In the Bavarian Forest National Park a brief, but intense storm event on 1 August 1983 created large windfall areas. The windfall ecosystems within the protection zone of the park were left develop without interference; outside this zone windfall areas were cleared of dead wood but not afforested. A set of permanent plots (transect design with 10 to 10 m plots) was established in 1988 in spruce forests of wet and cool valley bottoms in order to document vegetation development. Resampling shall take place every five years; up to now it was done in 1993 and 1998. On cleared areas an initial raspberry (Rubus idaeus) shrub community was followed by pioneer birch (Betula pubescens, B. pendula) woodland, a sequence well known from managed forest stands. In contrast to this, these two stages were restricted to root plates of fallen trees in uncleared windfalls; here shade-tolerant tree species of the terminal forest stages established rather quickly from saplings that had already been present in the preceeding forest stand. Soil surface disturbances are identified to be causal to the management pathway of forest development, wereas the untouched pathway is caused by relatively low disturbance levels. The simulation model FORSKA-M is used to analyse different options of further stand development with a simulation time period of one hundred years.
Mit Inkrafttreten des Benzinbleigesetzes vom 5. August 1971 (1. Stufe) verspricht man sich eine beachtliche Herabsenkung der Bleiwerte in der Luft, was sich vorher schon bei Pflanzen bemerkbar machen muss. Die damit vorgenommene Herabsetzung des Bleigehaltes auf 0,40 g/l Kraftstoff zeigt insbesondere an unseren Bundesautobahnen keinen sichtbaren Erfolg im Blei-Cadmium-Zink-Pegel chlorophyllfuehrender Organe, was zunaechst auf den ansteigenden Kraftfahrzeugverkehr zurueckgefuehrt werden koennte. Erst die Herabsetzung des Bleigehaltes auf 0,15 g/l Kraftstoff ab 1.1.1976 zeigt eine allmaehliche Abschwaechung des Bleigehaltes in den 1-jaehrigen Nadeln von Picea pungens 'Glauca', nicht jedoch in den 2-jaehrigen Nadeln. Weitere Untersuchungen, die von Anfang an auch den Ampelverkehr beim Versuchsprojekt mit beruecksichtigen, insbesondere jedoch auch die Schutzwirkungen von ansteigenden Boeschungen und/oder Gehoelzen, werden laufend durchgefuehrt, da erst die naechsten Jahre eine endgueltige Auskunft erlauben.
In der Umgebung der geplanten Wiederaufarbeitungsanlage in Wackersdorf (WAW) und an einem Referenzort werden Proben von Baumnadeln (Fichten, Tannen, Kiefern) und von Lebern der Roetelmaeuse genommen und auf alpha- bzw. gamma-strahlende Einzelnuklide untersucht. Das Forschungsvorhaben hat zum Ziel, vor Inbetriebnahme der WAW eine Grunderhebung der Radioaktivitaetsverteilung in biologisch signifikanten Proben zu erhalten. Es soll dadurch sichergestellt werden, dass nach Inbetriebnahme der WAW eine eventuelle Anreicherung von Radioaktivitaet in der Umwelt nachzuweisen waere.
Der deutsche Wald ist extremen Bedingungen ausgesetzt und insbesondere die forst- und holzwirtschaftlich sehr bedeutende Baumart Fichte (Picea abies, L.) leidet unter den im Klimawandel verstärkten und existenzbedrohenden Einflussfaktoren wie Trockenheit, Sturm und Borkenkäferbefall. In den vergangenen Jahren sind bereits große Mengen Fichten-Kalamitätsholz angefallen und auch zukünftig werden große Mengen erwartet. Ein wesentlicher Teil dieses Projektvorhabens ist eine Zustandsanalyse für repräsentative geschädigte Fichtenbestände. An den fokussierten Standorten Harz (Niedersachsen) und Sauerland (NRW) werden Untersuchungen zum Schadforstschritt und zur Holzqualität von stehend gelagertem Fichten-Kalamitätsholz durchgeführt. Die Ergebnisse bilden die wesentliche Grundlage für die Ableitung der möglichen stofflichen Verwertungswege, wobei die hochwertigste Nutzungsmöglichkeit des Fichten-Kalamitätsholzes für das Bauen mit Holz angestrebt wird. Erkenntnisse zu den erfassten Holzqualitäten werden zur Erstellung eines Leitfadens bereitgestellt. Darüber hinaus wird die technische Trocknung des Fichten- Kalamitätsholzes von verschiedenen Beständen aus Harz und Sauerland sowie aus Trockenlagern erprobt. Ziel ist es die bis dato genutzten Trocknungsfahrpläne an die Eigenschaften des geschädigten Holzes anzupassen und Risiken bei der Trocknung des Kalamitätsholzes zu bewerten.
