kontrollierten Bedingungen" wird/wurde ausgeführt durch: Landesanstalt für Immissionsschutz Nordrhein-Westfalen.Untersucht werden in erster Linie Wirkungen von Ozon allein oder in Kombination mit saurem Nebel unter kontrollierten Bedingungen. Als Arbeitshypothese liegt das Wirkungsschema der LIS zur Entstehung der neuartigen Waldschaeden zugrunde (siehe LIS-Bericht Nr. 28). Zur experimentellen Untersuchung der O3-Wirkung werden Waldbaeume in Plexiglaskammern mit gefilterter Luft unter Zusatz von Ozon begast und die verschiedenen physiologischen Parameter verfolgt. Dabei konnte festgestellt werden, dass unter O3-Einfluss a) die Photosyntheserate reduziert wird, b) die Atmungsrate ansteigt, c) der Chlorophyllgehalt abnimmt. Es laesst sich eine vorlaeufige Rangfolge der Sensitivitaet wie folgt aufstellen 1) Buchen 2) Ahorn 3) Fichte 4) Tanne. Zur Wirkung der kombinierten Behandlung von Fichten mit Ozon und saurem Nebel werden vor allem die aus den Baeumen ausgewaschenen Naehrstoffe analysiert. In Abhaengigkeit von der Ozonkonzentration werden Ca++, Mg++, K+, Mn+, NO3- und SO4-- verstaerkt ausgewaschen, Cl- dagegen nicht. Mit sinkendem pH-Wert in der Nebelloesung nimmt die Menge ausgewaschener Ionen ebenfalls zu.
Wälder, Böden und ihre Vegetation speichern Kohlenstoff. Bei intensiver Nutzung wird Kohlendioxid freigesetzt. Maßnahmen, die die Freisetzung verhindern sollen, richten sich vor allem auf eine nachhaltige Bewirtschaftung der Wälder, den Erhalt von Dauergrünland, bodenschonende Bearbeitungsmethoden im Ackerbau, eine Reduzierung der Entwässerung und Wiedervernässung von Moorböden. Bedeutung von Landnutzung und Forstwirtschaft Der Kohlenstoffzyklus stellt im komplexen Klimasystem unserer Erde ein regulierendes Element dar. Durch die Vegetation wird Kohlendioxid (CO 2 ) aus der Luft mittels Photosynthese gebunden und durch natürlichen mikrobiellen Abbau freigesetzt. Zu den größten globalen Kohlenstoffspeichern gehören Meere, Böden und Waldökosysteme. Wälder bedecken weltweit ca. 31 % der Landoberfläche (siehe FAO Report 2020 ). Bedingt durch einen höheren Biomassezuwachs wirken insbesondere boreale Wälder in der nördlichen Hemisphäre als Kohlendioxid-Senken. Nach § 1.8 des Klimarahmenabkommens der Vereinten Nationen werden Senken als Prozesse, Aktivitäten oder Mechanismen definiert, die Treibhausgase (THG), Aerosole oder Vorläufersubstanzen von Treibhausgasen aus der Atmosphäre entfernen. Im Boden wird Kohlenstoff langfristig durch sog. Humifizierungsprozesse eingebaut. Global ist etwa fünfmal mehr Kohlenstoff im Boden gespeichert als in der Vegetation (siehe IPCC Special Report on Land Use, Land Use Change and Forestry ). Boden kann daher als wichtigster Kohlenstoffspeicher betrachtet werden. Natürliche Mineralisierungsprozesse führen im Boden zum Abbau der organischen Bodensubstanz und zur Freisetzung von den Treibhausgasen CO 2 , Methan und Lachgas. Der Aufbau und Abbau organischer Substanz steht in einem dynamischen Gleichgewicht. Die voran genannten Prozesse werden unter der Kategorie/Sektor „Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“ (kurz LULUCF ) bilanziert. Modellierung von Treibhausgas-Emissionen aus Landnutzungsänderung Jährliche Veränderungen des nationalen Kohlenstoffhaushalts, die durch Änderungen der Landnutzung entstehen, werden über ein Gleichgewichtsmodell berechnet, welches für Deutschland auf einem Stichprobensystem mit rund 36 Millionen Stichprobenpunkten basiert. Für die Kartenerstellung der Landnutzung und -bedeckung werden zunehmend satellitengestützte Daten eingesetzt, um so die realen Gegebenheiten genauer abbilden zu können. Die nationalen Flächen werden in die Kategorien Wald, Acker- sowie Grünland, Feuchtgebiete, Siedlungen und Flächen anderer Nutzung unterteilt (siehe auch Struktur der Flächennutzung ). Die Bilanzierung (Netto) erfolgt über die Summe der jeweiligen Zu- bzw. Abnahmen der Kohlenstoffpools (ober- und unterirdische Biomasse, Totholz, Streu, organische und mineralische Böden und Holzprodukte) in den verschiedenen Landnutzungskategorien. Allgemeine Emissionsentwicklung Die aktuelle Emissionsentwicklung ist für den Sektor LULUCF zunehmend dramatisch. In den letzten Jahren ist der Sektor von einer abnehmenden Netto-Kohlenstoffspeicherung im Wald sowie von hohen THG-Emissionen der organischen Böden des Acker- und Grünlands geprägt (Netto THG-Emissionen in 1990: rund +40 Mio. t CO 2 Äquivalente und in 2022: + 4 Mio. t CO 2 Äquivalente). Im Rahmen des novellierten Klimaschutzgesetzes (KSG) wird eine Schätzung für das Vorjahr Vorjahr 2023 vorgelegt. Diese liefert für LULUCF nur Gesamtemissionen, deren Werte als unsicher einzustufen sind. Die Werte liegen bei 3,6 Mio. t CO 2 Äquivalenten. Aus diesem Grunde werden in den folgenden Abschnitten nur die Daten der Berichterstattung 2024 für das Jahr 2022 betrachtet. Veränderung des Waldbestands Die Emissionen sowie die Speicherung von Kohlenstoff bzw. CO 2 für die Kategorie Wald werden auf Grundlage von Bundeswaldinventuren berechnet. Bei der Einbindung von Kohlenstoff spielt insbesondere der Wald eine entscheidende Rolle als Netto-Kohlenstoffsenke. In der Waldkategorie sind die Pools Biomasse (69,6%), mineralische Böden (21,8 %) und Totholz (8,6 %) ausschlaggebend. Zu den Emissionsquellen im Wald zählen Streu, Drainage organischer Böden, Mineralisierung und Waldbrände. Zusammen machen diese Emissionsquellen nur einen Anteil von 7,4 % an der Treibhausgasmenge des deutschen Waldes aus. In den Jahren 1990 und 2007 trafen auf Deutschland Orkane (2007 war es der Sturm Kyrill), die zu erheblichem Holzbruch mit einem daraus resultierenden hohen Sturmholzaufkommen in den Folgejahren führten (siehe dazu NIR ). In 1990 wurden rund -19,5 Mio. t CO 2 -Äquivalente im Wald an CO 2 -Emissionen gespeichert. Im Jahr 2022 waren es -39,7 Mio. t CO 2 -Äquivalente (siehe Tab. „Emissionen und Senken im Bereich Landnutzung , Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“). Inwieweit die Ereignisse der letzten Jahre wie Stürme, Dürre und Insekten Einfluss auf den Kohlenstoffspeicher Wald haben, werden erst die Analysen der Bundeswaldinventur 2022 aufzeigen, deren Ergebnisse kontinuierlich ab dem Jahr 2023 (und der Berichterstattung 2025) im LULUCF -Inventar berücksichtigt werden können. Offensichtlich ist aber: Der Zustand des deutschen Waldes ist zunehmend besorgniserregend. Treibhausgas-Emissionen aus Waldbränden Bei Waldbränden werden neben CO 2 auch sonstige Treibhausgase bzw. Vorläufersubstanzen (CO, CH 4 , N 2 O, NOx und NMVOC ) freigesetzt. Aufgrund der klimatischen Lage Deutschlands und der Maßnahmen zur Vorbeugung von Waldbränden sind Waldbrände ein eher seltenes Ereignis, was durch die in der Waldbrandstatistik erfassten Waldbrandflächen bestätigt wird. Das Jahr 2022 war ein überdurchschnittliches Waldbrandjahr im Vergleich zum langjährigen Mittel. Dies gilt sowohl hinsichtlich der Anzahl auftretender Waldbrände als auch in Bezug auf die jeweils betroffene Waldfläche pro Brand (siehe mehr zu Waldbränden ). Durch die Brände wurden ca. 0,28 Mio. t CO 2 -Äquivalente an Treibhausgasen freigesetzt. Werden nur die CO 2 -Emissionen aus Waldbrand (0,25 Mio. t CO 2 -Äquivalente) betrachtet, machen diese im Verhältnis zu den CO 2 -Emissionen des deutschen Gesamtinventars nur einen verschwindend kleinen Bruchteil aus. Veränderungen bei Ackerland und Grünland Mit den Kategorien Ackerland und Grünland werden die Emissionen sowie die Einbindung von CO 2 aus mineralischen und organischen Böden, der ober- und unterirdischen