Hintergrund: Dieses Projekt begleitet die Umgestaltung eines Fichtenwald-Reinbestandes im Nationalpark Eifel vom derzeitigen Ist-Zustand über eine Baumentnahme hin zu einem standortgerechten Laubmischwald. Der Stoffhaushalt (Kohlenstoff, Lösungsfracht, Schwebfracht, Bachgeschiebe und Wasser) sowie die ihn beeinflussenden Faktoren (Klima, Boden, Vegetation, Landnutzung) werden genauer untersucht. Erstmalig werden für dieses Gebiet im Rahmen dieses Projektes CO2-Kreisläufe quantifiziert und Maßnahmen zur Kohlenstoffreduktion beschrieben (durch das Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre - Institut 4: Agrosphäre (ICG-4)). Zudem sollen zu erwartende Veränderungen auf Stoff- und Wasserkreisläufe erfasst werden. Bestehende Datenlücken für die Mittelgebirge werden damit geschlossen (durch den Lehrstuhl für Physische Geographie und Geoökologie (PGG)). Fragestellungen: Aufgabe des Projektes wird sein, präzise Informationen zum Stoff- (u.a. Kohlendioxid, Nitrat, Phosphat, Ammonium) und Wasserkreislauf zu erhalten sowie die Bedeutung standortrelevanter Parameter (Klima, Boden, Vegetation, Landnutzung) bei der Entstehung eines standorttypischen Laubmischwaldes zu erfassen. Während der Umwandlung eines Fichtenreinbestandes zu einem Laubwald - mit Vergleichsuntersuchungen im Freiland (Wiese) - sollen verschiedene Stadien der Umwandlung untersucht werden. Die Ergebnisse werden neue und vor allem quantifizierbare Erkenntnisse zum CO2-Haushalt sowie zum Wasser- und Stoffkreislauf im Ökosystem Wald liefern; Grundbausteine für eine nachhaltige Landnutzung und der Reduzierung atmosphärischen CO2. Von der Arbeitsgruppe PGG und dem ICG-4 bearbeitete Fragestellungen: - Wie wirken sich Landnutzungsänderungen auf Stoff- und Wasserhaushalt aus? - Welche Auswirkungen hat der Klimawandel auf Wasser, Boden und Vegetation? - Wie wirken sich Rückkopplungsprozesse auf terrestrische Systeme aus? - Wie wirken sich großräumige Eingriffe aus? Ziele: Ziele des Lehrstuhls für Physische Geographie und Geoökologie sind insbesondere, in Kooperation mit dem ICG-4 Veränderungen des Kohlenstoff- und Wasserhaushaltes sowie der Nährstoffkreisläufe in Erwartung des absehbaren Klimawandels und der Maßnahmen zur CO2-Reduktion zu erfassen. Gesicherte Erkenntnisse in Bezug auf den Wasserhaushalt und die ihn beeinflussenden Größen in Mittelgebirgsräumen liegen bisher kaum vor. Hier schließt das Projekt eine Datenlücke. Die Rolle der Vegetation sowie der Böden (insbesondere die bodenbildenden periglazialen Deckschichten) sind hier von Bedeutung, da Prozesse der Stoffakkumulation, -umwandlung und -transport von diesen Parametern stark abhängig sind. Deckschichten haben mit ihren Mächtigkeiten und Ausprägungen einen starken Einfluss auf Sickerwasser, Grundwasserneubildung, Retention und Oberflächenabfluss. Zudem ist für die Kooperation mit dem ICG-4 die Betrachtung des Bodenwasserhaushaltes unerlässlich, um den CO2-Vorrat im Boden zu analysieren. Die Retentionskapazitäten der Böden werden präzi
Als Grundlage für hochaufgelöste Klimarekonstruktionen der letzten Jahrtausende dienen jahrgenau datierbare natürliche Klimaproxies wie Jahresringe von Bäumen. Bisher konzentrierten sich dendroklimatologische Untersuchungen in Europa auf Temperaturrekonstruktionen borealer und alpiner Waldgrenzstandorte. In weitaus geringerem Umfang liegen dagegen hydroklimatische Rekonstruktionen basierend auf niederschlagssensitiven Baumarten der Tieflagen (kleiner als 1000 m NN) vor, obgleich hydroklimatische Schwankungen in der Abschätzung zukünftiger und historischer Klimaveränderungen eine wichtige Rolle spielen. Die Steuerungsfaktoren, das Ausmaß und die zeitliche Abfolge dekadischer bis mehrhundertjähriger Schwankungen im Baumwachstum, welche für die Rekonstruktion des gesamten Spektrums hydroklimatischer Variabilität von entscheidender Bedeutung sind, wurden bisher kaum untersucht und verstanden. In dem geplanten Projekt sollen nun zum ersten Mal langfristige Wachstumstrends auf verschiedenen raum-zeitlichen Skalen