Biomasse sowie direkte und indirekte Lachgasemissionen durch Humusverluste aus Mineralböden nach Landnutzungsänderung sowie Methanemissionen aus organischen Böden und Entwässerungsgräben berücksichtigt. Direkte Lachgas-Emissionen aus organischen Böden werden im Bereich Landwirtschaft unter landwirtschaftliche Böden berichtet. Für die Landnutzungskategorie Ackerland betrugen im Jahr 2022 die THG-Gesamtemissionen 15,6 Mio. t CO 2 Äquivalente und fielen damit um 0,9 Mio. t CO 2 Äquivalente ≙ 6 % größer im Vergleich zum Basisjahr 1990 aus (siehe Tab. „Emissionen und Senken im Bereich Landnutzung , Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft“). Hauptquellen sind die ackerbaulich genutzten organische Böden (74,1 %) und die Mineralböden (21,2 %), letztere hauptsächlich infolge des Grünlandumbruchs. Die anthropogen bedingte Netto-Freisetzung von CO 2 aus der Biomasse (4,7 %) ist im Ackerlandsektor gering. Dominierendes Treibhausgas in der Kategorie Ackerland ist CO 2 (2022: 14,7 Mio. t CO 2 Äquivalente, rund 97 %). Die Landnutzungskategorie Grünland wird in Grünland im engeren Sinne, in Gehölze und weiter in Hecken unterteilt. Die Unterkategorien unterscheiden sich bezüglich ihrer Emissionen sowohl qualitativ als auch quantitativ deutlich voneinander. Die Unterkategorie Grünland im engeren Sinne (dazu gehören z.B. Wiesen, Weiden, Mähweiden etc.) ist eine CO 2 -Quelle, welche durch die Emissionen aus organischen Böden dominiert wird. Für die Landnutzungskategorie Grünland wurden Netto-THG-Emissionen insgesamt in Höhe von 22,1 Mio. t CO 2 Äquivalenten errechnet. Diese fallen um rund 6,7 Mio. t CO 2 Äquivalente ≙ 23 % niedriger als im Basisjahr 1990 aus. Dieser abnehmende Trend wird durch die Pools Biomasse und Mineralböden beeinflusst. Mineralböden stellen eine anhaltende Kohlenstoffsenke dar. Die zunehmende Senkenleistung der Mineralböden der Unterkategorie Grünland im engeren Sinne beträgt in 2022 -5,1 Mio. t CO 2 . Moore (organische Böden) Drainierte Moorböden (d.h. entwässerte organische Böden) gehören zu den Hotspots für Treibhausgase und kommen in den meisten Landnutzungskategorien vor. Im Torf von Moorböden ist besonders viel Kohlenstoff gespeichert, welches als Kohlenstoffdioxid freigesetzt wird, wenn diese Torfschichten austrocken. Bei höheren Wasserständen werden mehr Methan-Emissionen freigesetzt. Zusätzlich entstehen Lachgas-Emissionen. Im Jahr 2022 wurden aus Moorböden um die 53,4 Mio. t CO 2 Äquivalente an THG-Emissionen (CO 2 -Emissionen: 47,9 Mio. t CO 2 Äquivalente, Methan-Emissionen: 1,7 Mio. t CO 2 Äquivalente, Lachgas-Emissionen: 0,4 Mio. t CO 2 Äquivalente) freigesetzt. Das entspricht etwas mehr als 7 % der gesamten Treibhausgasemissionen in Deutschland im Jahr 2022. (siehe Abb. " Treibhausgas -Emissionen aus Mooren"). Die Menge an freigesetzten CO 2 -Emissionen aus Mooren ist somit höher als die gesamten CO 2 -Emissionen des Industriesektors (41,0 Mio. t CO 2 ). Landwirtschaftlich genutzte Moorböden Drainierte Moorböden werden überwiegend landwirtschaftlich genutzt. Die dabei entstehenden Emissionen aus organischen Böden werden deshalb in den Landnutzungskategorien Ackerland und Grünland im engeren Sinne (d.h. Wiesen, Weiden, Mähweiden) erfasst. Hinzu kommen die Lachgasemissionen aus den organischen Böden (Histosole) des Sektors Landwirtschaft. Insgesamt wurde für diese Bereiche eine Emissionsmenge von rund 43,0 Mio. t CO 2 -Äquivalente in 2022 (folgende Angaben in Mio. t CO 2 -Äquivalente: CO 2 : 38,6, Methan: 1,0 und Lachgas: 3,2) freigesetzt, was insgesamt einem Anteil von 80,5 % an den THG-Emissionen aus Mooren entspricht. Feuchtgebiete Unter der Landnutzungskategorie „Feuchtgebiete“ werden in Deutschland verschiedene Flächen zusammengefasst: Zum einen werden Moorgebiete