von acht europäischen Baumarten über die letzten 1.000 Jahre gegenübergestellt werden. Die hauptsächlich aus archäologischen und historischen Holzfunden generierten Jahrringdaten von Eiche, Buche, Erle, Esche, Ulme, Tanne, Kiefer und Fichte, in Verbindung mit Daten lebender Bäume, decken die letzten 1.000 Jahre lückenlos mit hoher Belegung ab. Dieser einmalige Datenbestand mit rund 60.000 Jahrringserien ökologisch und ökonomisch wichtiger heimischer Baumarten wird von europäischen Jahrringforschern bereitgestellt. Das Ziel des geplanten Projektes ist ein besseres Verständnis der raum-zeitlichen Variabilität von niederfrequenten Wachstumstrends und die Identifizierung gemeinsamer Faktoren, die das längerfristige Baumwachstum in Europa maßgeblich steuern (z.B. Klima und/oder Vulkanemissionen, Kohlenstoffdioxidgehalt der Atmosphäre oder Veränderungen der Sonnenaktivität). Die angewandten Methoden umfassen neue Standardisierungsverfahren, Trend- und Spektralanalysen sowie Filterungsverfahren, um niederfrequente Schwankungen der Jahrringchronologien zu detektieren und extrahieren. Faktoren, die das langfristige Baumwachstum maßgeblich steuern, werden unter Einbeziehung verschiedener Klimaparameter (Temperatur, Niederschlag, Abflussmengen von Flüssen, Grundwasserstände) sowie Zeitreihen externer und interner Einflüsse auf das Klimasystem identifiziert. Darüber hinaus werden die langfristigen Wachstumstrends mit Zeitreihen anderer Paläoarchive verglichen. Die in dem geplanten Projekt gewonnenen neuen Erkenntnisse über klimabedingter, langfristiger Wachstumsschwankungen und deren Ursachen werden eine deutlich bessere Grundlage für zukünftige valide Klimarekonstruktionen, globale Klimamodelle und für die Quantifizierung von Langzeitveränderungen des globalen Kohlenstoffkreislaufs schaffen.
Soll die Fichte auf stauwasserbeeinflussten Boeden auch in Zukunft noch eine Bedeutung als Wirtschaftsbaumart behalten, so muessen von Fichten dominierte Bestaende fruehzeitig stabilisiert werden. Ein Moeglichkeit dazu ist die Mischung mit Baumarten, welche in der Lage sind, Boeden tief und intensiv zu durchwurzeln. Fuer die Roterle liegen Hinweise vor, dass sie auch die Stauhorizonte durchwurzelt. Neben einer stabilisierenden Wirkung durch den Wasserverbrauch und einer guenstigen oekochemischen Beeinflussung durch ihre milde Streu, soll langfristig durch die Durchwurzelungsdynamik die Bodenstruktur verbessert werden. Gleichzeitig geht aus der Literatur aber auch hervor, dass die Roterle in den Stickstosshaushalt eingreift und die pH-Werte in der Bodenloesung absenkt, dass die Basensaettigung abnimmt und die Aluminiummobilitaet waechst bei gleichzeitig abnehmender Phosphorverfuegbarkeit. Daher wird das waldbauliche Konzept der Fichten/Erlen-Mischung auf seine wasserhaushaltsbeeinflussenden und oekochemischen Auswirkungen hin ueberprueft.
Aufgrund von Ergebnissen einer vorausgehenden Untersuchung, nach der eine differenzierte und mit Bodenbefunden vergleichbare Waldschadenskartierung in aelteren Fichtenreinbestaenden mit Hilfe von LANDSAT-TM-Daten moeglich ist, wird an folgenden Problemen gearbeitet: - Verfahrensverbesserungen durch GIS-Einsatz (Auswahl von Trainingsgebieten; Verifizierung von Befunden; Adjustierung von Daten und Ergebnissen). - Analyse von Zusammenhaengen zwischen Waldschaeden und oekologisch relevanten Einflussfaktoren mittels GIS. - Veraenderungsnachweise. - Einbeziehung anderer Baumarten und Bestandesaufbauformen. - Untersuchung der Einfluesse unterschiedlicher Waldbau-Konzepte in Niedersachsen und Sachsen-Anhalt.
Die Immissionsbelastung von Waldbestaenden wird mit Hilfe sensitiver Bioindikatoren (Flechten u. Fichtenkronen) sowie von Fichtennadeln als Bioakkumulatoren erfasst. Anhand zusaetzlicher Erhebungen zum Bestand und Standort wird der Einfluss verschiedener Randbedingungen auf Vitalitaet und Zuwachs von Fichtenbestaenden untersucht. Die Nadelanalysen dienen auch der Abschaetzung der Naehrstoffversorgung.
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