erfasst, die vom Menschen kaum genutzt werden. Dazu gehören die wenigen, naturnahen Moorstandorte in Deutschland, aber auch mehr oder weniger stark entwässerte Moorböden (sogenannte terrestrische Feuchtgebiete). Zum anderen werden unter Feuchtgebiete auch Emissionen aus Torfabbau (on-site: Emission aus Torfabbauflächen; off-site: Emissionen aus produziertem und zu Gartenbauzwecken ausgebrachtem Torf) erfasst. Allein die daraus entstehenden CO 2 -Emissionen liegen bei rund 2,0 Mio. t CO 2 -Äquivalente. Im Inventar neu aufgenommen sind die Emissionen aus natürlichen und künstlichen Gewässern. Zu letzteren gehören Fischzuchtteiche und Stauseen ebenso wie Kanäle der Wasserwirtschaft. Durch diese Neuerung fließen nun Methanemissionen in das Treibhausgasinventar ein, die bislang nicht berücksichtigt wurden. Dadurch liegen nun die Netto-Gesamtemissionen der Feuchtgebiete bei 9,7 Mio. t CO 2 -Äquivalenten im Jahr 2022 und haben im Trend gegenüber dem Basisjahr 1990 um 10 % zugenommen. Diese Zunahme im Trend lässt sich auf eine zwischenzeitlich verstärkte Umwidmung von Grünland-, Wald- und Siedlungsflächen zurückführen. Nachhaltige Landnutzung und Forstwirtschaft sowie weitere Maßnahmen Im novellierten Bundes-Klimaschutzgesetz sind in § 3a Klimaziele für den LULUCF -Sektor 2021 festgeschrieben worden. Im Jahr 2030 soll der Sektor eine Emissionsbilanz von minus 25 Mio. t CO2 -Äquivalenten erreichen. Dieses Ziel könnte unter Berücksichtigung der aktuellen Zahlen deutlich verfehlt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, sind ambitionierte Maßnahmen zur Emissionsminderung, dem Erhalt bestehender Kohlenstoffpools und der Ausbau von Kohlenstoffsenken notwendig. Im Koalitionsvertrag adressieren die Regierungsparteien diese Herausforderungen. Das BMUV hat bereits den Entwurf eines „Aktionsprogramm natürlicher Klimaschutz“ vorgelegt, das nach einer Öffentlichkeitsbeteiligung im letzten Jahr innerhalb der Regierung abgestimmt wird. Auf die Notwendigkeit für ambitionierte Klimaschutzmaßnahmen und die Bedeutung von naturbasierten Lösungen für den Klimaschutz hat das Umweltbundesamt in verschiedenen Studien (siehe hierzu Treibhausgasminderung um 70 Prozent bis 2030: So kann es gehen! ) hingewiesen Seit dem Jahr 2015 wird die Grünlanderhaltung im Rahmen der EU-Agrarpolitik über das sogenannte Greening geregelt (Verordnung 1307/2013/EU) . Das bedeutet, dass zum ein über Pflug- und Umwandlungsverbot Grünland erhalten und zum anderen aber auch durch staatliche Förderung die Grünlandextensivierung vorangetrieben werden soll. Die Förderung findet auf Bundesländerebene statt. In der Forstwirtschaft sollen Waldflächen erhalten oder sogar mit Pflanzungen heimischer Baumarten ausgeweitet und die verstärkte Holznutzung aus nachhaltiger Holzwirtschaft (siehe Charta für Holz 2.0 ) gefördert werden. Weitere Erstaufforstungen sind bereits bewährte Maßnahmen, um die Senkenwirkung des Waldes zu erhöhen. Des Weiteren werden durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft ( BMEL ) internationale Projekte zur nachhaltigen Waldwirtschaft, die auch dem deutschen Wald zu Gute kommen, zunehmend gefördert. Eine detailliertere Betrachtung dazu findet sich unter Klimaschutz in der Landwirtschaft . Die Treibhausgas -Emissionen aus drainierten Moorflächen lassen sich verringern, indem man den Wasserstand gezielt geregelt erhöht, was zu geringeren CO 2 -Emissionen führt. Weitere Möglichkeiten liegen vor allem bei Grünland und Ackerland in der landwirtschaftlichen Nutzung nasser Moorböden, der sogenannten Paludikultur (Landwirtschaft auf nassen Böden, die den Torfkörper erhält oder zu dessen Aufbau beiträgt). Eine weitere Klimagasrelevante Maßnahme ist die Reduzierung des Torfabbaus und der Torfanwendung (siehe Moorklimaschutz ).
Das Projekt "Trennung der Komponenten des CO2 Gaswechsels von Pflanzenbeständen im Licht" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Lehrstuhl für Grünlandlehre.Photosynthese und Respiration - die zwei dominierenden Komponenten des C-Haushaltes von Pflanzen und Ökosystemen - lassen sich mit konventionellen Methoden der Gaswechselmessung nicht mit befriedigender Präzision trennen. Dieser Sachverhalt begründet Defizite im Verständnis des C- und Energiehaushaltes von Kulturpflanzen und Ökosystemen. Im vorliegenden Vorhaben sollen neuartige CO2 Gaswechselmesstechniken in Kombination mit der kontinuierlichen Messung der C- und O-isotopischen Signaturen (d13C und d18O) des CO2 eingesetzt werden, um Photosynthese und Respiration eines Pflanzenbestandes im Licht zu quantifizieren und zu trennen. Grundlage hierfür ist die Bestimmung der natürlich entstehenden Unterschiede in der C- und O-isotopischen Signatur von photosynthetischen und respiratorischen CO2-Flüssen. Diese Ergebnisse werden mit Schätzwerten aus Untersuchungen mit anderen Methoden verglichen. In den Experimenten sollen Photosynthese, Respiration, Wachstum und Assimilateverteilung der Bestände durch differenzielle N-Ernährung manipuliert und deren Auswirkung auf die 13C- und 18O-Signaturen des respirierten und fixierten CO2 charakterisiert werden. Mit den gewonnenen Daten lässt sich erstmalig die Übertragbarkeit der bislang nur auf der Skala von Blättern verifizierten Modelle zur C- und O-Isotopendiskriminierung auf die Skala von Pflanzenbeständen und Ökosystemen überprüfen.
Das Projekt "Erhoehter CO2-Partialdruck in der Atmosphaere: Anpassung des Stoffwechsels und Inhaltsstoffe von Nutzpflanzen (insbesondere Getreide)" wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Getreide-, Kartoffel- und Fettforschung, Institut für Biochemie und Analytik des Getreides.Hypothesen: Der steigende CO2-Partialdruck in der Erdatmosphaere veraendert die Expression von Genen und damit den Stoffwechsel der Pflanzen. Folgen sind veraenderter Naehrstoffbedarf und veraenderte Zusammensetzung auch der landwirtschaftlichen Produkte. Ergebnisse: Der Phosphatbedarf der Pflanzen steigt in Hoch CO2. - Der Stickstoffbedarf faellt in Hoch-CO2 (Wachstum) - Das C/N Verhaeltnis in Pflanzen ist erhoeht in Hoch-CO2; sehr hohe Stickstoffgaben wirken diesem Effekt entgegen. - Modifizierungen im Phosphat- und Stickstoffwechsel erfolgen in den Blaettern. - Die Expression mancher photosynthetischer Gene wird von Hoch CO2 beeinflusst. - Aufklaerung des Stoffwechsels in Sink-Geweben der Pflanze (insbesondere Speicherorgane) - Untersuchungen zu CO2-Effekten auf die Rhizosphaere und Mineralstoffaufnahme (einschl. Schwermetalle).
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